СП 554.1311500.2026. 1 Область применения

1.1

Настоящий свод правил устанавливает правила обеспечения огнестойкости несущих стальных строительных конструкций из горячекатаного проката по признаку потери несущей способности для жилых, общественных, производственных и складских зданий и сооружений.

1.2

Настоящий свод правил не распространяется на ограждающие стальные строительные конструкции (мембраны, оболочки), на стальные строительные тонкостенные конструкции из холодногнутых оцинкованных профилей гофрированных листов.

2

Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы по стандартизации:

ГОСТ 9651 (ИСО 783-89) Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах

ГОСТ 27751 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 30247.0 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования

ГОСТ 30247.1 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции

ГОСТ Р 21.101 Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации

ГОСТ Р 53293 Пожарная опасность веществ и материалов. Материалы, вещества и средства огнезащиты. Идентификация методами термического анализа

ГОСТ Р 53295 Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности

ГОСТ Р 59637 Средства противопожарной защиты зданий и сооружений. Средства огнезащиты. Метод контроля качества огнезащитных работ при монтаже (нанесении), техническом обслуживании и ремонте

СП 2.13130 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты

СП 14.13330 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*

СП 16.13330 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*

СП 20.13330 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет, на официальном сайте федерального органа исполнительной власти, разработавшего и утвердившего настоящий свод правил, или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов:

3.1

критическая температура: Средняя температура сечения стальной конструкции, при которой наступает предельное состояние по потере несущей способности.

3.2

огнезащитная эффективность: Показатель эффективности средства огнезащиты, который характеризуется временем в минутах от начала огневого воздействия при определенном температурном режиме пожара на стальные конструкции с различной приведенной толщиной металла и различной толщиной огнезащитного покрытия до достижения определенной (критической) температуры, определяется методами, изложенными в пунктах 12.3 - 12.10 настоящего свода правил.

3.3

предел огнестойкости: Промежуток времени от начала огневого воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления одного из нормированных для данной конструкции предельных состояний по огнестойкости.

3.4

предел огнестойкости незащищенных стальных конструкций: Предел огнестойкости, который обеспечивается за счет параметров сечения строительной конструкции и свойств материала, из которого она изготовлена, без применения средств огнезащиты.

3.5

нормируемый (требуемый) предел огнестойкости стальных конструкций: Значение предела огнестойкости, устанавливаемое в нормативно-правовых актах, нормативных документах по пожарной безопасности и (или) проекте.

3.6

фактический предел огнестойкости стальных конструкций: Предел огнестойкости строительной конструкции, определенный по результатам испытаний или расчетно-аналитическим методом, в том числе с огнезащитой (при ее применении).

3.7

предельное состояние строительного объекта: Состояние строительного объекта, при превышении характерных параметров которого эксплуатация строительного объекта недопустима, затруднена или нецелесообразна.

3.8

предельное состояние по потере несущей способности (R): Предельное состояние конструкций, наступающее вследствие обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций, значения которых приведены в приложении А ГОСТ 30247.1.

3.9

сталь повышенной огнестойкости (огнестойкая сталь): Сталь, обладающая улучшенной сохранностью своих механических свойств при повышенных температурах.

Примечание - В обозначении класса прочности сталь повышенной огнестойкости маркируется буквой "П".

3.10

эквивалентная продолжительность пожара: Продолжительность стандартных испытаний, воздействие которых на строительную конструкцию аналогично воздействию реального пожара.

4.1

Требования к проектированию и расчету прочности несущих стальных строительных конструкций установлены СП 16.13330.

4.2

При проектировании зданий и сооружений должны быть установлены пределы огнестойкости несущих стальных конструкций, а также конструкций, к которым предъявляются требования по огнестойкости, для определения возможности их применения в зданиях и сооружениях заданной степени огнестойкости.

4.3

Нормируемые значения пределов огнестойкости стальных конструкций устанавливаются в зависимости от принятой степени огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков в соответствии с частью 1 статьи 87 [1].

4.4

К несущим стальным конструкциям (элементам) здания не относятся элементы здания, если потеря ими несущей способности в условиях пожара не приводит к нарушению общей прочности, пространственной устойчивости и прогрессирующему (лавинообразному) разрушению конструкции здания за пределами очага пожара.

4.5

Предел огнестойкости стальных конструкций определяется в условиях стандартных испытаний в соответствии с частью 7 статьи 87 N 123-ФЗ [1].

Допускается предел огнестойкости стальных конструкций определять расчетно-аналитическим методом в соответствии с частью 10 статьи 87 N 123-ФЗ [1] и согласно требованиям разделов 7 - 12 настоящего свода правил по времени (в минутах) от начала огневого испытания или расчетного воздействия пожара до наступления предельного состояния по потере несущей способности.

4.6

Для обоснования соответствия фактических пределов огнестойкости стальных конструкций требуемым (нормируемым) следует применять стандартный температурный режим пожара.

При применении реальных или альтернативных температурных режимов пожара необходимо производить расчет эквивалентной продолжительности пожара. При обосновании огнестойкости при других температурных режимах пожара следует учитывать особенности этих режимов при расчетах и испытаниях, в том числе при оценке эффективности огнезащиты. Сведения о применяемом температурном режиме пожара должны быть приведены в отчетных материалах (расчеты, протоколы испытаний и другие).

5.1

Нормируемый (требуемый) предел огнестойкости несущих стальных конструкций и узлов их соединения должен обеспечиваться одним из следующих способов или их комбинацией:

повышением предела огнестойкости незащищенных стальных конструкций;

применением различных средств и способов огнезащиты.

5.2

Повышение предела огнестойкости незащищенных стальных конструкций при применении стали повышенной прочности в соответствии с таблицей Б1 Приложения Б к настоящему своду правил и (или) при увеличении размеров сечения обеспечивается за счет увеличения несущей способности при неизменной нагрузке и, соответственно, повышения критической температуры.

Повышение предела огнестойкости незащищенных стальных конструкций при увеличении приведенной толщины обеспечивается за счет увеличения теплоемкости и уменьшения относительной площади обогреваемой поверхности конструкции и, соответственно, снижения скорости ее прогрева.

Повышение предела огнестойкости незащищенных стальных конструкций при применении огнестойких сталей обеспечивается за счет повышения критической температуры вследствие обеспечения лучшей сохранности механических свойств огнестойких сталей при повышенных температурах.

Повышение предела огнестойкости незащищенных стальных конструкций при заполнении полостей бетоном обеспечивается за счет увеличения теплоемкости конструкции, а также повышения несущей способности при применении бетона.

Повышение предела огнестойкости стальных конструкций при применении различных способов и средств огнезащиты обеспечивается за счет создания на обогреваемой поверхности конструкции теплоизоляционного слоя, что способствует снижению скорости прогрева.

5.3

Мероприятия по обеспечению требуемых пределов огнестойкости стальных конструкций и узлов их соединения выполняются в два этапа.

На первом этапе проводится оценка соответствия пределов огнестойкости незащищенных стальных конструкций степени огнестойкости здания.

На втором этапе в случае, когда фактический предел огнестойкости стальных конструкций без средств огнезащиты не соответствует требуемым (нормируемым) значениям, разрабатывается проект огнезащиты.

5.4

Оценка соответствия пределов огнестойкости незащищенных стальных конструкций степени огнестойкости здания включает в себя последовательное выполнение следующих мероприятий:

анализ проекта здания (сооружения), разложение общей схемы каркаса на составляющие стержневые конструкции;

определение требуемых пределов огнестойкости стальных конструкций и узлов их соединения;

определение температурного режима пожара в соответствии с пунктом 4.6 настоящего свода правил;

выполнение прочностного расчета стальных конструкций, определение критической температуры в соответствии с разделом 8 настоящего свода правил;

проведение теплотехнического расчета по определению фактических пределов огнестойкости стальных конструкций в соответствии с разделом 12 настоящего свода правил;

определение способа обеспечения требуемого предела огнестойкости стальных конструкций в соответствии с пунктом 5.1 настоящего свода правил;

определение необходимости применения огнезащиты, разработки проекта огнезащиты, формирование номенклатуры стальных конструкций, для которых требуется огнезащита.

5.5

Разработка проекта огнезащиты стальных конструкций выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ Р 21.101 и включает в себя последовательное выполнение следующих мероприятий:

1) подбор оптимальных способов и средств огнезащиты согласно пунктам 5.8 и 5.10 настоящего свода правил;

2) проведение теплотехнического расчета по определению пределов огнестойкости стальных конструкций (времени нагрева конструкции с огнезащитой до критической температуры при установленном температурном режиме пожара) в соответствии с положениями настоящего свода правил;

3) определение толщины огнезащитного покрытия для обеспечения требуемых пределов огнестойкости стальных конструкций согласно пункту 12.10 настоящего свода правил;

4) составление ведомости стальных конструкций, подлежащих огнезащите, с указанием данных об их основных параметрах и применяемом средстве огнезащиты согласно приложению А настоящего свода правил.

5.6

Требования к определению способа обеспечения требуемого предела огнестойкости стальных конструкций зданий и сооружений в районах с повышенной сейсмичностью установлены СП 14.13330.

5.7

Проект огнезащиты должен содержать обоснование принятых технических решений по обеспечению требуемого предела огнестойкости стальных конструкций по результатам испытаний на огнестойкость по ГОСТ 30247.1 или с использованием расчетно-аналитического метода в соответствии с требованиями разделов 7 - 12 настоящего свода правил.

5.8

Выбор средства огнезащиты стальных конструкций должен осуществляться с учетом его огнезащитной эффективности при установленном температурном режиме пожара (толщине огнезащитного покрытия стальных строительных конструкций различной приведенной толщины, необходимой для обеспечения требуемого предела огнестойкости), класса пожарной опасности, условий эксплуатации и установленного срока эксплуатации огнезащитного покрытия.

5.9

Для огнезащиты стальных конструкций применяются средства огнезащиты, прошедшие процедуры подтверждения соответствия в порядке, установленном [3].

5.10

Для обеспечения огнестойкости узлов соединений стальных конструкций следует применять проектные решения по огнезащите, используемые для обеспечения огнестойкости соединяемых конструкций.

Проектные решения для обеспечения огнестойкости узлов соединений стальных конструкций, отличные от используемых для обеспечения огнестойкости соединяемых конструкций, должны быть обоснованы в проектной и рабочей документации.

6.1

Свойства стали при нормальных условиях эксплуатации должны соответствовать требованиям СП 16.13330.

Данные об изменении механических свойств основных строительных сталей при повышенных температурах приведены в таблице Б.1 и на рисунках Б.1 - Б.8 приложения Б настоящего свода правил.

6.2

Основными механическими свойствами стали, определяющими несущую способность стальных конструкций, являются предел текучести и модуль упругости. При нагреве несущая способность стальных конструкций уменьшается при снижении предела текучести и модуля упругости вследствие изменений структуры стали и накопления деформации температурной ползучести, а также за счет влияния температурного расширения стальных конструкций.

Потеря несущей способности стальных сжатых конструкций наступает при нагреве до критической температуры в результате потери прочности (снижение предела текучести стали до рабочих напряжений в сечении конструкции) или в результате потери устойчивости (при снижении модуля упругости до критического значения).

Растянутые и изгибаемые стальные конструкции теряют несущую способность при нагреве до критической температуры в результате потери прочности (снижение предела текучести стали до рабочих напряжений в сечении конструкции).

7.1

Пределы огнестойкости несущих строительных конструкций с огнезащитой или без огнезащиты определяются расчетно-аналитическим методом, включающим совместное решение прочностной задачи (прочностной расчет), с учетом заданных условий нагружения и опирания конструкции, и теплотехнической задачи, в том числе с использованием экспериментальных данных по огнезащитной эффективности средства огнезащиты.

7.2

Целью решения прочностной задачи (прочностной расчет) является определение критической температуры стальной несущей конструкции, при достижении которой наступает предельное состояние по потере несущей способности.

При прочностном расчете стальных конструкций применяется статический подход, основанный на справочных данных об изменении механических свойств стали при повышенных температурах, приведенных в таблице Б.1 и на рисунках Б.1 - Б.8 приложения Б настоящего свода правил. При этом не учитываются температурный режим пожара, фактор времени нахождения конструкции под высокотемпературным воздействием, неравномерность распределения температуры по сечению конструкции, влияние температурного расширения стальных конструкций.

7.3

Целью решения теплотехнической задачи (теплотехнического расчета) является определение времени прогрева стальных конструкций с огнезащитой или без огнезащиты от начала температурного воздействия при установленном температурном режиме пожара до определенной (критической) температуры. Время прогрева стальной конструкции до критической температуры является ее фактическим пределом огнестойкости.

При наличии данных об огнезащитной эффективности определенного огнезащитного покрытия в соответствии с пунктами 12.8 и 12.9 настоящего свода правил время прогрева стальной конструкции с огнезащитой до определенной (критической) температуры определяется расчетно-аналитическим методом с использованием номограмм или матриц прогрева стальных конструкций с огнезащитным покрытием согласно пункту 12.10 настоящего свода правил.

7.4

Для расчета огнестойкости стальных конструкций допускается применение программных комплексов. Граничные и начальные условия, физико-механические характеристики материалов и иные параметры, задаваемые при решении теплотехнической задачи, должны соответствовать требованиям настоящего свода правил.

Применяемый программный комплекс должен быть верифицирован. Его использование допускается только при условии валидации по результатам огневых испытаний, проведенных в аккредитованной испытательной лаборатории в соответствии с [2].

Отчет по результатам расчета огнестойкости стальных конструкций должен содержать раздел о валидации использованного программного комплекса применительно к расчетам огнестойкости.

8.1

Значения и классификацию нагрузок следует принимать в соответствии с требованиями СП 20.13330. Расчет выполняется на особое сочетание нагрузок, включающее постоянные и длительные временные нагрузки, в том числе пониженные нормативные значения кратковременных нагрузок. Значения нагрузок при расчете принимаются равными их нормативным значениям (с коэффициентами надежности по нагрузке, равными 1,0). Коэффициент надежности по ответственности принимается равным 1,0.

При проверке элементов согласно ГОСТ 27751 вводится дополнительный коэффициент условий работы γct особого предельного состояния, равный 1,1.

Температурный коэффициент снижения прочности стали в конструкции при огневом воздействии определяется с учетом напряженно-деформированного состояния элемента.

8.2

Расчетные длины элементов при расчете следует принимать с учетом СП 16.13330, принимая при этом нормативные значения прочностных характеристик.

8.3

Расчет несущей способности стальной конструкции и узлов крепления выполняется по СП 16.13330, при этом расчетные прочностные характеристики материалов принимают равными их нормативным значениям.

8.4

Расчетное сопротивление стали по пределу текучести при нагреве:

Ryt = Ryn · γT , (8.1)

где γT - температурный коэффициент снижения прочности стали при нагреве, приведенный в таблице Б.1 приложения Б настоящего свода правил;

Ryn - предел текучести стали.

Формула (8.1)

Ryt = Ryn · γT , (8.1)

где γT - температурный коэффициент снижения прочности стали при нагреве, приведенный в таблице Б.1 приложения Б настоящего свода правил;

Ryn - предел текучести стали.

Ryt = Ryn · γT (8.1)

где γT - температурный коэффициент снижения прочности стали при нагреве, приведенный в таблице Б.1 приложения Б настоящего свода правил;

Ryn - предел текучести стали.

8.5

Модуль упругости стали при нагреве:

Et = E · γe , (8.2)

где γe - температурный коэффициент снижения модуля упругости стали при нагреве, приведенный в таблице Б.1 приложения Б настоящего свода правил;

E - модуль упругости стали.

Формула (8.2)

Et = E · γe , (8.2)

где γe - температурный коэффициент снижения модуля упругости стали при нагреве, приведенный в таблице Б.1 приложения Б настоящего свода правил;

E - модуль упругости стали.

Et = E · γe (8.2)

где γe - температурный коэффициент снижения модуля упругости стали при нагреве, приведенный в таблице Б.1 приложения Б настоящего свода правил;

E - модуль упругости стали.

8.6

Критическая температура нагрева сечения °C по потере несущей способности, определяется как соответствующая наименьшей величине коэффициентов γT и γe в соответствии с таблицей Б.1 приложения Б настоящего свода правил.

Расчет температурного коэффициента снижения модуля упругости стали при сжатии следует выполнять по формуле:

γe = N · lef^2 / (π^2 · E · Jmin) , (8.3)

где lef - расчетная эффективная длина элемента;

Jmin - наименьший момент инерции сечения элемента.

lef = μ · l , (8.4)

где l - геометрическая длина элемента;

μ - коэффициент приведения длины элемента, определяемый в соответствии с СП 16.13330.

Формула (8.3)

γe = N · lef^2 / (π^2 · E · Jmin) , (8.3)

где lef - расчетная эффективная длина элемента;

Jmin - наименьший момент инерции сечения элемента.

γe = N · lef^2 / (π^2 · E · Jmin) (8.3)

где lef - расчетная эффективная длина элемента;

Jmin - наименьший момент инерции сечения элемента.

Формула (8.4)

lef = μ · l , (8.4)

где l - геометрическая длина элемента;

μ - коэффициент приведения длины элемента, определяемый в соответствии с СП 16.13330.

lef = μ · l (8.4)

где l - геометрическая длина элемента;

μ - коэффициент приведения длины элемента, определяемый в соответствии с СП 16.13330.

8.7

При определении напряжений с использованием расчетных комплексов коэффициент γT допускается определять как γT = σn / Ryn , где σn - напряжения по результатам статического расчета.

9.1

Расчет температурного коэффициента снижения прочности элементов из стали при центральном растяжении силой N следует выполнять по формуле:

γT = N / (An · Ryn · γct · γc) , (9.1)

где An - площадь сечения нетто;

γc - коэффициент условий работы, определяемый в соответствии с СП 16.13330.

Формула (9.1)

γT = N / (An · Ryn · γct · γc) , (9.1)

где An - площадь сечения нетто;

γc - коэффициент условий работы, определяемый в соответствии с СП 16.13330.

γT = N / (An · Ryn · γct · γc) (9.1)

где An - площадь сечения нетто;

γc - коэффициент условий работы, определяемый в соответствии с СП 16.13330.

9.2

Расчет температурного коэффициента снижения прочности стали с учетом устойчивости элементов сплошного сечения при центральном сжатии силой N следует выполнять по формуле:

γT = N / (φy · A · Ryn · γct · γc) , (9.2)

где A - площадь сечения брутто;

φy - коэффициент устойчивости при центральном сжатии, значение которого при λ̄ ≥ 0,6 следует определять в соответствии с СП 16.13330, где λ̄ = λ · √(Ryn / E) - условная гибкость стержня;

γc - коэффициент условий работы, определяемый в соответствии с СП 16.13330.

При значениях λ̄ < 0,6 для типов сечений a и b, определяемых по СП 16.13330, следует принимать φ = 1 .

Значения коэффициента φ следует принимать не более 7,6 / λ̄^2 при значениях условной гибкости свыше 3,8; 4,4 и 5,8 для типов сечений a, b и c соответственно.

Формула (9.2)

γT = N / (φy · A · Ryn · γct · γc) , (9.2)

где A - площадь сечения брутто;

φy - коэффициент устойчивости при центральном сжатии, значение которого при λ̄ ≥ 0,6 следует определять в соответствии с СП 16.13330, где λ̄ = λ · √(Ryn / E) - условная гибкость стержня;

γc - коэффициент условий работы, определяемый в соответствии с СП 16.13330.

γT = N / (φy · A · Ryn · γct · γc) (9.2)

где A - площадь сечения брутто;

φy - коэффициент устойчивости при центральном сжатии, значение которого при λ̄ ≥ 0,6 следует определять в соответствии с СП 16.13330, где λ̄ = λ · √(Ryn / E) - условная гибкость стержня;

γc - коэффициент условий работы, определяемый в соответствии с СП 16.13330.

9.3

Критическая температура нагрева сечения °C при центральном растяжении или сжатии элемента по потере несущей способности определяется по величине коэффициента γT в соответствии с таблицей Б.1 приложения Б настоящего свода правил.