Цифровой щит для несущих конструкций: российская наука меняет правила проверки огнестойкости
Коллектив Самарского политеха под руководством завкафедрой «Железобетонные конструкции» Дениса Панфилова разработал комплекс программ для электронной вычислительной машины, которые позволят точнее оценивать огнестойкость элементов безраскосной фермы.
Традиционно для того, чтобы узнать, сколько простоит железобетонная балка в открытом пламени, ее просто сжигают. Метод точный, но дорогой и не быстрый. Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева (Самарский политех) предложили альтернативу. Они создали программный комплекс, позволяющий рассчитать огнестойкость элементов строительных конструкций виртуально. Это решение может стать важным шагом в цифровизации российской стройки и укреплении технологического суверенитета отрасли.
Цена безопасности
До недавнего времени оценка предела огнестойкости сложных конструкций, таких как безраскосные железобетонные фермы (тип несущих стержневых конструкций, обычно кровельных, в которых отсутствуют диагональные элементы – раскосы) требовала проведения натурных огневых испытаний. Для этого на полигоне, в реальном времени воссоздается сценарий пожара, а датчики фиксируют момент потери несущей способности. Методика надежна, но крайне затратна. Она требует уникальных стендов, огромных расходов на энергию и материалы, а главное - каждая такая проверка фактически уничтожает образец. Для массового проектирования это становится тормозом: инженеры вынуждены либо закладывать избыточный запас прочности, увеличивая стоимость здания, либо ждать очереди на испытания, затягивая сроки сдачи объектов.
Виртуальный полигон Самарского политеха
Разработка самарских ученых меняет ситуацию. Созданный комплекс программ позволяет моделировать поведение железобетона при высоких температурах без физического нагрева. Алгоритмы учитывают критические параметры: геометрию сечения, глубину залегания и расположение арматуры, степень огнезащиты и схему расчетного обогрева. Программа уже получила свидетельства о регистрации и готова к внедрению.
Это не просто «калькулятор», а серьезный инженерный инструмент. Он позволяет проектировщикам варьировать параметры конструкции на ранних стадиях, находя оптимальное соотношение между стоимостью материалов и требуемым пределом огнестойкости. Для строительной экспертизы это означает возможность быстрее обосновывать безопасность зданий, опираясь на расчетные данные, разрешенные нормативной базой. Для граждан это потенциально более безопасные дома, где несущие элементы проверены с максимальной точностью.
В тренде цифровизации и импортозамещения
Российская строительная отрасль переживает глубокую трансформацию. С 2024 года в стране обновлены правила формирования информационных моделей объектов капитального строительства, а применение технологий информационного моделирования (ТИМ/BIM) становится обязательным на многих этапах жизненного цикла здания. В этой экосистеме узкоспециализированное расчетное ПО является не роскошью, а необходимостью.
Цифровые методы вытесняют архаичные подходы. В 2024–2025 годах аналогичные шаги делали и другие игроки рынка: от калькуляторов конструктивной огнезащиты крупных производителей до кейсов использования сложных расчетных комплексов для обоснования безопасности металлических конструкций. Разработке Самарского политеха суждено стать частью этой волны. Она снижает зависимость проектировщиков от зарубежного софта, который зачастую недоступен или не адаптирован под российские нормы.
От академического инструмента к промышленному стандарту
Главная задача сейчас – масштабирование. Разработчики уже заявили о планах расширить функционал на другие типы несущих железобетонных элементов. Если программа превратится из узкого решения для ферм в универсальный модуль, ее ценность для проектных институтов возрастет многократно.
Ключевой фактор успеха – интеграция. Будущее инженерных расчетов за бесшовной работой в связке с российскими САПР и ТИМ-платформами. Если самарское ПО научится «общаться» с популярными отечественными проектными средами, оно станет неотъемлемой частью цифровой цепочки.
Разработка Самарского политеха- пример того, как фундаментальная наука решает прикладные задачи промышленности. В условиях, когда Россия активно строит и модернизирует инфраструктуру, переход к цифровым методам обеспечения безопасности неизбежен. Программа не заменит полностью реальные испытания, но позволит проводить их реже и осмысленнее. В конечном итоге, это инвестиция в спокойствие граждан: здания, спроектированные с помощью точных цифровых моделей, комфортны и безопасны.
