23 апреля 2016г.
Несмотря на то, что на тему определения остаточного ресурса и срока службы зданий и сооружений написано определенное количество работ, многие из них носят либо весьма относительный характер, либо привязаны к конкретному объекту (зданию или сооружению), либо в силу большого количества исходных данных имеют ограниченное практическое применение. Это, в свою очередь, затрудняет возможность использования той или иной методики для определения остаточного ресурса любого здания, чего требуют нормативные документы в области экспертизы промышленной безопасности [2].
Отсутствие единой, теоретически доказанной и проверенной на практике методики расчета остаточного ресурса позволяет «подгонять» расчеты и получать результаты, которые предполагаются экспертными организациями на основе опыта обследования технического состояния зданий и сооружений. Это дает лишь приблизительные значения, поэтому необходимо продолжить работу по уточнению наиболее точной и доступной методики определения остаточного ресурса, приведенной в «Рекомендациях по оценке надежности строительных конструкций зданий и сооружений по внешним признакам», ЦНИИПромзданий, 2001г. [3].
Данные Рекомендации [3] предназначены для приближенной оценки надежности эксплуатируемых зданий и сооружений в целом и их отдельных конструкций. По результатам этих оценок устанавливается пригодность конструкций зданий и инженерных сооружений для эксплуатации, а также устанавливаются сроки ремонтов и необходимость применения более точных методов установления надежности конструкций. Оценка надежности строительных конструкций при эксплуатации производится на основе имеющихся в них повреждений, устанавливаемых на основе визуальных обследований. Оценка вероятностей аварий зданий и сооружений и их надежность осуществляется по методике экспертных оценок.
Срок эксплуатации конструкции до капитального ремонта в годах определяется по формуле [3]:
где 𝜀1, 𝜀2, … , 𝜀𝑖– средняя величина повреждений отдельных видов конструкций (табл.4.1.1 [3]); 𝛼1, 𝛼2, … , 𝛼𝑖–
коэффициенты значимости отдельных видов конструкций.
При оценке величин повреждений учитывают их максимальную величину, так как авария здания или сооружения обычно происходит из-за наличия критического дефекта в отдельно взятой конструкции.
Учет всесторонних факторов, влияющих на эксплуатационную надежность зданий и сооружений, позволит уточнить применяемые коэффициенты. Анализ аварий зданий на территории Крайнего Севера показывает, что большое их количество происходит по причине влияния многолетнемерзлых грунтов и низких прочностных характеристик материалов конструкций. Коэффициенты, применяемые в расчете остаточного ресурса зданий и сооружений по данной методике необходимо адаптировать к условиям Крайнего Севера, которые существенно отличаются от средней полосы России.
Кроме того Рекомендации [3] приводят собственные категории технических состояний, которые не соответствуют действующему на обязательной основе ГОСТ 31937-2011 «Правила обследования и мониторинга технического состояния» [1]. Поврежденность оценивают не более 35 % от заданной надежности элементов. Это обусловлено тем, что составители руководствовались восстановительной стоимостью
конструкций и не посчитали необходимым оценивать поврежденность, если восстановительная стоимость превысила стоимость нового элемента. Однако анализ результатов экспертиз промышленной безопасности показывает, что элементы могут иметь значительно большую поврежденность.
Отсутствует разделение конструкций по материалу. Общеизвестно, что железобетонные конструкции являются более долговечными по сравнению с металлическими конструкциями. Так же в Рекомендациях [3] приведено ограниченное количество видов конструктивных элементов. Отсутствуют такие значимые виды, как, свайные фундаменты, связи, прогоны, арочные конструкции.
Проведенные исследования позволили уточнить коэффициенты, о которых говорится выше, с учетом особенностей эксплуатации конструкций зданий и сооружений на Крайнем Севере, а так же привести категории технических состояний, указанных в Рекомендациях [3] в соответствие с ГОСТ 31937-2011 «Правила обследования и мониторинга технического состояния» [1]. Предлагаемые значения приведены ниже в Табл.1 и 2.
Таблица 1
Рекомендуемые коэффициенты относительной надежности и поврежденности конструкций
|
Категория ТС
|
Описание ТС
|
Относи- тельная надеж- ность:
y = 1-ε
|
Повреж- денность: εi
|
|
1.Норматив-ное
техническое состояние:
|
Категория технического состояния, при котором
количественные и качественные значения параметров всех критериев оценки технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений, включая состояние грунтов основания, соответствуют установленным
в проектной документации значениям с учетом пределов их изменения.
|
0,95-1
|
0-0,05
|
|
2.Работоспо-
собное техническое состояние:
|
Категория технического состояния, при которой некоторые
из числа оцениваемых контролируемых параметров не отвечают требованиям проекта или норм, но имеющиеся нарушения требований в конкретных условиях эксплуатации не приводят к нарушению работоспособности, и необходимая несущая способность конструкций и грунтов основания с учетом
влияния имеющихся дефектов и повреждений обеспечивается.
|
0,85-0,94
|
0,06-0,15
|
|
3.Ограниченно-
работоспособ-ное техническое состояние:
|
Категория технического состояния строительной
конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, при которой имеются крены, дефекты и повреждения, приведшие к снижению несущей
|
0,5-0,84
|
0,16-0,5 |
|
|
способности, но отсутствует опасность внезапного
разрушения, потери устойчивости
или опрокидывания, и функционирование конструкций и эксплуатация здания или сооружения возможны либо при контроле(мониторинге) технического состояния, либо при проведении необходимых мероприятий по восстановлению или усилению конструкций и (или) грунтов основания и последующем
мониторинге технического состояния (при необходимости).
|
|
|
|
4. Аварийное
состояние:
|
Категория технического состояния строительной
конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, характеризующаяся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения и (или) характеризующаяся кренами, которые могут вызвать потерю устойчивости объекта.
|
0,25-0,49
|
0,51-0,75
|
Таблица 2
Рекомендуемые коэффициенты значимости конструкций
|
№ п/п
|
Конструктивный элемент
|
Коэффициент значимости αi
|
|
Металлические
конструкции
|
Железобетонные
конструкции
|
|
1
|
Свайные фундаменты
|
8
|
8
|
|
2
|
Ленточные фундаменты
|
3
|
3
|
|
3
|
Балки
|
4
|
4
|
|
4
|
Фермы
|
8
|
6
|
|
5
|
Плиты покрытий и перекрытий
|
2
|
2
|
|
6
|
Колонны
|
6
|
5
|
|
7
|
Несущие стены
|
2
|
3
|
|
8
|
Связи
|
2
|
-
|
|
9
|
Прогоны
|
3
|
-
|
|
10
|
Арочные конструкции
|
8
|
-
|
Применение данных коэффициентов при расчете остаточного ресурса дало более достоверные значения по сравнению с использованием исходных коэффициентов, указанных в Рекомендациях [3].
Список литературы
1. ГОСТ 31937-2011 «Правила обследования и мониторинга технического состояния».
2. Приказ Ростехнадзора от 14.11.2013 N 538 (ред. от 03.07.2015) «Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила проведения экспертизы промышленной безопасности"» (Зарегистрировано в Минюсте России 26.12.2013 N 30855).
3. «Рекомендации по
оценке надежности строительных конструкций зданий и сооружений по внешним признакам» ЦНИИПромзданий, 2001г.
