Общий анализ эксплуатационной надежности зданий и сооружений

Аннотация

Л.Ф. Кирильчик, Г.А. Науменко

Дата поступления статьи: 18.11.2013

В процессе эксплуатации здания происходит снижение его эксплуатационной надежности в соответствии с неизбежным влиянием нескольких групп факторов. Рассмотрены две основные группы, влияющие на техническое состояние зданий

Ключевые слова: Эксплуатационная надежность; техническое состояние; техническая диагностика

25.00.32 - Геодезия

Техническая диагностика зданий является одной из важнейших составляющих сторон строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства [1-3]. Здания, будучи правильно запроектированными и качественно возведенными на момент сдачи в эксплуатацию (Т₀) характеризуются техническим состоянием  U₀
,  (1)                                                      
отвечающим условиям (или требованиям) обеспечивающим безаварийную эксплуатацию здания на расчетный период (Т _рас).
В процессе эксплуатации здания происходит снижение его эксплуатационной надежности в соответствии с неизбежным влиянием нескольких групп факторов. Рассмотрим две основные группы, влияющие на техническое состояние зданий. Первая совокупность явлений Ψ(t)снижающих эксплуатационную пригодность здания связанна с функцией времени
(2)
к таким факторам относятся: коррозия металла, усталостные свойства металла, процесс выветривания, гниение деревянных строительных конструкций и т.д.
Существующие методики расчета эксплуатационной пригодности зданий на весь срок (Т _рас) исходят из того, что техническое состояние U(t) в текущий момент времени T_iопределяется

.         (3)
Таким образом, в течение эксплуатационного периода (Т _рас), начиная с момента сдачи-приемки (Т₀), эксплуатационная пригодность U(t) здания снижается. Текущее техническое состояние U(t) может быть изменено компенсирующими мероприятиями в смысле повышения эксплуатационной пригодности, если компенсирующие мероприятия недостаточны то с течением времени здание переходит в состояние ветхого строения см. рис.1. Если компенсирующие мероприятия достаточны для восстановления эксплуатационной пригодности, тогда техническое состояние здания U(t) на всё время эксплуатации (Т _рас) и даже превышающего нормативные сроки будет выше, чем предельно допустимое техническое состояние U_(пр/доп) объекта.
Однако в реально существующих условиях присутствуют не только факторы являются функцией времени, но и факторы не являющиеся в явном виде продуктом значимых временных интервалов. Совокупная функция этого фактора может быть в формальном виде представлена как
.(4)
Рассматривая влияние функции Ω (t) на техническое состояние U(t) здания отметим то, что функция Ω (t) проявляет себя, как правило, слабо корелируемой со временем эксплуатации здания, а порой и вовсе не зависящей от данного фактора.  
В формальном виде совокупное влияние функций Ψ(t) ,Ω (t)  будет представлено

Следствием влияния Ω (t) могут быть быстро развивающие процессы, снижающие эксплуатационную пригодность U(t) здания, в некоторых случаях – катастрофическое, вплоть до разрушения. Текущее техническое состояние U(t) может быть изменено специальными компенсирующими мероприятиями, учитывающими специфику регистрируемого процесса относящегося к факторам функции Ω (t) см. рис.1. В этом случае так же если компенсирующие мероприятия достаточны (адекватны) для восстановления эксплуатационной пригодности, тогда техническое состояние здания U(t) на всё время эксплуатации (Т _рас) и даже превышающего нормативные сроки будет выше, чем предельно допустимое техническое состояние U(_пр/доп) объекта.

Описывая явления, которые могут быть отнесены к факторам, детерминирующим проявление функции Ω (t) отметим, что всю их совокупность во-первых, можно разделить на две группы к первой из которых  отнесем факторы f_фунд влияющие на состояние фундаментов и оснований (z₁, z₂,…z_n), ко второй отнесем факторы f _зд влияют непосредственно на надземные строения (а₁, а₂,…а_n) контролируемого объекта.
Влияние факторов (z₁, z₂,…z_n) и (а₁, а₂,…а_n) как правило не предусмотрено проектными решениями, а их влияние (наличие) как правило определяется в процессе эксплуатации по факту их проявления или, что значительно реже, при технической диагностики здания, по результатам которой оценивается техническое состояние исследуемого объекта и разрабатываются комплексные мероприятия для обеспечения эксплуатационной его пригодности.
Во-вторых, факторы, детерминирующие проявление функции Ω (t) можно классифицировать и представить блок-схемой, в графическом виде представленной на рис.2. По происхождению факторы можно разделить на две основные группы природные и техногенные.

Литература:

1. Пимшин Ю.И., Гайрабеков И.Г. Техническая экспертиза зданий // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. – 2006.(Матер. конф. Состоян. и персп. строит. и безоп. экспл. ВоАЭС) – Прил. №16 – С. 153-162.
2. Пимшин Ю.И., Губеладзе А.Р., Калайда А.В., Богданов А.Н. Обследование аварийных зданий и оценка их технического состояния // Современные проблемы геодезии и оптики: Сб. научных статей по материалам LIV научно-технической конференции, 19 – 23 апреля 2004 г., Новосибирск. – Новосибирск: СГГА. – 2005. – С.60-64.
3. Пимшин Ю.И., Губеладзе А.Р., Яговкина Е.Н., Дегтярев А.М. Промышленная санитария зданий и инженерных сооружений //Сборник научных трудов «Прикладная геодезия». – Ростов н/Д: РГСУ, 2001. – Деп. ВИНИТИ №1878-В2001 от 16.08.01.
4. Забазнов Ю.С., Гайрабеков И.Г., Пимшин Ю.И. Геодезический контроль геометрии выравниваемого здания [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2010, №4. – Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4y2010/250 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
5. Руководство по наблюдению за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений.- М.: Стройиздат, 1975.- 160 с.
6. Гайрабеков И.Г., Пимшин Ю.И. Крен как одна из важных характеристик при определении деформированного состояния и восстановлении эксплуатационной надежности здания [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2010, №3. – Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n3y2010/229 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
7. Пимшин Ю.И. Техническая экспертиза зданий [текст] // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические  науки. Приложение к №16, 2006. - С.153-162.
8. Гайрабеков И.Г. Способ определения деформированного состояния зданий и сооружений [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2011, №1. – Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n1y2011/368 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
9. Sanders C. H., Phillipson M. C. UK adaptation strategy and technical measures: the impacts of climate change on buildings //Building Research & Information. – 2003. – Т. 31. – №. 3-4. – С. 210-221.
10. Mitchell T. R., James L. R. Building better theory: Time and the specification of when things happen //Academy of Management Review. – 2001. – Т. 26. – №. 4. – С. 530-547.