УДК 004.94

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Ролдугин Олег Владимирович
Воронежский государственный технический университет

Аннотация
Проблема разработки теоретических методов и оценки надежности строительных конструкций является все также актуальной и на сегодняшний день. Зачастую повреждение конструкций возникает вследствие дефекта. Дефект, возможно, допущен, например, при транспортировке, хранении, отделке, или проектировании. Для обеспечения надежности строительных конструкций весьма важны правила расчета, оговоренные строительными нормами (которые определяют ожидаемый уровень надежности), напрямую связанные с расходом материалов, следовательно, и со стоимостью конструкции. Определенный уровень надежности обеспечивается расчетными требованиями норм проектирования и зависит от методов расчета, правил конструирования, плана контрольных испытаний и условий приемки при изготовлении и монтаже.

Ключевые слова: , , , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Ролдугин О.В. Теоретические основы долговечности строительных конструкций // Современные научные исследования и инновации. 2021. № 3 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2021/03/94927 (дата обращения: 30.04.2021).

Надежность определяется как совокупность свойств системы и ее компонентов выполнять заданную функцию, в течение заданного периода времени поддерживать ее работоспособность в заданных пределах. Надежность-это комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать надежность, долговечность, ремонтопригодность и долговечность в отдельности или некоторое сочетание этих свойств, как для объекта, так и для его компонентов [1]. Надежность представляет собой общие свойства, характеризующие проявление всех остальных свойств изделия в процессе эксплуатации. Надежность складывается из долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости. Эти свойства связаны между собой.

Кроме того, стоит отметить вопросы безопасности. К основным факторам, приводящим к нарушениям уровня безопасности, относятся: нарушения правил проектирования, изготовления и монтажа, транспортировки, хранения и консервации; нарушения правил эксплуатации и ремонта; ошибки персонала; неблагоприятные природные факторы; отсутствие или неэффективность защитных мероприятий.

Помимо  четких отказов, существуют и нечеткие отказы, для которых характерна определенная размытость границы между работоспособным и неработоспособным состоянием конструкции. В связи с этим было предложено использовать определение отказа как события, которое может привести к определенным потерям [2], или как события, которое оказывается неработоспособным по рассматриваемой конструкции [3]. В этом случае предполагается, что вышедшая из строя конструкция может эксплуатироваться без восстановления, что связано с определенным ущербом, но такая ситуация характерна для строительных конструкций, восстановление которых (капитальный или текущий ремонт) выполняется не сразу после обнаружения большинства отказов.

В межгосударственном стандарте ГОСТ 27751-88 существуют две группы предельных состояний: 1-я включает предельное состояние, которое ведет к полной непригодности объекта к эксплуатации, 2-е – предельное состояние, затрудняющие нормальную эксплуатацию объекта или уменьшающие его долговечность по сравнению с предусмотренным сроком службы [4].

Общее условие непревышения предельного состояния может быть представлено в виде:

Ψ(Fp , Rp ,γn , γa , γd C ) ≥ 0,                                                                                 (1)

где F p – расчетное значение нагрузки, определяемое по формуле:

F p =γf Fн ,                                                                                                                (2)

где γf – коэффициент надежности по нагрузке; Fн – нормативное значение нагрузки; R p – расчетное значение сопротивления материала, определяемое по формуле:

R p = Rн /γm,                                                                                                            (3)

где γm – коэффициент надежности по материалу; Rн – нормативное значение сопротивления материала; γn – коэффициент надежности по назначению конструкции; γd – коэффициент условий работы; γа – коэффициент точности; С – постоянные, включающие предварительно выбранные расчетные ограничения, задаваемые для некоторых видов предельных состояний (по прогибам, раскрытию трещин и т. п.)

Входящие в условие (1) факторы можно условно разделить на две группы. Первая группа зависит от свойств самой конструкции, вторая – от внешних воздействий. Такое разделение происходит потому, что между ними в большинстве случаев отсутствуют функциональные и корреляционные связи. Тогда для первой группы предельных состояний условие (1) может быть выражено соотношением:

γn Ψ q (Fp , γa , γd ) ≤ Ψr ( R p )                                                                              (4)

Данное неравенство обозначает, что усилия в конструкции не должны превышать несущей способности. Для второй группы предельных состояний условие (1) можно записать в виде:

γn Ψ(Fp , Rp , γa , γd ) ≤С                                                                                        (5)

Левая часть соотношения (5) может представлять собой прогиб, угол поворота, раскрытие трещин и т.п., а правая – предельно допустимые значения этих величин. Следует заметить, что необходимый уровень надежности обеспечивается не только расчетными требованиями норм проектирования, но зависит от методов расчета принятой конструктивной схемы, вида соединений конструктивных элементов, правил конструирования, плана контрольных испытаний и условий приемки при изготовлении и монтаже. Все эти факторы требуют тщательного рассмотрения.


Библиографический список
  1. Шишканова, В.Н. Долговечность строительных материалов, изделий и конструкций: учеб.пособие по дисциплине «Строительные материалы при реконструкции, восстановлении и капитальном ремонте зданий и сооружений»/ В.Н. Шишканова. – Тольятти: Изд-во ТГУ, 2013 – 124 с.
  2. ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения (Переиздание) URL:  http://docs.cntd.ru/document/1200115736
  3. ГОСТ 23207-78 Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения  URL:  http://docs.cntd.ru/document/1200009488
  4. ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету (с Изменением N 1) URL: http://docs.cntd.ru/document/1200001415


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Ролдугин Олег Владимирович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация