Оценка конструкционной безопасности эксплуатируемых зданий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат технических наук Чебоксаров, Дмитрий Владимирович

• Чебоксаров, Дмитрий Владимирович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Чебоксаров, Дмитрий Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Состояние вопроса

1.1. Исторический обзор

1.2. Понятие и границы "социального" риска

1.3. Динамическое исследование зданий и сооружений

1.4. Методика оценки риска аварии МЧС

1.5. Методика оценки риска аварии ГК РФ по строительству и ЖКК

1.6. Выводы по главе

ГЛАВА 2. Технология измерения фактического риска аварии объекта

2.1. Диагностика технического состояния объекта

2.1.1. Принципы квалиметрии в технологии диагностики

- 2.1.2. Задачи и функции эксперта

2.2. Правило назначения показателей надежности конструк

2.3. Математическая модель для расчета риска аварии

2.4. Статистическое распределение фактического риска аварии

ГЛАВА 3. Оценка конструкционной безопасности эксплуатируемых зданий

3.1. Пороговые значения риска аварии объекта

3.2. Модель деградации и стандартные риски аварии объекта

3.3. Вид технического состояния и безопасный ресурс объекта

ГЛАВА 4. Рычаги воздействия на безопасность зданий

4.1. Мера в обеспечении безопасности строительных объектов 4.2. Страховой механизм воздействия на безопасность объекта

4.3. Воздействие на безопасность в системе предупреждения аварий

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка конструкционной безопасности эксплуатируемых зданий»

Актуальность темы исследования.

Большинство зданий и сооружений Челябинской области и других регионов, эксплуатируемых в настоящее время, были построены в 50-60х годах прошлого века. По нормам проектирования срок службы этих объектов строительства практически исчерпан.

В период с 1986г. по 1996г., во время распада СССР и перехода к "рыночной экономике", промышленность, культура, образование и здравоохранение переживали далеко не лучшие времена. Соответственно, здания и сооружения, которые находятся в этих ведомствах, эксплуатировались без надлежащего надзора за несущими конструкциями и без текущих ремонтов. Протечка кровли, вследствие отсутствия денег на ремонт, замачивание фундамента, вследствие разрушения системы дренажей и отмостки, запроектные нагрузки, вследствие постоянной смены владельцев и изменения условий эксплуатации зданий и сооружений - это далеко не полный перечень разрушительных воздействий на объекты строительства при неправильной их эксплуатации. Конструкции, которые подвергаются прямому воздействию окружающей среды, в течение относительно короткого промежутка времени теряют свои прочностные качества. Например, железобетонная плита перекрытия нормативный срок службы которой составляет более 100 лет, может полностью разрушится в течении 4-5 лет если не защитить ее от воздействия окружающей среды (рис. А.П. санаторий).

Жилые здания находятся в несколько лучшем состоянии, так как, несмотря на отсутствие плановых ремонтов, по настоятельным требованиям жильцов, ЖЭКи старались поддержать состояние зданий в нормальном состоянии. Но, в лучшем случае, ремонтно-восстановительные работы ограничивались ремонтом кровли и косметическим ремонтом подъездов.

Здания и сооружения, построенные в период с конца 80-х до конца 90-х годов, в большинстве своем, характеризуются низким качеством строительных материалов и строительно-монтажных работ. Так же нельзя забывать и об объектах незавершенного строительства, которые только в единичных случаях правильно консервировались после окончания СМР.

Следовательно, можно сделать вывод о том, что здания и сооружения, построенные до перестройки, в 90-х годах эксплуатировались с большими отступлениями от норм, а здания, постройки в конце 80-х-начале 90-х годов строились с отступлениями от норм, что снижает их безопасный срок эксплуатации. Они практически выработали ресурс эксплуатации, заложенный проектом.

С другой стороны современный период развития строительства характеризуется созданием уникальных сооружений и архитектурно-строительных комплексов, образуя все более сложные строительно-эксплуатационные системы. Высотное строительство, оригинальные планировочные и конструктивные решения сооружений, основанные на достижениях высоких технологий и современных инженерных решениях, представляют прогрессивные тенденции современного строительного комплекса.

Однако с ростом сложности строительных систем возрастает и мера ответственности при их создании, а также неопределенность их поведения на различных стадиях - при возведении и эксплуатации, при разнообразных внешних воздействиях и их сочетаниях. Установлено, что в 80% случаев причиной строительных аварий являются грубые человеческие ошибки, допускаемые при проектировании [1], изготовлении и монтаже несущих конструкций, которые при невыгодном сочетании с непредсказуемыми факторами природно-климатического и техногенного характера становятся причинами обрушений строящихся и уже построенных зданий и сооружений. Между тем увеличивается степень и частота внешних запроектных воздействий на здания и сооружения со стороны окружающей среды. Растет число техногенных аварий и катастроф, террористических актов. Все это в совокупности с массовым снижением качества строительства является фактором, провоцирующим аварийные ситуации зданий и сооружений.

При этом тяжесть последствий аварий зависит от количества и степени опасности критических дефектов, допущенных при устройстве основания и возведении несущих конструкций. Надежное здание, построенное с небольшими отступлениями от норм, способно сохранить свою общую устойчивость и геометрическую неизменяемость при разрушении части несущих конструкций (рис. 1). Тогда как здания с низкой надежностью могут разрушится "прогрессивно". Причем низкий уровень надежности здания может быть продиктован не только отступлением от норм проектирования и строительства, но и тем, что на момент проектных и строительно-монтажных работ человек не может оценить возможность появления и интенсивность за-проектных воздействий. Например, обрушение панельного 22-этажного дома в Лондоне в 1968 году [82]. Это драматическое событие началось с взрыва газа в одной из квартир на 18-м этаже, вызванного утечкой в газовой плите. Наружные панели здания были запроектированы, чтобы выдержать'только давление ветра, и после разрушения на одном этаже была потеряна возможность передачи вертикальной нагрузки от верхних этажей. Обломки из перекрытий с 18 до 22 этажа упали на перекрытие 17 этажа, что породило цепочку отказов перекрытий, поскольку нагрузка обломков превысила грузоподъемность отдельного перекрытия. Результатом было то, что разрушился целый угол здания выше и ниже места взрыва.

Наблюдаемый в РФ рост числа строительных аварий с недопустимо высокой степенью обрушения несущих конструкций доказывает, что оценка и обеспечение конструкционной безопасности, которая зависит от уровня надежности, зданий и сооружений является одной из актуальных проблем строительства на современном этапе.

Во многих регионах России, в последнее время, значительно увеличилось число аварийных ситуаций, связанных со строительством и эксплуатацией различных зданий и сооружений. Особенно это проявляется в зданиях застройки прошлого века, когда внезапные отказы в несущей способности конструктивных элементов сопровождаются многочисленными человеческими жертвами.

Рис. 1. Взрыв в жилом доме в г. Москва. Апрель, 2008г.

Проблема надежности и безопасности все глубже захватывает и новое строительство. Как показывает практическая деятельность в области обследования и оценки технического состояния строящихся и построенных зданий и сооружений, а также данные Государственного архитектурно-строительного надзора, в настоящее время не наблюдается тенденции улучшения качества строительства и снижения аварийности. И это происходит при довольно отлаженном многоступенчатом механизме контроля процесса строительства. При этом, выполнение в традиционной постановке полного объема исследований, необходимых для обоснования эффективных объемно-планировочных, конструктивных и технологических решений требует значительных затрат времени и средств. Существующая тенденция применения современных инженерных подходов без детального анализа, учитывающего геомеханические, технологические и конструкционные риски, обусловлена отсутствием комплексного, системного подхода в теории и практике обеспечения конструкционной безопасности зданий и сооружений. При этом системность требует последовательного анализа прямых и обратных взаимодействий, возникающих в процессе создания сооружения. Этим предопределяется многоступенчатость оценки и регулирования безопасности зданий и сооружений - предпроектная, проектная, строительная и эксплуатационная.

Кроме того, особый отпечаток накладывает специфика строительной продукции. В отличие от производства массовой промышленной продукции и различного рода товаров широкого потребления здания и сооружения являются изделиями единичного производства и, как показывает практика, неизбежно несут в себе определенную совокупность различного рода дефектов. Причем, при обнаружении дефектности здание или сооружение, фактически, не может быть отбраковано, а подлежит ремонтным и восстановительным мероприятиям. Уровень дефектности неизбежно сказывается на уровне конструкционной безопасности строительного объекта и на его способности сопротивляться внешним воздействиям в процессе строительства и 'эксплуатации.

Современное состояние теории риска можно охарактеризовать как зачаточное [120]. В основе официального (финансируемого МЧС) [58] подхода лежит «объективная» основа для построения теории — внешняя схожесть эмпирических законов, описывающих катастрофические явления в различных областях и принципы нелинейной динамики. Существуют также и другие, не совпадающие с официальной, точки зрения на решение проблемы безопасности. Создание единой методологии сталкивается с многочисленными проблемами как научного, так и ненаучного характера — отраслевая специфика, субъективность. Несмотря на это многие исследователи сходятся во мнении, что основой управления рисками должен быть прогноз.

Прогнозировать можно, применяя широчайший спектр инструментов - от универсальных или узкоспециализированных научных (теория вероятностей и математическая статистика, теория режимов с обострениями, теория самоорганизованной критичности, нейронные сети, экспертные оценки, различная логика, комбинации перечисленного и пр.) до астрологических и религиозных. В целом можно утверждать, что главной особенностью ситуации является невозможность прямой экспериментальной проверки теорий, что значительно сдерживает реальный прогресс в данной области знаний.

Кроме того, современные здания и сооружения чаще всего бывают сложными конструктивными многоэлементными комплексами, создаваемыми для выполнения большого числа различных функций, и их жизненный цикл связан с возможностью реализации многих рабочих состояний. Специфика строительной деятельности такова, что ее конечный продукт (здание или сооружение) должен сочетать в себе три подчас противоречивых момента: функциональность, эстетичность и конструктивность.

Идеализация расчетной модели и невозможность сделать ее абсолютно адекватной реальной конструкции создают ситуацию некоторой неопределенности, и именно в условиях такой неопределенности приходится принимать проектные решения.

Неопределенность порождается как недоступностью всей необходимой информации (например; нам принципиально неизвестны все возможные в будущем режимы работы конструкции), так и ее неполнотой (вряд ли можно себе представить, например, что мы можем точно узнать физико-механические свойства сооружения и основания в любой точке). Недоступность и неполнота некоторых видов информации являются принципиальными моментами, они не могут быть до конца преодолены, и сколь бы подробно мы не изучали все доступные материалы, мы не можем никогда сказать, что в расчетной модели учтено все.

Таким образом, при проектировании, равно как и в техническом диагностировании существующих зданий и сооружений, мы имеем дело с информацией, где зачастую преобладают неполные или противоречивые данные. Не последнюю роль здесь играют издержки слишком далеко зашедшего разделения труда между заказчиками, изыскателями, проектировщиками, строителями и эксплуатационным персоналом. Традиционно предполагается, что процессы изысканий и проектирования являются однозначными и всегда приводят к определенным результатам. В действительности здесь большую роль играют не формализуемые интуитивные соображения, основанные на анализе предыдущего опыта изучения и проектирования аналогичных объектов. Для сооружений обычного массового строительства такой опыт имеется и может быть правильно истолкован, однако в случаях уникальных объектов опыта нет по определению.

Кроме того, следует упомянуть приближенность почти всех задаваемых параметров модели, связанную с реально существующими допусками на размеры, изменчивостью физико-механических свойств и т.п.

Существующая нормативная и построенная на ее основе методическая база по управлению безопасностью строительных объектов (также ввиду отсутствия должной системности) не в полной мере справляется с возложенными на нее задачами и оставляет открытым вопрос прогнозирования1 конструкционной безопасности строительных объектов.

Таким образом, формирование системных процедур и методик, позволяющих устанавливать степени конструкционной безопасности элементов и конструкционной надежности сооружений в целом на ранних стадиях инвестиционно-строительного процесса (предшествующих физической реализации объекта), а также разработка моделей и критериев более обоснованной системы принятия решений и прогнозах учетом риска являются весьма актуальными потребностями строительного комплекса.

Работы в данной области проводятся учеными Южно-Уральского государственного университета [17, 47-55, 60, 117-120] под руководством доктора технических наук, профессора, Мельчакова А.П. Именно эти наработки были положены в основу данной научной работы.

Цель диссертационной работы - предложить метод оценки конструкционной безопасности эксплуатируемых зданий.

Задачи исследования. Для достижения указанной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие основные задачи:

- разработать метод определения фактического риска аварии эксплуатируемого здания на конкретный момент времени его эксплуатации;

- определить значение критического риска аварии, при достижении которого эксплуатируемое здание начинает переход в недопустимое состояние;

- разработать методику оценки конструкционной безопасности эксплуатируемых зданий;

Объект исследования - эксплуатируемые здания нормального уровня ответственности.

Предмет исследования - конструкционная безопасность эксплуатируемых зданий.

Теоретическая и методологическая основа исследования — системный подход с применением сравнительного анализа и сопоставления, методы теории вероятностей, теории размытых множеств и приемы нечеткой логики, методы строительной механики и методы анализа конструкций.

Эмпирическую базу диссертационного исследования составили "Данные статистического учета аварий зданий и сооружений гражданского и промышленного назначения на территории РФ, материалы научно-практических конференций по качеству и безопасности строительной продукции, практическая деятельность кафедры "Строительная механика" ЮУрГУ и кафедры "Строительство" ЮУрГУ филиал в г. Миассе и автора в области обследования и оценки технического состояния зданий, данные, собранные из печатных изданий и электронных источников информации.

Достоверность полученных результатов обеспечивается системным характером исследований, базирующимся на общенаучной методологии, общепринятых научных теориях вероятности, надежности и математической статистики, результатами обследований эксплуатируемых зданий, а также сопоставлением теоретических результатов исследований и практических данных, показавшим удовлетворительную сходимость.

Научная новизна диссертационного исследования:

- предложена и обоснованна модель закона деградации групп однотипных несущих конструкций эксплуатируемых зданий;

- предложена и обоснованна модель закона деградации здания в целом;

- определены пороговые значения риска, являющееся критерием для оценки технического состояния и безопасного остаточного ресурса здания;

- разработана методика по оценке конструкционной безопасности эксплуатируемых зданий;

На защиту выносятся следующие положения

1. Интегральным показателем конструкционной безопасности эксплуатируемого здания является гистограмма распределения его риска аварии. Получить гистограмму можно из виртуальных статистических испытаний риска аварии исследуемого здания. Для построения гистограммы необходимо располагать информацией о физическом состоянии групп однотипных несущих конструкций здания, полученной из модели закона деградации группы конструкций.

2. Оценка вида технического состояния эксплуатируемого здания осуществляется на основе модели закона деградации эксплуатируемого здания, связывающей конструкционный износ несущих конструкций здания и среднее значение его риска аварии. На диаграмме в обязательном порядке указывается критическое значение риска аварии, при достижении которого эксплуатируемое здание начинает переход в недопустимое состояние. Такая величина риска является критерием для оценки безопасного остаточного ресурса эксплуатируемого здания.

Практическая значимость работы состоит:

- предложена методика позволяющая быстро и эффективно оценить техническое состояние эксплуатируемого здания по величине риска аварии.

Апробация и реализация результатов исследования. Основные положения исследования доложены на научно-практических конференциях:

- III Международная конференция «Предотвращение аварий зданий и сооружений» 2008 год, г. Москва.

- II Международная конференция «Повышение безопасности зданий и сооружений в процессе строительства и эксплуатации» в рамках I Национального конгресса "Комплексная безопасность" 2010 год, г. Москва.

- 10-я Европейская конференция по неразрушающему контролю "ECNDT 2010", 2010 год г. Москва.

- V Международная конференция «Предотвращение аварий зданий и сооружений» 2010 год, г. Москва.

- Ежегодные научно-практические конференции Южно-Уральского государственного университета и его филиала в г. Миассе, 2006-2009 гг. .

Разработанные методические рекомендации использовались при оценке конструкционной безопасности зданий нормального уровня ответственности на территории городов Миасс, Сатка, Куса Челябинской обл., что подтверждено письмами организаций, ответственных за эксплуатацию зданий.

Разработанные методические рекомендации вошли в свод правил по оценке и регулированию риска аварии зданий и сооружений, одобренного и рекомендованного к применению Управлением государственного строительного надзора Министерства строительства, инфраструктуры и дорожного хозяйства Челябинской области и Рабочей группой при КЧС Челябинской области по предупреждению аварий зданий и сооружений с массовым пребыванием людей.

Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в 10 научных работах, две из которых опубликованы в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, и одной монографии (в соавторстве).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и 4 приложений, изложена на 175 страницах, содержит 27 рисунков и 17 таблиц, библиографический список состоит из 137 наименований.

Заключение диссертации по теме «Строительные конструкции, здания и сооружения», Чебоксаров, Дмитрий Владимирович

1.6. Выводы по главе

Проведенный исторический обзор, посвященный вопросу возникновения и развития теории надежности, оценки риска показал, что одни из первых работ в этой области относятся еще к 1926-1929 гг. — работы М. Майера и Н. Ф. Хоциалова [116]. Первые публикации по надежности конструкций носили дискуссионный характер и не получили в свое время широкого одобрения. На протяжении последующего периода большой вклад в развитие данной области внесли выдающиеся отечественные ученые, такие как Н.С. Стрелецкий, В.В. Болотин и др. Но, не смотря на прошествие уже более восьмидесяти лет с момента появления первых работ, современные исследователи [49, 54, 120] характеризуют состояние теории риска как зарождающееся.

За время эволюции знаний о надежности и риске важным является факт осознания вероятностной сути многих процессов и невозможности однозначного предсказания поведения какой-либо системы, и в то же время понимания, что случайность, риск и непредсказуемость, характерные для одного объекта, могут приводить к упорядоченности и стабильности для целого ансамбля.

Само понятие риска с момента своего появление претерпело принципиальные содержательные изменения. В современном понимании риск — это не только объективная вероятностная характеристика возникновения неблагоприятного события или явления, но и одновременно субъективная мера опасности.

Потенциал субъективной опасности строительных систем огромен, поэтому весьма оправданным является стремление человека к абсолютной надежности объектов строительства. В течение длительного времени предполагалось, что надлежащие инженерные решения, организационные меры, квалифицированные и дисциплинированные сотрудники могут обеспечить абсолютно надежное функционирование сколь угодно сложных технических или социально-технологических систем. Такой взгляд часто называют.теорией абсолютной надежности. Однако многочисленные аварии сложных технических объектов заставили скорректировать его. Начиная с определенного порога сложности, приходится иметь дело с вероятностными характеристиками аварий и катастроф в природной и техногенной сфере.

Анализ составляющих рисков аварий и катастроф в строительной сфере показал, что основными факторами риска построенных зданий и сооружений являются человеческие ошибки: ошибки при проектировании, дефекты изготовления строительных материалов и конструкций, а также де- , фекты СМР, снижающие уровень безопасности построенных зданий и трактуемые как критические. Наступление аварийных ситуаций, как правило, является результатом неблагоприятного сочетания допущенных критических дефектов с грубейшими нарушениями правил технической эксплуатации этих зданий, а также с факторами техногенного и природно-климатического характера.

Свой отпечаток накладывает и специфика строительных объектов, для которых аварии являются весьма редкими событиями, а сами объекты -сложными и уникальными конструкциями. В такой ситуации ограниченное применение находят традиционные вероятностные подходы и подходы теории надежности, учитывающей лишь простейшие (логические) взаимосвязи между элементами сложной системы.

Динамическая модель оценки инженерного риска обрушения зданий (сооружений) (методика МЧС РФ) опирается на расчетные методы^ строи- -тельной механики при определении теоретических (проектных) показателей частот и периодов собственных по нескольким тонам: Учет конструкционных дефектов различного происхождения при определении фактических динамических характеристик и практическая направленность дает данной модели преимущество перед другими существующими методиками. Однако, приблизительная оценка нормативных значений периода собственных колебаний вносит в методику определенную погрешность. Период собственных колебаний не имеет прямой зависимости от жесткости системы, по изменению которой можно судить о степени повреждения (старения) конструкции.

Следовательно, табл. 1.3 вызывает сомнения в части соотношения между изменением периода собственных колебаний и видом технического состояния объекта. Также вызывает сомнение возможность равенства единице величины риска аварии, так как риск, в данном случае, трактуется как вероятность.

Методика оценки риска аварии Государственного комитета РФ по строительству и жилищно-комунальному комплексу имеет существенные недостатки. Основным методологическим недостатком инструкции является ее основное утверждение о том, что «оценка риска аварии проводится на основании экспертного анализа степени опасности и степени уязвимости ГТС». Причем предлагается оценивать степень риска аварии «по принципу пересечения этих событий». Во-первых, ни опасность, ни уязвимость не есть события, а являются свойствами исследуемого объекта (ГТС), что, собственно, и отражено в разделе «Основные понятия и их определение». Но даже в том случае, если допустить возможность рассмотрения неких событий «опасность» и «уязвимость» (а точнее событий, являющихся проявлением свойств опасности и уязвимости ГТС), то предположение о независимости этих «событий» полностью несостоятельно, т.к. уязвимость - всего лишь одна из многих составляющих(факторов) опасности. Поэтому при таком подходе формула (1.3) нуждается в серьезной корректировке и добавлении некоторого «корреляционного» слагаемого, показывающего степень зависимости событий «опасность» и «уязвимость». Например, согласно инструкции у ГТС с «трансграничным масштабом возможной ЧС» (число пострадавших свыше 500 чел.!), на котором «возможны разрушения конструкций и сооружений, приводящие к прорыву напорного фронта и гидродинамической аварии»(!) и в проекте которого «имеются грубые ошибки»(!) и «значительные отклоне-ния»(!), однако на котором наблюдается «отсутствие каких-либо нарушений конструктивных элементов», «полное соответствие требованиям безопасной эксплуатации» и к локализации и ликвидации ЧС степень риска будет характеризоваться нулевым (!) коэффициентом риска аварии Яа, а уровень безопасности такого ГТС — нормальный.

Так же следует отметить, что описанные подходы к нормированию, учету и регулированию риска аварии объектов строительства не в полной мере учитывают основные рисковые факторы - человеческие ошибки. Еще больше осложняется вопрос при необходимости априорной оценки риска, ведь именно такая оценка, как считают многие исследователи, должна быть в основе управления рисками.

Анализ риска и безопасности предполагает сегодня необходимость междисциплинарного подхода. Усложнение строительных систем с одновременным увеличением заложенного в них рискового потенциала (чему свидетельствует ежегодное увеличение числа аварий), а также расширение возможностей имитационного компьютерного моделирования делают сейчас актуальной проблему построения нового поколения моделей - моделей, позволяющих производить, в том числе, и априорную оценку и управление риском с учетом наиболее значимых рисковых факторов. Считается, что технологии оценки и регулирования риска будут находиться в центре внимания исследователей и руководителей в ближайшие десятилетия.

ГЛАВА 2. Технология оценки фактического риска аварии

2.1 Диагностика технического состояния объекта

2.1.1 Принципы квалиметрии в технологии диагностики

Надёжность — свойство строительного объекта выполнять заданные функции в течение требуемого промежутка времени [20]. Показатели надежности количественно характеризуют, в какой степени данному объекту присущи определенные свойства, обусловливающие надежность. В работе приняты показатели надежности конструкций, которые трактуются как степень принадлежности конструкции множеству бездефектных конструкций. Необходимо отметить, что показатели надежности конструкций нельзя трактовать как общепринятую надежность, т.е. как вероятность безотказной работы. Показатели надежности конструкций трактуются как степень принадлежности конструкции к множеству аналогичных конструкций, в которых выполнены все требованиям проекта (термин теории множеств).

Например, рассмотрим растянутый элемент металлической фермы плол щадью А = 27,5 см , по расчету требуемая площадь стержня из расчета только на постоянную нагрузку/4тр = 15,5 см2; из расчета на постоянную и пониженную снеговую нагрузкуЛ= 21,5 см2; из расчета на постоянную и полную снеговую нагрузку^,л/7 = 23,5 см2. Формализуем нечеткое определение "элемент ограниченно работоспособен". .В качестве х (область рассуждений) будет выступать площадь поперечного сечения стержня. Пусть площадь стержня может изменяется от 19,5 до 27,5 см . Нечеткое множество для понятия "элемент ограниченно работоспособен" может выглядеть следующим образом:

С={0/14,0; 0,4/15,5; 0,6/17,0; 0,7/18,5; 0,8/20,0; 1/21,5; 0,8/23,0; 0,6/24,5; 0,4/26,0; 0/27,5).

Так, при изменении площади стержня до А = 20,0 см2, стержень принадлежит к множеству "элемент ограниченно работоспособен" со степенью принадлежности 0,80. Для одних нагрузок (например, при отсутствии снеговой нагрузки) стержень окажется работоспособным, для других (при наличие снега) -ограниченно работоспособным. При наличии полной снеговой нагрузке стержень окажется аварийным. Следовательно, показатель надежности стержня назначим 0,8.

Основная задача диагностики состоит в определении показателей надежности несущих конструкций здания. В современных зданиях число таких конструкций чрезвычайно велико и их сплошное обследование с целью определения фактического показателя надежности сопряжено с большими затратами и времени и денежных средств. Объем экспертных работ резко сократится, если в основу технологии диагностики положить принципы теории квалиметрии [2]. С этой целью несущий каркас объекта представляется в виде совокупности последовательно возводимых групп однотипных несущих конструкций (основание, фундаменты, стены подвала, перекрытие и т.д.). В каждой группе отыскиваются наиболее и наименее дефектные конструкции с последующей экспертной оценкой ее соответствия требованиям проекта в части обеспечения прочности, жесткости и устойчивости. С точки зрения нечеткой логики такое соответствие дает оценку показателя надежности конструкции. Исходя из принципов теории квалиметрии показатель надежности (р;) наиболее дефектной и показатель надежности наименее дефектной в группе конструкции принимаются за «единичные» показатели уровня конструкционной безопасности исследуемого здания. Использование понятия «единичные» показатели требует введения и такого понятия, как «комплексные» показатели конструкционной безопасности объекта. Такие показатели формируются из общего закона деградации группы однотипных конструкций несущего каркаса объекта в процессе его эксплуатации (рис. 2.1).

В общем случае, показатели надежности конструкций могут принимать значения в интервале [0; 1]. Действительно, показатель надежности отдельной конструкции становится равной нулю после ее разрушения. В случае, когда конструкция находится в исправном состоянии, ее показатель надежности равен единице. Согласно центральной предельной теореме сумма большого количества слабозависимых случайных величин имеет распределение, близкое к нормальному. Следовательно, теоретический график зависи

51 мости функции Др) плотности вероятности? от значения показателя надежности группы конструкций (р) может быть представлен, как показано на. рис.

2.1. ' ' , '; /.

Лр)о ■ ■ 1 ■ .

Рис. 2.1. Общий вид закона деградации группы конструкций График на рис. 2.1 описывается следующей зависимостью: т=

01 при р < О Т(р), при 0 < р <1 О, при р > 1

2-1)

Практически; в реально существующих конструкциях вероятность го-го, что. в ,группе показатель надежности наиболее поврежденной конструкции будет ниже значения 0,25 мала, так как меньший показатель надежности с большой; долей вероятности; приведет к отказу. Математически данное утверждение будет доказано ниже.в главе 3.

На рис. 2.1 наибольшую плотность, вероятности имеют конструкции: со средними показателями надежности. В запас, прочности и для упрощения задачи, примем упрощенную модель закона деградации, описываемую линейной функцией. В зависимости от состояния конструкций в группе график зависимости; функции плотности вероятности; от значения показателя надежности- группы конструкций! (рис. 2.1) может быть изображен тремя вариантами;-, ■.•.■ ;

На рис. 2.2а изображен вариант, при котором число:более дефектных конструкций в группе превышает число менее дефектных и, соответственно, плотность вероятности более дефектных конструкций больше (/(р1)>/(р2))- На рис. 2.26 изображен вид закона равномерной плотности вероятности. Эта ситуация характерна при равном количестве "плохих" и "хороших" конструкций в группе. И, наконец, рис. 2.2в характеризуется большим числом менее дефектных конструкций. б. в.

I—> р

Ф^/Фг)--- Р Р

О Р' Р2 1 О Р1

Рис. 2.2. Варианты вида закона деградации Практика обследования зданий и сооружений кафедрой строительной механики ЮУрГУ и автором (порядка 100 объектов с различными конструкциями, назначением и сроками строительства и эксплуатации) показала следующее:

1. Для новых зданий разница между значениями р\ и р2 небольшая и, обычно, составляет 10-15%. Показатель надежности р] для новых зданий принимает значения не ниже 0,5 (этот факт доказан в работах инж. Никольского И.С.). Так же, для новых зданий характерно превышение числа наименее дефектных конструкций над наиболее дефектными. Следовательно, в качестве закона деградации может быть использован закон, изображенный на рис. 2.2в с ограничением 0,5< р}< 1. Зависимость (2.1) приобретает следующий вид: р- -Р1 р2 -Р1

0, при р < р! №2)-Г(р1)) + Г(Р1)> при р,<р<р2

2.2)

0, при р>р2

Графически закон деградации несущих конструкций по зависимости (2.2) приведен на рис. 2.3. Р о Р1 1

Рис. 2.3. Вид закона деградации несущих конструкций для новых зданий Для облегчения расчета риска аварии новых зданий и сооружений и для некоторого расчета в "запас" можно принимать закон деградации в виде, изображенном на рис. 2.26. Тогда закон деградации конструкций примет вид рис. 2.4. о 0,5 р, 1

Рис. 2.4. Вид закона деградации несущих конструкций для новых зданий с "запасом" В этом случае разность (/(р2)~/(а)) обращается в ноль. На интервале рх<р<р2 значение функции /О) становится равным (/(/?2 ) + /(>,))/2. Исходя из условия, что площадь под законом всегда равна 1, получаем математическую модель закона деградации (2.3):

0, при р<р! 1 при р!<р<р2

2.3)

Р2-Р1

0, при р>р2

Математическое ожидание закона плотности вероятности (среднее значение показателя надежности) найдется из решения определенного интеграла р ■ /(р)аЕр. В результате имеем:

2.4)

В общем случае параметрами закона являются значения двух величин: Р] -показатель надежности наиболее дефектной в группе конструкции к р2 — показатель надежности наименее дефектной в группе конструкции Параметры р! и р2 являются «единичным» показателем уровня конструкционной безопасности строительного объекта.

2. Для эксплуатируемых зданий разброс разница между значениями Р] и р2 более существенна, чем для новых зданий. Количество более дефектных конструкций превышает количество менее дефектных. Математическая модель закона деградации (2.1) принимает вид (2.2). А графически закон деградации примет вид изображенный на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Вид закона деградации несущих конструкций для эксплуатируемых зданий Площадь под законом деградации так же равна 1. Для упрощения записи математической модели закона деградации можно воспользоваться заменой:

Р2)=к/(р1), (*) где к - коэффициент, характеризующий различие в значениях плотности вероятности показателей надежности наиболее и наименее дефектных конструкций в группе. Параметр к как и параметры р] и р2 является «единичным» показателем показателя конструкционной безопасности строительного объекта. Величина параметра к, варьируемая в пределах от 0 до 1, зависит главным образом от человеческих ошибок, допускаемых при эксплуатации зданий и сооружений. Для определения к можно воспользоваться формулой к = где 5 — общая площадь, занимаемая группой однотипных конструкций, а — ее часть, подверженная в процессе эксплуатации объекта какому-либо негативному воздействию (промораживание, затопление, действие агрессивной среды и др.).

Математическая модель закона деградации определится из условия, что площадь под законом распределения всегда равна единице. При этом условии модель деградации группы конструкций принимает вид

О, при Р<Р[

2 Рк + Р2-Р-Р1-к (2>5) (к + 1).(р2-р,)2

О, при р>р2

Математическое ожидание закона (среднее значение показателя надежности) найдется из решения определенного интеграла 2р/"(р)<2р. В результате имеем

2• (* ■-1)■■ (р\ -р\) + 3-к-(р\ -ру ■р\) + 3-{р\-р! • р2)

3-(1 + *)(р2-Л) м = - ч-КРг~Р\ к-р, 'Рг) + *ЛРг-Р\ ' Рг) 6)

Признаком деградации группы однотипных конструкций в процессе эксплуатации объекта является уменьшение среднего значения распределения Мр, которое постепенно и необратимо смещается по оси р (рис. 2.5) влево за счет системоразрушающих факторов (старение конструкций, их износ, коррозия, усталость и др.), а также из-за ошибок людей, отвечающих за эксплуатацию объекта строительства. По-существу, выражение (2.6) является кумулятивной моделью деградации, характеризующей необратимость процесса деградации и неизбежно приводящей к обрушению конструкций в группе, если на ней своевременно не будут произведены ремонтно-восстановительные работы.

Комплексные» показатели конструкционной безопасности здания также являются распределением плотности вероятности показателей надежности конструкций в группе, но в отличие от закона деградации (2.5) они формируются по значениям «единичных» показателей, зафиксированных на момент времени проведения процедуры диагностики технического состояния несущего каркаса объекта. При значении параметра к=1 из закона деградации (2.5) следует равномерный закон распределения для плотности вероятностей показателей надежности конструкций, имеющий вид (2.3).:Как уже отмечалось, закон (2.3) характерен для групп конструкций относительно новых зданий, когда грубых ошибок при эксплуатации объекта еще нет или их влияние пока не велико. При значении параметра к=0 закон распределения для плотности вероятностей показателей надежности конструкций в группе принимает вид: .

О, при р<р, при р,<р<р2 (2-7)

Р2-Р1) < ■ :

0, при р>р2

В законе (2.7) плотность вероятностей наименее дефектных конструкций становится равной нулю. Такой закон характерен для ветхо-аварийных зданий, а закон (2.5) — для эксплуатируемых зданий и сооружений. Несмотря на приведенную здесь классификацию в действительности в. любом здании существует вероятность, обнаружения групп, имеющих все указанные выше законы распределения, показателей надежности для входящих в них конструкций. '. • ' , . '

Найденные на основе закона деградации (2.5) «комплексные» показатели ; для всех входящих в несущий каркас объекта групп однотипных конструкций в совокупности представляют собой необходимую и достаточную информацию для определения закона распределения риска аварии, который согласно тем же принципам. квалиметрии служит «интегральным» показателем конструкционной, безопасности здания, (сооружения).' Ирис этом через, «комплексные» показатели в «интегральном» показателе будет учтено фактическое: состояние всех конструкций, образующих несущий каркас объекта: 2.1.2. Задачи и функции эксперта

Процедура подготовки экспертной информации для определения «единичных» показателей технического состояния: несущего каркаса исследуемого строительного объекта состоит из нескольких самостоятельных этапов [49, 53]. Вначале по данным проекта, а при его отсутствии - по результатам осмотра исследуемого здания (сооружения), формируется «дерево» несущего каркаса объекта (табл.2.1) в виде иерархической последовательности возведения групп однотипных несущих конструкций с обязательным включением в «дерево» грунтового основания. «Дерево» одновременно служит регламентом процедуры обследования исследуемого объекта, являющейся необходимым этапом диагностики технического состояния этого объекта

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам выполненных исследований, связанных с решением задачи по оценке и регулированию уровня конструкционной безопасности эксплуатируемых зданий и сооружений, можно сделать следующие выводы:

1. Предложена модель закона деградации групп однотипных несущих конструкций, входным параметрами которой являются «единичные» показатели конструкционной безопасности р]г р2 и к. По модели закона деградации группы конструкций определяется «комплексный» показатель конструкционной безопасности - показатель надежности группы конструкций.

2. Получена модель закона деградации эксплуатируемого здания в виде зависимости износа несущих конструкций здания от величины его риска аварии. Существуют пороговые значения риска аварии, при достижении которых здание переходит в качественно иное состояние - из работоспособного в недопустимое, а из недопустимого в аварийное. Модель закона деградации справедлива для зданий нормального уровня ответственности и при условии непрерывного накопления повреждений.

3. Определены пороговые значения риска аварии. В пределах интервала риска аварии 2-15 техническое состояние здания считается работоспособным, в пределах интервала риска аварии 15-32 - ограниченно работоспособным, в пределах интервала риска аварии 32-83 - недопустимым. Данные интервалы справедливы для зданий нормального уровня ответственности.

4. Информация о фактическом риске аварии эксплуатируемого здания и пороговых значениях риска позволяет определить его техническое состояние. Значение риска аварии 11=32 является критерием для оценки безопасного остаточного ресурса эксплуатируемого здания. Знание безопасного остаточного ресурса объекта позволяет принять управленческое решение по сроку проведения на нем ремонтно-восстановительных мероприятий.

5. Предложенная технология оценки конструкционной безопасности эксплуатируемых зданий может быть использована на практике для оценки риска аварии, вида технического состояния и безопасного остаточного ресурса.

Она одобрена и рекомендована к применению Управлением государственного строительного надзора Министерства строительства, инфраструктуры и дорожного хозяйства Челябинской области и Рабочей группой по предупреждению аварий зданий с массовым пребыванием людей при КЧС Челябинской обл.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Чебоксаров, Дмитрий Владимирович, 2011 год

1. Аварии зданий и сооружений на территории Российской федерации в 2003 г. Электронный ресурс. / Общероссийский общественный фонд "Центр качества строительства". М.: 2004 г. - режим доступа: http://www.simbexpert.ru/7snips/snip/45817/.

2. Азгальдов, Г.Г. Квалиметрия в архитектурно-строительном проектировании / Г.Г. Азгальдов. М.: Стройиздат, 1989. - 273 с.

3. Айме, К.А. Мониторинг зданий и котлованов, ч. 2 / К.А. Айме // Строительные материалы, оборудование, технологии века. — 2005. № 11 -С. 37-39.

4. Аугусти, Г. Вероятностные методы в строительном проектировании. Перевод с английского / Г. Аугусти, А. Баратта, Ф. Кашиати. М.: Стройиздат, 1988.-584 с.

5. Байбурин, А.Х. Качество и безопасность строительных технологий /

6. A.Х. Байбурин, С.Г. Головнев. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006. - 453 с.

7. Болотин, В.В. К статистической интерпретации норм расчета строительных конструкций /В.В. Болотин // Строительная механика и расчет сооружений. 1977.-№1. - С. 8-11.

8. Болотин, В.В. Методы теории вероятностей и теории надежности в расчетах сооружений / В.В. Болотин. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1981.-351 с.

9. Болотин, В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций /

10. B.В. Болотин. М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

11. Болотин, В.В. Статистические методы в строительной механике / В.В. Болотин. М.: Стройиздат, 1965. - 280 с.

12. Бурак, Л .Я. Техническая экспертиза жилых зданий старой застройки / Л.Я. Бурак, Г.Т. Попов. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1986.-210 с.

13. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель, Л.А. Овчаров. -М.: Наука, 1969.-576 с.

14. Воробьев, Ю.Л. Теория риска и технологии обеспечения безопасности. Подход с позиций нелинейной динамики. Часть I / Ю.Л. Воробьев, Г.Г. Малинецкий, Н.А. Махутов // Проблемы безопасности в чрезвычайных• ситуациях. 1998 - №11 - С. 5-21.

15. Воложанин, В.В., Страхование строительно-монтажных рисков:-Учебное пособие для студентов экономических и строительных специальностей / В.В. Воложанин, К.Э. Габрин, А.П. Мельчаков. — Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2000.- 115 с.

16. ВСН 53-86(р). Правила оценки физического износа жилых зданий. М.: Госгражданстрой, 2005.

17. Гликин, С. М. Эксплуатационная надежность навесной фасадной системы / С. М. Гликин, Э. Н. Кодыш, Е. Ю. Цыкановский // Промышленное и гражданское строительство. 2009. — №8. - С. 24-25.

18. ГОСТ 15467-79 (СТ СЭВ 3519-81). Управление качеством продукции. -М.: Изд-во стандартов, 1979.

19. ГОСТ 27751-88 (СТ СЭВ 384-87). Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету. М.: Изд-во стандартов, 1988.

20. ГОСТ Р ИСО 9001-2008. Международный стандарт. Системы менедж-' мента качества. Требования. Второе издание. — Москва, 2001.

21. Добромыслов, А.Н Оценка надежности зданий и сооружений по'внешним признакам / А.Н. Добромыслов. М.: Изд-во АСВ, 2006 г. - 72 с.

22. Заде, JI. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений / JI. Заде — М.: Мир, 1976. — 165 с.

23. Исайкин, A.C. Ретроспективная оценка сейсмостойкости особо ответственных сооружений на основе их натурных динамических испытаний / A.C. Исайкин, Г.Э. Шаблинский // Промышленное и гражданское строительство. 1997. - №8. - С. 49-52.

24. Исследования динамических явлений в инженерных сооружениях и конструкциях / Г.Э. Шаблинский, С.И. Завалишин, Е.М. Швей, И.В. Жаворонок, Д.А. Зубков // Сборник «Экспериментальная механика». — М.: МГСУ. 2001. -С. 25-30.

25. Казачек, В.Г. Проблемы обеспечения надежности железобетонных конструкций при проектировании, обследовании и эксплуатации зданий и сооружений / В.Г. Казачек // Строительная наука и техника. 2007. - №6. -С28-37.

26. Катценбах, Р. Основные принципы проектирования и мониторинга высотных зданий Франкфурта-на-Майне. Случаи из практики / Р. Катценбах, X. Рамм, А. Шмитт // Реконструкция городов и геотехническое строительство, № 9, С-Пб, АСВ. 2005. С. 80-99.

27. Корчинский, И. JI. Натурные испытания строительных конструкций / И.Л. Корчинский. М:. Стройиздат 1951 г. 319 с.

28. Корчинский, И.Л. Колебания высотных зданий / И.Л. Корчинский // Науч. сообщ. вып. 11 -ЦНИПС, М., 1953, 44 с.

29. К оценке безопасности большепролетных мембранных перекрытий / Н.В. Канчели, Ю.И. Кудишин, П.А. Батов, Д.Ю. Дробот // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2008. - № 5. - С.80-83^

30. Кудишин, Ю.И. Живучесть конструкций важный фактор снижения потерь в условиях аварийных ситуаций / Ю.И. Кудишин // Вопросы обеспечения надежности и живучести большепролетных конструкций покрытий: Тезисы к НТС МГСУ. М.: НТС МГСУ. - 2008. - С. 4-5.

31. Кумамото, X. Надежность технических систем и оценка риска / X. Кумамото, Э.Дж. Хенли. -М.: Машиностроение, 1984. — 528 с.

32. Ламперти, Р. Мониторинг строительного объекта — это необходимость им требование времени / Р. Ламперти, В.В. Сухин // Уникальные и специальные технологии в строительстве, М. «Дом на Брестской», 2005, С. 72-73.

33. Ларичев, О.И. Анализ риска и проблемы безопасности / О.И. Ларичев, А.И. Мечитов, С.Б. Ребрик // Препринт М.: ВНИИСИ, 1990. 60 с.

34. Малинецкий, Г.Г. Теория риска и безопасности с точки зрения нелинейной динамики и системного анализа / Г.Г. Малинецкий // Глобальные проблемы как источник чрезвычайных ситуаций. — М.: УРСС, 1998. С.216-241.

35. Малинецкий, Г.Г. Нелинейная динамика и проблемы прогноза / Г.Г. Малинецкий, С.П. Курдюмов // Вестник РАН. Т71, №3. 2001. - С. 210232.

36. Махутов, H.A. Промышленная безопасность и мониторинг технического состояния зданий и сооружений / H.A. Махутов, Н.П. Четверик, Х.М. Хану-хов // Безопасность труда в строительстве. 2008. - №10. — С. 64-72.

37. Махутов, H.A. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность: В 2 ч. Ч. 1: Критерии прочности и ресурса. / H.A. Махутов. Новосибирск: Наука, 2005. - 494 с.

38. Махутов, H.A. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность: В 2 ч. Ч. 2: Обоснование ресурса и безопасности. / H.A. Махутов. -Новосибирск: Наука, 2005. -610 с.

39. Махутов, H.A. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность / H.A. Махутов. М.: Машиностроение, 1981. - 272 с.

40. Махутов, H.A. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению / Н.А. Махутов. М.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

41. МГСН 4.19-05. "Многофункциональные высотные здания и комплексы" -М.: Изд-во стандартов, 2005.

42. МГСН 4.19-2005. Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в г. Москве. — М.: Изд-во стандартов, 2005.

43. Мельчаков, А.П. Конструктивная безопасность законченных строительством зданий и сооружений: диссертация на соискание докторской степени/ А.П. Мельчаков. Челябинск: 1998. - 175 с.

44. Мельчаков, А.П. Оценка надежности возведенных строительных конструкций на основе методов теории размытых множеств / А.П. Мельчаков // 7-е Уральские академические чтения. Екатеринбург: Изд. УралНИИпроект, 2002.

45. Мельчаков, А.П. Расчет и оценка риска аварии и безопасного ресурса строительных объектов. (Теория, методики и инженерные приложения): учебное пособие / А.П. Мельчаков. Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2006. - 49 с.

46. Мельчаков, А.П. Технология сертификационных испытаний зданий и сооружений на соответствие нормативным требованиям конструктивной безопасности / А.П. Мельчаков // Тезисы докладов Всероссийской конференции, г. Чебоксары, 1997. С. 25.

47. Мельчаков, А.П. Управление безопасностью в строительстве. Прогнозирование и страхование рисков аварий зданий и сооружений / А.П. Мельчаков, К.Э. Габрин, Е.А. Мельчаков. Челябинск, 1996. - 198 с.

48. Мельчаков, А.П. Прогноз, оценка и регулирование риска аварии зданий и сооружений: теория, методология и инженерные приложения: монография / А.П. Мельчаков, Д.В. Чебоксаров. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2009. -114с

49. Мельчаков, А.П. Методология регулирования риска аварии зданий и сооружений на стадиях возведения и эксплуатации / А.П. Мельчаков, Д.В. Чебоксаров // Строительство и образование: сборник научных трудов. — Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2008. С. 55-59.

50. Меркулов С.И. Конструктивная безопасность железобетонных элементов реконструированных зданий и сооружений: дис. . д-ра техн. наук / С.И. Меркулов. Орел, 2004. - 470 с.

51. Методические рекомендации по оценке риска аварии гидротехнических сооружений водохранилищ и накопителей промышленных отходов // Государственный комитет РФ по строительству и жилищно-комунальному хозяйству М:., 2001 г. - 44 с.

52. МРР-2.2.07. Методика проведения обследований зданий и сооружений при их реконструкции и перепланировке. М., 1998 г.

53. Овчинников, И.Г. Об оценке состояния мостовых сооружений с использованием теории нечетких множеств / И.Г. Овчинников, И.И. Овчинников //

54. Энергосберегающие технологии на железнодорожном транспорте. Сб. науч. статей. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2002. - С.39-44.

55. Овчинников, И.Г. Оценка долговечности железобетонных конструкций транспортных сооружений с учетом вероятностного характера деградацион-ных процессов / И.Г. Овчинников, A.B. Межнякова // Дорожная держава. -2008. -N 13.-С.84-88.

56. Овчинников, И.Г. Влияние вероятностного характера деградацшэнных процессов на долговечность армированных конструкций / И.Г. Овчинников, A.B. Межнякова // Вестник ВолгГАСУ. 2008. - вып. 11(30). - С. 25-30.

57. Овчинников, И.Г. Анализ моделей, используемых для оценки технического состояния мостовых сооружений / И.Г. Овчинников, A.B. Межнякова // Дороги России 21 века. 2008. - N 5. - С. 96-97.

58. Организационно-технологическая надежность строительного производства / A.A. Гусаков, С.А. Веремеенко, A.B. Гинзбург; Под ред. A.A. Гусакова. М.: SVR-Аргус, 1994. - 472 с.

59. Орловский, С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации / С.А. Орловский. М.: Наука, 1981. - 208 с.

60. Патент RU 2242026 С1, 15.01.2004 Способ определения истинных значений собственных частот колебаний зданий / В.М. Острецов, Л.Б. Гендельман и др.

61. Патент RU 2140625 С1, 17.02.98, Бюлл. № 30, 27.10.99. Способ определения физического состояния зданий и сооружений / Селезнев B.C., Еманов А.Ф., Барышев В.Г., Кузьменко А.П.

62. Патент РФ № 2141635, G01M7/00, 1999. Способ динамических испытаний зданий / Нигметов, Г.М. Шахраманьян М.А., и др.

63. Пересчёт стоячих волн при детальных инженерно-сейсмологических исследованиях / А.Ф. Еманов, B.C. Селезнёв, A.A. Бах и др. // Геология и геофизика. №2, 2002, С. 192-207.

64. Пичугин, С.Ф.,К определению коэффициента надежности по назначению с учетом рисков в строительстве / С.Ф. Пичугин, A.B. Семко, A.B. Махинь-ко // Известия вузов. Строительство. №11-12. — С.104-109.

65. Проектирование и строительство больших плотин // Материалы IX Международного конгресса по большим плотинам. М., "Энергия", вып. 4. -1973.-287 с.

66. Райзер, В.Д. Теория надежности в строительном проектировании: монография / В.П. Райзер. М.: Изд-во АСВ, 1998. - 304 с.

67. Резник, JI. К. Использование нечеткой информации для повышения точности измеряемых величин / JI. К. Резник // Автометрия. №4 - 1985. -С. 35-38.

68. Ржаницин, А.Р. Теория расчета строительных конструкций на надежность / А.Р. Ржаницын. М.: Стройиздат, 1978. - 240 с.

69. Ржаницын, А.Р. Расчет сооружений с учетом пластических свойств материалов / А.Р. Ржаницын. М.: Стройиздат, 1954. 236 с.

70. Ржаницын, А.Р. Экономический принцип расчета на безопасность /

71. A.Р. Ржаницын // Строительная механика и расчет сооружений. №3 - 1973. -С. 3-5.

72. Ройтман, А.Г. Деформации и повреждения зданий / А.Г. Ройтман М.: Стройиздат, 1987. - 160 с.

73. Ройтман, В.М. Оценка стойкости зданий при прогрессирующем разрушении при комбинированных особых воздействиях с участием пожара /

74. B.М. Ройтман // Жилищное строительство. 2008. № 8. - С. 20-22.

75. Российская архитектурно-строительная энциклопедия. Том X. Безопасность строительства, надежность зданий и сооружений. М., 2005. - 319 с.

76. Самолинов, H.A. Использование неразрушающих методов контроля прочности конструкций при определении остаточного ресурса зданий и сооружений / H.A. Саморлинов // Сейсмостойкое строительство, безопасность сооружений. №3. - 2002. - С. 54.

77. Сендеров, Б.В. Аварии жилых зданий / Б.В. Сендеров — М.: Стройиздат, 1991.-216 с.

78. Сергеев, Д. Д. Краткий обзор отчета об аварии 22-этажного жилого дома в Лондоне. Обзорная информация № 2 / Д. Д. Сергеев — М., ГлавАПУ, 1969. 120 с.

79. Скоробогатов, С.М. Принцип информационной энтропии в механике разрушения инженерных сооружений и горных пластов / С.М. Скоробогатов. Екатеринбург: Изд. УрГУПС, 2000. - 420 с.

80. Снижение рисков в строительстве при чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера / С.Н. Булгаков, А.Г. Тамразян, И.А. Рахман, А.Ю. Степанов; под ред. А.Г. Тамразяна. М.: Макс Пресс, 2004. - 304 с.

81. СНиП 10-01-94. Система нормативных документов в строительстве. Основные положения. М.: Изд-во стандартов, 1994.

82. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М.: Изд-во стандартов, 1985.

83. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. М.: Изд-во стандартов, 1984.

84. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. М.: Изд-во стандартов, 1987.

85. СНиП П-23-81. Стальные конструкции. — М.: Изд-во стандартов, 1981.

86. СНиП П-25-80. Деревянные конструкции. М.: Изд-во стандартов, 1980.

87. Стрелецкий, Н.С. Основы статистического учета коэффициентов запаса прочности сооружений / Н.С. Стрелецкий М.: Стройиздат, 1947. - 95 с.

88. Сущев, С.П. Мониторинг технического состояния Несущих конструкций

89. Высотного здания / С.П. Сущев, В.В. Самарин, И.А. Адаменко, В.Н. Сотин // Сборник научных трудов «Предотвращение аварий зданий и сооружений». — Магнитогорск: Магнитогорский дом печати. 2009. - Вып. 8. - С. 15-26.

90. Тамразян, А. Г., Особенности работы высотных зданий / А. Г. Тамразян // Жилищное строительство. 2004. — № 3. — С. 19-20.

91. Тамразян, А. Г., Огнеударостойкость несущих железобетонных конструкций высотных зданий / А. Г. Тамразян // Жилищное строительство. — 2005. -№ 1.-С. 7-8.

92. Тамразян, А. Г., Оценка риска разрушения конструкций от комбинированных воздействий удара и пожара / А. Г. Тамразян, Д. В. Зодьбинов // Бетон и железобетон. 2004. - № 4. - С. 22-24.

93. Тамразян, А. Г., Анализ риска обрушения зданий и сооружений от критических дефектов и различных техногенных воздействий / А. Г. Тамразян. -М.: МГСУ, 2004.- 106 с.

94. Тамразян, А. Г., Ресурс живучести основной критерий проектных решений высотных зданий / А. Г. Тамразян // Жилищное строительство. — 2010.-№ 1.-С. 15-18.

95. Тамразян, А. Г., Оценка обобщенного риска промышленных объектов связанного со строительством и эксплуатацией / А. Г. Тамразян // Промышленное и гражданское строительство. 2010. - № 10. - С. 12-14.

96. Тамразян, А.Г. К оценке живучести высотных зданий при комбйниро-ванных воздействиях / А.Г. Тамразян, О.В. Мкртычев, Г.А. Джинчвелашви-ли // НИИЖБ II Всероссийская конференция. — 2005. Том.6.

97. Управление риском: Риск. Устойчивое развитие. Синергетика / В.А. Владимиров, Воробьев Ю.Л. и др. -М.: Наука, 2000. 431 с.

98. Уткин, B.C. Прогнозирование долговечности материалов и конструктивных элементов при ограниченной статистической информации / B.C. Уткин, Д.А. Погодин // Конструкции из композиционных материалов. 2003. -№1. — С.71-74

99. Федеральный закон «О лицензировании отдельных видов деятельности» №128-ФЗ от 8 августа 2001 года.

100. Федеральный закон «О промышленной безопасности» №116-ФЗ от 21 июля 1997 года.

101. Федеральный закон «О техническом регулировании» №184-ФЗ от 27 декабря 2002 года.

102. Федерального закона "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" №384-Ф3 30.12.2009.

103. Хоциалов, Н.Ф. Запасы прочности / Н.Ф. Хоциалов. Строительная промышленность, 1929, №10.-354 с.

104. Шлейков, И.Б. Оценка и регулирование уровня конструкционной безопасности планируемых к возведению зданий и сооружений: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / И.Б. Шлейков.1. Челябинск, 2005. 176 с.

105. Шустер, Г. Детерминированный хаос. Введение / Г. Шустер. М.: Мир, 1988.-240 с.

106. Юдахин Ф.Н., Капустян Н.К., Антоновская Г.Н., Шахова Е.В. Об использовании ветровых колебаний сооружений для сейсмического просвечивания, ДАН, т. 402, №2, С. 255-259

107. Bennet R.M., Ang A.H.-S. Formulation of structural systems reliability // I.of Engineering mechanics/ 1986? Vol. 112 №11, pp. 1135-1164.

108. Design loads for building, imposed loads. Wind loads on structures unsusceptible to vibration// DIN 1055, part 4, 1986. 30 p.

109. Ditlevesen, O. Structural Reliability Methods / O. Ditlevesen, H. Madsen //Technical University of Denmark, 2005. 345 p.

110. Faber, M. Reliability Based Code Calibration. Paper for JCSS / M. Faber, J. Sorensen // Aalborg University, 2002. P. 1-17.

111. General principles on reliability for structures: СТБ-ISO 2394:1998(E). -Geneve: International Organization for Standardization, 1998. 82p.

112. Hauser R. Lessons from European failures // "Concrete International", 1979. -P. 1223-1334/

113. Holicky, M. Calibration of Reliability Elements for Column . JCSS Workshop on Reliability Based Code Calibration / M. Holicky, J. Marcova // Clocner Institute STU in Prague, 2002. P. 1-13.

114. Granner E Harards in Dam Operation J "World Dams Today", Tokyo, 1976. 176 p.

115. International Building Code 2003, ISBN # 1-892395-97-7 (e-document).

116. Sorensen, J. Calibration of Partial Factors in Danish Structural Codes. JCSS Workshop on Reliability Based Code Calibration / J. Sorensen // Aalborg University, 2000.-P. 1-9.

117. Примеры назначения показателей надежностиконструкций в группе

118. Примеры назначения показателей надежности конструкций в группе Пример 1 Экспертом установлено, что прочность бетона дефектной колонны 20 МПа, а проектом предусмотрено ЗОМПа с коэффициентом запаса 2.

119. Следовательно, х=20, с=30, «=15. Значение £ определяется из уравнения:15.3 О)20,5 = е (<15) => г -1,202.х-с)120.30)р = е = е (1"20215)2 = 0,73 5.

120. Рис. 1Б. Схема плиты 1. Определение параметра х.

121. Для определения изгибающего момента, который фактически может нести плита, воспользуемся методикой изложенной в СП 52-101-2003.

122. Ь\ =А/ = (А-0.9-£)• 0.5 = (220-0.9-159)-0.5 = 38.5; отношение к^/к 38,5/220 = 0.175 > 0.1, при этом в расчет вводится оставшаяся после вырубки отверстия ширина полки Ь'/= 1075 мм; расчетная ширина ребра: Ь = 26 - 5 + 95.5 = 225.5мм012

123. Рис. 2Б. Схема сечения плиты с вырубленным проемом1. ЬТ