Проблема обеспечения надежности

Как видно из анализа причин обрушений, аварии некоторых строительных конструкций повторяются.
Обрушения стальных конструкций повторяются вследствие хрупкого разрушения металла, обрушения силосов и силосных кор­пусов для хранения сыпучих тел из-за грубых дефектов производ­ства работ и отступлений от проектов, обрушения сборных железо­бетонных и стальных несущих конструкций покрытий вследствие де­фектов, допущенных при их изготовления.
Обрушения крупнопанельных и каркасных зданий из сборных железобетонных элементов повторяются вследствие несоблюдения требований по обеспечению жесткости и устойчивости зданий, а так­же элементарных требований, предъявляемых к монтажу конст­рукций.

Как видно из анализа причин обрушений, аварии некоторых строительных конструкций повторяются.
Обрушения стальных конструкций повторяются вследствие хрупкого разрушения металла, обрушения силосов и силосных кор­пусов для хранения сыпучих тел из-за грубых дефектов производ­ства работ и отступлений от проектов, обрушения сборных железо­бетонных и стальных несущих конструкций покрытий вследствие де­фектов, допущенных при их изготовления.
Обрушения крупнопанельных и каркасных зданий из сборных железобетонных элементов повторяются вследствие несоблюдения требований по обеспечению жесткости и устойчивости зданий, а так­же элементарных требований, предъявляемых к монтажу конст­рукций.
Проблема обеспечения надежности приобретает особую остроту в связи с возрастающим объемом применения легких несущих и ограждающих конструкций. Результаты изучения надежности могут дать значительный технический и экономический эффект. Поэтому развитие теории надежности является важнейшей задачей строитель­ной науки и техники. Как указывалось выше, под надежностью в строительстве принято понимать качества (свойства, способности) сооружений или их элементов, при которых обеспечена нормальная их эксплуатация на заданный срок службы. Надежность — это спо­собность сооружений воспринимать всевозможные воздействия, воз­никающие в процессе возведения и эксплуатации.
Как показывает анализ аварий и дефектов в строительстве, воз­действия, приводящие системы или их элементы к отказу или пе­реходу в предельное состояние, т е. к потере надежности, могут быть самыми разнообразными. Формами и видами отказов или пе­реходов в предельное состояние могут быть потеря устойчивости, чрезмерные деформации, коррозия, обрушение и др.
Надежность строительных систем зависит от многих условий (о чем говорилось ранее), надежности элементов, составляющих си­стемы соединений и узлов. В современном строительстве по конст­руктивным решениям сложились строительные системы: кирпичные (каменные), крупноблочные, крупнопанельные, каркасно-панельные и монолитные. Отличительная особенность систем — различное число элементов, их составляющих, причем наибольшее число элементов — в крупнопанельных и каркасно-панельных системах и наименьшее — в монолитных.
Одной из основных задач теории надежности является оценка надежности и долговечности ее элементов. На основе анализа обру-
шепий систем можно установить, что аварии строительных конструк­ций являются, как правило, следствием совокупности ряда причин.
Однако основная причина ряда крупных аварий, происшедших за последние годы, — отказ соединений элементов. Отказы соедине­ний происходят в крупнопанельных и каркасно-панельных зданиях, в зданиях, выполненных из монолитных железобетонных конструк­ций, в магистральных трубопроводах, каменных и металлических конструкциях.
Полное или частичное обрушение крупнопанельных зданий про­исходит вследствие неудачных проектных решений и неудовлетвори\’ телыюго выполнения в натуре платформенных стыков. Отказы бы­ли вызваны нарушением соосности вертикальных поперечных стен, что приводит к образованию значительных эксцентриситетов, отсут­ствием сплошных растворных швов при больших их толщинах (что особенно опасно при монтаже зданий при отрицательных темпера­турах), отсутствием заполненных бетоном опорных частей многопус­тотных панелей перекрытий, а также их различными высотами с ко­лебаниями 15…20 мм. Отказы произошли в совокупности в отдель­ных случаях с недостаточной прочностью бетона панелей несущих стен, а также пространственной жесткостью здания.
В связи с устройством стыков сборных железобетонных колонн каркасно-панельных многоэтажных зданий без надлежащей сварки и замоноличивания стыков и сопряжений элементов в совокупности, с отсутствием необходимой продольной жесткости произошло полное обрушение этих зданий. Неудовлетворительные проектные решения и выполнение в натуре сопряжений элементов монолитного шедово-го покрытия послужило основной причиной последовательного его обрушения.
Таким образом, надежность системы из последовательно соеди­ненных элементов зависит от числа и надежности элементов. По­этому максимальное укрупнение составляющих систему элементов и тем самым сокращение числа узлов, стыков и сопряжений — основ­ное условие повышения надежности и долговечности системы.
Разумеется, оптимальное решение системы — равная степень на­дежности и долговечности элементов и узлов, стыков и сопряжений.
Перенесение операций строительного производства со строек на предприятия, укрупнение и облегчение строительных конструкций — основное направление технической политики в строительстве. Мас­совое производство и широкое применение в строительстве прогрес­сивных сборных конструкций обеспечило претворение в жизнь основ­ного направления — повышения технического уровня строительства и степени его индустриализации.
Расширяя производство и применение сборных железобетонных конструкций, следует, однако, отметить отсутствие должного внима­ния к применению монолитного и сборно-монолитного железобетона и особенно в тех областях, где выполненные из него здания и со­оружения обладают большей надежностью и долговечностью. В ка­честве примера можно привести силосные сооружения для хранения сыпучих тел и другие емкостные сооружения, которые по своему объемному и конструктивному решению предназначены для выпол­нения из монолитного железобетона (в них нет проемов, выступа­ющих частей и элементов). Монолитные сооружения, представляю­щие собой жесткие пространственные системы, нечувствительны к осадкам и просадкам оснований. При применении индустриальных методов и выполнении их специализированными организациями мо­гут быть достигнуты оптимальные сроки их возведения и надлежа­щего качества.
При выполнении подобных сооружений сборными с большим числом элементов, а следовательно, и стыков резко снижается их надежность и долговечность вследствие осадок и просадок, что не­избежно при неоднородных грунтах, а также при неравномерных загрузках силосных сооружений сыпучими материалами. Неизбежны раскрытия стыков, а следовательно, увлажнения сыпучих материа­лов. Поэтому выполнение таких сооружений из сборных элементов ни технически, ни экономически не может быть оправдано. Поэтому научно-исследовательским и проектным организациям в целях повы­шения надежности и долговечности строительных систем необходимо критически оценивать область применения сборных железобетонных конструкций и в разумных пределах ограничить ее с развитием об­ласти применения монолитных конструкций.
Повышение качества строительства неразрывно связано с уров­нем развития контрольно-измерительной техники и состоянием мет­рологического обеспечения строительства. В современных условиях строительства измерительная техника и метрологическое обеспечение требуют более интенсивного развития. Это необходимо для контроля технологических процессов, количества и качества расходуемых ма­териалов, использования материальных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов, выполненных работ и изготовленной продукции (материалов, изделий, конструкций), для оценки эксплуатационных качеств зданий, сооружений и их элементов.
Высокий уровень развития измерительной техники — один из по­казателей научно-технического прогресса во всех отраслях народно­го хозяйства. В условиях непрерывного повышения индустриализа­ции строительства, внедрения новых конструкций и материалов и проектных решений, возведения зданий повышенной этажности, строительства сложных инженерных сооружений, обеспечения эф­фективности и качества строительства в целом непрерывно возрас­тает объем контрольно-измерительных операций и повышаются тре­бования к точности измерений, качеству приборов, лабораторного оборудования и измерительным процессам.
В последние годы строительные министерства и ведомства, на­учно-исследовательские и проектные организации несколько улуч­шили работу по метрологии в своих отраслях, разрабатывают ком­плексные программы метрологического обеспечения, осваивают про­грессивные методы испытаний и контроля, создают ведомственные метрологические службы.
Практика показывает, что применение неразрушающих и других Эффективных средств и методов контроля позволяет установить бо­лее действенную и объективную систему контроля обеспечить объ­ективную количественную оценку свойств материалов, несущей спо­собности грунтов, надежности конструкций, а также возможность высокопрочного монтажа конструкций зданий и сооружений.
Внедрение утвержденных Госстроем СССР государственных стандартов на ультразвуковые, радиоизотопные, электронные и элек­тромагнитные неразрушающие методы контроля позволяет контро­лировать качество сборного и монолитного железобетона, экономить цемент, металл, а также сократить затраты труда при выполнении контрольных операций.
Многие строительные организации и предприятия не соблюдают требований нормативных документов и государственных стандартов из-за неудовлетворительного состояния и обеспечения контрольно-испытательными приборами и лабораторным оборудованием. Так от­сутствуют средства для контроля геометрических размеров форм из­делий, натяжения арматуры, дозирования составляющих бетона, расхода цемента, соблюдения режима тепловой обработки, качества стеновых, нерудных, теплоизоляционных материалов и изделий. Не применяются необходимые средства по обеспечению требуемой точ­ности горизонтального и вертикального положения конструкций, на­дежности заделки стыков термического сопротивления ограждаю­щих конструкций и ряда других показателей. Все это приводит к большим непроизводительным материальным, энергетическим и тру­довым затратам.
Строительству не хватает геодезического инструмента, в том числе теодолитов, нивелиров, лазерных приставок к ним, приборов для измерения силы натяжения арматуры и прочности определения сварных арматурных соединений, лабораторных виброплощадок, вис­козиметров и другого оборудования для определения характеристик бетонной смеси, приборов для ультразвукового контроля и др.
В заключение целесообразно остановиться еще на очень важ­ном вопросе. Иногда комиссии, расследующие причины той или иной аварии без должного изучения и анализа всех обстоятельств, де­лают поспешные выводы. Без привлечения соответствующих специа­листов комиссии порой принимают рекомендации по внесению из­менений и дополнений в нормативные документы по проектированию и производству работ без оценки их технической и экономической необходимости и целесообразности. Практика изучения аварии по­казывает, что поспешные выводы о их причинах бывают опасны, а рекомендуемые решения невыполнимы или влекут за собой не­обоснованное удорожание строительства. А самое главное—не сле­дует спешить с выводами и лучше их сделать несколько позже, чем слишком рано.
Тщательное и объективное изучение причин аварий позволит понять закономерности и условия работы строительных систем и их элементов, привлечет внимание ученых к решению недостаточно исследованных проблем в области строительства, проектировщиков и строителей к недостаткам проектирования и строительства, вы­зывающим разрушения, устранение которых должно предупредить аварии ц повысить надежность сооружений.

Добавить комментарий