Надежность зданий и сооружений

во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность

выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования [ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения].
Безотказность - это свойство объекта сохранять работоспособность без вынужденных перерывов в течение заданного периода времени до появления первого отказа (межремонтный период).
Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния с перерывами на ремонтно-наладочные работы и устранения возникших неисправностей.
Ремонтопригодность – свойство элементов здания к предупреждению и устранению отказов и повреждений путем проведения технического обслуживания и выполнения плановых и неплановых ремонтов.

данный промежуток времени могут работать безотказно, к общему числу этих

элементов, что определяется следующей формулой:

где P – безотказность элемента за данный промежуток времени;
N0 – число элементов данного типа, проработавших безотказно в течение данного промежутка времени;
N – общее число элементов данного типа.

Долговечность характеризуется временем, в течение которого в зданиях и сооружениях сохраняются эксплуатационные качества на заданном в проекте (нормах) уровне при условии проведения ремонтных работ.
Долговечность зависит от физико-технических характеристик материала конструкций: прочности, тепло-, звукоизоляции, герметичности и других параметров.
Оптимальная долговечность здания определяется таким моментом времени, в котором остаточная стоимость здания становится равной стоимости его обслуживания и ремонта.

службы его несменяемых элементов.

стоимости возведения новой конструкции:
Р=Срем/Сн.к.,
где Р – ремонтнопригодность;
Срем – стоимость ремонта;

Сн.к. – стоимость новой конструкции.
Конструкция считается ремонтопригодной, если Р=0,5÷0,8.
При Р>0,8 конструкция неремонтопригодна.
Для объектов культурного наследия понятие ремонтопригодности не применяется, а ремонтно-реставрационные работы проводятся на основании научно-технических исследований с обоснованием применяемых конструктивных приемов и технологий с точки зрения максимальной сохранности исторических фрагментов.

нормирование;
проектно-изыскательские работы;
строительно-монтажные и ремонтно-восстановительные работы;
эксплуатация объекта.
Поэтому обеспечение надежности должно контролироваться

на всех этапах создания и жизни объекта вплоть до его сноса.
Постоянно должен контролироваться риск преждевременного исчерпания надежности – отказа.
По статистическим данным отказ сооружения происходит:
в 7-14% случаев по причине ошибок в проекте,
в 30-47% случаев - по причине дефектов производства работ .
Существует нормативный (научно-обоснованный) риск отказа сооружения, связанный с экономической целесообразностью затрат на тот или иной объем защитных мероприятий. Этот риск закладывается при проектировании объекта с учетом уровня его ответственности.

противоречивыми требованиями, содержащимися в различных нормативных документах,
с неполнотой сведений

по методам и средствам контроля и методам расчета.
На этапе инженерных изысканий велика не только вероятность риска, но и его масштабность. Общие отказы зданий и сооружений могут происходить:
из-за недостоверности сведений в отчете об изысканиях;
из-за недостаточности сведений для проектирования фундаментов.
На этапе проектирования риск снижения надежности объекта связан в основном со следующими причинами:
не учет всех нагрузок и воздействий, их величины, характера распределения, сочетания с другими воздействиями;
не учет всех особенностей работы строительных материалов (пластичность, хрупкость, старение, ползучесть и т.д.);
неверно заданная расчетная схема сооружения.

и конструктивных решениях;
замена материалов, изделий и конструкций без согласования

в проектной организацией;
нарушения допусков при монтаже конструкций (смещения, зазоры, крены, отклонения, взаимное расположение);
нарушение технологии изготовления;
применение бракованных материалов.
На этапе эксплуатации преждевременное снижение надежности может произойти:
из-за использования здания или его отдельных помещений не по назначению;
по причине несвоевременного устранения дефектов.

целью проектирования, при этом должны учитываться способы строительства, средства производства

и условия будущей эксплуатации.
Надежность не является постоянной величиной, поэтому на стадии проектирования необходимо предусмотреть научно-обоснованный запас надежности, который бы обеспечил безопасную эксплуатацию здания и его отдельных элементов в течение нормативного срока их службы.
Запас надежности на стадии проектирования обеспечивается коэффициентом запаса (надежности) γ, величина которого задается как произведение четырех коэффициентов надежности:

γ= γm×γf×γd×γn,

где γm – коэффициент надежности по материалу;
γf - коэффициент надежности по нагрузке;
γd - коэффициент учета работы конструкций;
γn - коэффициент надежности по ответственности.

материалу, так как он подвергается естественному старению и воздействиям внешним

и внутренним.
В аварийном состоянии резерв прочности по материалу будет полностью исчерпан, то есть γm=1 и общий коэффициент запаса снизится до γ=1÷1,2, в момент разрушения - γ<1.

нового строительства, капитального ремонта и реконструкции;
большой срок эксплуатации (превышающий

нормативный) без ремонтных работ;
нарушения условий нормальной эксплуатации;
аварии и пожары;
чрезвычайные природные воздействия.
Показателем надежности является количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта.
К параметрам, характеризующим надежность строительных конструкций и оснований, относят :
расчетные значения нагрузок;
внутренние усилия, напряжения в элементах;
деформации и перемещения конструкций, узлов, оснований;
раскрытие трещин.

предельным значениям, устанавливаемым нормами проектирования конструкций и оснований [ГОСТ 27751-88.

Надежность строительных конструкций и оснований]:
σ ≤ R, a ≤ acrc, f ≤ f u.
Строительные конструкции и основания рассчитывают по методу предельных состояний, позволяющему обеспечивать безотказность с учетом изменчивости свойств материалов, грунтов, нагрузок и воздействий, геометрических характеристик конструкций, условий их работы, а также степени ответственности объектов.
Предельные состояния подразделяются на две группы:
первая группа включает предельные состояния, которые ведут к полной непригодности к эксплуатации конструкций, оснований (зданий или сооружений в целом) или к полной (частичной) потере несущей способности зданий и сооружений в целом;
вторая группа включает предельные состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций (оснований) или уменьшающие долговечность зданий (сооружений) по сравнению с предусматриваемым сроком службы.

разрушения сооружения в год).

где Р – удельная оценка надежности по методу экспертных оценок),
в

виде коэффициента надежности (запаса) прочности сооружения,
категорией его технического состояния.