Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Строительство arrow Обследование и испытание конструкций зданий и сооружений

Основные понятия надежности конструкций и инженерного оборудования

Надежность объекта — это его свойство выполнять свои функции в течение требуемого промежутка времени с сохранением заданных эксплуатационных параметров.

Свойство надежности присуще любому объекту — здание или сооружение в целом, отдельные конструкции и инженерное оборудование или отдельные их элементы. На любом уровне способность объекта к выполнению (или невыполнению) своих функций определяет меру его надежности. Понятие «надежность» можно представить как последовательность отрезков времени /,, /2, в течение которых объект выполняет свои функции / ' б, и когда по каким-то причинам он не выполняет свои функции, находясь в состоянии, называемом «отказ» Сотк(рис. 1.1).

Чем продолжительнее суммарное время выполнения объектом своих функций и чем меньше время существования отказов, тем выше его надежность. Поэтому для оценки надежности используют показатель, определяющий соотношение времени безотказной работы объекта ко всему времени его существования. Этот показатель называется коэффициент готовности Кг.

Диаграмма процесса функционирования объекта

Рис. 1.1. Диаграмма процесса функционирования объекта

где ^раб продолжительность безотказной работы объекта на ьм временном интервале; /^тк — продолжительность неработоспособного состояния объекта; п — количество временных интервалов, в течение которых объект находится в эксплуатации.

Для практических задач этот показатель удобен тем, что позволяет выполнить сравнительную оценку двух объектов и сделать вывод, какой из них лучше, обладает большей надежностью. Например, сравнивая два варианта конструктивных решений, можно определить, какому из них отдать предпочтение, поскольку за весь срок службы здания перерывы в его эксплуатации, связанные с ремонтом этой конструкции, будут меньше.

Существует и другая трактовка коэффициента готовности — это доля из общего числа объектов, которая постоянно находится в работоспособном состоянии. Например, рассматривая водоразборные смесители в 1000 квартирах жилого микрорайона и зная, что коэффициент готовности каждого из них составляет Кг= 0,99, можно говорить, что 99% смесителей исправны и 10 смесителей постоянно находятся в неисправном состоянии.

Кроме свойства выполнения объектом своих функций, надежность включает в себя определение сохранения во времени заданных эксплуатационных параметров. Объект может выполнять свои функции, но при этом его параметры не соответствуют проектным или техническим характеристикам. Например, тепловой режим в помещениях может быть обеспечен и при некачественно выполненной теплоизоляции ограждающих конструкций за счет увеличения мощности системы отопления. Это приводит к перерасходу тепла и электроэнергии, дополнительным материальным затратам по сравнению с теми показателями, которые были заложены в проекте. В таких случаях следует говорить о ненадежности объекта.

Промежуток времени, в течение которого определяется надежность объекта, задается в зависимости от цели исследования. Если рассматриваются несущие конструкции или системы жизнеобеспечения (водоснабжение, отопление и т.д.), то период определения надежности следует принимать равным планируемому времени эксплуатации здания в целом. Для элементов отделки помещений определение надежности может ограничиваться меньшим временным интервалом, соизмеримым с прогнозируемой продолжительностью производства и применением данного вида отделочных материалов.

Надежность здания и сооружения в целом должна определяться на весь период времени, в течение которого предполагается использовать объект по своему назначению.

Надежность всего объекта зависит от надежности составляющих ее элементов. Однако для проживающих в жилом доме или использующих здания и сооружения для производственных целей важна надежность не отдельных элементов, а их совокупность, которая определяет эксплуатационные качества, безопасность и комфортное состояние в помещениях.

Понятие надежности здания в целом как сложной технической системы шире, чем составляющих его элементов, которые могут находиться лишь в двух состояниях — работоспособном или неработоспособном. Отказы отдельных конструкций и технических устройств в большинстве случаев не приводят к прекращению функционирования объекта в целом, они только снижают уровень эксплуатационных качеств. Например, временное и непродолжительное прекращение подачи тепла в жилое здание во многих случаях не повлечет за собой нарушение теплового комфорта в его помещениях.

зз

Способность объекта в целом нивелировать состояния отдельных элементов возникает потому, что существует запас технических характеристик сверх минимально необходимых для выполнения заданных функций. Связано это с тем, что обеспечение локальных требований прочности и жесткости, звуко- и теплозащиты, пожарной безопасности сопровождается возникновением обратных связей, известным «перекрытием» отдельных функций конструкций и систем. В результате возникают различные виды резервирования — нагрузочное, структурное, функциональное и временное.

При проектировании зданий и сооружений эксплуатационные характеристики не являются исходными, и расчеты проводятся по конструктивным или функциональным принципам. Например, элементы и их стыки крупнопанельных зданий рассчитывают по деформациям и прочности. Однако допускаемые деформации не всегда обеспечивают комфортное состояние помещений. Эксплуатационные показатели ограждающих конструкций и особенно стыков преимущественно выбираются в проектах не по расчетам, а конструктивно. Большинство строительных конструкций являются многофункциональными, сочетающими силовые, ограждающие и декоративные функции. Поэтому часто применительно к конструкциям зданий надежность понимают только как прочность, в то время как наружные ограждающие конструкции чаще оказываются ненадежными при выполнении своих ограждающих функций.

То обстоятельство, что в разных ситуациях, при одинаковой надежности конструктивных элементов, но различном их конструктивном сочетании эксплуатационные характеристики здания в целом могут улучшаться или ухудшаться, требует знания о том, как происходит формирование надежности, какие явления и процессы участвуют в этом.

Чтобы понять механизм формирования надежности, это свойство объекта рассматривают как совокупность отдельных свойств, определяющих отдельные, наиболее важные черты надежности в целом. К таким характерным свойствам надежности относятся безотказность, долговечность и ремонтопригодность.

Безотказность — это свойство объекта выполнять свои функции в течение заданного времени без перерывов на ремонт. Для зданий и сооружений свойство безотказности является наиболее важным, поскольку именно оно определяет безопасность и функциональный комфорт.

Долговечность — это свойство объекта выполнять свои функции до наступления предельного состояния с возможными перерывами в работе. Долговечность представляет собой сумму всех временных участков, на которых объект работоспособен и находится в состоянии отказа /'; она количественно определяется средним сроком службы объекта

П

’ = Y /'

ср раб

/=1

Ремонтопригодность — это приспособленность объекта к восстановлению после отказа. Мерой ремонтопригодности является среднее время восстановления его работоспособности.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы