Примеры расчета надежности строительных конструкций

Пример. Требуется определить техническое состояние железобетонной эстакады под технологические трубопроводы.

Эстакада выполнена из типовых железобетонных конструкций: пролетное строение пролетом 12 м, опоры с шагом 12 м, траверсы с шагом 4 м.

По данным визуального обследования характерного участка эстакады различные ее несущие конструкции имели следующие величины повреждений:

траверсы e = 0 … 0,25, средняя величина повреждения траверс e ₁ = 0,2,

балки пролетного строения e = 0,5 … 0,15, средняя величина повреждения пролетного строения e ₂ = 0,1,

колонны опор e = 0 … 0,25, средняя величина повреждения опор e ₃ = 0,15.

Определим техническое состояние всей эстакады с учетом значимости отдельных конструкций.

Коэффициенты значимости были приняты по соображениям последствий разрушения конструкций. Так, например, для эстакады с пролетом 12 м и шагом траверс 4, (3 траверсы в пролете) разрушение пролетного строения приводит к обрушению всех траверс, а обрушение опоры приводит к обрушению двух пролетных строений с 6-ю траверсами. С учетом сказанного выше для рассмотренного примера необходимо ввести коэффициенты значимости a₁ = 1 для траверс, a₂ = 3 для пролетных строений, a₃ = 6 для опор.

По формуле (2.1) находим величину повреждения сооружения

По табл. 1 техническое состояние эстакады может быть отнесено к 3 категории.

Для ее надежности требуется проведение ремонта.

Пример. Требуется определить техническое состояние железобетонного аэротенка по данным визуального обследования.

На основании обследования выявлены следующие повреждения конструкций: в наружных и внутренних стенах следы коррозии распределительной арматуры, в большинстве конструкциях ходовых мостиков аэротенка отмечается снижение прочности бетона до 30 % от размораживания.

Определяем по таблице 7 техническое состояния сооружения, которое может быть отнесено к 3-й категории (e = 0,15), что говорит о необходимости проведения ремонта.

Пример. Требуется определить время капитального ремонта основных строительных конструкций эстакады под технологические трубопроводы.

На основании натурных обследований по внешним признакам повреждений установлена средняя величина поврежденности железобетонных опор e ₀ = 0,12, стальных пролетных строении e _п = 0,14.

Относительная надежность конструкции опор и пролетных строений определяем по формуле (2.2)

J ₀ = 1 - e ₀ = 1 - 0,12 = 0,88, J _п = 1 - e _п = 1 - 0,14 = 0,86.

Определяем по формуле (2.3) постоянные износа опор и пролетных строений при сроке эксплуатации на момент обследования t _ф = 10 лет

По формуле (2.4) определяем сроки капитального ремонта конструкций опор и пролетных строений с начала эксплуатации

,

что говорит о необходимости проведения капитального ремонта в ближайшее к моменту обследования время.

Пример. Требуется оценить вероятность аварии железобетонного силоса для цемента по исходным данным, описанным в книге Шкинева А.Н. «Авария в строительстве» (Стройиздат, 1984, с. 79). В качестве аналога примем железобетонное покрытие промышленного здания, состоящее из типовых сборных предварительно напряженных балок пролетом 12 м, сборных плит покрытий пролетом 6 м, изготовляемых на заводе. Здание построено специализированной организацией и за состоянием его конструкций ведется систематическое наблюдение. Многолетний опыт эксплуатации промзданий такой конструкции показал, что они обладают высокой надежностью, а действительная их работа соответствует принятым расчетным предпосылкам. На надежность силоса влияют следующие факторы: надежность проекта, качество строительства, качество эксплуатации (табл. 1), значения которых найдены в табл. 2, 3, 4.

Таблица 1

Надежность исследуемого сооружения

Факторы	Оценка значимости фактора		Исследуемое сооружение		Аналог
	относительная	коэффициент	степень уверенности в правдивости фактора	удельная надежность	степень уверенности в правдивости фактора	удельная надежность
Надежность проекта	1 (2)	0,4	0,332	0,133	0,668	0,267
Качество строительства	1 (2)	0,4	0,150	0,060	0,850	0,340
Качество эксплуатации	2 (1)	0,2	0,254	0,047	0,765	0,153
	Σ = (5)	Σ = 1		Σ = 0,24		Σ = 0,76

При составлении показателей важности проекта (см. табл. 2) для исследуемого сооружения (силоса) по сравнению с аналогом было установлено следующее:

расчетная модель силоса как пространственной системы, работающей на общий изгиб, недостаточно обоснована экспериментально, как и совместная работа силоса и основания;

нагрузки от сыпучего вещества не вполне обоснованы из-за отсутствия во время разработки проекта в 1960 г. норм на проектирование силосов, неизученности динамического действия нагрузки при разгрузке силоса и температурных воздействий;

не учтено неблагоприятное влияние неравномерности грунтовых условий и возможного крена силосов;

предложенная конструктивная схема недостаточно была проверена в эксплуатации;

силосы как пространственные статически неопределимые системы обладают лучшей сопротивляемостью случайным воздействиям, имеется большая вероятность ошибок ввиду сложности проекта.

При составлении показателей качества строительства и эксплуатации (см. табл. 3, 4) для исследуемого сооружения по сравнению с аналогом было установлено следующее:

качество материалов при строительстве силоса проверялось нерегулярно;

строительная организация не имела опыта строительства силосов и скользящей опалубки;

должностной контроль за качеством строительства не осуществлялся;

строительство велось неквалифицированными кадрами, руководство строительством не имело высшего технического образования.

Таблица 2

Надежность проекта

Факторы	Оценка значимости фактора		Исследуемое сооружение		Аналог
	относительная	коэффициент	степень уверенности в правдивости фактора	удельная надежность	степень уверенности в правдивости фактора	удельная надежность
1	2	3	4	5	6	7
Расчетная модель сооружения хорошо соответствует действительной его работе	1 (3)	0,34	0,3	0,101	0,7	0,238
Расчетные нагрузки и воздействие хорошо изучены	2 (2)	0,22	0,1	0,022	0,9	0,198
Непостоянство всех параметров прочности конструкций и оснований хорошо учтены	3 (1)	0,11	0,4	0,044	0,6	0,066
Конструкция и материал сооружения хорошо опробованы в предыдущих сооружениях	3 (1)	0,11	0,4	0,044	0,6	0,066
Сооружение обладает хорошей «живучестью»	3 (1)	0,11	0,7	0,077	0,3	0,034
Вероятность ошибок незначительная	3 (1)	0,11	0,4	0,044	0,6	0,066
	Σ = (9)	Σ = 1		Σ = 0,332		Σ = 0,668

Таблица 3

Качество строительства

Условия	Оценка значимости условия		Исследуемое сооружение		Аналог
	относительная	коэффициент	степень уверенности в правдивости условия	удельная надежность	степень уверенности в правдивости условия	удельная надежность
1	2	3	4	5	6	7
Качество материалов соответствует проектным	2 (1)	0,167	0,3	0,050	0,7	0,117
Методы строительства хорошо опробованы	2 (1)	0,167	0,3	0,050	0,7	0,117
Контроль за качеством строительства осуществляется систематически	1 (2)	0,333	0,1	0,033	0,9	0,300
Строительство осуществляется квалифицированными кадрами	1 (2)	0,333	0,05	0,017	0,95	0,316
Обстановка в которой происходит строительство является нормальной
	Σ = (6)	Σ = 1		Σ = 0,150		Σ = 0,850

Таблица 4

Качество эксплуатации сооружения

Условия	Оценка значимости условия		Исследуемое сооружение		Аналог
	относительная	коэффициент	степень уверенности в правдивости условия	удельная надежность	степень уверенности в правдивости условия	удельная надежность
1	2	3	4	5	6	7
Завышений проектных нагрузок не имеется	1 (3)	0,5	0,2	0,1	0,8	0,4
Отступлений от правил эксплуатации не имеется	2 (2)	0,333	0,2	0,067	0,8	0,266
Сооружение используется по назначению
За сооружением ведется систематический контроль
При эксплуатации сооружения не имелось повреждений, могущих повлиять на его прочность	3 (1)	0,167	0,4	0,067	0,6	0,1
	Σ = (6)	Σ = 1		Σ = 0,234		Σ = 0,766

При эксплуатации силосов имелась вероятность завышения нагрузок от избыточного давления воздуха при разгрузке силосов, т.к. это давление никак не контролировалось.

Приемка силосов в эксплуатацию была проведена с нарушением правил без загрузки всех силосов для выравнивания осадок; производилась эксплуатация силосов с трещинами в нарушение предписания об остановке их эксплуатации.

Оценка надежности исследуемого сооружения (силоса) и аналога выполнена экспертом путем парных сравнений (см. табл. 1 - 4) из которого следует (см. табл. 1), что относительная надежность силоса a = 0,24/0,76 = 0,32, обеспеченность надежности Р = aР₀ = 0,32·0,999998 » 0,32, а вероятность аварии Q = 1 - Р = 1 - 0,32 = 0,68, что представляет совершенно недопустимую величину. Фактически силос разрушился из-за разрыва кольцевой арматуры в стенах вследствие занижения ее сечения в 2 раза по сравнению с требуемым.

---

Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 469; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!