Билет №1

1. Основные понятия теории надежности. Актуальность исследований эксплуатационной надежности.

Надежность – это свойство элемента выполнять свои функции в течение заданного промежутка времени с сохранением эксплуатационных характеристик. С точки зрения надежности все элементы здания подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые.

Восстанавливаемые элементы могут быть восстановлены (отремонтированы, заменены) в течение эксплуатационного периода.

Невосстанавливаемые элементы – это те элементы, которые ни разу не ремонтируют в процессе эксплуатации по техническим или экономическим соображениям.

Конструктивные элементы здания могут состоять из n-го количества элементов (стыки, полы, стеновые панели и т.п.), которые имеют последовательное или параллельное соединение.

При последовательном соединении элементов отказ хотя бы одного из них приводит к отказу всего соединения (например, трехслойная стеновая панель).

При параллельном соединении отказ всего соединения происходит только при отказе всех элементов (например, работа двух лифтов в здании).

Надежность, как свойство элемента, характеризуется рядом показателей:

Безотказность – основное свойство надежности элемента, т.е. способность элемента выполнять свои функции в течение заданного промежутка времени в заданных условиях эксплуатации без вынужденных перерывов на восстановление.

Долговечность – свойство элемента сохранять работоспособность до наступления предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт, наладку или техническое обслуживание.

Ремонтопригодность – свойство элемента, заключающееся в его приспособленности к выполнению ремонтов и технического обслуживания, т.е. к восстановлению работоспособности и исправности.

Исправность – это категория технического состояния элемента, при которой он полностью соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией, включая требования подготовки объекта к эксплуатации.

Работоспособность – это категория технического состояния элемента, при которой он способен выполнять в данный момент свои функции, сохраняя во времени значения основных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Предельное состояние – это категория технического состояния элемента, характеризующаяся снижением несущей способности и эксплуатационных характеристик и соответствующая технической невозможности или нецелесообразности его дальнейшей эксплуатации, обусловленная требованиями безопасности или неустранимым снижением эффективности (необходимость проведения страховочных мероприятий и усиления конструкций).

Аварийное состояние – категория технического состояния элемента, характеризующаяся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения (необходимо проведение срочных противоаварийных мероприятий).

Отказ – это полная или частичная утрата элементом работоспособности.

2. Виды дефектов и повреждений и их влияние на надежность объектов.

Возможные нарушения правил эксплуатации зданий очень многообразны по характеру и последствиям, но их можно объединить в две группы:

1. Нарушение правил использования и содержания зданий.

2. Несвоевременный и неудовлетворительный ремонт зданий.

Нарушения 1-й группы

Наиболее опасным нарушением правил эксплуатации зданий является неправильное содержание оснований и фундаментов.

Подтопление оснований, особенно лессовых грунтов, приводит к большим неравномерным осадкам фундаментов. Оно может быть связано с нарушением планировки территории вблизи зданий, земляными работами, неисправными подземными коммуникациями и т. п.

Замачивание грунтов изнутри (при повреждении санитарно-технических систем) или вблизи зданий способствует промерзанию, пучению или снижению несущей способности оснований.

Пучение оснований может быть обусловлено и другими нарушениями правил эксплуатации, в частности перерывом в отоплении зданий, раскрытием их в зимнее время для ремонта, отсутствием защиты внутренних фундаментов от промерзания и т. п.

Многочисленные нарушения допускаются при уходе за мягкой кровлей, в частности при очистке ее от снега. К тому же, неудовлетворительными в эксплуатации оказались совмещенные крыши: при уплотнении и увлажнении утеплителя на потолке появляется иней, а на кровле подтаивает снег, образуются наледи.

К повреждениям конструкций часто приводит неправильная регулировка систем центрального отопления и дефекты самих конструкций. Так, например, проникающее на чердак тепло при недостаточном утеплении чердачного перекрытия и перегреве помещений верхнего этажа способствует подтаиванию снега на крыше и образованию вдоль карниза наледей.

Поскольку наледи бывают весьма больших размеров, на крыше собирается много воды, которая проникает на чердак и через перекрытие – в помещения верхнего этажа. При снятии наледей вдоль карниза он зачастую повреждается.

Таким образом, тщательный уход за крышей, правильная вентиляция чердачных помещений, поддержание в них расчетного температурно-влажностного режима являются важными звеньями мероприятий, обеспечивающих оптимальное техническое состояние и эксплуатационные качества зданий.

Нарушения 2-й группы

Наиболее опасно нарушение правил ремонта оснований и фундаментов, отмосток, стен, а также кровли, ибо от состояния этих конструкций во многом зависят устойчивость и эксплуатационные качества зданий. Несвоевременный ремонт конструкций приводит к ускоренному их разрушению и значительным затратам на последующее восстановление.

Вторая группа нарушений целиком зависит от эксплуатационников, их квалификации и добросовестности, от организации эксплуатации и контроля за качеством работ, сроками их проведения, как это установлено в нормативах. Сочетание или наложение в одном элементе либо в одном здании нескольких причин, вызывающих повреждения (природных и технологических воздействий, дефектов проектов и возведения, нарушения правил эксплуатации), приводит к самым опасным из них, намного усложняет и удорожает эксплуатацию таких зданий.

3. Задача. На испытание поставлено 1000 ламп. За 3000час отказало 80ламп. Определить вероятность безотказной работы и вероятность отказа ламп в течение 3000час

Решение:

Вероятность безотказной работы

 

где n(t)  число изделий, не отказавших к моменту времени t;

Nчисло изделий, поставленных на испытания; 

Р(t)  статистическая оценка вероятности безотказной работы изделия.

Вероятность отказа

 

где N-n(t)  число изделий, отказавших к моменту времени t; 

q(t) - статистическая оценка вероятности отказа изделия.

в данном случае N = 1000; n (t) = 1000-80 = 920; N-n(t)=1000-920=80