Отказы несущих и ограждающих конструкций
Событие, способствующее нарушению работоспособности конструкций, называется отказом.
Под отказом несущих и ограждающих конструкций понимают такое техническое состояние элемента, которое предшествует потере несущей способности или полной потере ограждающих функций.
Отказы конструкций классифицируются по характеру действия на последовательные, постепенные, внезапные.
В зависимости от диапазона – частичные, связанные с отклонением характеристик от допустимых значений и не вызывающих полной утраты работоспособности и полные отказы.
В зависимости от последствий – незначительные, не приводящие к ухудшению эксплуатационных характеристик, значительные (критические) приводящие к полному прекращению выполняемых функций.
Постепенные отказы являются функцией времени, вызываемые, как правило, старением материала конструкций. Для конструкций ядерно-технических установок важную роль играет радиационная стойкость материалов (можно квалифицировать как ускоренное радиационное старение).
Внезапные отказы носят случайный характер и являются следствием потери несущей способности конструкций в результате концентраций напряжений, превышающих расчетные.
Для простоты анализа строительных систем имеется два возможных состояния: нормальное эксплуатационное и отказ.
Оценка уровня надежности зданий показывает соответствие состояния и свойств конструктивных элементов действующим нормативам. Любое изменение приводит к повышению или понижению уровня надежности. Характеристики отказов и их влияние на надежность приведены на рис.2.1.4.
Рис. 2.1.4 Характеристика отказов
1 — постепенный отказ в связи с изменением эксплуатационных и несущих свойств конструкций; 2 — внезапный критический отказ, приводящий к потере несущей способности; 3 — частичный отказ, после ликвидации которого полностью восстанавливаются эксплуатационные свойства здания
В связи со случайным характером воздействия на конструктивные элементы здания модель надежности здания носит вероятностно-статистический характер.
Рис. 2.1.1 Факторы, влияющие на долговечность защитных бетонных и железобетонных конструкций АЭС.
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Срок эксплуатации
Рис.2.1.2 Изменение физического износа зданий:
1 - теория; 2 - по статистическим данным;
Срок эксплуатации
Рис. 2.1.3. Изменения надежности за период эксплуатации здания
1 — теоретическая кривая; 2 — то же, при начальном резервировании; 3 — повышение надежности при восстановительных работах, AN — увеличение надежности
Продолжительность эксплуатации
Рис. 2.1.4 Характеристика отказов
1 — постепенный отказ в связи с изменением эксплуатационных и несущих свойств конструкций; 2 — внезапный критический отказ, приводящий к потере несущей способности; 3 — частичный отказ, после ликвидации которого полностью восстанавливаются эксплуатационные свойства здания