Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы технической эксплуатации объектов строительства. Ч.II. Учебное пособие
.pdf
0,0
0,3989
1,2
0,1942
2,4
0,0224
0,2
0,3910
1,4
0,1497
2,6
0,0136
1 2 3 4 5 6 0,4
0,3683
1,6
0,1109
2,8
0,0079
0,6
0,3332
1,8
0,0790
3,0
0,0044
0,8
0,2897
2,0
0,0540
3,2
0,0024
1,0
0,2420
2,2
0,0355
3,4
0,0012
Таблица 1 – Значения функции
Из таблицы видно, что вероятность попадание срока службы элементы за
пределы
равна 0,0044.
Это означает, что при обследовании 10 тысяч элементов можно ожидать,
что в 44 из них отклонение срока службы от среднего значения больше чем на
.
1.2 Значение сроков межремонтного периода элементов зданий и
сооружений
Наиболее протяжённым в жизненном цикле здания является период
нормального износа.
Производство ремонтно-наладочных работ раньше и позже периода
нормального износа нецелесообразно. Основой правильной организации
технической эксплуатации здания является строгое соблюдение системы
планово-предупредительного ремонта. Сроки ремонтных работ устанавливают
в зависимости от долговечности конструктивных элементов и инженерных
систем условий эксплуатации, действующих нагрузок и интенсивности влияния
окружающей среды.
Межремонтный цикл определяют сроком службы наименее долговечного
элемента. Каждый очередной ремонт здания предусматривает ремонт
комплекса элементов. Если здание эксплуатируется с соблюдением правил
технической эксплуатации, то объём ремонтных работ будет зависеть от двух
фактов:
11
- ремонтопригодности элементов здания;
- продолжительности их эксплуатации без ремонта.
Если ремонт производят несвоевременно, то износ элементов резко
прогрессирует, что вызывает увеличение объёма ремонтных работ и стоимости
мероприятий по техническому обслуживанию и ремонта здания. Если периоды
проведения работ по технической эксплуатации установлены как оптимальные
из условия:
(9)
где
– межремонтный срок службы здания;
– среднее значение срока службы здания;
– среднеквадратичное отклонение сроков службы
то общий объём ремонтных работ и его стоимость будут минимальными.
1.3 Эксплуатационные качества зданий сооружений
Каждое здание должно удовлетворять функциональным,
эксплуатационным, техническим, экологическим, экономическим,
архитектурно-художественным требованиям.
Архитектурно-художественная выразительность здания определяется его
функциональным назначением и отражает национальные архитектурные формы
и традиции – отвечает единству формы и содержания.
Эксплуатационные требования к зданиям и сооружениям подразделяются
на общие и специальные. Общие требования предъявляются ко всем зданиям и
сооружениям, специальные – к определённой группе строительных объектов со
своей спецификой назначения или конструктивного решения.
Общие требования к строительным объектам: надёжность, безотказность,
долговечность, огнестойкость, ремонтопригодность, коррозионная стойкость и
др.
12
Специальные требования относятся в основном к производственным
зданиям, промышленным площадкам. Промышленные здания в зависимости от
размещаемых в них производств по взрывопожарной и пожарной опасности
подразделяются на 5 категорий, и они должны отвечать специальные
требованиям. Установлены требования к складским помещениям,
административным, инженерным сооружениям (подпорным стенкам, тоннелям,
каналам, резервуарам, бункерам и др.
Функционально здание должно отвечать своему назначению,
соответствовать заданным санитарно-гигиеническим, противопожарным,
экономическим требованиям и другим условиям его эксплуатации в течение
нормативные срока службы.
Для обеспечения таких требований на стадии проектирования
определяют соответствующее число помещений необходимых размеров,
планировку, оборудование, пути эвакуации транспорта, энергоснабжения и
другие инженерные системы и устройства. Для создания заданных
эксплуатационных свойств необходимы правильный учёт природноклиматических факторов, соответствующая ориентация здания по сторонам
света, расчёт инженерных и санитарно-технических систем, оборудование
средствами связи, нормативная освещённость помещений, соответствующий
температурно-влажностной режим и др.
В некоторых зданиях и сооружениях следует учитывать динамическое
воздействие оборудования на строительные конструкции, повышенную
огнестойкость и взрывобезопасность, газо-, воздухо- и паропроницаемость.
В техническом отношении к зданиям и сооружениям предъявляются два
основных вида требований: по обеспечению несущей способности – первое
предельное состояние и по пригодности к нормальной эксплуатации – второе
предельное состояние. Под понятием предельного состояния понимают такое
состояние, при котором конструкции перестают удовлетворять в процессе
эксплуатации предъявляемым к ним требованиям или получают недопустимые
перемещения и повреждения.
13
Первое предельное состояние характеризуется вязким, хрупким,
усталостным разрушением или потерей устойчивости формы конструкции,
переходом её в изменяемую систему под действием внешних сил. Второе
предельное состояние характеризуется чрезмерными перемещениями,
прогибами, углами перекосов, колебаниями, раскрытием трещин.
Прочность и устойчивость здания (сооружения) зависит от прочности и
устойчивости его конструкций, надёжности их совместной работы,
обеспечивающей пространственную жёсткость, несущей способности
основания. Долговечность здания обеспечивается применением для несущих
конструкций морозо-, влаго-, биo-, коррозионно-устойчивых материалов или их
соответствующей защиты.
Предельное состояние второй группы по ограничению перемещений,
сдвигов в соединениях, колебаний и изменения положения конструкций и
элементов характеризуется тем, что нарушаются условия нормальной
эксплуатации, связанные с пребыванием людей, работой технологического
оборудования и сохранностью ограждающих конструкции.
К ограждающим конструкциям, кроме вышеуказанных, предъявляются
дополнительные теплотехнические требования, обусловленные их
функциональным назначением.
В современных условиях комплексное понятие качества жилища,
помещения включает понятие рациональность и комфортность. Рациональность
рассматривается как возможное использование недвижимости в качестве
инвестиций, которое базируется на экономических соображениях (возможность
использовать недвижимость при залоге) и капитальности (с течением времени
стоимость недвижимости возрастает).
Высокое качество жилища или офиса (комфортность) подразумевает
гигиену жилища, функциональность, безопасность, соответствие внешней
среды и внутренней. Одним из основных показателей гигиены является
температурный и влажностный режимы.
14
Противопожарные требования, предъявляемые к зданиям и сооружениям,
устанавливают степень огнестойкости строительного объекта. Степень
огнестойкости здания (сооружения) определяется степенью возгораемости и
пределом огнестойкости его основных конструкций и материалов и
проектируется в соответствии с классом функциональной пожарной
безопасности опасности здания (сооружения) (федеральный закон от 29 июля
2008 года № 123-ФЗ).
В процессе эксплуатации не допускается фактическое снижение
огнестойкости конструкции, возникающее в связи с их неудовлетворительным
техническим состоянием: наличие трещин, повреждение огнезащитного слоя.
Для обеспечения противопожарного режимы при эксплуатации зданий и
сооружений следует руководствоваться ГОСТ 12.1.004 «Пожарная
безопасность. Общие требования», СП 112.13330 «Пожарная безопасность
зданий и сооружений», нормами технологического проектирования, иными
правилами противопожарной безопасности и другими документами,
регламентирующими требования пожарной безопасности для зданий и
сооружений различного функционального назначения.
Содержание и единый порядок разработки, согласование и утверждение
задания на проектирование систем пожаротушения и сигнализации приведены
в НПВ 808-2001 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила
проектирования».
В целях соблюдения пожарной безопасности при эксплуатации
многоэтажного жилого дома следует руководствоваться указаниями
федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ, постановлением правительства
РФ от 25.04.2012 № 390, СП 112.13330.
Экономичность здания характеризуется объёмом капитальных затрат на
строительство и суммой эксплуатационных затрат за нормативный срок
службы.
15
1.4 Понятия и критерии надёжности
Надёжность – свойство изделия выполнять функции, сохраняя свои
эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого
промежутка времени. Надёжность в зависимости от значения изделия
(конструкции зданий и сооружений) и условий эксплуатации включает:
безотказность, долговечность, сохраняемость, ремонтопригодность изделия в
целом и его составляющих частей. Надёжность обеспечивает техническую
возможность использования изделия по назначению в нужное время и с
требуемой эффективностью.
Применительно к ограждающим и несущим конструкциям заданий и
сооружений – это свойство, обеспечивающее нормативный температурновлажностный и комфортный режим помещения (тепло-, влаго-, звуко-,
воздухозащиту), прочность и декоративные функции в течение заданного срока
эксплуатации.
Безотказность – свойство непрерывно сохранять работоспособность в
течение некоторого времени.
Показатели вероятности безотказной работы – средняя наработка до
первого отказа, интенсивность отказов, гарантийная наработка.
Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до
наступления предельного состояния при установленной системе технического
обслуживания и ремонтов, то есть с возможными перерывами в работе.
Показатель долговечности – средний срок службы до первого
капитального ремонта, межремонтный срок службы.
Безотказность и долговечность – свойства объекта сохранять
работоспособность без перерыва и с перерывом на ремонт.
Сохраняемость применительно к жилым домам:
- сохраняемость изделия (строительных конструкций, зданий и
сооружений) как свойство непрерывно оставаться в исправном
работоспособном состоянии в течение (и после) транспортировки и хранения.
16
Способность противостоять влиянию неудовлетворительного хранения,
транспортировки и старению материалов изделий до их монтажа;
- сохраняемость объекта в целом до ввода в эксплуатацию и во время
ремонтов.
Ремонтопригодность заключается в доступности и удобстве в
проведении осмотров для обнаружения причин возникновения отказов и
повреждений, а также устранение их путём ремонта и обслуживания. Часто
применительно к зданиям и сооружениям под надёжностью понимают только
прочностные свойства – это глубокое заблуждение. Наружные стены являются
многоэлементными и многофункциональными системами, они чаще
оказываются ненадёжными при выполнении ограждающих функций.
В процессе эксплуатации на надёжность здания оказывают влияние:
- внутренние напряжения в конструкциях, не соответствующие
проектным значениям;
- внешнее воздействие системы технического обслуживания;
- техническая квалификация обслуживающего и ремонтного персонала.
Функционирование жилого дома оправданно в той мере, в какой он
удовлетворяет техническим и изменяющимся социальным и экономическим
требованиям. Поэтому определяющим показателем надёжности жилого здания
является его оптимальный срок службы.
Надёжность можно понимать как сохранение качеств во времени. При
низком качестве зданий и сооружений неизбежно возникают расходы
материалов, труда и денежных средств на переделки и устранение брака. При
массовом строительстве возрастают требования к качеству. Главное требование
– повышения класса точности, приближающегося к точности
машиностроительного производства и полная заводская готовность изделия.
Возвращаясь к определению долговечности необходимо отметить, что
предельный срок, за который конструктивные элементы приходят в состояние,
когда дальнейшая эксплуатация становится невозможной, а восстановление
экономически нецелесообразным. В этот период входит и время ремонта.
17
Продолжительность жизни одного и того же материала, используемого в
разных конструкциях при различных условиях эксплуатации может
существенно различаться.
Принято считать, что долговечность определяется сроком службы
несменяемых при ремонте конструкций – фундаментов, каркасов стен.
Различают физическую долговечность и технологическую, зависящую от
соответствия здания функциональному процессу. Нормативные сроки службы
строительных конструкций в большей степени условны.
Опыт показывает, что в нормальных условиях большинство конструкций
за нормативный (установленный) срок службы не исчерпывают физикомеханические свойства материалов. Утрата этих свойств во времени
неравномерны.
Элементы здания различаются сроками службы.
В ГОСТ 27751-2014 приведены рекомендуемые примерные сроки службы
зданий и сооружений (т. 1) в зависимости от капитальности основных несущих
конструкций и их назначения:
- уникальные здания и сооружения – 100 лет и более;
- здания и сооружения массового строительства – не менее 50 лет;
- сооружения, эксплуатируемые в условиях сильно агрессивных сред – не
менее 25 лет;
- временные здания и сооружения – не менее 10 лет.
В нормативной литературе 60-70-х годов прошлого века были
установлены нормативные сроки службы:
- для жилых зданий 6 групп – от 150 до 15 лет;
- для общественных зданий 9 групп – от 175 до 10 лет;
- для промышленных зданий сооружения 5 групп.
18
Периоды работы элементов зданий и сооружений
Согласно ГОСТ 27751-14 «Надёжность строительных конструкций и
оснований» события, заключающиеся в нарушении работоспособности,
называют отказом.
Отказ – техническое состояние элемента, предшествующее исчерпанию
несущие способности или полной потерей ограждающей функции.
Отказы классифицируют:
- в зависимости от причин возникновения – внутренние, вызванные
недостатком конструкции, внешние (перегрузка, изменение схем нагрузки и
др.);
- в зависимости от скорости их проявления – последовательные,
постепенные, внезапные;
- в зависимости от диапазона отказов – частичные, не вызывающие
полной утраты работоспособности, полные;
- в зависимости от последствий – незначительные, значительные,
приводящие к выходу их работы и проявлению большого риска;
- в зависимости от срока эксплуатации – преждевременные, случайные,
износовые.
В период приработки интенсивность отказов велика, в короткий срок
интенсивность быстро снижается и становится приблизительно постоянной
величиной, когда все дефектные элементы уже отказали и их отремонтировали
или заменили. В период приработки в здании (сооружении) возникают отказы,
связанные с естественными процессами (например, осадкой) и выявляются
дефекты технологического характера (изготовления, транспортирования,
производства работ).
После периода приработки интенсивность отказов становится
приблизительно постоянной, наступает период нормальной эксплуатации.
Отказы этого периода называют внезапными. Причинами могут быть
внезапные концентрации нагрузок, отказы стыков, промерзания и др.,
представляющие случайные явления.
19
1 – период приработки; 2 – период нормальной эксплуатации; 3 – период
интенсивного износа
Рисунок 2 – Интенсивность отказов (износа) элементов как функция временной
эксплуатации
Когда время использования элементов достигает значения Тн, начинается
сказываться износ – период интенсивного износа, и интенсивность отказов
возрастает до момента Тр, который является средним значением долговечности
элемента (рисунок 2).
Для предупреждения преждевременного износа здания и сооружения
одним из важнейших условий является обеспечение нормальных условий
эксплуатации конструкции – проведение своевременных осмотров и ремонтов.
1.5 Эксплуатация основания фундаментов
Основные факторы, снижающие несущую способность оснований
фундаментов, их внешние признаки.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]