ВИЗНАЧЕННЯ НАДІЙНОСТІ БУДІВЕЛЬ ПІДВИЩЕНОГО РІВНЯ ВІДПОВІДАЛЬНОСТІ З УРАХУВАННЯМ ФАКТОРІВ РИЗИКУ

Abstract

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.01 – будівельні конструкції, будівлі та споруди. – Національний авіаційний університет, Київ, 2010. Дисертаційна робота присвячена розробці нової практичної інженерної методики оцінки надійності технічного стану експлуатованих будівель промислового призначення, підвищеного рівня відповідальності з урахуванням факторів ризику, що проявились за термін експлуатації та в подальшому розвитку створюють загрози руйнування. Проведені довготривалі натурні експериментальні дослідження зміни технічного стану експлуатованих будівель із залізобетонним каркасом, що знаходяться в реальних умовах експлуатації, ідентифіковані небезпечні руйнівні тенденції. Виконані чисельні моделювання роботи досліджених об’єктів з урахуванням реальних умов експлуатації та фактичного технічного стану, за результатами аналізу їхніх напружено-деформованих станів ідентифіковані небезпечні руйнівні тенденції. Виконані порівняльні аналізи натурних та чисельних досліджень, які показали достатню точність результатів, одержаних за розробленою методикою, а також покладених в її основу передумов і допущень.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.01 – строительные конструкции, здания и сооружения. – Национальный авиационный университет, Киев, 2010. Диссертационная работа посвящена разработке новой практической инженерной методике оценки надежности технического состояния эксплуатируемых зданий промышленного назначения, повышенного уровня ответственности с учетом факторов риска, которые проявились в период эксплуатации и в дальнейшем развитии создают угрозы разрушения. В работе изложена методика, которая позволяет давать объективную оценку фактического технического состояния зданий, работающих в реальних условиях, идентифицировать развитие опасных тенденций, которые создают риски разрушений, как объекта, так и его конструктивних элементов. Во введении обоснована актуальность темы, дана общая характеристика работы, показана научная новизна, практическое значение, апробация и внедрение результатов. В разделе 1 рассмотрены вопросы современного состояния и результаты предыдущих исследований по обеспечению надежности строительных объектов, оценке предельных состояний и риска разрушений. Для решения поставленной задачи надежность и риск строительных объектов рассматривались с позиции обеспечения безопасности – снижения уровня опасности на основе минимизации целевой функции и доведения уровня опасности к безопасной величине. В качестве критерия оценки безопасности зданий повышенного уровня ответственности приняты их граничные значения уровней надежности и риска. Величина риска может отображать не только степень сопротивления конструкций, изменение внешних и внутренних воздействий, но и учитывает их вероятностный характер, что является наиболее приемлемой оценкой фактического технического состояние эксплуатируемых объектов на основе изменения регламентированных параметрических показателей. В разделе 2 сформулированы и проведены исследования концептуально общих вопросов теоретических основ надежности и риска по проблеме обеспечения безопасности строительных объектов. Обоснован процессный подход определения и оценки факторов риска разрушений, которые проявляются в реальных условиях эксплуатации из признаков неопределенности технического состояния (информационной энтропии). Согласно концепции конструкционной безопасности строительных объектов, используя гипотезу независимости каждой «п» групи конструктивных элементов, в соответствии со стандартними значениями уровней риска и информационной энтропии, сформулирован алгоритм требований надежности, дана оценка категорий технического состояния. Идентификация опасных разрушающих тенденций осуществляется путем сопоставления результатов натурных и аналитически-расчетных данных по скорости изменения параметрических значений регламентированных нормами проектирования и строительства. Категория технического состояния оценивается на основе экспертной оценки с использованием приемов нечеткой логики – лингвистической переменной «очень» при отождествлении значений «надежность» и «соответствие». В разделе 3 приведено обоснование методики проведения полномасштабных натурных исследований представителей объектов повышенного уровня ответственности. Разработан алгоритм визуальных и инструментальных обследований для получения достоверной объективной информации фактических параметрических и непараметрических значений. По скорости изменения и приросту местных, вертикальных, горизонтальних линейных перемещений и перекосу ячейки каркаса, определены опасные тенденции, дальнейшее развитие которых вызывает риски разрушений. В разделе 4 по результатам натурных исследований проведен анализ напряженно-деформированного состояния объектов по модели «Основание–Фундамент–Каркас» с использованием программного комплекса (ПК) Structure CAD "SCAD" и программы «КРОСС» для учета распределительных свойств оснований. Результатами расчета определены вынужденные перемещения каждой «п» группы конструктивных элементов по направлениям основной системы координат (X, Y, Z), идентифицированы опасные разрушающие тенденции. На основании накопленной базы данных по обследованным объектам выполнен сравнительный анализ совпадения результатов идентификации опасных разрушающих тенденций натурных и численных исследований. В разделе 5 приведены примеры практического применения результатов исследований. Материалы исследований использованы при обследовании, паспортизации, разработке проектов по усилению конструктивных элементов объектов Центрального хранилища Национального банка Украины, разработки проектов реконструкции «Винницкий сыркомбинат», «Производственный корпус завода «Красное знамя», «Гадяцкий хлебозавод».

The thesis for taking the scientific degree of Candidate of Technical Sciences in speciality 05.23.01 – Building Constructions, Buildings and Structures. – National Aviation University. – Kiev, 2010. The thesis is devoted a new practical design engineering procedure of estimation of reliability of the technical condition of maintained industrial buildings, increased level of responsibility, taking into account risk factors which showed up for the term of exploitation and in further development create destruction threats. Long-term natural experimental researches of change technical condition of maintained buildings with a concrete formwork, which are in the real terms exploitations, identified dangerous destructive tendencies are are conducted. It is executed numerical modelling of work of the investigated objects taking into account real terms of exploitation and an actual technical condition, by results of their analysis of tensely-deformed states, dangerous destructive tendencies are identified. It is executed comparative analyses of natural and numerical researches, which have shown sufficient accuracy of results gained by developed technique, and also preconditions taken as a principle to an offered technique and formulas.