.

ЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЁТА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИХ В КОРРОЗИОННО-ОПАСНЫХ УСЛОВИЯХ

Луговской Леонид Никитович – Ведущий эксперт
Экспертно-консультационного центра «Диагностика и контроль»,
почетный строитель РФ


Госгортехнадзор РФ разработал РД 09-102-95 «Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов», в котором изложены принципы составления методик определения остаточного ресурса. Согласно р.3 п.3.1 этого документа «…в основных положениях (методик ред.) должна раскрываться концепция определения остаточного ресурса, в качестве которого (в соответствии с ГОСТ27.002-89) следует принимать наработку объекта от момента контроля его технического состояния до перехода в неработоспособное или предельное состояние».

Недостаточная терминологическая ясность слова «ресурс» и словосочетания «остаточный ресурс» требует выяснения – какое содержание должны вкладывать в него нормативные документы.

Слово «ресурс», в транскрипции [Ressource], французского происхождения. На это указывают все толковые, этимологические и экономические словари [3-7, 9-12], которые помещают слово «ресурс». Следует отметить – существительное «ресурс» не имеет однозначного определения. Французские словари [10, 11] дают слову «ресурс» такие значения:

1) средство, способ;
2) возможности, способности;
3) средства;
4) денежные средства, материальные возможности;
5) банковские активы;
6) источники финансирования.

Английские словари [12, 13] трактуют понятие «ресурс»:

1) новый или резервный источник снабжения;
2) возможность воспользоваться в трудных обстоятельствах;
3) возможность отвечать ситуации.

В науке и технике слово «ресурс» чаще употребляется во множественном числе:

1) энергетические ресурсы;
2) материальные ресурсы;
3) человеческие ресурсы;
4) трудовые ресурсы;
5) временные ресурсы.

Следуя научно-технической логистике, приходим к выводу, что слово «ресурс» с точки зрения его происхождения и его смысловой нагрузки мало применимо к понятию критерия технического состояния зданий или сооружений.

Целесообразно отметить, что слово «ресурс» сравнительно недавно вошло в наш словарный запас и поэтому не во всем соответствует понятиям русского языка. Так, например, ГОСТ 27.002-89 трактует понятие слова «ресурс» как «суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние». Следовательно, слово «ресурс» в изложении ГОСТ имеет неопределённое понятие для зданий и сооружений, так как изначально установить время наступления предельного состояния зданий или сооружений не представляется возможным. Нормативный срок службы здания никак не говорит о его предельном состоянии. Кроме того, слово «ресурс» правомерно лишь при условии, когда сам ресурс еще не задействован – считает Ю.В. Васильченко [15].

В то же время в экономико-математическом словаре Л. Лопатникова [16] представлено качественное обозначение понятия слова «ресурс»: «Ресурс – это прежде всего «потенциальная возможность». Такая широкая интерпретация слова «ресурс» дает возможность  применить его понятие к конкретным категориям теоретической механики, где словосочетание «потенциальная возможность» может определять понятие «потенциал силы сопротивления» конструкций внешним воздействиям или кинетическим моментам.

Потенциал силы сопротивления в строительной науке, прежде всего определяет несущую способность строительных конструкций, кинетический момент – величину нагрузки и вид загружения. Таким образом, для оценки состояния зданий или сооружений слово «ресурс» целесообразно употреблять в словосочетании «ресурс несущей способности строительных конструкций». Разницу между потенциалом силы сопротивления и кинетическим моментом можно определить как «физический остаточный ресурс несущей способности строительных конструкций». Казалось бы, тавтология, если рассматривать работу строительных конструкций в статическом поле, где в условиях равновесия сила Р=const и деформация d=const.

Работа строительных конструкций в коррозионно-опасных условиях в силу непрерывности коррозии имеет кинематический характер. Например, скорости коррозии строительных сталей, определённые профессором Голубевым для разных сред, снижают временной интервал эксплуатации конструкций в разы. В этом случае несущую способность можно выразить функцией, обратно пропорциональной времени N=f(1/t). Предлагаемое определение остаточного ресурса дает представление об его потенциальной возможности только в определенный момент времени без расчета момента времени наступления предельного состояния. В связи с этим нас интересует содержание категории «временной ресурс», которая часто употребляется без должного обоснования времени как «ресурса». Расчет «остаточного ресурса» с учетом момента времени наступления предельного состояния объекта можно назвать расчетом «временного остаточного ресурса» или «заданного ресурса» в зависимости от времени его определения (при пуске объекта или после капитальных ремонтов). Для определения «временного ресурса», а также «времени отказа» объекта необходимо ввести понятие «скорости снижения несущей способности» во времени.

Предлагаемый метод расчёта остаточного ресурса основан на положениях СНиП, РД 09-102-95, а также элементах математической логики.

Для расчёта остаточного ресурса строительных конструкций и рисков их обрушения, в соответствии с РД 09-102-95, необходимо провести инженерные обследования с выполнением анализа технической (проектной) документации и осуществить функциональную диагностику здания или сооружений в целом.

На основании результатов обследования и испытания конструкционных материалов следует выполнить проверочные расчёты и определить несущую способность строительных конструкций под фактические и проектные нагрузки.

Для определения временного остаточного ресурса и временных рисков обрушения необходимо применить понятие «скорость снижения несущей способности строительных конструкций» вследствие коррозии их конструкционных материалов.

Логическим обоснованием метода является положение СНиП:

«безопасная работа строительных конструкций обусловлена следующими неравенствами:

Nнес > Pрас,

Nнес > Pнор

при  Pрас > Pнор.

Дизъюнкция Nнес >Pрас U Nнес >Pнор позволяет получить два логически равносильных уравнения:

Rе =Nнес – Pрас

Rе =Nнес – Pнор.

Можно записать логическое равенство уравнений:

Nнес – Pрас ó Nнес – Pрас.

Действительно, вследствие непрерывности коррозии конструкционных материалов в коррозионно-опасных условиях ресурс несущей способности строительных конструкций стремится к нулю Nнес=>0,см.график №1. При достижении состояния Nнес = Ррас остаточный ресурс Rе=0; но при Nнеснор остаточный ресурс также равен нулю Rе=0, следовательно временной интервал между Nнес =Pрас и Nнеснор  является зоной риска первого уровня.

Зоной риска второго уровня является временной интервал между состояниями конструкций Nнес = Рнор и  Nнес = Ркр, см. одномерный график времени t.

Метод расчёта временного остаточного ресурса предназначен для прогнозирования предельно безопасных сроков эксплуатации строительных конструкций в коррозионно-опасных условиях. Расчёт рекомендуется производить согласно предлагаемому алгоритму.

lugovskoj_ln_odnomernyj_grafik_vremeni

Opredelenie_ostatochnogo_resursa_stroitelnoj_konstrukcii_i_riski

На основании изложенного можно сделать следующие выводы:

1. В этимологическом и морфологическом отношениях понятие слова «ресурс» и словосочетания «остаточный ресурс» не имеют достаточного обоснования к применению их в качестве прямой характеристики технического состояния зданий и сооружений.

2. Для оценки технического состояния зданий или сооружений целесообразно ввести в классификацию характеристик понятия: «ресурс несущей способности строительных конструкций», «временной остаточный ресурс строительных конструкций».

3. Для временной оценки «рисков», а также определения возможного момента времени «отказа» строительных конструкций внести в классификацию характеристик технического состояния зданий и сооружений понятие «скорость снижения несущей способности» строительных конструкций.

4. Предлагаемый метод рекомендуется использовать, непосредственно, для расчёта временного остаточного ресурса несущей способности строительных конструкций и рисков их обрушения при инженерном обследовании.

 

Библиографический список

1. РД 09-102-95. Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, поднадзорных Госгортехнадзору РФ.

2. ГОСТ 27751. Надежность строительных конструкций и оснований.

3. Большая советская энциклопедия. Т. 48. – М.: ОГИЗ, 1941.

4. Экономическая энциклопедия. Политическая экономия. Т.4. // Ред. А.М. Румянцева. – М., 1983.

5. Словарь современной экономической теории Макмилана. – М.: Инфра-М, 1997.

6. Цыганенко Г.П. Этимологический словарь русского языка. – 2-е изд., перераб. и доп. – Киев: Рад. школа, 1989. – 511 с.

7. Черных П.Я. Историко-этимологический словарь современного русского языка: В 2 т. – 3-е изд., стереотипное. – М.: Русский язык, 1999. – 560 с.

8. АГПС МЧС «Классификация потенциально опасных объектов с угрозой возникновения техногенных чрезвычайных ситуаций». 2005.

9. Советский энциклопедический словарь. – М.: Сов. Энциклопедия. 1980. – 1600 с.

10. Гак В.К., Ганшина К.А. Новый французкий словарь. М.: Русский язык, 1993. – С. 953.

11. Гавришина К.С., Сысоев И. Н. Русско-французский и французско-русский валютно-кредитный и финансовый словарь. – М.: Русский язык, 1991. – С. 536.

12. Webster new international dictionary of the English language. 2-d ed. Unabriged. Utilizing all the experience and resources of more then one hundred years of Marriam-Webster co; 1956. CXXXVI, 3196 p.

13. Oxford Student’s Dictionary of Current English/ — Moscow – London, 1983. – 544 p.

14. Фасмер М. Этимологический словарь русского языка. В 4 т. Т.3. / Пер. с нем. и доп. О.Н. Трубочева. – 2-е изд., стер. – М.: Прогресс, 1987. – С. 475.

15. Васильченко Ю.Л. «Категории “ресурс” и “временной ресурс” в экономике: исследование сущности и взаимосвязей», http://improvement.ru/discus/messages/14/170.html

16. Лопатников Л.И. Экономико-математический словарь / Словарь современной экономической науки. Изд.4., перераб. и доп. – М.: Изд-во «ABF», 1996. – 704 с.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.