Регулирование уровня конструкционной безопасности зданий и сооружений на стадии проекта

Шлейков Илья Борисович Челябинск, к.т.н., доцент каф. стр. механики ЮУрГУ

Изложена технология регулирования уровня конструкционной безопасности здания (сооружения) на стадии проекта, которая включает в себя экспертизу проекта, оценку надежности услуг предполагаемых участников строительства и прогноз риска аварии строительного объекта до его физической реализации.

Конструкционная безопасность, показателем которой является риск аварии, относится к базовому свойству качества строительного объекта, поскольку от уровня конструкционной безопасности объекта зависит способность его несущего каркаса сопротив ляться без обрушения конструкций внешним воздействиям. Необходимый уровень конструкционной безопасности объекта должен быть заложен еще на стадии проектирования посредством специальным образом организованной экспертизы проекта и подбора возможных участников строительства. Экспертиза проекта включает следующие действия.

• 1.    Отыскиваются ошибки проекта, потенциально снижающие уровень конструкционной безопасности планируемого к возведению строительного¹ объекта. К возможным ошибкам проектирования можно отнести:

• -    проектирование здания без достоверных или неполных геологических или гидрогеологических исследований грунтов основания;

• -    неудачно выбранная расчетная схема всего здания или отдельных конструкций, полностью

или частично несоответствующая действительной работе здания;

• -    недоучет или занижение сочетаний расчетных нагрузок и других воздействий (перепада температур, динамики, осадок опор и т.д.);

• -    недостаточная прочность, устойчивость и жесткость запроектированной конструкции из-за ошибочного расчета;

• -    ошибки в назначении марок стали, классов бетона и арматуры и других характеристик материалов;

• -    неправильное размещение связей и жестких диафрагм;

• -    неудачные технологические решения конструкций, узлов и соединений;

• -    применение недолговечных материалов. Отсутствие указаний по защите конструкций от коррозии;

• -    не учет влияния на существующие фундаменты новых фундаментов пристраиваемых зданий.

• 2.    Определяется уровень надежности проекта р„= min ^(р,^,

• 3.    Принимаются меры по ликвидации обнаруженных ошибок. После корректировки проектного решения формируется окончательная оценка уровня надежности проекта по правилу, изложенному в пункте 2.

где (рД - уровни надежности проектного решения от каждой обнаруженной экспертом ошибки, назначаемые по специальному правилу (табл. 1).

Таблица 1

Правило назначения уровня надежности проектного решения
Степень влияния обнаруженной ошибки на снижение уровня конструкционной безопасности	Уровень надежности проектного решения
практически нет	0,987
незначительное	0,939
несущественное	0,828
значительное	0,686
очень значительное	0,568
высокое	0,500

Последовательность действий при оценке надежности услуг поставщиков и строителей в части обеспечения конструкционной безопасности будущего строительного объекта следующая:

• 1.    Производится экспертная оценка эффек-

  тивности системы менеджмента качества через соответствие элементов системы требованиям международных стандартов серии ISO 9000. Требования ISO 9001 к элементам систем качества:

• -    элементы систем качества и требования к ним стандарта ISO 9001;

• -    наличие политики в области качества и системы мотивации качественного труда;

• -    соответствие ИТР и рабочих профессий профилю выпускаемой продукции;

• -    наличие актуализированных программ повышения квалификации различных категорий работников;

• -    соответствие механизмов и оборудования требованиям качества технологических операций;

• -    наличие системы технического обслуживания и системы документирования процедур выполнения технологических операций;

• -    регулярная внутренняя проверка, проводимая с целью оценки эффективности функционирования системы качества;

• -    наличие программ, методик, экспертов с определением их ответственности, форм документирования и регистрации входного и производственного контроля качества продукции;

• -    наличие оборудования, метрологического и лабораторного обеспечения процедур идентификации качества продукции.

• 2.    Определяется степень эффективности v системы качества по формуле

  v = min {(v)J, где ty); - степени соответствия элементов системы качества требованиям стандарта ISO 9001, назначаемые по специальному правилу, приведенному в табл. 2.

• 3.    Определяются уровни надежности услуг поставщика (р^) и подрядной строительной организации (р^ по формулам

Таблица 2

Правило назначения степени соответствия элемента системы качества требованию стандарта ISO 9001
Степень соответствия элемента	Степень
системы качества требованиям	соответст-
стандарта ISO 9001	вия
Соответствие требованиям стандарта практически полное	0,987
Отклонение от требований стандарта
незначительное	0,939
несущественное	0,828
значительное	0,686
очень значительное	0,568
высокое	0,500

Рм = v_M; р_с = v_c, где т_м и т_с - степени эффективности системы менеджмента качества соответственно организации -поставщика материалов (изделий, конструкций) и подрядной строительной организации.

Последовательность действий при прогнозировании риска аварии планируемого к возведению здания (сооружения) на момент его физической реализации следующая.

• 1.    Определяется число последовательно возводимых групп однотипных конструкций несущего каркаса строительного объекта с обязательным включением в это число грунтового основания.

• 2.    Для каждой группы конструкций прогнозируется значение уровня надежности р по формуле [1]

• 3.    Прогнозируется фактический риск аварии планируемого к возведению здания (строения, сооружения) по формуле [1]

Р =р™Р=Рп + 0,8(1—р_м) р_ср„ + 0,5 р_м (1-а) Рп + + 0,9р_мр_сЖРп) + 0,4(1-^_м)(1-р_с)/>„ +

+ 0,72(1-^_м)/?_с(1-р„) + 0,45^_м (Д-рЖ-Рп) +

+ ожг-рЖ-Р^-р»), где рт рм ирс - уровни надежности соответственно проекта, организации - поставщика материалов и изделий для этой группы конструкций и подрядной строительной организации, которая планируется для ее возведения.

R=VHp, где Пр - произведение спрогнозированных средних уровней надежности всех групп однотипных конструкций несущего каркаса исследуемого строительного объекта.

По результатам оценки уровня конструкционной безопасности планируемого к возведению здания (сооружения) оформляется декларация соответствия. Содержание и порядок подготовки декларации соответствия строительного объекта требованиям конструкционной безопасности следующий.

• 1.    По результатам экспертизы проектного решения определяется уровень надежности р„ проекта.

• 2.    По результатам диагностики систем качества всех задействованных проектом организаций - участников строительного процесса определяются уровни надежности поставщиков материалов (изделий, конструкций) р_м и всех подрядных строительных организации р_с.

• 3.    Прогнозируются значения уровня надежности р всех групп конструкций несущего каркаса объекта.

• 4.    Определяется ожидаемый после возведения строительного объекта фактический риск аварии R.

• 5.    Фактический риск аварии R сравнивается с нормальной величиной риска аварии R^ = 2, являющейся максимально-допустимым значением риска аварии для строящихся зданий [1].

• 6.    В случае, если R>R_H, строится диаграмма средних спрогнозированных уровней надежности р в группах однотипных конструкций несущего каркаса объекта с указанием на диаграмме нормального р_к уровня надежности конструкций, определяемого по формуле [1] р_н = 2^Ч".

• 7.    По диаграмме определяются организации -участники строительства, которые потенциально внесут в объект наибольший риск аварии, и на основе этой информации принимается управленческое решение.

• 7.    Расчет и оценка риска аварии и безопасного ресурса строительных объектов. (Теория, методики и инженерные приложения): Учебное пособие / А.П.Мелъчаков, И.Б. Шлейков, И.С. Никольский и др. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006.-49 с.