Расчет надежности конструкций

Расчёт надёжности — процедура определения значений показателей надежности объекта с использованием методов, основанных на их вычислении по справочным данным о надежности элементов объекта, по данным о надежности объектов-аналогов, данным о свойствах материалов и другой информации, имеющейся к моменту расчета. В результате расчета определяются количественные значения показателей надёжности.

Необходимость расчёта надёжности технических устройств и систем существовала с момента использования их человеком. Например, в начале 1900-х годов существовала задача оценки среднего времени горения газовых фонарей, а в середине 1930-х, благодаря работам шведского ученого В. Вейбулла (Waloddi Weibull), получила известность задача описания среднего времени наработки электронной лампы до её выхода из строя (распределение Вейбулла).

Решение вопросов надежности и безопасности современных структурно-сложных технических систем и объектов осуществляется на всех стадиях жизненного цикла, от проектирования и создания, производства, до эксплуатации, использования и утилизации. При этом могут преследоваться следующие цели[2]:

  • обоснование количественных требований к надежности объекта или его составным частям;
  • сравнительный анализ надежности вариантов схемно-конструктивного построения объекта и обоснование выбора рационального варианта, в том числе по стоимостному критерию;
  • определение достигнутого (ожидаемого) уровня надежности объекта и/или его составных частей, в том числе расчетное определение показателей надежности или параметров распределения характеристик надежности составных частей объекта в качестве исходных данных для расчета надежности объекта в целом;
  • обоснование и проверку эффективности предлагаемых (реализованных) мер по доработкам конструкции, технологии изготовления, системы технического обслуживания и ремонта объекта, направленных на повышение его надежности;
  • решение различных оптимизационных задач, в которых показатели надежности выступают в роли целевых функций, управляемых параметров или граничных условий, в том числе таких, как оптимизация структуры объекта, распределение требований по надежности между показателями отдельных составляющих надежности (например, безотказности и ремонтопригодности), расчет комплектов ЗИП, оптимизация систем технического обслуживания и ремонта, обоснование гарантийных сроков и назначенных сроков службы (ресурса) объекта и др.;
  • проверку соответствия ожидаемого (достигнутого) уровня надежности объекта установленным требованиям (контроль надежности), если прямое экспериментальное подтверждение их уровня надежности невозможно технически или нецелесообразно экономически.

На этапе проектирования технических систем выполняется проектный расчет надежности.

Проектный расчет надежности — процедура определения значений показателей надежности объекта на этапе проектирования с использованием методов, основанных на их вычислении по справочным и другим данным о надежности элементов объекта, имеющихся к моменту расчета.

Проектный расчет надежности входит в состав обязательных работ по обеспечению надежности любой автоматизированной системы и выполняется на основе требований нормативно-технической документации (ГОСТ 27.002-89, ГОСТ 27.301-95, ГОСТ 24.701-86).

На этапе испытаний и эксплуатации расчёт надёжности проводится для оценки количественных показателей надёжности спроектированной системы.

Наша организация занимается расчетом и оценкой надежности зданий и сооружений, а также отдельных конструкций, проектированием строительных объектов заданной надежности. Расчет надежности конструкций, для этих работ компания  располагает и квалифицированными кадрами (в том числе доктора технических наук), и высококачественными вычислительными ресурсами.

     Собственникам объектов строительных объектов
  • Компаниям, осуществляющим эксплуатацию объектов недвижимости
  • Потенциальным покупателям при приобретении объектов недвижимости
  • Всем заинтересованным лицам при строительстве или реконструкции зданий и сооружении.

Надежность, согласно определению ГОСТ 27751, – это свойство строительного объекта выполнять заданные функции в течение требуемого промежутка времени.
Как на стадии проектирования, так и для готового объекта,  можно рассчитать его надежность. Существует много показателей надежности: вероятность безотказной работы; долговечность; обеспеченность и другие показатели. Необходимо все их учитывать, как и при проектировании, так и при обследовании зданий. С помощью показателей надежности  в строительстве и проектировании качество можно оценить количественным показателем и выразить в цифрах.

В мировой строительной практике для промышленно гражданского сектора базовая надежность или ориентир имеет значение 0,99865 или 3 ? то есть допустимая вероятность отказа равна 0.135% , для строительных конструкций в области атомной энергетики это показатель выше 4? а для сельскохозяйственного строительства показатель надежности ниже 2 ?. Очевидно надежность имеет экономический смысл.

Расчет надежности строительных конструкций осуществляется по результатам технического обследования здания или сооружения, а так же анализа проектно-сметной документации. После проведения работ и расчетов будет сформирован отчет.

Надежность как экономическая составляющая должна быть разумной и при этом соответствовать рекомендациям СНиП.

  • Предположим, что надежность построенного или строящегося объекта недостаточная. Следовательно, возможны неравномерная осадка объектов строительства, образование трещин в конструкциях и элементах, деформации, аварии и как самый неблагоприятный вариант, обрушения здания. Эксплуатация зданий и сооружений с недостаточной надежностью будет требовать постоянного финансирования для устранения последствий недостаточной надежности при проектировании и строительстве.
  • Если же надежность избыточная, то есть использовались необоснованно завышенные по показателям прочности металлоконструкции или можно использовать меньшее количество, например бетона, или других материалов.  Таким образом, при оценке надежности на стадии проектирования можно значительно сэкономить расходы.

1. Примером могут служить ряд зданий и сооружений, такие как большие гипермаркеты и торгово-развлекательные комплексы. Снеговая нагрузка по результатам анализа данных за последние сто лет возросла. Поэтому следует проектировать здания подобного типа с гораздо большей надежностью, нежели раньше.

2. Другим примером можно рассмотреть жилые многоквартирные дома, в которых бесконтрольно выполняются работы по пробивке проемов в несущих стенах. При этом их количество, качество и габариты фактически не учитываются. Дом, который при проектировании рассчитывался на эксплуатацию  100-120 лет, в результате работ по перепланировке, выполняемыми жильцами, теряет свои эксплуатационные свойства и  может эксплуатироваться значительно меньший срок. Надежность строительных конструкций существенно снижается, через короткий срок (10-20 лет) эксплуатации, дом можно признать аварийным и непригодным для проживания.

Для расчета надёжности строительных конструкций мы привлекаем специалистов, имеющих опыт проведения серьезных комплексных обследований и проектирования крупных, технически сложных объектов. Обращайтесь к нам за всеми видами расчетов.