Confiabilidade e durabilidade de edifícios residenciais. Confiabilidade e durabilidade da operação do equipamento Previsão de situações de emergência

Ao avaliar a qualidade dos materiais de construção, suas propriedades devem ser levadas em consideração. Nesse sentido, existe um sistema de indicadores de qualidade, que inclui: indicadores de finalidade, confiabilidade e durabilidade, indicadores ergonômicos, etc.

Indicadores de finalidade. Esses indicadores caracterizam o efeito benéfico da utilização dos produtos para os fins a que se destinam e determinam o escopo de sua aplicação. Em termos gerais, os indicadores-alvo incluem força(resistência à compressão e tração, rigidez, resistência à fissuração, resistência ao impacto, resistência sísmica), bem como indicadores termofísicos E resistência a influências externas(resistência ao gelo, resistência à umidade, resistência à radiação solar, resistência ao calor, resistência ao fogo, condutividade térmica, resistência à água, isolamento acústico, transmissão de luz, etc.).

A nomenclatura dos indicadores de designação necessários para a avaliação da qualidade é regulada pelo sistema de normas e prevê os seguintes indicadores de designação para materiais de parede de pedra: resistência à compressão e flexão, absorção de água, liberação de umidade, resistência ao gelo, retração linear. Dado que os materiais são concebidos para funcionar na estrutura da parede envolvente e devem ter elevada resistência térmica, a norma inclui um dos indicadores mais importantes - a condutividade térmica do material da parede.

Ao avaliar o nível de qualidade do produto, os indicadores de destino são frequentemente utilizados em conjunto com indicadores de outros tipos. Mais próximos dos indicadores de finalidade estão os indicadores de confiabilidade e durabilidade.

Também estão incluídos neste grupo indicadores de construtibilidade caracterizar o grau de perfeição técnica e progressividade do material, produto ou design. Para produtos de construção, os indicadores de construtibilidade são a forma geométrica e as dimensões, tolerâncias normalizadas. No que diz respeito aos materiais, as características de composição e estrutura são utilizadas como indicadores de construtibilidade. Por exemplo, para o cimento, é utilizada uma característica para o teor dos principais minerais de clínquer; as misturas de concreto são caracterizadas pelo tipo e proporção de matérias-primas, etc.

Indicadores de confiabilidade e durabilidade. Esses indicadores caracterizam as propriedades de confiabilidade e durabilidade de materiais, produtos ou objetos de construção. No que diz respeito ao processo de fabricação dos produtos, merece atenção a confiabilidade dos equipamentos tecnológicos utilizados na produção dos produtos e da tecnologia em geral.

Os indicadores de confiabilidade caracterizam o grau em que um produto desempenha suas funções durante uma determinada vida útil sob determinadas condições ambientais, mantendo suas propriedades, observadas as regras de operação. A propriedade de confiabilidade é inerente na fase de desenvolvimento do produto, fornecida na fase de sua produção e mantida na fase de operação.

O problema da fiabilidade das estruturas e sistemas construtivos assume cada vez mais importância devido ao aumento do número de pisos dos edifícios, ao aumento do número de elementos pré-fabricados e do número de juntas, ao desejo de tornar as estruturas tão leves e finas como possível.

Confiabilidade- uma propriedade complexa de um produto, que no caso geral consiste em propriedades particulares: durabilidade, funcionamento sem falhas, facilidade de manutenção e capacidade de armazenamento.

Confiabilidade chame a propriedade de um objeto para manter continuamente um estado íntegro por algum tempo ou algum tempo de operação. Basicamente, a confiabilidade é considerada em relação ao modo de operação do objeto, mas às vezes é necessário avaliar a confiabilidade durante seu armazenamento e transporte). Os indicadores de confiabilidade incluem a probabilidade de operação sem falhas, tempo médio até falha, tempo até falha , taxa de falha, etc.

O tempo até a falha é a duração ou quantidade de trabalho de um objeto desde o início de sua operação até a ocorrência da primeira falha. É medido em unidades de tempo (com operação contínua do produto) ou em ciclos quando o produto opera em intervalos. O tempo até a falha é usado para caracterizar a confiabilidade de um único produto. Para avaliar a fiabilidade de um grupo (lote) de produtos, devem ser utilizados indicadores que reflitam a alteração das propriedades do produto, tendo em conta a sua variabilidade estatística. Tais indicadores são tempo médio até falha, tempo percentual gama até falha e taxa de falha, etc.

O tempo médio até a falha reflete a expectativa matemática do tempo até a primeira falha. O tempo percentual gama até a falha caracteriza o tempo durante o qual a falha do objeto não ocorre com uma probabilidade y, expressa em porcentagem. Para quantificar a confiabilidade de produtos não reparáveis, é utilizado o indicador de taxa de falhas. A taxa de falha é a probabilidade de falha de um item não reparável por unidade de tempo. No caso mais simples, a taxa de falhas é inversamente proporcional ao tempo entre as falhas.

A probabilidade de operação sem falhas caracteriza a probabilidade de que, dentro de um determinado tempo de operação, um objeto não falhe. Quando chegar a hora eu, contando desde o início da operação do objeto, a probabilidade de sua operação sem problemas é determinada pela fórmula P(t)= 1-F(t), Onde F(t) - função de distribuição do tempo até a falha e é expressa como um certo número de zero a um ou como uma porcentagem

Sob d durabilidade está implícita a propriedade de um objeto de manter a operabilidade até o estado limite com as pausas necessárias para reparos. O estado limite é determinado pela destruição do objeto, requisitos de segurança ou considerações económicas.

Para avaliar a durabilidade dos produtos de construção, são utilizados indicadores para prever a vida útil dos produtos. Em primeiro lugar, este é o período que caracteriza a duração do calendário de funcionamento do produto antes da transição para o estado limite. Também é feita uma distinção entre a vida útil designada, que reflete a duração do calendário de operação do produto, ao atingir o qual seu uso pretendido deve ser encerrado, e a vida útil média, ou seja, a expectativa matemática da vida útil.

manutenibilidade - propriedade de um produto que caracteriza sua aptidão para restaurar o estado de funcionamento como resultado da prevenção, detecção e eliminação de falhas. Os indicadores de manutenibilidade são o tempo médio de recuperação de um estado de funcionamento, que expressa a expectativa matemática do tempo de recuperação, bem como a probabilidade de recuperação, ou seja, a probabilidade de que o tempo de recuperação do estado íntegro do objeto não exceda o valor especificado. A manutenibilidade refere-se apenas a produtos, sistemas e componentes remanufaturados.

Persistência caracteriza as propriedades do objeto para manter os valores especificados de confiabilidade, durabilidade e manutenibilidade durante e após o período de armazenamento e transporte estabelecido pela documentação técnica. A persistência é quantificada pelo tempo de armazenamento e transporte antes que ocorra a falha. É possível expressar a persistência e diminuição do índice de confiabilidade durante a operação subsequente do produto.

A prática construtiva mostra que os produtos podem perder sua confiabilidade não apenas durante a operação, mas também durante o armazenamento ou transporte. Portanto, a persistência muitas vezes se apresenta na forma de dois componentes: um deles aparece durante o período de armazenamento e o outro - durante a utilização do objeto após o armazenamento.

Indicadores de capacidade de fabricação. Este grupo inclui indicadores que caracterizam a eficácia do design e das soluções tecnológicas, que devem ter como objetivo alcançar elevada produtividade do trabalho com custos mínimos de materiais, combustível e energia para a fabricação e reparação de produtos.

A capacidade de fabricação dos produtos é caracterizada pelo grau de utilização de processos tecnológicos padronizados, pelas matérias-primas e produtos de produção centralizada mais racionais, pelo melhor fornecimento ao consumidor de peças de reposição e materiais, o que leva ao aumento da produtividade do trabalho na fabricação de produtos e à redução do custo de produção e operação dos produtos. Os principais indicadores de capacidade de fabricação de produtos industriais incluem o coeficiente de montagem (bloqueio) do produto e o coeficiente de utilização de materiais racionais, bem como indicadores específicos de intensidade de trabalho de produção, intensidade material e energética dos produtos.

Fator de montagem(bloqueio) do produto caracteriza a facilidade de instalação do produto e representa a proporção dos elementos estruturais incluídos nos blocos especificados no número total de elementos de todo o produto) No que diz respeito aos produtos de construção (sistemas), o fator de pré-fabricação expressa a proporção de elementos pré-fabricados no número total de componentes do produto (sistema):

Onde N sentou - o número de elementos pré-fabricados no produto; N- o número total de elementos.

Quanto maior o valor do coeficiente de pré-fabricação, maior será a capacidade de fabricação dos produtos.

Taxa racional de utilização de material são determinados nos casos em que é conveniente, por razões técnicas e económicas, utilizar determinados materiais eficazes (ligas de alumínio, materiais de construção poliméricos, etc.) na concepção do produto. Taxa de utilização de materiais:

(2.2)

Onde M e- peso total do produto; Mãe, hum- a massa total do material efetivo no produto.

Para materiais leves e eficientes, devido à sua baixa densidade, o fator de utilização terá um valor subestimado, portanto, para tais materiais é necessário entrar na expressão não massas, mas volumes. Com o aumento da taxa de utilização de materiais racionais, o nível de qualidade do produto aumenta.

A capacidade de fabricação dos produtos é convenientemente caracterizada por indicadores de mão de obra e consumo de materiais. Intensidade de trabalho da produção é determinado pela quantidade de tempo gasto na fabricação de uma unidade de produção e é expresso para produtos industriais em horas padrão. Intensidade específica de trabalho é definido como a razão entre a intensidade total de trabalho da produção T para o parâmetro principal do produto EM:

q t \u003d t/b,(2.3)

Consumo específico de material - a proporção de massa ou volume de produtos acabados M ao seu parâmetro principal EM:

q m =M/B(2.4.)

Na determinação da intensidade específica de trabalho e do consumo específico de materiais, os indicadores da finalidade do produto (resistência, densidade, etc.) são tomados como parâmetro principal. A política técnica da empresa deve ter como objetivo reduzir a intensidade específica de trabalho, o consumo de materiais e a intensidade energética dos produtos; o nível de qualidade aumenta.

Indicadores ergonômicos. Indicadores de qualidade ergonômica são utilizados para determinar a conformidade do produto com os requisitos de ergonomia. A ergonomia estuda a interação no sistema “homem - ambiente - produto”. Esses indicadores cobrem toda a gama de fatores que afetam a pessoa que trabalha e o produto utilizado. Por exemplo, ao estudar um local de trabalho, deve-se levar em consideração não só a postura de trabalho de uma Pessoa e seus movimentos, respiração, pensamento, mas também as dimensões do assento, os parâmetros das ferramentas, os meios de transmissão de informações, etc.

Os indicadores ergonômicos são divididos em higiênicos, antropométricos, fisiológicos e psicológicos.

O nível dos indicadores ergonômicos é determinado por especialistas - ergonomistas de acordo com a escala de classificação especial desenvolvida em pontos.

Indicadores de higiene caracterizar a conformidade do produto com as normas e recomendações sanitárias e higiênicas. Esses indicadores são utilizados para avaliar a conformidade do produto com as condições higiênicas de vida e o desempenho humano ao interagir com o produto. O grupo de indicadores higiênicos inclui iluminação, condições de temperatura, umidade e pressão, intensidades de campo magnético e elétrico, níveis de poeira, radiação, toxicidade, ruído e vibração, sobrecarga (aceleração).

A influência dos indicadores higiênicos é determinada medindo e avaliando a intensidade dos fatores individuais e comparando os dados obtidos com os normativos. Por exemplo, ao avaliar o nível de vibração, é necessário comparar o nível de vibração existente nos equipamentos de processo (plataformas vibratórias, vibradores profundos, de superfície e montados) com o máximo permitido pelas normas. O grau de nocividade da vibração é estimado pelos valores limites da velocidade de vibração e amplitude das oscilações dependendo da frequência.

Indicadores antropométricos caracterizar produtos que estejam em contato direto com uma pessoa, elementos de controles, móveis industriais, roupas e calçados. O conjunto de indicadores antropométricos inclui indicadores de conformidade do desenho do produto com o tamanho e forma do corpo humano e suas partes individuais que entram em contato com o produto; um indicador da conformidade do design do produto com a distribuição da massa humana.

Indicadores fisiológicos e psicofisiológicos caracterizar a conformidade do produto com as propriedades fisiológicas de uma pessoa e as características de funcionamento de seus órgãos dos sentidos. Isso inclui os seguintes indicadores: conformidade do design do produto com as capacidades de velocidade e potência de uma pessoa; correspondência do tamanho, forma, brilho, contraste, cor do produto e posição espacial do objeto de observação com as capacidades psicofisiológicas visuais de uma pessoa; conformidade do design do produto que contém a fonte de informação com as capacidades psicofisiológicas auditivas de uma pessoa; conformidade do produto e seus elementos com as capacidades relativas de uma pessoa.

Indicadores psicológicos caracterizar a conformidade do produto com as características psicológicas de uma pessoa, o que se reflete nas exigências de engenharia e psicológicas, nas exigências da psicologia do trabalho e da psicologia geral. O grupo psicológico inclui indicadores da conformidade do produto com as possibilidades de percepção e processamento da informação e da conformidade do produto com as competências humanas fixas e recém-formadas (tendo em conta a facilidade e rapidez da sua formação) na utilização do produto.

Ao avaliar a qualidade dos produtos por meio de indicadores ergonômicos, é necessário destacar nos produtos industriais elementos que afetam a capacidade de trabalho, a produtividade e o cansaço de uma pessoa.

Indicadores de padronização e unificação. Isso inclui indicadores que caracterizam o grau de saturação do produto com peças padronizadas e unificadas.Ao desenvolver novos produtos, é necessário se esforçar não apenas para reduzir o número de componentes originais, mas também para reduzir o número de peças padronizadas e unificadas, uma vez que , ceteris paribus, a qualidade do produto é tanto maior quanto menos componentes ele contém. Para uniformidade no cálculo dos indicadores de padronização e unificação, os componentes do produto costumam ser divididos em padronizados, unificados e originais. Partes do produto produzidas de acordo com padrões estaduais, republicanos ou industriais são consideradas padronizadas. As peças unificadas incluem as partes do produto que são produzidas de acordo com os padrões da empresa, bem como aquelas que são recebidas por ela acabadas como componentes (daquelas de produção em massa). As peças originais são componentes projetados especificamente para este produto.

Os indicadores mais importantes de padronização e unificação são os coeficientes de aplicabilidade e os coeficientes de repetibilidade.

Coeficiente de aplicabilidade caracteriza o grau de saturação do produto com componentes padronizados e unificados. Existem coeficiente de aplicabilidade por tamanhos padrão e coeficiente de aplicabilidade por partes componentes do produto. Por exemplo, o coeficiente de aplicabilidade por tamanhos padrão:

(2.5)

Onde N sobre- o número total de tamanhos padrão dos componentes do produto, N sobre \u003d N st + N y + N sobre;

N st, N E N sobre- número de tamanhos de componentes padronizados, unificados e originais.

Além disso, é possível determinar os coeficientes de aplicabilidade apenas para componentes padronizados ou apenas para componentes unificados. Quanto maior o valor dos coeficientes de aplicabilidade, maior, em igualdade de condições, o nível de qualidade do produto.

Fator de repetibilidade caracteriza o grau de unificação dos componentes do produto e pode ser expresso de duas formas - um número adimensional ou em%:

, (2.6)

onde está o número de componentes do produto.

O grau de aplicabilidade dos componentes padronizados também pode ser expresso por meio de um coeficiente de custo igual à razão entre o custo dos componentes padronizados e o custo do produto como um todo. O coeficiente de custo também pode ser atribuído ao grupo de indicadores econômicos.

Os indicadores económicos reflectem os custos de desenvolvimento, fabrico e operação de produtos, bem como a eficiência económica da operação. Com a ajuda de indicadores econômicos, são avaliadas a manutenibilidade dos produtos, sua capacidade de fabricação, o nível de padronização e unificação e a pureza das patentes. Os indicadores econômicos também são levados em consideração na compilação de indicadores integrais de qualidade do produto.

Indicadores estéticos de qualidade do produto. Os indicadores estéticos caracterizam a expressividade informacional, a racionalidade da forma, a integridade da composição, a perfeição do desempenho da produção e a estabilidade da apresentação do produto.

Indicadores de expressividade da informação caracterizar o grau de reflexão na forma de produto de ideias estéticas e normas culturais que se desenvolveram na sociedade, que se manifestam:

Na originalidade dos elementos da forma que distinguem este produto de outros produtos similares (originalidade da forma);

Na continuidade dos signos da forma, caracterizando a estabilidade dos meios e métodos de expressão artística, característicos de um período de tempo definido (correspondência de estilo);

Nos sinais da aparência do produto, revelando gostos e preferências estéticas temporariamente estabelecidas (correspondentes à moda).

Forme indicadores de racionalidade caracterizar a conformidade da forma com as condições objetivas de fabricação e funcionamento do produto, bem como a adequação do reflexo nela da essência funcional e construtiva do produto. A racionalidade da forma é:

Conformidade da forma do produto com a sua finalidade, solução de projeto, características da tecnologia de fabricação e materiais utilizados (indicador de condicionalidade funcional e construtiva);

Consideração na forma do produto dos métodos e características das ações humanas com o produto (indicador de condicionalidade ergonômica).

Indicadores de integridade de composição caracterizar a harmonia da unidade das partes e de todo o produto, a relação orgânica dos elementos da forma do produto e sua consistência com outros produtos. A integridade da composição predetermina a eficácia do uso de meios técnicos e artísticos na criação de uma solução composicional única.

Os indicadores de perfeição na fabricação de elementos de forma e superfícies são caracterizados por:

A limpeza das superfícies dos contornos (um indicador da limpeza dos contornos);

O rigor na aplicação de revestimentos e acabamentos superficiais (um indicador do rigor dos revestimentos e acabamentos);

A clareza da imagem de marcas, sinais, inscrições, desenhos, símbolos, materiais informativos, etc. (um indicador da clareza da execução da sinalização e da documentação que a acompanha).

Indicadores de estabilidade de marca são os seguintes: resistência a danos aos elementos da aparência do produto; retenção de cor, etc.

A avaliação dos valores dos indicadores estéticos da qualidade dos produtos é efectuada por método pericial por uma comissão composta por especialistas qualificados na área do design artístico e do design. A comissão de especialistas avalia os indicadores estéticos selecionados em pontos e determina o coeficiente de ponderação para cada indicador. Com base nos valores obtidos dos indicadores individuais e seus coeficientes de peso, um indicador generalizado de estética é calculado pela fórmula:

Onde K eu - avaliação de um único eu-ro índice de estética em pontos;

eu eu- fator de peso eu-º indicador,

P- o número de indicadores estéticos individuais levados em consideração.

Exemplo

Deixe, com base na análise estética e de design realizada, os especialistas determinarem as estimativas e coeficientes de ponderação de indicadores estéticos individuais. É necessário encontrar um indicador generalizado da estética do produto. Os dados iniciais e os resultados do cálculo são apresentados na tabela. 2.1.

Tabela 2.1

Dados iniciais para cálculo

Vamos encontrar o índice de estética pela fórmula (2.7)

O resultado obtido indica que o nível estético de qualidade do produto avaliado não atende aos requisitos modernos.

Indicadores patentes e legais. Os indicadores legais de patentes são, antes de tudo, indicadores de proteção e pureza de patentes. Para calcular os valores dos indicadores patentes e legais, dependendo da complexidade do produto, todos os seus componentes são divididos em grupos, levando em consideração o seu peso.

São utilizados dois indicadores de proteção de patentes de produtos: proteção de patentes no país e no exterior.

Índice de proteção de patente de produto dentro do país é calculado da seguinte forma:

(2.8)

onde está o número de grupos de significância;

O coeficiente de peso dos componentes do produto, protegidos por patentes ou certificados de direitos autorais do país;

O número de componentes do produto protegidos por patentes ou certificados de direitos autorais do país;

O número total de partes componentes do produto.

Índice de Proteção de Patentes patentes de produtos nacionais no exterior são determinadas pela fórmula:

(2.9)

onde é um coeficiente que depende do número de países onde foram obtidas patentes para exportação de produtos;

O coeficiente de peso dos componentes do produto, protegidos por patentes estrangeiras;

A quantidade de componentes do produto protegidos por patentes no exterior.

Índice geral de proteção de patentes de produtos, é a soma

(2.10)

Índice pureza de patente expressa a possibilidade legal de comercialização do produto no mercado interno e externo. O indicador é calculado simplesmente pela fórmula:

(2.11)

onde é o número de componentes do produto (por grupos de significância) que se enquadram no escopo das patentes de um determinado país.

Levando em consideração a divisão dos componentes do produto em especialmente importantes, principais e auxiliares índice de proteção de patentes determinado pela fórmula:

(2.12)

onde é o coeficiente de peso individual de componentes especialmente importantes;

O número de componentes críticos no produto;

O coeficiente de peso das peças protegidas por patentes na Rússia ou nos países de exportação pretendida; -º grupo;

O número de componentes de produtos do grupo que estão sujeitos a patentes emitidas no país de implementação pretendida;

Número de grupos de significância.

Indicadores ambientais. Um problema urgente hoje tornou-se um impacto perigoso na natureza para as pessoas ao longo de suas vidas. Diversos objetos utilizados nos processos de trabalho tornam-se portadores materiais de fatores perigosos e nocivos à natureza e ao homem. Esses objetos incluem: meios de trabalho (máquinas, equipamentos e outros produtos técnicos); objetos e produtos do trabalho; tecnologias, condições naturais e climáticas, etc.

Os indicadores ambientais caracterizam o nível de efeitos nocivos ao meio ambiente durante a operação do produto. Ao justificar a necessidade de ter em conta indicadores ambientais para avaliar a qualidade de um produto, é efectuada uma análise do seu funcionamento de forma a identificar possíveis efeitos nocivos químicos, mecânicos, luminosos, sonoros, biológicos, radiativos e outros ao ambiente. Quando são identificados tais impactos na natureza, os indicadores ambientais relevantes são incluídos na nomenclatura de indicadores aceitos na lista de avaliação do nível de qualidade do produto.

Os indicadores ambientais da tecnologia podem ser divididos em três grupos principais:

indicadores relacionados ao uso de recursos materiais da natureza,

indicadores relacionados ao uso de recursos energéticos naturais;

indicadores relacionados com a poluição ambiental.

PARA primeiro O conjunto de indicadores inclui: a intensidade de recursos da fabricação de produtos, indicadores de consumo de recursos materiais insubstituíveis durante a operação, durante reparos e descarte de produtos após seu desgaste físico.

Co. segundo Este grupo inclui indicadores de consumo de fontes naturais de energia em todas as fases e fases do ciclo de vida dos produtos.

Terceiro um grupo de indicadores inclui parâmetros de vários tipos de poluição ambiental e danos causados ​​​​por essa poluição em vários estágios do ciclo de vida dos produtos - desde a produção e operação até o descarte de produtos usados.

Ao determinar os indicadores de qualidade ambiental de novas tecnologias, são encontrados os valores relativos dos valores reais, por exemplo, a concentração de substâncias nocivas ou os níveis de impactos nocivos (mecânicos, físicos e outros) no meio ambiente para seus valores máximos permitidos. Neste caso, as seguintes condições devem ser atendidas:

(2.14)

onde C 1 , COM 2 , COM 3 - concentrações das substâncias nocivas correspondentes;

MPC 1 , MPC 2 , MPC n - concentrações máximas permitidas das substâncias nocivas relevantes.

Ao avaliar o nível de qualidade dos produtos técnicos, tendo em conta indicadores ambientais, partem de requisitos e normas específicas para a proteção do ambiente natural.

Um produto industrial, cuja operação conduza à violação dos requisitos ambientais estabelecidos e das normas de proteção ambiental, não pode ser classificado como produto que supere o nível mundial ou que lhe corresponda, independentemente de outros indicadores de qualidade corresponderem a tal avaliação.

Indicadores de segurança. Este conjunto de indicadores de qualidade do produto caracteriza a segurança do pessoal de serviço, dos passageiros - dos veículos, bem como das pessoas ao seu redor durante a operação, armazenamento e descarte de produtos técnicos.

Segurança - este é um estado de condições de trabalho em que o perigo é excluído com uma certa probabilidade, ou seja, a possibilidade de danos (lesões, mutilação) ou deterioração (doenças profissionais) da saúde humana.

O seguinte pode ser considerado como indicador de segurança:

A probabilidade de trabalho seguro de uma pessoa por um determinado tempo;

Factor de segurança;

Um indicador qualitativo de segurança pode ser a disponibilidade de equipamentos de proteção individual, cintos de segurança, etc.

O nível de qualidade do produto é avaliado levando em consideração indicadores de segurança e seus padrões.

Ao avaliar a segurança, é inicialmente determinado X st - o grau de nocividade (perigo) de um fator desfavorável e (ou) a severidade do trabalho com um produto técnico. Grau de nocividade ponto X avaliado em pontos de acordo com as normas.

No entanto, muitos fatores prejudiciais e perigosos nem sempre afetam uma pessoa durante o seu trabalho. Neste caso, os indicadores estabelecidos do grau de fatores nocivos são ajustados de acordo com a fórmula:

Onde ponto X- o grau de nocividade (perigo) do fator,

T - a relação entre a duração deste fator e a duração do turno de trabalho.

Se a duração de qualquer fator negativo for superior a 90% da duração do turno de trabalho, então T = 1.

Em alguns casos, o grau de segurança dos produtos técnicos é avaliado por fatores de segurança K b.

Fator de segurança K bé determinado pela proporção do número de indicadores de segurança (requisitos) Nb documentação normativa e técnica pertinente sobre segurança do trabalho com o produto avaliado, ao número total da nomenclatura de indicadores de segurança N sobre relacionado a este produto:

Se o fator de segurança for menor que um, é necessário tomar medidas gerenciais e técnicas para colocar o produto em um estado normativamente seguro.

Qual é o nível de segurança b o produto é quantificado como a razão entre os fatores de segurança das amostras avaliadas e de base:

No entanto, uma avaliação mais precisa do nível de segurança do produto pode ser realizada por um método diferencial ou complexo, tendo em conta todos os indicadores de segurança individuais e o seu significado.

Avaliação de segurança de edifícios e estruturas.

O exame técnico das estruturas permite estabelecer sua confiabilidade no momento da vistoria. Porém, para concluir a continuação da operação, estabelecer a vida útil e o reparo da estrutura, é necessário conhecer a evolução dessas propriedades ao longo do tempo. Por exemplo, se ao longo do tempo as estruturas de betão retêm as suas características de resistência, então muitos novos materiais sintéticos perdem frequentemente as suas propriedades de construção num período de 10-20 anos, o que não pode ser aceitável para edifícios e estruturas de capital.

Durante a operação de estruturas, os levantamentos visuais são amplamente utilizados para avaliar a condição técnica das estruturas. Para o efeito, existem recomendações metodológicas e dados tabulares para avaliação dos resultados das observações, segundo os quais a fiabilidade das estruturas examinadas é estabelecida por sinais externos do seu estado e avaliação dos danos. Dados mais precisos são obtidos a partir de medições instrumentais com vários instrumentos baseados em influências físicas, radiológicas, eletromagnéticas e outras.

Como as observações têm mostrado, durante a operação das estruturas ocorre uma mudança cíclica na sua confiabilidade, que está associada à variabilidade das cargas e da capacidade de carga devido a diversos danos.

Os danos à estrutura podem ser de dois tipos dependendo das causas de sua ocorrência: por efeitos de força e por efeitos do ambiente externo (mudanças de temperatura, processos de corrosão, efeitos microbiológicos, etc.). Este último tipo de dano reduz não só a resistência da estrutura, mas também reduz a sua durabilidade.

Deve ser dada especial atenção ao perigo das influências terroristas, que se tornou relevante nos últimos tempos. O grau de proteção contra terrorismo e outras influências emergenciais e a justificativa econômica para medidas de proteção devem ser determinados dependendo da importância desses objetos para a vida da cidade (instalações de gestão, etc.).

Previsão de situações de emergência

Uma análise de situações extremas na prática da construção mostrou que os acidentes estão direta ou indiretamente relacionados com a violação dos requisitos das normas e regras de projeto e tecnologia de construção de edifícios e estruturas.

O cumprimento das normas e regras vigentes garante a confiabilidade das obras sob diversas influências naturais e garante a segurança humana no processo de sua operação qualificada. A probabilidade de danos a esses objetos geralmente não excede 2,4 · 10-6, o que é aceitável pelas condições de viabilidade econômica.

Avaliação de risco em termos de previsão de emergência

O estudo das causas dos acidentes serviu de base para avaliar a possibilidade de ocorrência de condições que afetassem a confiabilidade da estrutura. Essas condições incluem a confiabilidade das soluções de projeto, a qualidade de construção e operação.

A confiabilidade insuficiente do projeto pode surgir devido a:

• 1) inconsistência do modelo de cálculo aceito com o funcionamento real das estruturas devido à ausência ou utilização incompleta dos requisitos das normas e padrões de projeto, ambigüidade dos esquemas de projeto, determinação incorreta das cargas e condições de operação da instalação, bem como consideração incorreta da resistência das estruturas de suporte e de fechamento a influências temporárias e acidentais;
• 2) verificação insuficiente e avaliação de engenharia incorreta da decisão de projeto tomada em condições reais (falta de experiência na operação dos edifícios e estruturas projetadas, diferença significativa no tamanho do objeto projetado e nas cargas em comparação com estruturas semelhantes construídas anteriormente, etc. .);
• 3) violações dos códigos e regulamentos de construção na execução do projeto em termos de: integralidade e confiabilidade dos estudos de engenharia e geológicos, levando em consideração a agressividade do ambiente externo, erros na determinação de cargas e impactos, tolerâncias incorretas na fabricação de estruturas e produtos , má qualidade dos materiais, violações dos métodos de construção e exploração das regras, etc.;
• 4) erros cometidos por falta de experiência e qualificação suficientes dos projetistas, falta de tempo ou recursos para projetos detalhados.

A construção de instalações de má qualidade pode ocorrer devido a:

• - a utilização de materiais e estruturas que não correspondem ao projeto;
• - má qualidade das obras de construção e instalação;
• - utilização de métodos de construção incomuns ou não testados;
• - mau controle sobre a qualidade do desempenho da construção, interação insatisfatória entre projetistas e construtores;
• - baixa qualificação do pessoal de produção ou suas frequentes mudanças;
• - situação insatisfatória no canteiro de obras: falta de tempo, recursos, má relação com o pessoal;
• - desvios dos códigos de construção e regras de prática de construção durante a construção de uma estrutura, desvios do projeto original;

O mau desempenho pode resultar de:

• - cargas excessivas em relação aos valores de projeto calculados;
• - falta de controle sobre o estado da estrutura e funcionamento da estrutura com defeitos não reparados;
• - desvios das regras de funcionamento, utilização da estrutura para outros fins.

A análise dos acidentes mostrou que se alguma das condições especificadas não for observada, é possível um acidente no canteiro de obras.

A probabilidade de um acidente é determinada com base na análise de soluções de planejamento espacial e design que afetam a confiabilidade das estruturas, no uso de avaliações de especialistas, bem como em dados calculados ou materiais de pesquisa de campo.

O questionário do inquérito, ao qual os especialistas respondem anonimamente, contém uma série de condições de avaliação, cada uma das quais com o seu peso específico, sendo a soma total de todas as condições igual a 1 (ver Anexo 3). Este apêndice fornece condições típicas para analisar a confiabilidade de uma estrutura, levando em consideração características de projeto e condições operacionais.

Em condições específicas, se necessário, pode ser realizada uma análise de confiabilidade do projeto, levando em consideração requisitos adicionais, e o número de condições pode ser aumentado ou alterado.

Cada condição é avaliada em uma escala de pontos e possui cinco opções de resposta: 1 (inaceitável), 2 (insatisfatório), 3 (satisfatório), 4 (bom), 5 (excelente).

A confiabilidade condicional de um edifício ou estrutura β é determinada pela fórmula

Onde R i - avaliação específica de confiabilidade obtida pela multiplicação do peso específico da condição pela avaliação em pontos.

Os valores obtidos para a estrutura são comparados com a escala de classificação de confiabilidade (Tabela 6.1).

Tabela 6.1. Escala de avaliação da confiabilidade e probabilidade de falha de estruturas de acordo com avaliações de especialistas

Embora a determinação da suscetibilidade das estruturas a acidentes usando o método acima possa ser realizada de forma bastante aproximada, a vantagem deste método é a sua menor dependência de avaliações subjetivas.

Para uma avaliação mais fiável da fiabilidade da estrutura e a determinação de possíveis situações de emergência, é efectuada uma verificação por vários peritos independentes.

Em caso de previsão desfavorável, são prescritas medidas adicionais para verificar a confiabilidade dos materiais iniciais de projeto, a qualidade das soluções de projeto, processos de construção e operação, a fim de identificar e eliminar as causas de uma possível diminuição do grau de objeto confiabilidade.

Além das avaliações de especialistas, a confiabilidade do projeto de uma estrutura pode ser estabelecida a partir da análise de uma estrutura como um sistema estrutural que consiste em estruturas separadas interligadas em uma determinada sequência e interagindo com vários eventos.

A experiência em construção tem mostrado que diferentes sistemas estruturais de estruturas com a mesma finalidade podem ter confiabilidade diferente, e os acidentes ocorrem quando uma ou mais falhas nas juntas do sistema levam a uma situação perigosa.

A solução para o complexo problema de estabelecer a falha de todo o sistema é realizada simplificando-o através da construção da chamada árvore lógica de falhas.

A árvore de falhas é uma representação gráfica da relação entre as falhas iniciais de elementos individuais do sistema e os eventos que levam ao surgimento de diversas situações de emergência, interligadas pelos sinais lógicos “e”, “ou”.

As falhas iniciais são eventos para os quais existem dados sobre a probabilidade de sua ocorrência. Normalmente, trata-se de falhas de elementos do sistema: destruição de estruturas e juntas de estruturas, vários eventos iniciais (erros de pessoal durante a operação, danos acidentais, etc.).

O estabelecimento da confiabilidade de uma estrutura começa com uma análise preliminar de perigos, que é então usada para construir uma árvore de falhas.

A análise é realizada com base no estudo do processo de operação e operação do sistema estrutural, na consideração detalhada dos impactos ambientais, nos dados existentes sobre falhas de estruturas semelhantes.

Em primeiro lugar, determina-se o que é uma falha do sistema e introduzem-se as restrições necessárias à análise. Por exemplo, estabelecem a necessidade de ter em conta a intensidade e recorrência dos sismos, acidentes com equipamentos, considerar apenas a falha inicial da estrutura (falha durante a vida útil inicial) ou falha durante toda a vida útil, etc.

Em seguida são identificados os elementos do sistema que podem causar condições perigosas, por exemplo, estruturas, junções, solos de fundação e fundações da estrutura, eventos desencadeadores externos, etc. Ao mesmo tempo, levantam a questão do que acontecerá ao sistema se algum dos elementos falhar.

Para quantificar a confiabilidade usando uma árvore de falhas, você precisa ter dados sobre as falhas iniciais. Esses dados podem ser obtidos com base na experiência operacional de projetos de construção individuais, experimentos e avaliações de especialistas.

A construção da árvore de falhas é realizada obedecendo a certas regras. O topo da árvore representa o evento final. Eventos abstratos são substituídos por outros menos abstratos. Por exemplo, o evento "falha no tanque de óleo" é substituído pelo evento menos abstrato "falha no tanque".

Eventos complexos são divididos em eventos mais elementares. Por exemplo, a “falha de um tanque” (Figura 6.1) que pode ocorrer durante sua vida útil é dividida em falha na fase de testes e falhas no primeiro e nos 10 anos subsequentes de operação. Essa separação é causada por diversos motivos de falhas: a confiabilidade inicial da estrutura e o acúmulo de danos em decorrência da operação de longo prazo.

Arroz. 6.1. Árvore de falhas de um tanque de óleo de aço em operação

Ao construir uma árvore de falhas, por uma questão de simplicidade, eventos com probabilidade muito baixa geralmente não são incluídos.

A medida quantitativa de falha do sistema é a probabilidade (Q) de uma falha ocorrer durante o tempo de vida assumido. Confiabilidade do sistema ( R ) é determinado pela expressão

Se o sistema consistir em i elementos conectados pelo sinal "ou", sua falha será definida como

Onde q, - probabilidade de falha do i-ésimo elemento do sistema.

Com um valor pequeno q A fórmula (6.3) pode ser expressa aproximadamente como

Para um sistema ou subsistema de i elementos conectados pelo sinal “e”, a falha será

Assim, o estudo da fiabilidade dos sistemas estruturais permite-nos resolver vários problemas importantes para a prática: avaliar qualitativamente a fiabilidade do objecto de construção projectado e, em caso de perigo acrescido, tomar medidas para aumentá-la, determinar o confiabilidade relativa da estrutura para diversas opções de esquemas estruturais durante o projeto, para quantificar a confiabilidade das estruturas e do ambiente de segurança.

Determinação dos danos esperados e fatores desestabilizadores

Os danos esperados decorrentes de impactos naturais e provocados pelo homem dependem de dois factores principais desestabilizadores:

• - intensidade e frequência dos impactos naturais e provocados pelo homem nos edifícios e estruturas;
• - conhecimento de engenharia (quantitativo) sobre a resistência ou proteção de canteiros de obras e áreas residenciais contra os efeitos destrutivos de fenômenos naturais e provocados pelo homem.

O algoritmo para calcular e avaliar as consequências económicas dos impactos esperados é o seguinte.

Para influências naturais:

• - determinar a possibilidade cientificamente comprovada de ocorrência no território em causa de fenómenos naturais destrutivos que possam prejudicar estruturas de engenharia (comunicações de transporte, engenharia hidráulica e instalações energéticas), instalações industriais e civis;
• - avaliar a probabilidade de ocorrência de cada tipo de impacte natural, a sua intensidade e frequência de ocorrência;
• - determinar o estado do ambiente do solo e estabelecer as características de resistência das estruturas de suporte e de fechamento;
• - realizar um conjunto de trabalhos analíticos e cálculos de engenharia para determinar a confiabilidade das fundações e a resistência das estruturas dos edifícios às cargas decorrentes de impactos naturais e antrópicos durante o período estimado de operação;
• - realizar trabalhos de reforço das estruturas dos edifícios e estruturas, se necessário, para alterar os esquemas de comunicações de transporte (por exemplo, em zonas propensas a avalanches ou em zonas de lama) e outras decisões necessárias.

Para impactos tecnogênicos:

• - determinar a possibilidade de acidentes provocados pelo homem e a probabilidade de sua ocorrência;
• - avaliar o impacto dos acidentes provocados pelo homem no ambiente e na segurança da população;
• - considerar a possibilidade de prevenir ou prevenir impactos tecnogênicos;
• - realizar trabalhos de reconstrução e modernização das instalações para aumentar o nível de segurança e fiabilidade das instalações potencialmente perigosas;
• - desenvolver medidas para localizar o impacto do acidente no meio ambiente e proteger a população e o pessoal de produção.

De acordo com os impactos esperados e a determinação dos possíveis danos e destruições dos canteiros de obras e dos danos ao meio ambiente, são calculados os valores estimados dos danos e perdas, tanto no domínio das perdas económicas como nas questões de saúde e vida dos a população. Ao mesmo tempo, as recomendações e conclusões podem ser de carácter restaurativo ou de reconstrução e modernização, bem como de mudança fundamental na estrutura da economia da região e mesmo de reassentamento da população de zonas com graves perigos e danos que são não é economicamente viável desenvolver (por exemplo, em áreas de fortes terremotos, inundações constantes e avalanches). Em cada caso, deverá ser realizada uma análise qualificada e uma discussão pública séria.

Desenvolvimento de medidas para melhorar a confiabilidade dos canteiros de obras e os meios de subsistência da população

Para garantir a confiabilidade dos objetos de construção, as características de resistência dos edifícios e estruturas devem ser determinadas e comparadas com todos os tipos de cargas e impactos que podem ocorrer durante o período estimado de operação.

Em caso de detecção de estabilidade e capacidade de carga insuficientes dos objetos de construção em relação às cargas e impactos existentes, deverão ser realizados os seguintes tipos de trabalhos:

• - examinar com a ajuda de dispositivos e ferramentas todos os objetos cuja confiabilidade seja duvidosa ou preocupante;
• - determinar as características de resistência das estruturas portantes e avaliar o estado dos solos de fundação, tendo em conta o seu comportamento sob vibrações e outras cargas que podem reduzir a estabilidade do ambiente do solo ou causar danos às fundações;
• - desenvolver um projeto de reforço ou reconstrução, excluindo danos ou destruição do objeto ou perda de sua estabilidade geral sob cargas e impactos possíveis e esperados em situações de emergência;
• - de acordo com o projeto desenvolvido, é realizado o necessário complexo de reforço ou reconstrução do objeto de construção;
• - realizar um rigoroso controle de qualidade na execução das obras de construção e instalação, atendendo aos requisitos acrescidos previstos nas normas e padrões para áreas com elevadas cargas e impactos;
• - na execução de obras de construção e instalação, é necessária a exigência de certificado de qualidade dos materiais e estruturas utilizadas com durabilidade garantida durante o período estimado de funcionamento das instalações;
• - a aceitação em operação de um objeto reforçado ou reconstruído é realizada de acordo com as normas e padrões de acordo com os materiais do projeto e dados reais de desempenho;
• - desenvolver recomendações para o funcionamento de edifícios e estruturas, tendo em conta a sua fiabilidade e durabilidade sob cargas e impactos máximos de projeto durante o período padrão.

Em meados do século passado, a indústria da construção passou para o estágio mais elevado de industrialização - a padronização. A partir de agora, o principal indicador qualidades funcionais edifício residencial (nível de segurança e conforto de vida, cumprimento dos requisitos sanitários e higiênicos e de segurança contra incêndio) - foi selecionado confiabilidade estruturas.

Confiabilidade estruturas - propriedade dos principais elementos estruturais de manter os valores dos parâmetros de funcionamento estabelecidos dentro de certos limites, correspondentes aos modos e condições de uso, manutenção e operação especificados.

De acordo com GOST 27751-88 "Confiabilidade de estruturas e fundações de edifícios", as estruturas e fundações de edifícios devem ser inicialmente projetadas de forma que tenham confiabilidade suficiente durante a construção e operação, levando em consideração, se necessário, efeitos especiais (por exemplo, como resultado de um terremoto, inundação, incêndio, explosão).

Para avaliar a confiabilidade de um objeto de construção, assim como sua propriedade complexa, existem três critérios principais estabelecidos no momento do projeto da estrutura:

confiabilidade – propriedade de um objeto para manter um determinado valor continuamente desempenho dentro de um determinado período de tempo;

durabilidade– propriedade do objeto para salvar desempenho antes do início estado limite (falha) com o sistema estabelecido de manutenção e reparos (GOST 18322-78), ou seja, com possíveis pausas no trabalho;

manutenibilidade - propriedade do objeto, que consiste na disponibilidade e comodidade na execução de medidas de prevenção e detecção identificar as causas de falhas e danos, bem como eliminá-los por meio de reparos e manutenção.

Na produção de materiais e produtos de construção, o critério de confiabilidade mais importante é levado em consideração adicionalmente persistência propriedades, ou seja, conformidade a longo prazo das propriedades do material ou do produto com requisitos padrão estritamente definidos.

Os indicadores de qualidade podem mudar ao longo do tempo. Alterá-los, ultrapassando os valores permitidos, leva a condição de falha(falha parcial ou total da estrutura). O principal conceito utilizado na teoria da confiabilidade é o conceito falha, ou seja perda da capacidade de trabalho, que ocorre repentina ou gradualmente. Por isso, todo o período de operação estruturas é considerada do ponto de vista da teoria da confiabilidade, como hora do fracasso T.

De acordo com GOST 133775, um evento que consiste em um mau funcionamento é denominado recusa. MTBF é entendido como a duração da operação do objeto, ou seja, durabilidade normativa dada pela tipologia técnica da estrutura.

A característica completa de qualquer variável aleatória é sua lei de distribuição, ou seja, a razão entre os valores possíveis de uma variável aleatória e as probabilidades correspondentes a esses valores.

Os indicadores de confiabilidade incluem:

- função de confiabilidade p(t);

é a densidade de distribuição do tempo até a falha f(t);

- taxa de falha eu(t).

Função de confiabilidadeé chamada de função que expressa a probabilidade de que T - tempo aleatório até a falha de um objeto - seja maior que um determinado tempo de operação (0,t), contado a partir do início da operação, ou seja,

p(t)=P(Tit).

Listamos algumas propriedades óbvias p(t):

1) p(0)=1, ou seja você pode considerar a operação sem falhas apenas dos objetos que estavam originalmente operacionais;

2) p(t)é uma função monotonicamente decrescente do tempo de operação determinado t;

3) qualquer objeto eventualmente falhará.

Juntamente com p(t) função de não confiabilidade é usada

q(t)=1 - p(t)=P(T

Função de falta de confiabilidade caracteriza a probabilidade de falha do objeto no intervalo (0,t). A função de não confiabilidade é a função de distribuição da variável aleatória T; esta função às vezes é denotada F(t).

A confiabilidade de um objeto operado pode estar em dois estados possíveis - operacional e falha. Para identificar os parâmetros de cada estado, é necessário conhecer os seguintes valores que caracterizam edifícios e estruturas semelhantes:

T cf - tempo até a primeira falha;

T - tempo até a falha;

eu(t) - taxa de falha;

w(t) - parâmetro de fluxo de falha;

lata- o tempo médio de recuperação do estado de funcionamento;

probabilidade de operação sem falhas ao longo do tempo t [P(t)];

Kr- fator de prontidão.

A lei da distribuição do tempo até a falha determina os indicadores quantitativos da confiabilidade de estruturas e elementos não substituíveis na estrutura. A lei de distribuição é escrita na forma diferencial da densidade de probabilidade f(t), ou na forma integral F(t). Existem as seguintes relações entre os indicadores de confiabilidade e a lei de distribuição:

Para estruturas intercambiáveis ​​em uma estrutura, a probabilidade de ocorrência n salta com o tempo t no caso da falha mais simples, o fluxo é determinado pela lei de Poisson:

Segue-se disso que a probabilidade de não haver falhas durante o tempo té igual a P(t) = exp(-lt)(lei exponencial da confiabilidade).

As estruturas e fundações dos edifícios são calculadas de acordo com método de estado limite, cujas principais disposições visam garantir sem problemas operação de estruturas e fundações, levando em consideração a variabilidade das propriedades dos materiais, solos, cargas e impactos, as características geométricas das estruturas, suas condições de funcionamento, bem como o grau de responsabilidade dos objetos projetados, determinado por materiais e sociais danos em caso de violação de seu desempenho.

Os estados limites (falhas) são divididos em dois grupos:

primeiro grupo inclui estados limites que conduzem à total inadequação para o funcionamento de estruturas, fundações (edifícios ou estruturas em geral) ou à perda total (parcial) da capacidade de suporte dos edifícios e estruturas em geral;

segundo grupo inclui estados limites que impedem o funcionamento normal das estruturas (bases) ou reduzem a durabilidade dos edifícios (estruturas) em comparação com a vida útil pretendida.

Estados limites do primeiro grupo são caracterizados por:

falha de qualquer natureza (por exemplo, dúctil, quebradiça, fadiga);

perda de estabilidade da forma, levando à total inadequação para uso;

perda de estabilidade de posição;

transição para um sistema mutável;

uma mudança qualitativa na configuração;

outros fenômenos em que seja necessária a interrupção da operação (por exemplo, deformações excessivas por fluência, ductilidade, cisalhamento em juntas, abertura de fissuras e também formação de fissuras).

Estados limites do segundo grupo são caracterizados por:

obtenção de deformações finais de estruturas (por exemplo, deflexões finais, voltas) ou deformações finais da base;

atingir os níveis limites de vibrações de estruturas ou fundações;

a formação de fissuras;

atingir limites de aberturas ou comprimentos de fissuras;

perda de estabilidade de forma, dificultando a operação normal;

outros fenómenos em que seja necessário limitar temporariamente o funcionamento de um edifício ou estrutura devido a uma redução inaceitável da sua vida útil (por exemplo, danos por corrosão).

A análise do estado limite visa garantir a confiabilidade de um edifício ou estrutura ao longo de toda a sua vida útil, bem como no decorrer da obra. As características dos estados limites, determinadas visualmente durante uma inspeção geral e especificadas durante um exame detalhado, são sistematizadas como sinais de desgaste físico na VSN 53-86r "Regras para avaliação do desgaste físico de edifícios residenciais".

Confiabilidade operacional as estruturas dos edifícios esgotam-se devido ao desenvolvimento de defeitos, cujas causas são: a acumulação de danos nos elementos e componentes das estruturas, determinada pelo desgaste dos materiais, a discrepância entre os esquemas reais e de projeto, o não cumprimento de regras de funcionamento, etc.

Assim, o monitoramento constante e as inspeções técnicas e vistorias regulares dos edifícios residenciais devem evitar o aparecimento dos estados operacionais finais da estrutura (falhas):

emergência(o primeiro estado limite), em que ocorre a perda total da capacidade de carga da estrutura, que é acompanhada por situações de emergência;

máximo operacional estado (segundo estado limite), quando as estruturas podem atingir tais deslocamentos estáticos ou dinâmicos, nos quais a operação das estruturas é impossível.

As condições para garantir a confiabilidade de um edifício residencial durante todo o período de durabilidade padrão é que os valores calculados das cargas ou das forças, tensões, deformações, deslocamentos, fissuras por elas causadas não excedam os valores limites correspondentes. estabelecido pelas normas para projeto de estruturas ou fundações.

Os modelos de cálculo (incluindo esquemas de cálculo, pré-requisitos básicos de cálculo) de estruturas e fundações devem refletir as condições reais de funcionamento dos edifícios ou estruturas que correspondam à situação de projeto considerada. Neste caso, os fatores que determinam os estados de tensão e deformação, as características da interação dos elementos estruturais entre si e com a base, o trabalho espacial das estruturas, as não linearidades geométricas e físicas, as propriedades plásticas e reológicas dos materiais e solos, a presença de fissuras em estruturas de concreto armado, possíveis desvios das dimensões geométricas de seus valores nominais.

Ou seja, todos os esquemas e modelos de projeto aceitos nos estágios iniciais de projeto de um objeto devem levar em consideração os resultados de observações, inspeções técnicas e vistorias de edifícios com características tipológicas semelhantes.

No cálculo de estruturas devem ser consideradas as seguintes situações de projeto:

estabelecido, que tem uma duração da mesma ordem que a vida útil do objeto de construção (por exemplo, operação entre duas grandes reparações ou alterações no processo tecnológico);

transitório, que tem uma duração curta em comparação com a vida útil de um objeto de construção (por exemplo, construção de um edifício, grandes reparações, reconstrução);

emergência, que tem baixa probabilidade de ocorrência e curta duração, mas é muito importante em termos das consequências de atingir os estados limites possíveis (por exemplo, uma situação que surge em conexão com uma explosão, colisão, falha de equipamento, incêndio, bem como imediatamente após a falha de qualquer elemento estrutural).

As situações de projeto são caracterizadas pelo esquema de projeto da estrutura, tipos de cargas, valores dos coeficientes de condições de operação e fatores de confiabilidade, lista de estados limites que devem ser considerados nesta situação.

O tempo é o componente mais importante da confiabilidade. A vida útil do mesmo material, produtos de construção absolutamente idênticos, depende do esquema de projeto escolhido e das condições de operação. Em edifícios residenciais, as condições operacionais são padrão. Portanto, o critério de durabilidade em edifícios residenciais é determinado, em primeiro lugar, pela tipologia da própria estrutura.

Por tipologia, os edifícios residenciais são divididos em tradicional construído antes de 1960, e industrial, para cuja construção a indústria recorreu ao resolver o programa habitacional no início dos anos 60 do século passado.

De acordo com De acordo com o esquema estrutural, as estruturas industriais distinguem-se pelo facto de possuírem um disco de reforço horizontal em forma de pisos de betão armado. Os edifícios tradicionais não possuem esse disco horizontal, pois mesmo as melhores estruturas tradicionais utilizam pisos mistos: madeira na parte principal da estrutura e concreto armado monolítico nas vias de fuga. A rigidez espacial em estruturas tradicionais é fornecida por diafragmas de reforço verticais - paredes estruturais externas e internas.

Arroz. 1. Disposição de pisos pré-fabricados de concreto armado em edifício residencial de tipo industrial e pisos de madeira sobre vigas de madeira - em estrutura tradicional.

Assim, para edifícios residenciais, foram estabelecidos seis grupos de capitais, incluindo não apenas estruturas seriais, mas também edifícios pré-guerra e pré-revolucionários, bem como todos os tipos de estruturas não capitais. A qualidade definidora da função do consumidor para todos os tipos de edifícios tornou-se durabilidade.

Inicialmente, apenas um grupo pertencia a habitações industriais - “Capital Especial”, tipo parede - com paredes portantes longitudinais ou transversais.

Sistema estrutural de construção denominado conjunto de estruturas interligadas do edifício, garantindo sua resistência, rigidez e estabilidade.

O sistema estrutural adotado para o período de projeto da estrutura deve garantir a resistência, rigidez e estabilidade da edificação na fase de construção e durante a operação sob a ação de todas as cargas e impactos de projeto. Para edifícios pré-fabricados de tipo industrial, foram previstas medidas para evitar a destruição progressiva (em cadeia) das estruturas de suporte do edifício em caso de destruição local de estruturas individuais durante impactos de emergência (explosões de gás doméstico ou outras substâncias explosivas, incêndios, etc.).

Os sistemas estruturais dos edifícios residenciais industriais são classificados de acordo com o tipo de estruturas portantes verticais: paredes, pórticos e fustes (núcleos de reforço), que correspondem aos sistemas estruturais de paredes, pórticos e fustes. Quando vários tipos de estruturas verticais são usados ​​​​em um edifício em cada andar, os sistemas moldura-parede, moldura-haste e fuste-parede são diferenciados. Quando o sistema estrutural do edifício é alterado ao longo de sua altura (por exemplo, nos andares inferiores - moldura, e nos superiores - parede), o sistema estrutural é denominado combinado.

Até recentemente, o sistema de estrutura de planejamento livre de estruturas de suporte em edifícios residenciais era limitado por requisitos de segurança contra incêndio, uma vez que era difícil fazer firewalls com esse esquema - barreiras verticais à prova de fogo. Ao utilizar uma moldura pré-fabricada de concreto armado na primeira série residencial de grandes painéis, foram utilizados diafragmas de reforço verticais na estrutura, transformando o esquema da moldura em parede. Posteriormente, a indústria passou de um sistema de moldura para um sistema com painéis exteriores e interiores portantes.

Arroz. 2. Tipos estruturais de edifícios civis: a - sem moldura; b - quadro; in - com moldura incompleta; 1 - paredes portantes; 2 - pisos intermediários; 3 - colunas; 4 - travessas; 5 - paredes autoportantes

Com base na análise de observações de longo prazo para edifícios e estruturas, .

A vida útil estimada dos edifícios dos diversos grupos de capitais foi estabelecida pelo “Regulamento sobre a realização de manutenção preventiva de edifícios residenciais e públicos”, aprovado em 1964 pelo Comité Estatal de Construção da URSS, bem como pelos regulamentos pertinentes sobre a reparação de industriais edifícios e outras instalações.

A durabilidade das estruturas industriais foi determinada não só por uma nova construção, mas também pelo aumento da gravidade específica irremovível elementos, levando a uma redução significativa nos custos operacionais.

Nas melhores casas de construção tradicional não serial (tradicional), a proporção de estruturas não substituíveis atingiu aproximadamente 42% (insubstituíveis incluem fundações, paredes, escadas). Os restantes elementos (em primeiro lugar, os pisos de madeira) deveriam ser substituídos, uma vez que se desgastam durante o funcionamento.

Nos edifícios construídos industrialmente, as estruturas não removíveis representavam 53% , com a adição de pisos pré-fabricados de concreto armado não substituíveis, a durabilidade das fundações aumentou significativamente. A cobertura também foi considerada insubstituível, pois com o desenvolvimento das estruturas seriadas, as coberturas inclinadas foram substituídas em todos os lugares por planas com dreno interno.

De referir que o aumento do volume de elementos não substituíveis conduziu a um aumento significativo dos custos de concepção e construção de um edifício residencial. Foi precisamente esta contradição que foi eliminada pelas abordagens industriais à construção de habitações - apenas a estampagem de fábrica poderia estar amplamente disponível para todos os segmentos da população.

A parcela do custo de elementos não substituíveis

Construções	Participação no custo, % do custo total
	em antigos edifícios de tijolos	em tijolos em série e edifícios pré-fabricados
Fundações	5

Uma das principais características dos sistemas técnicos complexos é a sua confiabilidade. A teoria da confiabilidade recebeu desenvolvimento significativo e aplicação prática em engenharia.

Confiabilidade- é propriedade de um objeto manter no tempo dentro dos limites estabelecidos os valores de todos os parâmetros que permitem executar as funções exigidas. Valores probabilísticos são usados ​​para quantificar a confiabilidade. Aquelas mudanças que ocorrem ao longo do tempo em qualquer sistema técnico e levam à perda de seu desempenho estão associadas às influências externas e internas às quais está sujeito. Durante a operação, todos os tipos de energia atuam sobre o sistema, o que pode levar a uma alteração nos parâmetros de elementos individuais, mecanismos e do sistema como um todo. Existem três fontes principais de influência:

• - a ação da energia do meio ambiente, incluindo uma pessoa que atua como operador ou reparador;
• - fontes internas de energia associadas tanto aos processos de trabalho que ocorrem no sistema técnico como ao funcionamento dos elementos individuais do sistema;
• - energia potencial que se acumula nos materiais e partes das unidades do sistema durante sua fabricação (tensões internas na fundição, tensões de montagem).

Durante a operação de um objeto técnico, são observados os seguintes tipos principais de energia que afetam seu desempenho e confiabilidade (Fig. 6.4).

energia mecânica, que não só é transmitido através de todos os elementos do sistema durante a operação, mas também o afeta na forma de cargas estáticas ou dinâmicas provenientes da interação com o ambiente externo.

Energia térmica atua no sistema e suas partes durante as flutuações da temperatura ambiente, durante a implementação do processo de trabalho (ocorrem efeitos térmicos especialmente fortes durante a operação de motores e uma série de máquinas tecnológicas), durante a operação de mecanismos de acionamento, dispositivos elétricos e hidráulicos .

energia química também afeta o desempenho do sistema. Por exemplo, a umidade contida no ar pode causar corrosão de componentes individuais do sistema. Se os equipamentos do sistema operam em ambientes agressivos (equipamentos da indústria química, navios, etc.), então as influências químicas provocam processos que levam à destruição de elementos e componentes individuais do sistema.

Energia nuclear (atômica), liberado durante a transformação dos núcleos atômicos, pode afetar os materiais (principalmente no espaço), alterando suas propriedades.

energia eletromagnética na forma de ondas de rádio (oscilações eletromagnéticas) penetra todo o espaço ao redor do objeto e pode afetar o funcionamento de equipamentos eletrônicos.

Fatores biológicos também podem afetar o desempenho do sistema na forma de microorganismos, que não apenas destroem certos tipos de plásticos, mas podem até afetar metais.

Arroz. 6.4.

Assim, todos os tipos de energia atuam sobre o sistema técnico e seus mecanismos, provocam nele uma série de processos indesejáveis ​​e criam condições para a deterioração de suas características técnicas.

A operação normal de um sistema ergotécnico é caracterizada por um certo grau de confiabilidade, que é uma característica probabilística complexa do desempenho bem-sucedido do sistema nas funções alvo exigidas, mantendo seus indicadores de desempenho dentro dos limites especificados pelo tempo requerido. A teoria da confiabilidade permite estimar a vida útil, ao final da qual a ferramenta técnica esgota seus recursos e deve passar por uma grande reforma, modernização ou substituição. Um dos conceitos básicos da teoria da confiabilidade é o fracasso.

Recusa- trata-se de uma violação do estado de funcionamento de um dispositivo técnico devido à cessação do funcionamento ou a uma alteração brusca dos seus parâmetros. Na teoria da confiabilidade, estima-se a probabilidade de falha, ou seja, a probabilidade de um dispositivo técnico falhar dentro de um determinado tempo de operação. O estudo das causas que causam falhas nos objetos, a determinação dos padrões aos quais eles obedecem, o desenvolvimento de um método para verificar a confiabilidade dos produtos e métodos para monitorar a confiabilidade, métodos de cálculo e teste, encontrando formas e meios para melhorar a confiabilidade - são objeto de pesquisas de confiabilidade. Ao estudar questões de confiabilidade, uma grande variedade de objetos é considerada - produtos, estruturas, sistemas com seus subsistemas. A confiabilidade de um produto depende da confiabilidade de seus elementos, e quanto maior for sua confiabilidade, maior será a confiabilidade de todo o produto.

Garantir a confiabilidade dos sistemas abrange uma ampla variedade de aspectos da atividade humana. A confiabilidade é uma das características mais importantes levadas em consideração nas fases de desenvolvimento, projeto e operação de diversos sistemas técnicos (Fig. 6.5).

A fiabilidade insuficiente da instalação acarreta custos avultados para a sua reparação, paragens de máquinas, interrupção do fornecimento de electricidade, água, gás, veículos à população, incumprimento de tarefas importantes, por vezes a acidentes associados a grandes perdas económicas, destruição de grandes instalações e vítimas humanas.

Como decorre da definição de confiabilidade acima, o mais significativo para o bom funcionamento de qualquer sistema técnico e o desempenho de suas funções especificadas é a preservação de seu desempenho.

Arroz. 6.5.

desempenho já que o estado do sistema significa a capacidade de executar as funções necessárias com os parâmetros operacionais especificados. Por sua vez, a disponibilidade da operabilidade do sistema durante todo o período de sua operação implica o funcionamento livre de falhas de sua operação, estando também indiretamente relacionada a outras propriedades de confiabilidade operacional. A confiabilidade (operabilidade) de um objeto é propriedade complexa,é avaliado por quatro indicadores quantitativos - confiabilidade, durabilidade, manutenibilidade e persistência, ou por uma combinação dessas propriedades.

Confiabilidade- a propriedade de um objeto de manter seu desempenho por um determinado tempo sem falhas e interrupções forçadas.

Durabilidade- a propriedade de um objeto de manter o estado de funcionamento até o estado limite com as pausas necessárias para manutenção e reparos de rotina.

manutenibilidade- a propriedade de adaptabilidade do objeto à prevenção, detecção e eliminação de falhas no seu desempenho através da realização de manutenções e reparos de rotina.

Persistência- a propriedade do objeto de manter os indicadores de desempenho exigidos durante e após o período estabelecido para seu armazenamento ou transporte.

Os objetos são divididos em não recuperável, que não podem ser reparados pelo consumidor e devem ser substituídos (por exemplo, lâmpadas, rolamentos, resistores, etc.), e recuperável, que pode ser restaurado pelo consumidor (por exemplo, um aparelho de TV, um carro, um trator, uma máquina-ferramenta, etc.).

Uma classificação de falhas foi desenvolvida do ponto de vista do estudo da natureza e natureza das falhas, a influência de vários fatores na sua ocorrência (Fig. 6.6).

• 1. De acordo com as condições de ocorrência, são divididos falhas no normal E condições anormais (extremas). Condições anormais ocorrem devido a erro humano, desastres naturais ou outras emergências.
• 2. Por motivos de ocorrência, ficam isolados falhas não associadas à destruição e causadas pela destruição do objeto.
• 3. Pela natureza da ocorrência: falhas repentinas associado a uma mudança brusca nos parâmetros principais, e falhas graduais sob a influência de fatores aleatórios, devido a processos lentos e irreversíveis
• 4. De acordo com o grau de impacto no desempenho: falhas totais e parciais. Estes últimos estão associados a uma perda “parcial” de desempenho do sistema, ou seja, com um nível de funcionamento reduzido. Tais falhas ocorrem em sistemas com grande número de elementos autônomos. Se alguns falharem, a maioria dos elementos permanece operacional.
• 5. De acordo com os sinais de manifestação: falhas explícitas e implícitas. A ocorrência de uma falha evidente é detectada por métodos organolépticos. No caso de falhas implícitas, a sua detecção requer o uso de instrumentos ou dispositivos especiais ou considerável experiência e habilidade do pessoal.
• 6. Por interligação: falhas independentes e dependentes quando o aparecimento de uma falha acarreta a ocorrência de outras. A interligação de falhas pode levar ao seu crescimento semelhante a uma avalanche.
• 7. De acordo com as consequências, distinguem: falhas são perigosas e seguras pela saúde e vida do pessoal e pelo meio ambiente; falhas graves levando a custos e perdas materiais e financeiras significativas e outros; falhas fáceis quase sem perdas.
• 8. De acordo com o método de eliminação, existem: falhas a serem eliminadas substituição de elementos, ajuste, limpeza e falhas autocorretivas ou falhas.
• 9. De acordo com a complexidade da eliminação: falhas simples e complexas exigindo especialistas altamente qualificados e custos trabalhistas significativos.

• 0 - falha do elemento,
• 1- falha primária;
• 2- falhas secundárias;
• 3- comandos errados,
• 4- elementos nos modos de operação especificados,
• 5 - tensões excessivas;
• 6- comandos errados;
• 7- envelhecimento natural;
• 8 - elementos vizinhos,
• 9- meio ambiente;
• 10- pessoal da empresa

Arroz. 6.6. Características de falha de elementos técnicos do sistema

• 10. Por frequência de ocorrência: em aleatório(solteiro) e não aleatório(sistemático) falhas. Falhas aleatórias são causadas por cargas imprevistas, defeitos latentes de material, erros de fabricação e erros do pessoal operacional. Falhas não aleatórias são fenômenos naturais que causam um acúmulo gradual de danos associados à influência do ambiente, tempo, temperatura, radiação, etc.
• 11. Mas a possibilidade de eliminação: falhas recuperáveis ​​e irrecuperáveis, caso em que o restabelecimento da operacionalidade do sistema seja tecnicamente impossível ou economicamente injustificado.
• 12. Por origem: construtivofalhas, devido a falhas de projeto; falhas tecnológicas- deficiências do processo tecnológico de fabricação e montagem de peças e conjuntos e falhas operacionais relacionado apenas às condições de operação.

Dependendo da capacidade de prever o momento da falha, todas as falhas são divididas em repentino(avarias, congestionamentos, desligamentos) e gradual(desgaste, envelhecimento, corrosão). Falhas que levam a consequências graves são categorizadas como " crítico».

PARA acidentes inclui todas as falhas cuja ocorrência esteja associada a uma ameaça às pessoas e ao meio ambiente, bem como a graves danos económicos e morais. A confiabilidade dos sistemas técnicos é influenciada por três grupos de fatores: construtivos, tecnológicos e operacionais.

PARA fatores construtivos incluem: o diagrama básico da máquina, a qualidade dos materiais, a forma e as dimensões das peças, a margem de segurança, os métodos utilizados para calcular a resistência, concentradores de tensão estrutural nas peças

Fatores tecnológicos- fatores associados ao processo de obtenção de propriedades estáveis ​​​​dos materiais que garantem a estabilidade da estrutura, propriedades físicas e mecânicas, resistência; fatores associados à conformação da peça, métodos de processamento e montagem; métodos e modos de tratamento mecânico, térmico, químico-térmico; geometria da ferramenta de corte; organização do controle técnico por etapas do processo tecnológico.

Fatores Operacionais- a natureza da carga, velocidade, pressão, temperatura ambiente, umidade ambiente, tipos e métodos de lubrificação, cumprimento das regras de operação técnica, manutenção, qualidade de reparo, qualificação do pessoal de manutenção, equipamento técnico dos serviços de reparo, etc.

Precisa instalar windows, mas não sabe a que dar preferência? Por um lado, os conhecidos de madeira e, por outro, os já populares de plástico. Em ambos os casos, o respeito pelo ambiente, a segurança e a fiabilidade do design correspondem ao preço e à honestidade do fabricante. E ainda assim, quando novas janelas precisam ser instaladas, uma diferença significativa pode ser encontrada entre esses dois tipos.

Você precisa instalar janelas - os prós e contras das estruturas de madeira e plástico

Se você precisa instalar uma janela de madeira, não acredite nas empresas que prometem trazer a estrutura depois de amanhã. Em princípio isso é impossível, pois o prazo mínimo para fabricação de uma estrutura de madeira é de 30 dias. A madeira precisa ser seca, pintada ou tingida, envernizada caso seja necessária a instalação de janelas de madeira. Mas quando for necessário instalar uma janela de plástico, sua empresa poderá produzi-la em um dia. Principalmente se o fabricante tiver produção própria.

Quando instalar o Windows, então as estruturas de madeira são inferiores à palma por dois motivos. Esta é uma instalação meticulosa e um preço alto. Para realmente instalar euroestruturas de madeira, você terá que pagar cerca de 3 a 4 vezes mais do que por uma estrutura com perfil de PVC.

Quando preciso instalar janelas mas deve-se lembrar que mesmo as estruturas plásticas mais caras são feitas de cloreto de polivinila. E isso significa que em altas temperaturas, em calor extremo ou durante um incêndio, será liberada a maior quantidade de substâncias nocivas.

A vida útil também precisa ser considerada quando as janelas precisam ser instaladas. Afinal, as estruturas plásticas duram em média cerca de 40 anos. Eles já provaram seu valor no difícil clima russo. As estruturas de madeira durarão cerca de 10 anos, e então o sol, o vento e a umidade farão seu trabalho sujo e destruirão gradualmente a estrutura.

Se precisar instalar uma janela de plástico, pelo menos porque é mais fácil e rápido de fazer. Quando precisar instalar janelas, você pode montar estruturas plásticas com suas próprias mãos, com experiência mínima. Esse truque com estrutura de madeira não funcionará mais. A instalação de uma estrutura de madeira é um processo que requer experiência e ferramentas especiais.
Outro motivo para instalar janelas de plástico é a fácil manutenção. Só será necessário limpar o perfil com um pano, ajustar e lubrificar as ferragens, trocar a vedação. Um perfil de madeira que racha ou absorve umidade requer mais atenção. Mas por outro lado, a árvore está sujeita a restauração e o plástico terá que ser totalmente trocado.

Uma janela com vidro duplo em construção de plástico é mais fácil de substituir. Você pode fazer isso em alguns dias. Mas em uma estrutura de madeira isso é muito mais difícil de fazer. Nele, a janela de vidro duplo é firmemente colada no caixilho com selante de silicone e o cordão de vidro é fixado com segurança. Portanto, é muito difícil remover uma janela de vidro duplo sem danificar o cordão do vidro. Isso também é levado em consideração quando o Windows precisa ser instalado. Se for um projeto doméstico, levará uma ou duas semanas para substituir a janela de vidro duplo. E se o fabricante for estrangeiro, você terá que esperar pelo menos um mês pela substituição.