Т. В. Дормидонтова Комплексное применение методов, средств контроля для диагностики и мониторинга строительных систем

Скачать 2.66 Mb.

Название	Т. В. Дормидонтова Комплексное применение методов, средств контроля для диагностики и мониторинга строительных систем
страница	7/10
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Рисунок 5.9 – Функциональная схема промышленного здания

Схему предписанных для исполнения функций можно превратить в надёжностную схему здания, используя различного рода соединения, аналогичные электрическим.

Надёжностная схема системы состоит из последовательных и параллельно соединённых элементов. При этом способ соединения определяется либо логически, либо экономически.

Очевидно, что все функции, которые исполняет система, а также все элементы в функции безопасности следует рассматривать как последовательные соединения. Эти решения имеют логическую основу.

Последовательное соединение элементов – это соединение, при котором отказ хотя бы одного элемента приводит к отказу всей системы. Например, отказ по огнестойкости конструкций или по экологической чистоте материалов приводит к отказу функции безопасности, что, в свою очередь, означает отказ всей системы.

Надёжность системы, при последовательном соединении равна произведению надёжностей отдельных элементов и всегда меньше надёжности наименее надёжного элемента.

Логическое обоснование имеет также параллельное соединение элементов специальной функции.

При параллельном соединении надёжность системы больше надёжности самого надёжного элемента. Отказ системы с параллельным соединением наступает лишь после отказа полностью всех элементов.

Кроме того, все элементы в системе с параллельными соединениями должны иметь одинаковое функциональное назначение. Параллельное соединение в теории надежности рассматривается как способ повышения надёжности системы за счёт дублирования, резервирования. Например, в самолётах и подводных лодках используется двойная обшивка, в жилых зданиях используют два лифта.

Для оценки надёжности исполнения функции комфортности можно использовать формулы для системы с последовательным и параллельным соединениями элементов.

Надёжность исполнения функции технического обеспечения (ФТО) определяется на основе представления её как системы с комбинированными соединениями.

Комбинированное соединение элементов объединяет способы с параллельным и последовательным соединением.
5.4.5 Распределение заданной надёжности системы по её элементам
В настоящее время здания могут выполнять различные функции, например, одновременно могут быть магазином и кафе, тогда надёжность системы, состоящей из параллельно соединённых элементов, запишется в следующем виде:
(5.17)

где Q – вероятность отказа;

W_i – минимальная надёжность i – го элемента;

n – количество параллельно соединённых элементов в системе.

Так как минимальная надёжность (W_мин) элемента зависит от количества людей (N) на площади поражения.

Был проведён анализ для получения зависимости “W_мин - N” при следующих условиях:

рассматривалось одноэтажное многопролётное каркасное производственное здание;
под площадью помещения понималось площадь четырёх ячеек здания, так как при отказах наиболее ответственной детали – колонны среднего ряда - четыре ячейки здания будут находиться в состоянии отказа (рисунок 5.10). В этом случае площадь поражения от отказа колонны будет равна площади помещения, т.е. F_k / F_п = 1.

Рисунок 5.10 – Отказ колонны среднего ряда

вероятность нахождения человека в помещении равна единице при трехсменной работе;
количество людей, находящихся в помещении – 100, 50, 20, 10, 5, 1 человек;
вероятность отказа колонны принята равной 1^. 10^-4 13.

Уравнение (5.17) можно переписать:

(5.17)

где к_i – отношение Q_i / Q₁₀₀.

Значения коэффициентов к_i приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1

Количество людей на площади пораженияЗначения коэффициентов к_i100150к₁ = 220к₂ = 410к₃ = 105к₄ = 201к₅ = 100

В результате была получена зависимость (рисунок 5.11).

Рисунок 5.11 – Зависимость максимально допустимой вероятности отказа от количества человек находящихся на площади поражения
Таким образом, надёжность системы “функции безопасности”, состоящей из параллельно соединенных элементов, высока.

Функция комфортности представлена параллельным соединением и её надёжность входе проведённых расчётов получилась также высокой.

Надёжность функции технического обеспечения высока в связи с наличием параллельно соединённых элементов.

Для уточнения этого утверждения был проведён эксперимент, заключающийся в опросе жильцов современных жилых домов. Респонденты отвечали на вопросы, показанные в таблице 5.2.

Таблица 5.2

АнкетаАдрес, г. Самара:Ответ1. Сколько раз в месяц лифт в Вашем доме не работает?2. Сколько времени (в часах) не работает лифт, в случае его неисправности?3. Сколько раз в месяц телефон в Вашем доме не работает?4. Сколько времени (в часах) не работает телефон, в случае его неисправности?5. Сколько раз в месяц отключают газ в Вашем доме?6. На какое время (в часах) подача газа была прекращена?7. Сколько раз в месяц отключают свет в Вашем доме? 8. На какое время (в часах) свет был отключен?9. Сколько раз в месяц отключают отопление в Вашем доме?10. На какое время (в часах) отопление было отключено?11. Сколько раз в месяц мусоропровод в Вашем доме не работает?12. Сколько времени (в часах) не работает мусоропровод, в случае его неисправности?Таблица 5.2 (продолжение)13. Сколько раз в месяц отключают воду в Вашем доме?14. На какое время (в часах) вода была отключена?15. Сколько раз в месяц канализация в Вашем доме не работает?16. Сколько времени (в часах) не работает в случае её неисправности?17. Сколько раз в месяц радио, антенна общего пользования в Вашем доме не работают?18. Сколько времени (в часах) не работают радио, антенна общего пользования в случае их неисправности?

Данные после обработки анкет представлены в таблице 5.3.

Таблица 5.3

НаименованиеСреднее значениеСтандартКоэффициент вариацииВероятность отказа

количество отказов лифта4,748,461,780,016время отказа лифта11,8215,861,34количество отказов телефона2,364,201,780,0079время отказа телефона5,686,781,19количество отказов газа210,50,0079время отказа подачи газа5,672,080,37количество отказов света1,881,640,870,0053время отказа подачи света3,827,001,83количество отказов отопления1,530,920,600,023время отказа подачи отопления16,2717,791,09количество отказов мусоропровода1,330,580,440,018время отказа мусоропровода12,6711,020,87количество отказов воды2,332,971,270,021время отказа подачи воды15,4218,691,21количество отказов канализации1,400,550,390,0058время отказа канализации4,174,781,15количество отказов слаботочного оборудования1,330,580,440,0032время отказа слаботочного оборудования2,331,530,66
Средняя стоимость устранения одного отказа была получена по данным жилищно-коммунальных служб.

Была составлена надёжностная схема функции технического обеспечения:

Таким образом, надёжность функции технического обеспечения оказалась выше самого ненадёжного.

Исследований зависимости надёжности исполнения специальных функций от каких-либо факторов к настоящему времени не произведено. Поэтому для её оценки возможно элементы этой функции соединить параллельно, так как при отказе одной из специальных функций зданию может быть предписано исполнение другой, более подходящей. Можно предположить, что одним из наиболее весомых факторов, определяющих надёжность специальных функций, является время морального старения проектного решения.
6 Надёжность отдельных конструкций
6.1 Надёжность плит покрытия
Для оценки вероятности отказа плиты покрытия принимается состояние, когда реализовывается одно из следующих событий, автором были составлены блок-схемы на отдельные конструкции.

Блок-схема определения надёжности плиты покрытия

Нагрузки, действующие на плиту покрытия, принимаются в соответствии с проектом, пример представлен в таблице 5.1 [143,146].
Таблица 5.1

Действующие нагрузки на плиту покрытия

Вид нагрузкиНормативная нагрузка Н/м²Коэффициент надёжности по нагрузкеРасчётная нагрузка, Н/м²Постоянная:ж/б плита с заливкой швов1,1пароизоляция1,3утеплитель1,3цементно-песчаная стяжка 1,3рубероидный ковёр1,3Итого:Временная:Кратковременная (снеговая) [76-78]1,4Итого:Полная:

Статистические характеристики параметров определяются по-разному. Так, средние значения прочности материалов вычисляются из условия, что обеспеченность нормативных сопротивлений равна 0,95, при коэффициенте вариации – 0,135 [148#G0]. В этой связи среднее сопротивление растяжению и сжатию арматуры принимается с коэффициентом вариации равным 0,05 [12,40,61,73,74,79,112,117,162].

Коэффициент вариации модуля упругости бетона – 0,07.

Средние значения геометрических размеров конструкций приняты равными проектным значениям, коэффициенты вариации – из условия, что допуск на них содержит два стандарта [61].

Статистические характеристики несущей способности плит покрытия (среднее и стандарт) определялись методом перебор [81,84].

Вероятность отказа оценивалась как вероятность появления свойства хуже расчётного. Для этого вычислялся параметр:

, (5.1)

где - среднее значение несущей способности;

- расчётное значение усилия от внешней нагрузки;

_х - стандарт несущей способности.

В таблице 5.2 представлены нормированные статистические характеристики вариабельных величин, участвующих в формировании надёжности плиты покрытия.

Таблица 5.2

Нормированные статистические характеристики вариабельных величин плиты покрытия

НаименованиеЕд. изм.Среднее значениеКоэффициент вариации1234рабочая высота сечениямм = 0,03сопротивление напрягаемой арматуры МПа = 0,05сопротивление ненапрягаемой арматуры МПа = 0,05прочность бетона на растяжениеМПа = 0,172ширина полкимм = 0,02ширина ребрамм = 0,03высота ребрамм = 0,03касательные напряжения на контакте

арматуры с бетоном[12]МПа = 0,135коэффициенты для определения длины зоны передачи напряжений напрягаемой арматуры[113]

-

= 0,135,

= 0,262предварительное напряжение арматуры[61]МПа = 0,129передаточная прочность бетона[82]МПа = 0,135расчётные процедуры[82]:

для нормального сечения
для наклонного сечения

-

1

1

0,0765

0,146

Далее по аппроксимирующей формуле (5.2) [147] определялась вероятность появления свойства лучше расчётного, что было принято за начальную надёжность плиты покрытия [107]:

(5.2)

Исходя из блок-схемы, надёжность плиты покрытия можно определить как для системы с девятью последовательно соединенными элементами:

, (5.3)

где W_i – надёжность событий с 1 по 9 (см. блок-схему).
6.2 Надежность стропильных ферм
Аналогично методике, изложенной для плит покрытия, определяется и надёжность стропильной фермы.

Геометрическая схема стропильной фермы показана на рисунке 5.1.

Нагрузка, действующая на стропильную ферму, представляется в таблице 5.3.

Таблица 5.3

Действующая нагрузка на стропильную ферму
Вид нагрузкиНормативная нагрузка Н/м²Коэффициент надёжности по нагрузкеРасчётная нагрузка, Н/м²Постоянная:ж/б стропильная ферма1,1ж/б плита с заливкой швов1,1пароизоляция1,3утеплитель1,3цементно-песчаная стяжка 1,3рубероидный ковёр1,3Итого:Временная:кратковременная1,4Итого:Полная:
Для оценки надежности стропильной фермы принимается состояние, когда реализовано одно из следующих событий, показанных в блок-схеме:
Блок-схема определения надёжности стропильной фермы

Примечание: 1 –22 - элементы стропильной фермы, представлены на рисунке 5.1

В таблице 5.4 представлены статистические характеристики вариабельных величин, участвующих в формировании надёжности стропильной фермы.

Таблица 5.4

Статистические характеристики вариабельных величин стропильной фермы
НаименованиеЕд. изм.Среднее значениеКоэффициент вариации1234Нижний пояссопротивление напрягаемой арматуры

A_s, модуль упругости арматуры E_sМПа = 0,05ширина сечениямм = 0,03высота сечениямм = 0,03Верхний пояссопротивление ненапрягаемой арматуры

A_s, модуль упругости арматуры E_sМПа = 0,05ширина сечениямм = 0,03высота сечениямм = 0,03Раскоссопротивление ненапрягаемой арматуры

A_s, модуль упругости арматуры E_s МПа = 0,05ширина сечениямм = 0,03высота сечениямм = 0,03Стойкасопротивление ненапрягаемой арматуры

A_s, модуль упругости арматуры E_s МПа = 0,05ширина сечениямм = 0,03высота сечениямм = 0,03

Статистические характеристики несущей способности стропильной фермы (среднее и стандарт) определялись методом перебора, аналогично плитам покрытия.

Надёжность фермы вычисляется на основе изложенной выше блок – схеме как для последовательного соединения по формуле (5.4):

, (5.4)

где W_i – надёжность элементов фермы с 1 по 22.
6.3 Надежность подстропильных ферм
Для оценки надежности подстропильной фермы принимается состояние, когда реализовано одно из следующих событий, представленных в блок-схеме:
Блок-схема определения надёжности подстропильной фермы

Примечание: 1 –12 - элементы подстропильной фермы, представленные на рисунке 5.2
Аналогично методике изложенной для плит покрытия определялась надёжность подстропильных ферм.

В таблице 5.5 представлены статистические характеристики вариабельных величин, участвующих в формировании надёжности подстропильной фермы.

Таблица 5.5

Статистические характеристики вариабельных величин подстропильной фермы

НаименованиеЕд. изм.Среднее значениеКоэффициент вариации1234Нижний пояссопротивление напрягаемой арматуры

A_s , модуль упругости арматуры E_s МПа = 0,05ширина сечениямм = 0,03высота сечениямм = 0,03Верхний пояссопротивление ненапрягаемой арматуры

A_s, модуль упругости арматуры E_s МПа = 0,05ширина сечениямм = 0,03высота сечения:

- элемент 3,5

- элемент 4мм

= 0,03Раскоссопротивление ненапрягаемой арматуры

A_s, модуль упругости арматуры E_s МПа = 0,05ширина сечениямм = 0,03высота сечениямм = 0,03

Нагрузка, действующая на подстропильную ферму, представляются в таблице 5.6.

Таблица 5.6

Действующая нагрузка на подстропильную ферму

Вид нагрузкиНормативная нагрузка Н/м²Коэффициент надёжности по нагрузкеРасчётная нагрузка, Н/м²Постоянная:ж/б подстропильная ферма1,1ж/б стропильная ферма1,1ж/б плита с заливкой швов1,1пароизоляция1,3утеплитель1,3цементно-песчаная стяжка1,3рубероидный ковёр1,3Итого:Временная:кратковременная1,4Итого:Полная:Статистические характеристики несущей способности подстропильной фермы (среднее и стандарт) определяются методом перебор.

Надёжность подстропильной фермы вычисляется на основе изложенной выше блок – схемы, как для последовательного соединения по формуле (5.5):

, (5.5)

где W_i – надёжность элементов фермы с 1 по 12.
6.4 Надёжность колонн

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

	Область применения Применение программно-аппаратных, инженерно-технических методов и средств обеспечения информационной безопасности телекоммуникационных...		Техническое задание установка и обслуживание системы мониторинга... Оснащение средствами мониторинга технологии глонасс (далее – Оборудование) транспортных средств (далее – тс) Заказчика, а также комплексное...
	Методические указания для студентов по выполнению практических работ... «Применение программно-аппаратных, инженерно-технических методов и средств обеспечения информационной безопасности телекоммуникационных...		Методические указания для студентов по выполнению практических работ... «Применение программно-аппаратных, инженерно-технических методов и средств обеспечения информационной безопасности телекоммуникационных...
	Методические указания для студентов по выполнению практических работ... «Применение программно-аппаратных, инженерно-технических методов и средств обеспечения информационной безопасности телекоммуникационных...		Применение методов активного обучения в образовательном процессе вуза В данной статье рассматривается применение активных методов обучения, опыт использования которого дает возможность решать ряд труднодостижимых...
	Применение акустико-эмиссионного метода для выявления дефектов сварного шва в процессе сварки При этом реализуется возможность определения с высокой точностью координат дефектов и их оперативного исправления в процессе сварки...		Синева О. В., методист гбпоу «Поволжский государственный колледж».... ПМ. 02 Применение программно-аппаратных, инженерно-технических методов и средств обеспечения информационной безопасности телекоммуникационных...
	Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения и социального... Данные о результатах выборочного контроля качества лекарственных средств, проведенного в 2011году 13		Химические пьезосенсоры для оценки качества пищевых белковых систем Применение инструментальных методов для анализа запаха пищевых продуктов
	План-конспект для проведения занятия с личным составом нештатных... Тема «Применение приборов радиационной и химической разведки, контроля радиоактивного заражения и облучения, а также средств индивидуальной...		Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «Информационные системы нефтегазовой геологии» Гис-систем регионов и России в целом; компьютерных систем бассейнового моделирования; информационных систем моделирования залежей...
	Комплексное средство диагностики рельсового пути на основе инерциальных... Рассматривается концепция построения комплексного средства контроля состояния высокоскоростных железнодорожных магистралей для оценки...		В учреждениях здравоохранения российской федерации В этой связи возрастает роль и значение функциональных методов исследования, которые широко применяются с целью раннего выявления...
	Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения и социального развития Итоги государственного контроля качества лекарственных средств, мониторинга безопасности лекарственных препаратов, контроля проведения...		Лабораторная работа №1 «Применение средств операционных систем и...

Т. В. Дормидонтова Комплексное применение методов, средств контроля для диагностики и мониторинга строительных систем

Рисунок 5.9 – Функциональная схема промышленного здания

Таблица 5.3

Похожие: