6.2. Отказы конструктивных элементов многоквартирных домов.

Понятие безотказности жилого здания в целом, как сложной технической системы, шире, чем для его элементов и простых систем, способных находиться лишь в двух состояниях: работоспособном или неработоспособном. Отказы отдельных ограждающих конструкций и технических устройств (кровли, межпанельных швов, полов и др.) обычно являются частичными отказами. Не приводя к прекращению функционирования объекта в целом, они снижают качество (уровень) функционирования и выходной эффект объекта.

Согласно ГОСТ, событие, заключающееся в нарушении работоспособности, называется отказом. Таким образом, под отказом понимают прекращение выполнения конструкциями заданных функций, а эти функции определяются с соответствующими допусками.

Отказы можно классифицировать:

• в зависимости от причин возникновения: внутренние, вызванные недостатком конструкций, из-за внешних причин (перегрузки, изменение схем работы и нагрузки и т.п.);

• в зависимости от скорости их проявления: последовательные, постепенные, внезапные;

• в зависимости от диапазона отказов: частичные, связанные с отклонением характеристик от допускаемых пределов и не вызывающие полной утраты работоспособности, полные;

• в зависимости от последствий: незначительные, не приводящие к ухудшению эксплуатационных характеристик, значительные, критические отказы, приводящие к полному прекращению выполнения функций и появлению большого риска;

• в зависимости от срока эксплуатации: преждевременные (часто до монтажа), случайные, износовые.

Постепенные отказы являются функцией времени, вызываемые главным образом старением материалов, накоплением внутренних напряжений и т.д. Внезапные отказы вызываются такими изменениями параметров элемента, при которых его следует считать неработоспособным. Они появляются при перераспределении и суммировании в узлах нагрузок, действия дополнительных внешних нагрузок, неучтенных сочетаний нагрузок. При расчете систем с учетом этих двух видов отказов ориентируются на следующие положения:

1) постепенные отказы можно исключить, если учесть все возможные изменения характеристик и параметров во времени;

2) внезапные отказы случайны, их нельзя полностью исключить или предсказать;

3) постепенные и внезапные отказы взаимосвязаны и не являются независимыми.

В отличие от простых систем, где имеются только два возможных состояния - нормальное эксплуатационное и отказ, в зданиях большая часть конструкций и элементов может иметь несколько состояний, соответствующих частичным отказам и неисправностям. В связи с этим иногда отказы подразделяют на две группы:

1) частичный отказ узла или элемента, восстановление или усиление которого приводит к полному восстановлению надежности сооружений;

2) отказы наиболее ответственных элементов сооружений (оснований, фундаментов, колонн, ригелей т.п.), приводящие к полному отказу всего сооружения.

Отказы второй группы могут быть внезапными. Усиление этих элементов порой связано с большими объемами разборки.

Основой расчетов конструкций жилых и общественных зданий в настоящее время является метод предельных состояний. Установлены две группы предельных состояний: по потере несущей способности и по непригодности к нормальной эксплуатации. Как видно, предельные состояния разделены по степени ответственности и степени потери эксплуатационной способности. Цель расчетов по предельным состояниям - предотвратить их возникновение при возведении сооружения и его эксплуатации.

Согласно действующим нормативным документам, расчеты конструкций зданий в соответствии с указанными предельными состояниями выполняются: по несущей способности (обеспечивающей прочность, общую и местную устойчивость зданий, как в процессе монтажа, так и во время всего срока эксплуатации); по деформациям, появлению или раскрытию трещин (обеспечивающих пространственную жесткость зданий, недопустимость появления или чрезмерного развития трещин, нарушающих нормальную эксплуатацию, ухудшающих герметичность стыков, эстетических качеств помещений элементов и узлов).

По первому предельному состоянию проверяют:

• все конструкции зданий и их стыковые соединения - для предотвращения разрушения при силовых воздействиях в процессе строительства и эксплуатации и расчетного срока эксплуатации зданий, а сборные конструкции, кроме того, при их изготовлении и перевозке;

• здание в целом - для предотвращения его опрокидывания при действии горизонтальных нагрузок;

• основание здания - для предотвращения потери его несущей способности при совместном действии вертикальных и горизонтальных нагрузок.

По второму предельному состоянию проверяют:

• здание в целом для ограничения прогибов верха здания, неравномерных осадок и ускорения колебаний от пульсации ветра;

• стены здания - для ограничения трещинообразования и взаимных смещений при действии вертикальных и горизонтальных нагрузок, неравномерных осадок и температурно-влажностных воздействий;

• перекрытия, покрытия, лестницы - для ограничения прогибов и трещин от вертикальных нагрузок.