Проблема надежности и риска в строительстве

Расчеты строительных конструкций в настоящее время производят­ся, как известно, в детерминированном виде по методу предельных состояний первой и второй групп. Требуемая надежность объекта, т. е. его способность выполнять заданные функции в установленных преде­лах, обеспечивается при этом системой частных коэффициентов надеж­ности. Они вводятся в уравнения границ допустимых состояний конст­рукций к нормативным и расчетным характеристикам силовых воздей­ствий, несущей способности, деформаций или кдругим параметрам, которые устанавливаются нормами проектирования. Последние призва­ны отражать новейшие достижения теории и практики в области строительной механики, физики, инженерной геодинамики, грунтове­дения и других строительных наук.

Для обеспечения надежности используются, как правило, не менее шести основных коэффициентов: по нагрузкам, по сочетаниям нагру­зок, по материалам, по грунтам, по условиям работы и по назначению (ответственности) зданий и сооружений. При введении метода предель­ных состояний в практику проектирования в 1955 г., коэффициенты надежности назначались, в основном исходя из имеющегося инженер­ного опыта. При этом подразумевалось, что с накоплением стати­стических данных, особенно по негативным природным воздействиям и отказам, они будут постепенно пересматриваться. Но в дальнейшем этот процесс практически не получил развития даже в части система­тического анализа происшедших аварий и катастроф. Расчетные харак­теристики различных воздействий, свойств грунтов и материалов при проектировании до сих пор принимаются с различной обеспеченностью (обычно в пределах от 5 до 0,01%), исходя в основном из "здравого смысла". Последующая корректировка установленных таким образом характеристик природной среды и материалов но коэффициентам на­дежности сводит практически на нет весь труд по их установлению в процессе часто нелегких инженерных изысканий и исследований.

Существующая практика нормирования исходит, по сути, из при­знания несовершенства наших знаний и неизбежности ошибок на всех стадиях строительного цикла. Такое изначальное недоверие и снятие части ответственности с изыскателей, проектировщиков и строителей на практике отнюдь не идет на пользу дела и нередко дает обратный эффект.

Один из наиболее существенных недостатков действующих норм и правил расчета связан с невозможностью оценки надежности строитель­ных конструкций каким-то единым показателем. В итоге, здания и сооружения одинакового назначения, находящиеся в аналогичных при­родных условиях, имеют, как правило, различную надежность.

Это, в свою очередь, приводит к невозможности объективно сравнивать варианты проектных решений и автоматически сказывается на их полноте, качестве и стоимости реализации. Между тем универсальный показатель надежности давно предложен, но очень редко используется на практике из-за отсутствия должного научного обоснования и норматив­ной базы. Им является вероятность безотказной работы здания или сооружения в течение заданного срока службы:

P (S) = 1 – P (F), (3.13)

где P (F) – вероятность отказа.

Вероятность отказа, установленная для определенного промежутка времени, представляет собой одну из возможных и важнейших харак­теристик ожидаемых потерь. Для их обозначения в научно-технической литературе все чаще используется термин "риск". Такая форма выра­жения результатов оценки риска широко применяется при анализе безопасности различных технических систем и опасных производств в атомной энергетике, химической, авиационно-космической и нефтедо­бывающей промышленности, реже — в строительстве.

Любые отказы-потери являются следствием деструктивных процес­сов, периодически или постоянно воздействующих на объект и предст­авляющих для него внутреннюю или внешнюю опасность. Под отказом здесь понимаются любые негативные для населения, объектов хозяйства и окружающей среды последствия, связанные с нарушениями их нор­мального функционирования. С учетом этого замечания риск негатив­ного события (отказа), обусловленного опасностью (Н) определенной интенсивности, может быть представлен в самом общем виде как

R₀ (H) = P (F)= Р (Н) × P (F|H), (3.14)

где P (H) – вероятность (повторяемость) опасности, Р (F|H) – веро­ятность отказа объекта при воздействии этой опасности.

Данное выражение имеет важное методологическое значение для понимания различий и отношений между опасностью и риском, а также сути этих понятий, о чем пойдет речь ниже.

Дата добавления: 2015-04-30