Риск аварии и безопасный ресурс объекта

Прогнозбезопасногоресурса строительного объекта основывается на гипотезе, что конструкционный износ Ј(Т) здания (сооружения) – это медленно текущий процесс. Из теории медленных процессов, следует, что Ј(Т) непрерывная функция времени Т и,естественно, она имеет производную: dЈ(Т)/ d Т = – i Ј(Т), где i – интенсивность конструкционного износа в процессе эксплуатации объекта. Интегрирование этого уравнения и определение постоянной интеграла из условия Ј(0) = 0 приводит к решению в виде: Ј(Т) = 1 – ехр (– i ·Т).

Интенсивность износа несложно определить из равенства Ј(Т) = Ј(R). Здесь Ј(R) – износ, зависящий от величины риска аварии объекта на момент времени эксплуатации Т. Приравнивая правые части формул: 1 – ехр (– i·Т) = 1 – ехр [– 0,0365 (R – 1 )] имеем: i = 0,0365 (R – 1 ) ] / Т.

При известном значении интенсивности износа безопасный ресурс Т_б объекта определится из формулы Ј(Т) = 1 – ехр (– i·Т), если в нее подставить Т =Т_б , а Ј(Т_б) = 0,68. Безопасный же остаточный ресурс Т_бо объекта представляет собой время достижения им критической величины риска аварии, когда он начинает переход в аварийное состояние. Это время определится как разность между Т_б и фактическим сроком его эксплуатации Т_ф < Т_б. Несложно по полученным зависимостям, если известна величина фактического риска аварии R_ф на момент времени Т_ф, построить компактную формулу для определения безопасного остаточного ресурса Т_бо. Формула выглядит так:: Т_бо = Т_ф · ( 32 – R_ф) / (R_ф–1), и справедливаона при условии, что2 < R_ф < 32. При R_ф > 32объект находится в аварийном состоянии и его безопасный ресурс уже исчерпан. Показатели безопасного ресурса объекта (Т_б и Т_бо)иих отношение к критической величине риска аварии (R= 32) демонстрируется на рис. ДМ 7, помещенном в приложении 1. Ниже этот рисунок будет проанализирован, здесь же целесообразно лишь отметить, что показатель безопасного ресурса существенным образом зависит от величины фактического риска аварии на момент сдачи объекта в эксплуатацию. Действительно, пусть после окончания строительства фактический риск аварии объекта R_ф = 2, а срок строительства Т_ф = 2года. Изформулы Т_бо = Т_ф · ( 32 – R_ф) / (R_ф–1) следует: безопасный ресурс объекта Т_бо = 60 лет. Теперь предположим, что фактический риск аварии объекта после окончания его строительства превысил максимально допустимое значение в два раза, т.е. R_ф = 4. В этом случае Т_б потой же формуле равен 18,6лет.Следовательно, превышение максимально допустимого значения риска аварии к окончанию строительства объекта в 2 раза повлекло за собой снижение безопасного ресурса объекта в 3,2 раза. Такова плата за превышение максимально допустимого риска аварии здания к моменту окончания его строительства. Этот факт отражен на рис. ДМ 7 (см. Прил. 1). При этом на размер безопасного ресурса объекта влияние оказывает не только величина риска аварии на момент окончания его строительства, но и продолжительность строительства. Доказано, что наибольшая величина безопасного ресурса достигается в случае, если продолжительность возведения объекта нормативная, а фактический риск аварии объекта к моменту окончания строительства не превышает максимально допустимого значения. Все другие комбинации этих величин следует исследовать на реалистичность при совместном их существовании. Например, при продолжительности строительства здания (сооружения) 5 и более лет обеспечить максимально допустимый риск аварии без специальных мер консервации объекта практически невозможно. Как показывает практика «долгостроя» при неактивной эксплуатации объекта и при отсутствии соответствующего ухода за ним интенсивность конструкционного износа здания в этот период резко возрастает, что негативно сказывается на величине риска аварии и продолжительности безопасного ресурса. Этот факт отражен на рис. П7 (см.прил.1) Этот рисунок дает возможность сравнить сданные в эксплуатацию здания А, В и С одного конструктивного типа и этажности. Здание А построено правильно, так как к моменту сдачи его в активную фазу эксплуатации величина его риска аварии не превысила максимально допустимого значения для новых объектов.В зданиях В и С интенсивность конструкционного износа в процессе их эксплуатации значительно выше, чем здания А, главным образом, из-за ошибок людей и «долгостроя». Следствием этих факторов явилось различие в величине безопасного ресурса этих зданий. При одинаковом времени их эксплуатации Т_ф здание А находится еще в безопасном состоянии, а здание С уже в аварийном состоянии. Информация о безопасном остаточном ресурсе (Т_бо), позволяет планировать ремонтно-восстановительные работы по снижению риска аварии, после осуществления которых начинается новый жизненный цикл безопасной эксплуатации здания. В мире существует достаточно зданий – «долгожителей» (Версаль, Колизей и др). Очевидно, срок их безопасной службы продлевается именно за счет цикличности восстановительных мероприятий. Следует особо отметить, что если по истечению безопасного ресурса восстановительные мероприятия на объекте произведены не будут, то использовать в качестве ресурса время «дожития» объекта (разница между предельным и безопасным ресурсами) небезопасно, поскольку на этом промежутке времени объект уже практически не сопротивляется внешним непроектным воздействиям и его использование может привести к аварии, а значит, и к убыткам, которые в десятки-сотни раз могут превысить затраты на ремонтно-восстановительные мероприятия.