Долговечность в строительстве
Понятие долговечности применительно к зданиям и сооружениям в строительстве очень дискуссионное, поскольку лежит в плоскости предположений.
Срок жизни каждого объекта конечен, но при этом сложно предположить каким же все-таки он будет. Существуют специальные таблицы, в которых прописана расчетная долговечность различных типов зданий в зависимости от примененных в них конструкций. Чем надежнее конструкции, тем выше долговечность, максимальный срок службы особо прочных конструкций составляет 150 лет.
При этом, прогуливаясь по улицам города можно заметить каменные, а иногда и деревянные здания, которые, казалось бы, уже давно должны были отслужить свой век, но они продолжают оставаться частью города и выполнять свою функцию. Поэтому рассматривать нормативный срок службы можно лишь как условное число, которое говорит только о том, что в большинстве случаев спустя указанный промежуток времени запас прочности конструкций будет исчерпан, они больше не смогут сопротивляться нагрузкам и могут разрушиться. При этом, если выполнять систематически ремонт и все необходимые операции по содержанию, то этот срок может быть увеличен.
Здания изнашиваются от постоянной эксплуатации, но в еще больший упадок они приходят, если в них никто не живет. Пустующие здания и сооружения становятся легкой жертвой для вандалов, за их состоянием и обновлением никто не следит, что приводит к быстрым разрушениям.
Долговечность в строительстве и архитектуре оценивается в двух измерениях:
- с точки зрения морального устаревания. Здания, в которых быстро устаревает организация пространства, теряют свою актуальность. Наиболее остро эта проблема стоит для специализированных зданий, к примеру детских садов, больниц, школ, которые не могут быть реконструированы под другое функциональное назначение;
- с точки зрения физического устаревания, собственно износа, конструкции по мере выполнения работы изнашиваются, в них появляются трещины, прогибы, коррозия и прочие деформации.
Моральный износ – это отклонение эксплуатационных показателей от потребностей людей, потеря экономической целесообразности и актуальности эксплуатации до истечения срока физического износа в результате появления более эффективных и современных зданий и сооружений.
Определение долговечности подкрановой балки
Рассмотрим определение долговечности на примере подкрановой балки. В большинстве случаев задача заключается в том, чтобы определить время до следующего проведения ремонта после обнаружения деформаций.
Алгоритм расчета, следующий:
- анализируем исходные данные, запас прочности, длину трещины, количество нагружений, результаты испытания образца, размеры сечения балки;
- оцениваем прирост трещины по результатам испытаний образца;
- определяем размах коэффициента интенсивности напряжений через размах напряжений в растягивающей части цикла, длину трещины, коэффициент, учитывающий соотношения размеров образца и трещины;
- определяем связь и коэффициент, учитывающий интенсивность напряжений с помощью уравнения Переса;
- оцениваем напряжение по площади брутто и составляем уравнения для циклов нагружения;
- находим число циклов, которое пройдет до разрушения.
Рисунок 1. Принцип работы подкрановых балок. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Задача может быть решена и иначе, если известен уровень эксплуатационных напряжений, то можно найти критическую длину трещины, которая будет соответствовать напряжениям
Расчеты, опирающиеся на конкретные цифры и величины гораздо точнее предположений относительно поведения того или иного элемента в зависимости от изменения условий эксплуатации. Наиболее востребованы расчеты долговечности для производственных зданий, а именно для металлических каркасов, так как сварные подкрановые конструкции имеют непродолжительный срок жизни, ограниченный усталостной долговечностью. Эти элементы в процессе эксплуатации подвергаются воздействиям различного характера, в них накапливаются разнообразные повреждения, ослабляющие элемент. Задача расчета сводится к описанию взаимосвязи между скоростью развития трещины и ее длиной.
Предупреждение крупных аварий путем оценки критический напряжений и предельно допустимого числа циклов позволит избежать огромных потерь и повысить безопасность отечественных объектов, работающих в сфере теплоэнергетики, переработки углеводородов и нефтяной промышленности.
