Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


НОРМАТИВНАЯ ВЕРОЯТНОСТЬ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ И ЕЁ СВЯЗЬ С КОЭФФИЦИЕНТОМ ЗАПАСА


Значение функции связи z как предела интегрирования интегральной функции изменяется от 0, чему отвечает вероятность Р=0,5, до оо, чему отвечает вероятность Р=1,0, т. е. с увеличением z происходит рост вероятности безотказной работы. Из формулы (5.40) видно, что при заданных характеристиках N, сц нагрузки вероятность безотказной работы сооружения можно повысить двум способами: увеличением коэффициента запаса (путем роста сопротивляемости 5) или снижением изменчивости сопротивляемости (путем повышения качества строительных материалов и технологии строительных работ).

Найденная вероятность безотказной работы конструкции или сооружения должна сравниваться с нормативной вероятностью для сооружения данного класса. Обоснование значений нормативной вероятности в настоящее время ведется в основном двумя путями [60,119].

Первый наиболее аргументированный подход основан на экономическом анализе надежности сооружений, т. е. на выборе оптимального значения нормативной вероятности Р безотказной работы, отвечающего минимуму затрат на строительство, эксплуатацию и возмещение ущерба от возможных отказов в течение срока службы сооружения, т. е. Р соответствует минимуму функции, ожидаемые расходы на строительство Сс, эксплуатацию С, и на возмещение суммарного ущерба от каждого отказа конструкции, имеющего вероятность отдельных опсаоа с прогнозируемым ущербом от невыполнения назначения и затратна ремонт.


Как показали исследования [96], при таком подходе для оценки прочности бетонных и железобетонных элементов причальных сооружений I класса Р=0.954-0,99, для сооружений II класса Р =0,95, а для грунтов основания соответственно Р=0,965-0,99, Рц =0,90. Для напорных гидросооружений такой анализ по обоснованию нормативной вероятности безотказной работы вызывает значительные трудности.

Второй подход к обоснованию нормативных значений вероятности безотказной работы базируется на анализе характеристик построенных и эксплуатируемых сооружений. Зная коэффициенты запаса и реальные коэффициенты вариации для сопротивляемости S и нагрузки N. по формуле (5.32) находят значение функции связи и далее реальную вероятность безотказной работы эксплуатируемого сооружения. На основе обобщения полученных данных для выбранного типа сооружения или конструкции назначают нормативное значение вероятности. Анализ такой информации показал [110], что для нормально эксплуатируемых строительных конструкций и сооружений I класса значение вероятности безотказной работы 0,9999 на момент начала эксплуатации 0,999 к концу срока эксплуатации.

Для гидротехнических сооружений основная нагрузка на них обусловлена действием водного потока, поэтому можно связать выбор нормативной вероятности безотказной работы гидросооружений с классом сооружений для основного и поверочного расчетных случаев и с вероятностью превышения расчетных максимальных расходов воды (см. табл. 4.1.). Тогда нормативные вероятности и соответствующие нормативные риски будут иметь величины, приведенные в табл. 5.4.

Переход к назначению расчетных паводков по методу максимального вероятного паводка (см. 4.1) приведет к снижению риска по крайней мере до 0,00001, т.е. к повышению нормативной вероятности безотказной работы гидросооружений до 0,99999.

По СНиП 3301-2003 (Гидротехнические сооружения. Основные положения) допускаемые вероятности возникновения аварий на напорных гидротехнических сооружениях приняты равными: для сооружений I класса 510 s, для сооружений II класса 5104, для сооружений III класса 51 О3. В этом случае нормативная вероятность безотказной работы для сооружений I класса составит 0.99995, для сооружений П класса составит 0,9995, а для сооружений III шсса 0,995. Сравнение этих значений с вероятностью безотказной работы при пропуске паводков при ФПУ (нижняя строка таблицы 5.4) показывает, что принятие предлагаемых СНиП допускаемых вероятностей возникновения аварий требует пересмотра вероятностей превышения расчетных максимальных расходов воды в сторону их уменьшения, чтобы обеспечить соответствие проектируемых сооружений этим требованиям. Для приведения эксплуатируемых напорных гидросооружений в соответствие требованиям нового СНиП потребуется выполнить реконструкцию всех водосбросных плотин для увеличения их пропускной способности, что приведет к значительным по меркам государства расходам.


Гидротехнические сооружения. Часть 1. Учебник для вузов. - Москва: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2008. - 576 с.

Экспертиза

на главную