V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

При модернизации тепловой защиты зданий, оценке экономической целесообразности энергосберегающих мероприятий и т.п. необходимо учитывать техническое состояние рассматриваемого здания, которое во многом определяет его остаточный срок. В качестве количественной оценки технического состояния зданий используют критерий физического износа. Физический износ зданий определяет такие характеристики объекта, как эксплуатационную надежность и стоимость восстановительных работ, которая в итоге оценивается экономической целесообразностью реконструкции или сноса зданий.

Физический износ жилых зданий можно аппроксимировать некоторой функцией Y(t), динамически меняющейся во времени.

Вид функции оценивается в зависимости от многих факторов: текущий и капитальный ремонт; техническая эксплуатация; уровень воздействия динамических нагрузок на фундаменты; влияние техногенных процессов; изменение геотехнического состояния оснований фундаментов; старение материала конструкций под действием атмосферных воздействий.

В соответствии с [1] математическое моделирование процесса физического износа может быть представлено в виде функции Y(t), зависящей от внешних и внутренних воздействий G, имеющих постоянный характер во времени, и переменной F(t), включающей процессы осадки зданий, старение и изменение физико-механических характеристик несущих и ограждающих конструкций; инерции системы здания с массой т на ускорение функции ; трения системы, как произведение коэффициента трения К_тр на скорость изменения состояния объекта ; реакции здания, связанной со значением износа, который определяется долей восстановления при капитальном ремонте.

Для оценки величины физического износа зданий существует несколько математических моделей. Так, процесс физического износа может быть описан дифференциальным уравнением, полученным С.А. Болотиным:

где s - коэффициент, учитывающий степень износа; d(t)Y - время проведения ремонтно-восстановительных работ со степенью износа Y.

Оценим влияние на интенсивность физического износа зданий текущего ремонта s = 0. В качестве внешних воздействий и реакции здания используем экспоненциальную зависимость осадок здания во времени.

Тогда дифференциальное уравнение имеет следующий вид

где w - частота проведения ремонтов; - скорость износа; - отношение переменных параметров воздействия к постоянным; g - сила инерции объекта.

Тогда интенсивность физического износа может быть представлена зависимостью типа

где t - постоянная времени для оценки экспоненциального уменьшения осадок фундаментов.

Для оценки интенсивности износа задаются параметры частоты текущих ремонтов. В зависимости от этого функция износа будет иметь различные степенные показатели, что определяет характер экспоненциальных кривых в зависимости от времени эксплуатации (рис. 1). В зависимости от условий технического обслуживания график износа будет иметь вогнутую или выпуклую форму.

Предельно допустимый процент износа

T t

Относительный параметр времени t

Рис.1

Вогнутая форма кривой свидетельствует о более интенсивном износе в начальный период эксплуатации, а выпуклая - о стабилизации деформации зданий во времени и менее интенсивной потере эксплуатационных свойств.

Имеет место и следующий упрощенный подход, описываемый уравнением, приведенным в [2]:

Y (1)

где t – фактический срок эксплуатации здания, лет; Т_сл - его общий срок службы, лет; Ф – физический износ здания в абсолютном выражении.

Решая уравнения (1) относительно Т_сл и вычитая из полученной величины фактический срока эксплуатации здания позволяет оценить его остаточный срок эксплуатации.

Представленные зависимости дают возможность качественной оценки состояния объектов. Для полной оценки физического износа требуется детальное обследование конструктивных элементов с использованием современных методик, аппаратуры и инженерного расчета остаточной несущей способности зданий как сложных строительных систем.

Техническое обследование зданий и сооружений: экспертиза фундаментов, ростверков и фундаментных балок; техническая экспертиза ограждающих конструкций стен, колонн, столбов; обследование конструкций перекрытия, покрытия, балок, ферм, арок, прогонов, плит и др., экспертиза подкрановых балок и ферм; экспертиза связевых конструкций и элементов жесткости, экспертиза пространственной жесткости и устойчивости каркаса; экспертиза стыков, соединений, узлов и площадок опирания конструкций; инженерно-геологические изыскания; проектные и сметные работы (рис.2) [3].

Рис.2. Тех. обследование перекрытия

При обследовании конструкций зданий и сооружений учитывается специфика материалов, из которых выполнены конструкции. Техническое состояние конструкций зданий и сооружений определяется на основании результатов экспертного обследования и необходимых математических расчетов [4].

Литература

1.ВСН 53-86 р «Правила оценки физического износа жилых зданий» 1987-07-01.

2. Клычников Р. Езерский В., Монастырев П. Термомодернизация жилых зданий - когда она безубыточна? // В тр. Междун. конф. « Физико-математические и технические науки как постиндустриальный фундамент эволюции информационногообщества».Лондон, 2012.

3.Электрон.ресурс:http://a1-expert.ru/

4.ГОСТ Р 53778-2010 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния»

Код для цитирования: Скопировать