КАТЕГОРИИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ ПРИ ИХ ДИАГНОСТИКЕ ВЕРОЯТНОСТНЫМИ МЕТОДАМИ.
1 ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет.
Для оценки технического состояния строительных объектов в настоящее время руководствуются обширным списком литературных источников, в которых категории технического состояния строительных объектов сформулированы по-разному. Действительно, если проанализировать имеющиеся на сегодняшний день материалы и документы, то к их недостаткам в части формулирования состояний можно отнести отсутствие единого подхода при назначении терминологических определений, связанных как с формулировками для состояний (диагнозов), так и с их количеством. То есть так называемая «шкала» состояний разработана недостаточно четко. В связи с этим, важным фактором для достоверной и окончательной оценки технического состояния является разработка единых требований к формулированию категорий состояний для всех конструктивных элементов и здания в целом. В статье в табличном виде представлен материал, связанный с имеющимся на сегодняшний день толкованием понятия «категория технического состояния», введенного тем или иным источником. Показано, что «шкала» состояний меняется в пределах от трех (короткая) до семи (длинная). Анализируются достоинства и недостатки существующих нормативных документов, отмечается необходимость осуществлять диагностику состояний зданий старой городской застройки на основе рассмотрения как минимум пяти состояний.
категория технического состояния.
пять состояний для зданий.
1. Бедов А.И. Обследование и реконструкция железобетонных и каменных конструкций эксплуатируемых зданий / А.И. Бедов, В.Ф. Сапрыкин. – М. Изд-во АСВ, 1995. – 192 с.
2. Бейлезон Ю.В. Конспект лекций по основным принципам оценки технического состояния зданий и сооружений. – М. Изд-во РОО, 2006. – 46 с.
3. ВСН 57-88(р). Положение по техническому обследованию жилых зданий. Госстрой России – М. ГУП ЦПП, 2000. – 92 с.
4. ГОСТ 31937-2011. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния / Введ. 2012-04-12. – М. ГУП МНИИТЭП, 2011. – 89 с.
5. ГОСТ Р 53778-2010. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. Общие требования / Введ. 2011-01-01. – М. Стандартинформ, 2010. – 66 с.
6. ГОСТ Р 54257-2010. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования / Введ. 2011-09-01. – М. Стандартинформ, 2011. – 13 с.
7. Калинин В.М. Обследование и испытание конструкций зданий и сооружений / В.М. Калинин, С.Д. Соколова, А.Н. Топилин. – М. Инфра-М, 2006. – 336 с.
8. Коковин А.Ю. Новый подход к определению категорий технического состояния несущих строительных конструкций зданий и сооружений. Предотвращение аварий зданий и сооружений // Сборник научных трудов; под ред. Еремина К.И. – М. НИИ «Промбезопасность», Холдинговая компания «Велд», ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», 2008. – С. 109–117.
9. МДС 13-20.2004 Комплексная методика по обследованию и энергоаудиту реконструируемых зданий. Пособие по проектированию / ЦНИИпромзданий. – М. 1996. – 85 с.
10. Мельчаков А.П. Расчет и оценка риска аварии и безопасного ресурса строительных объектов: учебное пособие. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006. – 49 с.
11. Обследование и испытание сооружений: учеб. для вузов / О.В. Лужин, А.Б. Злочевский, В.А. Волохов; под ред. О.В. Лужина. – М. Стройиздат, 1985. – 236 с.
12. Пособие по обследованию строительных конструкций зданий / ЦНИИИПромзданий. – М. Стройиздат, 1997. – 216 с.
13. Прядко Н.В. Обследование и реконструкция жилых зданий: учебное пособие. – Макеевка: ДонНАСА, 2006. – 156 с.
14. РД 22-01-97. Требования к проведению оценки безопасности эксплуатации производственных зданий и сооружений поднадзорных промышленных производств и объектов (обследование строительных конструкций специализированными организациями) / Госгогртехнадзор России. – М. ЦНИИ «Проектстальконструкция», 1997. – 48 с.
15. Рекомендации по оценке надёжности строительных конструкций зданий и сооружений по внешним признакам / ЦНИИПромзданий. – М. Госстрой, 2001. – 131 с.
16. Ремнев В.В. Обследование технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / В.В. Ремнев, А.С. Морозов, Г.П. Тонких. – М. Маршрут, 2005. – 196 с.
17. Римшин В.И. Обследование и испытание зданий и сооружений: учеб. для вузов / В.Г. Казачек и др.; под ред. В.И. Римшина. – 2-е изд. перераб. и доп. – М. Высшая школа, 2006. – 652 с.
18. Руководство по проведению натурных обследований промышленных зданий и сооружений / ЦНИИПромзданий. – М. 1975. – 79 с.
19. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. М. 2011. – 162 с.
20. СП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. Свод правил по проектированию и строительству. – М. Госстрой России. ГУЛ ЦПП, 2003. – 28 с.
21. СП 16.13330. 2011. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80. – М. Минрегион РФ, 2011. – 173 с.
22. ТСН 50-302-96. Устройство фундаментов гражданских зданий и сооружений в Санкт-Петербурге и на территориях, административно подчиненных Санкт-Петербургу. – СПб. 1997. – 86 с.
23. ТСН 50-302-2004. Санкт-Петербург. Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге. – СПб. 2004. – 75 с.
24. Улицкий В.М. Геотехническое сопровождение развития городов (практическое пособие по проектированию зданий и подземных сооружений в условиях плотной застройки) / В.М. Улицкий, А.Г. Шашкин, К.Г. Шашкин. – СПб. «Стройиздат Северо-Запад», 2010. – 552 с.
25. Соколов, В.А. Определение категорий технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений с использованием вероятностных методов распознавания // Предотвращение аварий зданий и сооружений: сборник научных трудов IV Международной конференции. – М. 2010. – С. 375–387.
Оценка технического состояния строительных объектов в настоящее время основывается на использовании достаточно обширного списка нормативных документов, рекомендаций и пособий [1 24]. Отмечено, что в этих литературных источниках категории технического состояния строительных объектов сформулированы по-разному. Действительно, если проанализировать многие имеющиеся на сегодняшний день материалы и документы, то к их недостаткам в части формулирования состояний можно отнести отсутствие единого подхода при назначении терминологических определений, связанных как с формулировками для состояний (диагнозов), так и с их количеством. То есть так называемая, шкала состояний разработана недостаточно четко.
Очевидно, что для достоверной и окончательной оценки технического состояния важным фактором является разработка единых требований к формулированию категорий состояний для всех конструктивных элементов и здания в целом. Более того, анализируя указанные выше литературные источники, видно, что при одинаковом названии категорий, одинаковом их количестве и одинаковом месте в шкале состояний приводятся разные их определения. Кроме того, критерии оценки технического состояния слабо отражают общую методологию расчета строительных конструкций на основе метода предельных состояний, а в некоторых случаях вообще не соответствуют ему [8]. Учитывая обязательность проведения поверочных расчетов при детальных обследованиях по действующим нормам проектирования, основанным на ГОСТ Р 54257 2010 [6], очевидно, что и оценка технического состояния должна проводиться с учетом требований этого документа. В таблице представлен материал, связанный с имеющимся на сегодняшний день толкованием понятия категория технического состояния , введенного тем или иным источником.
Сведения о предлагаемых к использованию определений для категорий технического состояния строительных объектов в различных литературных источниках.
Для фундаментов, кирпичных стен, лестниц, перегородок и крыш старых зданий.
Как видно из таблицы, шкала меняется в пределах от трех (короткая) до семи (длинная) состояний. Достаточно подробно категории технического состояния изложены в пособиях, например, для железобетонных, каменных и стальных конструкций в пособии АО ЦНИИпромзданий [12], для всех конструкций в пособии [16], а также в пособии [1] для каменных и железобетонных конструкций. В нормативных же документах формулировки носят довольно общий характер, как в части определений, так и в части необходимых мероприятий по степени вмешательства в конструктивную систему для приведения ее элементов в исправное состояние. Следует заметить, что в нормативных документах категории технического состояния для деревянных конструкций отсутствуют вообще. Упомянуты они только в двух документах учебном пособии [16] и в рекомендациях [15.
На фоне многочисленных разночтений в формулировании состояний и определении их количества, которые имеют место в различных источниках, отмеченные обстоятельства четкости при принятии конкретных решений в реальной практической деятельности не добавляют.
Следует также отметить, что с 01 января 2011 года был принят важный документ федерального уровня Национальный стандарт ГОСТ Р 53778 2010 [5]. Документ введен впервые и, судя по ссылкам, не отменяет СП 13 102 2003 [20], а существенно его дополняет. Однако при этом в нем имеется принципиальное отличие состояние зданий и сооружений предлагается теперь оценивать на основе рассмотрения четырех категорий. Из прежних пяти по [20] исключена четвертая категория, причем ее исключение выглядит несколько искусственно. При назначении категории по результатам обследования реальных объектов в соответствии с этим ГОСТ [5], исключение этой категории приводит к заметному разрыву между третьим и четвертым состояниями и, как следствие, к затруднениям при выработке рекомендаций по определению степени и глубины инженерного вмешательства в строительную систему.
Нисколько не умаляя значимость рассмотренных документов и несмотря на недавний выход многих из них, нельзя не отметить, что в части формулирования состояний строительной системы они уже нуждаются в уточнении и совершенствовании. По существу их основные недостатки можно сформулировать следующим образом.
1. Видно, что введенные еще в СП 13 102 2003 [20] пять категорий технического состояния и по названиям, и по определениям взяты из накопленного опыта диагностики состояния бетонных и железобетонных конструкций [1], для которых многие диагностические признаки более или менее сформулированы. Требует значительной доработки возможность применения такого же распределения категорий при оценке технического состояния и каменных, и металлических, и деревянных конструкций и далее возможность их использования для здания в целом.
2. Присвоение той или иной категории и по [5], и по [20] носит достаточно субъективный характер. Субъективизм снижается и, может быть, даже сводится к минимуму, если назначению категории предшествует накопленный опыт и имеющиеся статистические данные при оценке технического состояния многочисленных зданий подобного типа, то есть опыт экспертов. Эксперты используют накопленную статистику, главным образом, только в виде имеющейся на момент обследования информации о многократном подтверждении правильности сделанных ранее оценок и правильности принятых проектных решений по устранению повреждений и, что самое главное, в виде примеров их успешной реализации. То есть при назначении категорий технического состояния экспертами так или иначе принимаются волевые решения. Нет методик статистической обработки накопленной информации, нет рекомендаций, какую информацию следует статистически обрабатывать, а значит, нет каких-либо конкретных количественных критериев отнесения здания к той или иной категории состояния. Кроме того, очевидно также, что субъективизм снижается в случае, если распознавание состояний осуществляется на основе более длинной шкалы диагностирования.
Отдельно следует обратить внимание на документы [22] и [23], также упомянутые в таблице. Справедливо отмечено, что в реальной практической деятельности возможно только их совместное, каким-то образом дозированное, существование. Если анализ всех подробностей такого сосуществования опустить, то в рамках существующих диагностических проблем основные недостатки обоих документов можно сформулировать следующим образом.
1. И в том, и в другом документах также введены понятия категорий технического состояния зданий с различными конструктивными схемами. Но их всего три первая, вторая и третья, и обозначены они римскими цифрами I, II и III. Признаки отнесения здания к той или иной категории в этих документах весьма немногочисленны и ограничены, т.е. критерии сформулированы явно недостаточно. Таким образом, при назначении категорий по этим документам субъективизм проявляется в еще большей степени, чем по [5, 20]. Более того, нет никакой связи между категориями по [5, 20] и по [22, 23.
2. Вместе с тем назначению категорий по [22, 23] в Санкт-Петербурге придана большая практическая значимость. В соответствии с этими документами назначенная категория для обследуемого здания определяет вполне конкретные численные значения предельно допустимых дополнительных деформаций (осадок, перекосов и кренов), которые могут появиться при ведении любых работ как в самом здании при его реконструкции, так и вблизи него. Но эти данные, к сожалению, никак не увязаны с категориями и по [5], и по [20.
Здания старой городской застройки являются уникальными строительными объектами и представляют собой сложную, многоэлементную, многократно резервированную техническую систему, состоящую из различных конструктивных элементов, выполненных из различных материалов, в том числе и состарившихся . Здесь и старая древесина, и старая кирпичная кладка стен, преимущественно на известково-песчаном растворе, и бутовый камень ( рваный , постелистый или плитняк) для кладки фундаментов на том же растворе, и старый бетон и железобетон, и стальные элементы, выполненные с использованием старых марок сталей и профилей старых сортаментов. Достоверно оценить состояние такой системы невозможно, основываясь на рассмотрении только двух состояний (исправное и аварийное, да нет : дихотомия). Недостаточно и трех и, вероятнее всего, четырех. Из опыта многолетней практической деятельности, из опыта диагностирования различных объектов возникло глубокое убеждение о необходимости проведения диагностической процедуры, основываясь на рассмотрении как минимум пяти состояний, т.е. на основе длинной шкалы категорий.
Таким образом, решение поставленных задач по распознаванию состояний вероятностными методами предлагается строить по схеме пяти технических состояний [25], категории которых (названия) можно сформулировать так, как это сделано в СП 13-102-2003 [20.
1 категория исправное техническое состояние.
2 категория работоспособное техническое состояние.
3 категория ограниченно работоспособное техническое состояние.
4 категория недопустимое техническое состояние.
5 категория аварийное техническое состояние.
За каждой категорией после ее присвоения каждому конструктивному элементу должен стоять комплекс конкретных, четких, понятных и реальных, научно обоснованных мероприятий по приведению элемента в исправное эксплуатационное состояние. Этот комплекс мероприятий определяет также уровень затрат на их реализацию (затраты средств, времени и сил.
Белов В.В. д.т.н. профессор кафедры Строительная механика и строительные конструкции , ФГБОУ ВПО СПбГПУ , г. Санкт-Петербург.
Барабанщиков Ю.Г. д.т.н. профессор кафедры Строительство уникальных зданий и сооружений , ФГБОУ ВПО СПбГПУ , г. Санкт-Петербург.
Работа поступила в редакцию 30.04.2014.
Библиографическая ссылка.
Соколов В.А. КАТЕГОРИИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ ПРИ ИХ ДИАГНОСТИКЕ ВЕРОЯТНОСТНЫМИ МЕТОДАМИ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 6-6. – С. 1159-1164; URL: (дата обращения: 10.08.2017.
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания.
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления.