CC BY
10УДК 721/728.004.62/.63 DOI 10.52928/2070-1683-2023-33-1-32-38
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И КОНСТРУКЦИЙ ПО ЗАВИСИМОСТИ ФИЗИЧЕСКОГО ИЗНОСА
канд. техн. наук, доц. А.А. ВАСИЛЬЕВ (Белорусский государственный университет транспорта, Гомель)
В статье показана актуальность оценки физического износа (ФИ) элементов и конструкций зданий и сооружений. Отображены недостатки существующих временных методик прогнозирования ФИ. Обоснована необходимость разработки моделей ФИ для различных типов конструкций и эксплуатационных условий. Рассмотрена логистическая зависимость предельного срока эксплуатации строительных конструкций от показателей ФИ. Выполнено исследование прогнозной зависимости ФИ для бетонных и железобетонных конструкций на основе логистического тренда. Предложены коэффициенты, повышающие объективность использования логистической зависимости прогнозирования ФИ бетонных элементов, железобетонных элементов и конструкций. Получены значения постоянной износа (X) для разных временных интервалов, а также средневзвешенные значения (Хср) для различных типов железобетонных элементов и эксплуатационных условий. Выполнен анализ полученных значений постоянной износа с существующими.
Ключевые слова: физический износ, бетонные элементы, железобетонные элементы и конструкции, логистическая зависимость, постоянная износа.
Введение. В процессе эксплуатации здания и сооружения, независимо от их капитальности, подвергаются материальному (физическому) износу (ФИ). Под ФИ конструкции, элемента, системы инженерного оборудования и здания в целом понимается утрата ими первоначальных технико-эксплуатационных качеств в результате воздействия природно-климатических факторов и жизнедеятельности человека. Величина ФИ дает представление о техническом состоянии конструктивных элементов и всего здания (сооружения) в целом и определяется дефектами и повреждениями конструкций (элементов) зданий (сооружений). Этот показатель является количественным, выраженным в относительной величине (процентах) или в абсолютном (стоимостном), определяющим потерю стоимости от первоначальной величины. Таким образом, в системе ЖКХ ФИ зданий и сооружений является важнейшим показателем, характеризующим их состояние в количественном выражении, а следовательно, отражает необходимость выполнения различных видов ремонта. При его применении эффективность выполнения ремонтных работ в системе эксплуатации можно оценивать через количественный показатель, т.е. через его износ, а не только качественный, констатирующий состояние здания с точки зрения его исправности и безаварийности [1].
Основная часть. При массовой оценке технического состояния зданий и сооружений или отсутствии возможности их визуального осмотра применяют расчетные методики определения физического износа, основанные на временном методе определения физического износа. Первую такую методику еще в XIX веке разработал архитектор Росс. Далее это направление активно развивалось российскими учеными: В.С. Сроковским, С.К. Балашовым, В.В. Анисимовым и В.Е. Николайцевым, В.И. Бабакиным, Д.Л. Бронером, Б.М. Колотилки-ным, В.К. Соколовым и др.
Большинство исследований по разработке расчетных методик определения ФИ были проведены учеными СССР (одно из последних исследований проведено в 1970 г. В.И. Бабакиным). Все временные методики данного периода базируются на группах капитальности зданий и сроке их эксплуатации. Необходимо отметить, что у всех них присутствуют различные недостатки, однако основным и общим для них является очень низкое качество конечного результата.
Многочисленными исследователями, такими как С.В Аридова, Т.В. Белых, Е.В. Кобзев, А.Х. Байбурин, В.С. Башкатов, А.В. Белых, А.А. Васильев, И.Б. Жижко, К.В. Демьянов, Н.П. Запащикова, Р.О. Корсаков, В.Я. Мищенко, К.М. Плотников, О.Н. Попова, Т.Л. Симанкина, Н.В. Ширко, В.А. Соколов, А.И. Субботин, М.Н. Шутова, Е.В. Тарарушкин, Н.В. Головина, Г.Д. Шмелев и др., ведется работа по усовершенствованию существующих методик оценки ФИ, созданию новых1,2,3 [1-12].
Качественное и объективное прогнозирование физического износа бетонных элементов, железобетонных элементов и конструкций сегодня, с учетом огромного количества находящихся в эксплуатации зданий и сооружений (причем, длительные сроки), особенно актуально, поэтому математическое моделирование ФИ является одной из самых востребованных современных задач.
1 Шмелев Г.Д., Головина Н.В. Прогнозирование остаточного ресурса и надежности строительных конструкций с использованием нелинейной модели развития физического износа // Строительство - формирование среды жизнедеятельности: сб. тез. Шестнадцатой междунар. межвуз. науч.-практ. конф. студ., магистр., асп. и мол. уч. - М.: МГСУ, 2013. - С. 163-165.
2 Булавко А.Н., Васильев А.А. Анализ существующих методов оценки физического износа зданий и сооружений // Проблемы безопасности на транспорте: материалы VII Междунар. науч.-практ. конф. / под общ. ред. В. И. Сенько. - Гомель: БелГУТ, 2015. - С. 280-281.
3 Васильев А. А. Анализ существующей оценки физического износа конструкций зданий и сооружений // «OPEN INNOVATION»: сб. статей VIII Междунар. науч.-практ. конф. - Пенза: Наука и Просвещение, 2019. - С. 36-38.
По мнению автора [2], для математического моделирования сроков службы несущих элементов и конструкций зданий и сооружений применим закон нормального распределения, а для некоторых ограждающих и защитных конструкций - экспоненциальный закон. Тем не менее наиболее приближенным к реальным конструкциям является полный цикл развития. Таким образом, поскольку логистическая зависимость наиболее точно описывает полный цикл развития ФИ, именно ее необходимо использовать для моделирования физического износа.
На основании того, что при прогнозировании работоспособности строительных конструкций зданий и сооружений на базе ретроспективных данных физического износа на первом этапе необходимо прогнозировать предельный срок эксплуатации строительной конструкции до достижения ею максимально возможной степени физического износа, авторами [4], с учетом исследований4 и [3], была предложена функция зависимости срока службы от величины физического износа конструкций Т(к):
Т к - . с1)
где Тсл.тах - нормативный (максимальный) срок службы, годы;
е - основание натуральных логарифмов;
Ь - параметр, определяющий положение точки перегиба;
а - параметр, определяющий наклон кривой в точке перегиба (для функции износа а < 0);
к - физический износ, %.
После математических преобразований ими получены выражения для различных конструктивных элементов. Так, для различных типов бетонных и железобетонных элементов:
125
™--срйй-;- (2)
Задавая параметр Тсл.тах, оказывается влияние на установление коэффициентов а и Ь, соответственно, на форму логистической кривой, и, как следствие, на точность прогнозирования. При этом для каждого типа конструкций с различными нормативными сроками эксплуатации коэффициенты будут разными, что значительно усложняет задачу прогнозирования. При использовании такой методики наблюдается процесс усреднения показателей ФИ, что неверно, поскольку в реальной эксплуатации нередко наличие элемента, имеющего максимальный ФИ по сравнению с остальными, приводит к необходимости выполнения капитального ремонта с его усилением (заменой).
Поскольку несущие конструкции относятся к сложным многопараметрическим системам и в процессе длительной эксплуатации подвергаются воздействию многочисленных факторов, для сбора статистических данных необходимо обеспечить продолжительные сроки наблюдения, так как собрать и объективно систематизировать данные по ФИ для различных групп конструкций, даже эксплуатирующихся приблизительно в одних условиях, очень сложно, а для различных эксплуатационных условий - практически невозможно. Следовательно, авторы [3] полагают, что в условиях повышенной статистической неопределенности применение данной модели невозможно. Тем не менее, по мнению автора, данная модель в значительной степени отражает сущность процесса ФИ несущих конструкций различных типов и ее возможно использовать как «идеалистическую», т.е. модель, к соответствию которой необходимо стремиться в процессе жизненного цикла конструкций.
С учетом общепринятого срока эксплуатации железобетона, равного 100 лет, в общем виде выражение для прогнозирования ФИ несущих бетонных и железобетонных конструкций примет вид
тол ЮО ™
Т(к) - 4,3-0,11* , • (3)
е ' ' +1
Преобразуем функцию Т(к) в обратную ей функцию Щ1) с учетом общепринятых: граничного значения ФИ = 80% и нормативного срока эксплуатации железобетона t = 100 лет:
1п Г100-1]
КП) - 39,09--^-^. (4)
0,11
Здания и сооружения классифицируются по классам ответственности, железобетонные элементы (ЖБЭ) и конструкции (ЖБК) в них значительно отличаются технологией изготовления, условиями эксплуатации, нагрузками, воздействиями, применением бетонов различных классов по прочности на сжатие (составов), армированием и т.д. Поэтому полученную зависимость (4) невозможно использовать напрямую для прогнозирования ФИ всех типов бетонных и железобетонных элементов, эксплуатирующихся различные сроки в разных воздушных средах.
' См. сноску 1.
Вышеприведенное необходимо учитывать в прогнозировании ФИ бетона и железобетона. Поэтому в полученную зависимость (4) предлагается ввести коэффициенты: с - определяющий граничное значение срока наступления граничного значения ФИ элемента (конструкции); ё - граничное значение ФИ с учетом степени ответственности конструкции (здания, сооружения), условий эксплуатации, нагрузок и воздействий, реальной частоты наблюдений, степени реагирования и т.д.
К () =
39,09 -
Ш!1^ - ^ 0,11
(5)
С учетом условий и качества эксплуатации, степени ответственности конструкции, воздействий и нагрузок на здания и сооружения определены основные группы строительных объектов и для каждой из них получены зависимости для прогнозирования ФИ ЖБЭ и ЖБК [1].
Коэффициенты с и ё для различных конструктивных элементов зданий и сооружений и эксплуатационных условий приведены в таблице 1.
Таблица 1. - Значения коэффициентов с и ё для различных типов железобетонных элементов
Элемент (конструкция) Граничное значение ФИ, % Нормативное значение срока службы здания, лет Граничное значение срока службы элемента, лет Коэффициент
с ё
Жилые здания
Колонны 80 150 100 1,00 1,00
Плиты перекрытия (перекрытие) 80 100 1,00 1,00
Плиты покрытия (покрытие) 70 75 0,75 0,88
Стеновые панели 70 100 1,00 0,88
Панели ограждения 70 75 0,75 0,88
Общественные здания
Колонны 75 150 100 1,00 0,94
Плиты перекрытия (перекрытие) 75 100 1,00 0,94
Плиты покрытия (покрытие) 70 75 0,75 0,88
Стеновые панели 65 100 1,00 0,81
Панели ограждения 65 75 0,75 0,81
Цеха с малоагрессивной средой
Колонны 75 80 80 0,80 0,94
Ригели 75 80 0,80 0,94
Плиты перекрытия 70 80 0,80 0,88
Фермы (балки покрытия) 70 70 0,70 0,88
Плиты покрытия 60 50 0,50 0,75
Панели ограждения 60 50 0,50 0,75
Цеха со среднеагрессивной средой
Колонны 70 60 60 0,60 0,88
Ригели 70 60 0,60 0,88
Плиты перекрытия 65 60 0,60 0,81
Фермы (балки покрытия) 60 45 0,45 0,75
Плиты покрытия 55 40 0,40 0,69
Панели ограждения 55 40 0,40 0,69
Цеха с сильноагрессивной средой
Колонны 60 50 50 0,50 0,75
Ригели 60 50 0,50 0,75
Плиты перекрытия 55 50 0,50 0,69
Фермы (балки покрытия) 55 30 0,30 0,69
Плиты покрытия 50 25 0,25 0,63
Панели ограждения 50 25 0,25 0,63
Коровники
Колонны (стоечная часть полурам) 70 50 50 0,50 0,88
Балки (балочная часть полурам) 65 40 0,40 0,81
Плиты покрытия 60 25 0,25 0,75
Панели ограждения 70 25 0,25 0,88
Свинарники
Колонны (стоечная часть полурам) 70 40 25 0,25 0,88
Балки (балочная часть полурам) 65 20 0,20 0,81
Плиты покрытия 60 15 0,15 0,75
Панели ограждения 70 25 0,25 0,88
Полученная зависимость (с учетом предлагаемых коэффициентов) является «идеалистической», т.е. зависимостью, которую можно использовать при проектировании и строительстве зданий и сооружений для планирования: времени безопасной эксплуатации; мероприятий по поддержанию безопасной эксплуатации в период эксплуатационного срока. К такому изменению ФИ необходимо стремиться при эксплуатации объектов строительства.
В реальных условиях эксплуатации определенный по результатам оценки ФИ элемента (конструкции) фактический срок эксплуатации может отличаться (даже значительно) от прогнозируемого. Предлагаемая зависимость позволяет, сравнивая значения фактического ФИ с прогнозируемым, регулировать сроки капитальных ремонтов, восстановления и замены ЖБЭ и ЖБК. Также она дает возможность регулировать периодичность проведения осмотров, обследований, капитальных ремонтов. Однако необходимо отметить, что для корректного использования предлагаемой прогнозной методики необходимо повышать точность применяемых методов оценки ФИ. Кроме того, необходимо отметить, что в настоящее время наибольшее распространение при оценке остаточного ресурса несущих конструкций зданий и сооружений имеет детерминированный подход. Он позволяет рассчитывать остаточный ресурс по различным признакам, одним из которых является изменение степени физического износа.
Остаточный ресурс несущей конструкции (годы) определяется по формуле:
Т - — Тр Я'
(6)
где Tp - остаточный ресурс, годы;
к - коэффициент, принимаемый: 0,16 - при определении остаточного ресурса до капитального ремонта, 0,22 - при определении остаточного ресурса до аварийного состояния;
X - постоянная износа, определяемая по данным обследования на основании изменения физического износа на момент обследования.
Таким образом, объективное определение значений постоянной износа является очень важным. В [13] приведено, что для железобетона в период нормальной эксплуатации X = 0,003-0,005. С течением времени, по данным [14], она увеличивается в конце срока эксплуатации примерно в три раза и возрастает с X = 0,003 до 0,01.
Для оценки постоянной износа использовали зависимость (6) с учетом предложенных коэффициентов. Были получены значения постоянной износа (X) для разных временных интервалов, средневзвешенные значения (Хср) для различных железобетонных элементов при эксплуатации в разных условиях, остаточный ресурс до капитального ремонта (4), лет, и наступления аварийного состояния (4), лет, на основании рассчитанных значений Хср (таблица 2).
Таблица 2. - Значения постоянных износа и остаточного ресурса для различных типов железобетонных элементов
Элемент Временной Интервал ФИ, Постоянная Средневзвешенное Остаточный ресурс, лет
интервал, лет % износа, X значение, Хср & tа
1 2 3 4 5 6 7
Условия открытой атмосферы
Мосты
0,00-10,0 0,00-17,0 0,0170
10,0-20,0 17,0-23,5 0,0065
Опоры 20,0-80,0 23,5-45,5 0,0037 0,0070 22,9 31,4
80,0-90,0 45,5-52,0 0,0065
90,0-100 52,0-70,0 0,0180
0,00-5,0 0,00-12,0 0,0240
Пролетные конструкции 5,00-10,0 12,0-16,5 0,0090
10,0-40,0 16,5-32,5 0,0053 0,0084 19,1 26,2
40,0-45,0 32,5-37,0 0,0090
45,0-50,0 37,0-40,0 0,0100
Путепроводы
0,00-10,0 0,00-18,0 0,0180
10,0-20,0 18,0-26,5 0,0085
Опоры 20,0-80,0 26,5-48,5 0,0037 0,0070 22,9 31,4
80,0-90,0 48,5-55,0 0,0070
90,0-100 55,0-70,0 0,0145
0,00-5,0 0,00-13,0 0,0260
Пролетные конструкции 5,00-10,0 13,0-18,5 0,1100
10,0-45,0 18,5-37,0 0,0053 0,0183 8,74 12,0
45,0-55,0 37,0-45,5 0,0085
55,0-60,0 45,5-60,0 0,0290
Окончание таблицы 2
1|2|3|4| 5 |6|7
Эстакады
Опоры 0,00-10,0 0,00-19,0 0,0190 0,0080 20,0 27,5
10,0-20,0 19,0-26,5 0,0075
20,0-80,0 26,5-51,5 0,0042
80,0-90,0 51,5-59,0 0,0075
90,0-100 59,0-80,0 0,0210
Пролетные конструкции 0,00-10,0 0,00-19,5 0,0195 0,0084 19,1 26,2
10,0-20,0 19,5-26,5 0,0070
20,0-60,0 26,5-45,5 0,0048
60,0-70,0 45,5-55,5 0,0100
70,0-75,0 55,5-70,0 0,0145
Склады готовой продукции
Колонны 0,00-10,0 0,00-20,0 0,0200 0,0085 18,8 25,9
10,0-20,0 20,0-26,5 0,0165
20,0-80,0 26,5-48,5 0,0037
80,0-90,0 48,5-55,5 0,0070
90,0-100 55,5-75,0 0,0195
Подкрановые балки 0,00-5,00 0,00-14,5 0,0290 0,0120 13,3 18,3
5,00-10,0 14,5-20,0 0,0110
10,0-40,0 20,0-39,0 0,0063
40,0-45,0 39,0-44,5 0,0110
45,0-50,0 44,5-60,0 0,0310
Условия зданий сельскохозяйственного назначения
Коровники
Колонны (стоечная часть по-лурам) 0,00-5,00 0,00-19,0 0,0380 0,0175 9,14 12,6
5,00-10,0 19,0-25,5 0,0130
10,0-30,0 25,5-43,0 0,0088
30,0-35,0 43,0-50,0 0,0140
35,0-40,0 50,0-70,0 0,0400
Балки (балочная часть полурам) 0,00-5,00 0,00-16,0 0,0320 0,0150 10,7 14,7
5,00-10,0 16,0-22,0 0,0120
10,0-30,0 22,0-37,0 0,0075
30,0-35,0 37,0-42,5 0,0110
35,0-40,0 42,5-60,0 0,0350
Плиты покрытия 0,00-5,00 0,00-13,5 0,0270 0,0125 12,8 17,6
5,00-10,0 13,5-18,5 0,0100
10,0-30,0 18,5-31,0 0,0063
30,0-35,0 31,0-36,0 0,0100
35,0-40,0 36,0-50,0 0,0280
Панели ограждения 0,00-5,00 0,00-21,5 0,0430 0,0200 8,00 11,0
5,00-10,0 21,5-29,0 0,0150
10,0-30,0 29,0-49,0 0,0100
30,0-35,0 49,0-57,0 0,0160
35,0-40,0 57,0-80,0 0,0460
Свинарники
Колонны (стоечная часть полурам) 0,00-2,50 0,00-15,5 0,0620 0,0256 6,25 8,59
2,50-5,00 15,5-21,5 0,0240
5,00-10,0 21,5-28,5 0,0140
10,0-20,0 28,5-42,0 0,0135
20,0-25,0 42,0-65,0 0,0440
Балки (балочная часть полурам) 0,00-2,50 0,00-14,5 0,0580 0,0240 6,67 9,17
2,50-5,00 14,5-20,0 0,0220
5,00-10,0 20,0-26,5 0,0130
10,0-20,0 26,5-39,0 0,0125
20,0-25,0 39,0-60,0 0,0420
Плиты покрытия 0,00-2,50 0,00-12,0 0,0480 0,0200 8,00 11,0
2,50-5,00 12,0-16,5 0,0180
5,00-10,0 16,5-22,5 0,0120
10,0-20,0 22,5-32,5 0,0100
20,0-25,0 32,5-50,0 0,0350
Панели ограждения 0,00-2,50 0,00-17,0 0,0680 0,0280 5,71 7,86
2,50-5,00 17,0-23,5 0,0260
5,00-10,0 23,5-31,0 0,0150
10.0-20,0 31,0-45,5 0,0145
20,0-25,0 45,5-70,0 0,0490
Таким образом, авторские исследования изменения во времени ФИ железобетонных элементов, эксплуатирующихся в различных условиях, показывают, что в условиях открытой атмосферы значения постоянной износа близки к предлагаемым [13], значительно возрастая к концу расчетного срока эксплуатации (À = 0,0145...0,0290); в условиях зданий сельскохозяйственного назначения - выше (коровники À = 0,0063.0,0100; свинарники À = 0,0125.0,0145) и тем более значительно выше в конце эксплуатационных сроков для неудовлетворительного и предаварийного технических состояний (À до 0,0490).
Кроме того, значения остаточного ресурса, рассчитанные на основании применения средневзвешенных значений ФИ (Àp), показывают на недостаточную корректность их использования, что необходимо учитывать при расчете сроков наступления неудовлетворительного (предаварийного) технического состояния, выполнения капитальных ремонтов (усилений, замен) и т.д.
Заключение. На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы.
1. Прогнозирование ФИ бетонных и железобетонных элементов и конструкций с использованием нелинейного моделирования на базе логистического тренда позволяет получить «идеалистическую» модель ФИ, к которой необходимо стремиться весь «жизненный цикл» элементов и конструкций, от создания, до демонтажа.
2. Определение ФИ железобетонных элементов и конструкций на базе экспертных оценок с применением предлагаемого моделирования даст возможность в любой временной период оценивать фактическую скорость ФИ и, сравнив ее с модельной, уточнять сроки планируемых ремонтов и т.д.
3. Использование предложенной методики требует очень жесткого подхода к точности и объективности используемого метода оценки ФИ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Васильев А.А. Оценка и прогнозирование физического износа строительных конструкций, зданий и сооружений / M-во трансп. и коммуникаций Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. - Гомель: БелГУТ, 2021. - 189 с.
2. Ройтман А.Г. Надежность конструкций эксплуатируемых зданий. - M.: Стройиздат, 1985. - 175 с.
3. Головина Н.В., Шмелев Г.Д. Сравнительный анализ нелинейных моделей прогнозирования остаточного ресурса и работоспособности конструктивных элементов жилых зданий // Вестн. MГСУ. - 201б. - № 5. - С. 10-1S.
4. Гаврильев KM., Корольков Д.И., Гравит M^. Mодифициpованная методика расчета остаточного ресурса с использованием экспоненциального распределения // Вестн. Евраз. науки. - 2019. - Т. 11, № 2. - С. 1-14.
5. Попова О.Н., Симанкина Т.Л. Mетодика оценки ресурса работоспособности конструктивных элементов жилых зданий // Инженер.-строит. журн. - 2013. - № 7. - С. 40-48.
6. Белых А.В. Mетодика определения величины физического износа нежилых зданий для целей массовой оценки // Журн. правовых и экон. исслед. - 2013. - № 2. - С. 78-8б.
7. Васильев А.А. Роль физического износа и его оценки в системе технической эксплуатации зданий // Вестн. БелГУТа: Наука и транспорт. - 2009. - № 2(19). - С. 72-79.
8. Васильев А.А., Яньшина Д.А., Храмова А.А. Прогнозирование физического износа железобетонных элементов и конструкций для различных типов зданий и сооружений // Наука, инновации, образование: актуальные вопросы и современные аспекты / под общ ред. Г.Ю. Гуляева. - Пенза: Наука и Просвещение, 2021. - С. 149-1б0.
9. Симанкина Т.Л., Ширко Н.В. Оценка физического износа зданий с применением визуального моделирования дефектов // Изв. вузов. Стр-во. - 2011. - № 7(633). - С. 91-97.
10. Соколов В.А. Оценка технического состояния и физического износа строительных конструкций с использованием вероятностных методов технической диагностики // Изв. вузов. Стр-во. - 2014. - № 1(661). - С. 94-100.
11. Тарарушкин Е.В. Применение нечеткой логики для оценки физического износа несущих конструкций зданий // Вестн. БГТУ им. В.Г. Шухова. - 201б. - № 10. - С. 77-82.
12. Оценка постоянной физического износа железобетонных элементов и конструкций для различной агрессивности эксплуатационной среды / А.А. Васильев, Д.А. Яньшина, Ю.К. Кабышева и др. // Наука, общество, образование в эпоху цифровизации и глобальных изменений / под общ. ред. Г.Ю. Гуляева. - Пенза: Наука и просвещение, 2022. - С. 94-108.
13. Пухонто ЛМ. Долговечность железобетонных конструкций инженерных сооружений (силосов, бункеров, резервуаров, водонапорных башен, подпорных стен). - M.: АСВ, 2004. - 424 с.
14. Бойко, M^. Диагностика повреждений и методы восстановления эксплуатационных качеств зданий. - M.: Стройиздат, 197S. - 334 с.
REFERENCES
1. Vasil'ev, A.A. (2021). Otsenka i prognozirovanie fizicheskogo iznosa stroitel'nykh konstruktsii, zdanii i sooruzhenii. Gomel: BelGUT. (In Russ.).
2. Roitman, A.G. (198S). Nadezhnost' konstruktsii ekspluatiruemykh zdanii. Moscow: Stroiizdat. (In Russ.).
3. Golovina, N.V. & Shmelev, G.D. (201б). Sravnitel'nyi analiz nelineinykh modelei prognozirovaniya ostatochnogo resursa i rabotosposobnosti konstruktivnykh elementov zhilykh zdanii [Comparative analysis of nonlinear models for predicting the residual life and performance of structural elements of residential buildings]. Vestnik MGSU [Vestnik MGSU], (5), 10-1S. (In Russ., abstr. in Engl.).
4. Gavril'ev, I.M., Korol'kov, D.I. & Gravit, M.V. (2019). Modifitsirovannaya metodika rascheta ostatochnogo resursa s ispol'zovaniem eksponentsial'nogo raspredeleniya [Modified method for calculating the residual resource using exponential distribution]. Vestnik Evraziiskoi nauki [Bulletin of Eurasian Science], 11(2), 1-14. (In Russ., abstr. in Engl.).
5. Popova, O.N. & Simankina, T.L. (2013). Metodika otsenki resursa rabotosposobnosti konstruktivnykh elementov zhilykh zdanii [Methodology for assessing the performance resource of structural elements of residential buildings]. Inzhenemo-stroitel'nyi zhurnal [Engineering and construction magazine], (7), 40-48. (In Russ., abstr. in Engl.).
6. Belykh, A.V. (2013). Metodika opredeleniya velichiny fizicheskogo iznosa nezhilykh zdanii dlya tselei massovoi otsenki [Methodology for determining the amount of physical deterioration of non-residential buildings for the purposes of mass assessment]. Zhurnal pravovykh i ekonomicheskikh issledovanii [Journal of Legal and Economic Research], 2, 78-86. (In Russ., abstr. in Engl.).
7. Vasil'ev, A.A. (2009). Rol' fizicheskogo iznosa i ego otsenki v sisteme tekhnicheskoi ekspluatatsii zdanii [The role of physical wear and its assessment in the system of technical operation of buildings]. Vestnik BelGUTa: Nauka i transport [Bulletin of BelSUT: Science and transport], 2(19), 72-79. (In Russ., abstr. in Engl.).
8. Vasil'ev, A.A., Yan'shina, D.A. & Khramova, A.A. (2021). Prognozirovanie fizicheskogo iznosa zhelezobetonnykh elementov i konstruktsii dlya razlichnykh tipov zdanii i sooruzhenii [Prediction of physical deterioration of reinforced concrete elements and structures for different types of buildings and structures] (149-160). In G.Yu. Gulyaev (Eds.). Nauka, innovatsii, obrazovanie: aktual'nye voprosy i sovremennye aspekty [Science, innovations, education: topical issues and modern aspects]. Penza: Nauka i Prosveshchenie. (In Russ., abstr. in Engl.).
9. Simankina, T.L. & Shirko, N.V. (2011). Otsenka fizicheskogo iznosa zdanii s primeneniem vizual'nogo modelirovaniya defektov [Estimation of physical deterioration of buildings using visual modeling of defects]. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo [News of Higher Edicational Institutions. Construction], 7(633), 91-97. (In Russ., abstr. in Engl.).
10. Sokolov, V.A. (2014). Otsenka tekhnicheskogo sostoyaniya i fizicheskogo iznosa stroitel'nykh konstruktsii s ispol'zovaniem veroyatnostnykh metodov tekhnicheskoi diagnostiki [Evaluation of the technical condition and physical wear of building structures using probabilistic methods of technical diagnostics]. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo [News of Higher Edicational Institutions. Construction], 1(661), 94-100. (In Russ., abstr. in Engl.).
11. Tararushkin, E.V. (2016). Primenenie nechetkoi logiki dlya otsenki fizicheskogo iznosa nesushchikh konstruktsii zdanii [The use of fuzzy logic to assess the physical wear of the supporting structures of buildings]. VestnikBGTU im. V.G. Shukhova [Vestnik BSTUim. V.G. Shukhov], (10), 77-82. (In Russ., abstr. in Engl.).
12. Vasil'ev, A.A., Yan'shina, D.A., Kabysheva, Yu.K., Leonov, N.A. & Sedun, E.V. (2022). Otsenka postoyannoi fizicheskogo iznosa zhelezobetonnykh elementov i konstruktsii dlya razlichnoi agressivnosti ekspluatatsionnoi sredy [Assessment of constant physical wear of reinforced concrete elements and structures for different aggressiveness of operating environment] (94-108). In G.Yu. Gulyaev (Eds.). Nauka, obshchestvo, obrazovanie v epokhu tsifrovizatsii i global'nykh izmenenii [Science, society, education in the era of digitalization and global change]. Penza: Nauka i Prosveshchenie. (In Russ., abstr. in Engl.).
13. Pukhonto, L.M. (2004). Dolgovechnost'zhelezobetonnykh konstruktsii inzhenernykh sooruzhenii (silosov, bunkerov, rezervuarov, vodonapornykh bashen, podpornykh sten). Moscow: ASV. (In Russ.).
14. Boiko, M.D. (1975). Diagnostika povrezhdenii i metody vosstanovleniya ekspluatatsionnykh kachestv zdanii. Moscow: Stroiizdat. (In Russ.).
Поступила 09.02.2023
PREDICTION OF RESIDUAL RESOURCE REINFORCED CONCRETE ELEMENTS AND STRUCTURES BY THE DEPENDENCE OF PHYSICAL WEAR
A. VASILIEV (Belarusian State University of Transport, Gomel)
The article shows the relevance of the assessment of physical deterioration (PD) of elements and structures of buildings and structures. The drawbacks of existing time-based PD prediction techniques are shown. The need to develop PD models for various types of structures and operational conditions is justified. The logistic dependence of the ultimate service life of civil structures on PD indicators is considered. A study of the forecast dependence of PD for concrete and reinforced concrete structures based on the logistic trend was carried out. Coefficients are proposed that increase objectivity of using logistic dependence of prediction of concrete elements, reinforced concrete elements and structures. Values of constant wear (X) for different time intervals, as well as weighted average values (Xsr) for different types of iron-concrete elements and operating conditions were obtained. The obtained values of constant wear were analyzed with existing ones.
Keywords: physical wear, concrete elements, reinforced concrete elements and structures, logistic dependence, permanent wear.
