Управление надежностью и качеством проектирования по Еврокоду

Я уже писал, что Еврокод предлагает проектировщику вполне конкретный аппарат по управлению надежностью конструкции и что эта особенность отличает его от других стандартов. Теперь давайте подробнее рассмотрим приложение EN 1990 "Управление конструктивной надежностью зданий и сооружений".

Последствия аварий и их классификация

При ошибочном проектировании, нарушении технологии монтажа или вследствие неверной эксплуатации, со строительной конструкцией может случиться авария. Не следует также исключать вероятность разрушения конструкции в ходе боевых действий или террористической атаки. Посредством таблицы B1 Еврокод 1990 предлагает относить последствия аварии здания к одному из трех классов: CC1, CC2, CC3 (consequences class).

Управление надежностью и качеством проектирования по Еврокоду | Dystlab Library

Класс CC3 (самые серьезные последствия)

Если последствия аварии сооружения относятся к классу CC3, то авария, скорее всего, привела к многочисленным потерям человеческих жизней, существенным экономическим или социальным последствиям, загрязнению больших территорий и т. п. Примерами таких аварий могут быть разрушения зданий гражданского, социального, культурно-массового назначения (например, концертные залы или стадионы).

Класс CC2 (серьезные последствия)

Согласно трактовке Еврокода 1990, к серьезным последствиям могут привести, например, разрушения жилых домов, офисных и гражданских зданий.

Класс CC1 (незначительные последствия)

Еврокод 1990 утверждает, что последствия аварии класса CC1 могут считаться локальными. Это, например, разрушение сельскохозяйственных зданий, теплиц, складских помещений или сооружений, в (или на) которых люди пребывают относительно редко.

Обратите внимание: все три класса описывают аварии, которые могут привести к человеческим жертвам. Очевидно, различие в классах, с этой точки зрения, определяется только количеством жертв, хотя точного числа Еврокод не дает.

Еврокод также допускает, что отдельные элементы конструкции могут относиться к различным классам последствий. В этом случае следует различать классы последствий конструктивных элементов и класс последствий сооружения в целом.

Управление надежностью и качеством проектирования по Еврокоду | Dystlab Library

От классов последствий — к классам надежности

Следующим важным понятием в этой теме является класс надежности (RC, reliability class) и соответствующий ему индекс надежности (reliability index). Каждый класс надежности может быть связан с соответствующим классом последствий, которые мы рассмотрели выше:

  • класс надежности RC3 — класс последствий CC3
  • класс надежности RC2 — класс последствий CC2
  • класс надежности RC1 — класс последствий CC1

В таблице B2 (EN 1990, приложение B) указаны минимальные величины для индексов надежности, которые рекомендуется учитывать в расчетах по первому предельному состоянию (по несущей способности). При этом проектировщику необходимо знать базовый период эксплуатации сооружения. Еврокод 1990 в этом случае дает лишь два значения:

  • базовый период за 1 год
  • базовый период за 50 лет

Прямых рекомендаций относительно того, можно ли пользоваться линейной интерполяцией для определения индекса надежности, в приложении B Еврокода 1990 не приводится.

Пример определения индекса надежности

Как определить индекс надежности строительной конструкции по Еврокоду? Пусть, например, базовый период сооружения составляет 50 лет, а само сооружение проектируется с классом последствий CC2 ("средней тяжести"). Класс последствий CC2 может быть связан с классом надежности RC2, поэтому, используя данные таблицы B2 (приложение B, EN 1990), имеем индекс надежности:

\[\beta  = 3,8.\]

Упрощенная методика с применением коэффициентов

Если класс надежности допустимо учесть в проекте приблизительно, то Еврокод разрешает пользоваться соответствующими коэффициентами (п. B3.3, EN 1990). Например, коэффифиценты \({K_{FI}}\) зависят от класса надежности и могут быть использованы в основных комбинациях постоянных расчетных ситуаций, хотя эта методика считается упрощенной.

Контроль проектных работ. Инспекция строительства

На этапе проектирования Еврокод предписывает выполнять контроль проектных работ. С этой целью, в таблице B4 (приложение B, EN 1990) определены три уровня управления проектными работами, DSL:

  • DSL3 — расширенный контроль в рамках класса надежности RC3, который надлежит осуществлять с привлечением специалистов из другой организации по отношению к организации, которая занималась проектированием конструкции;
  • DSL2 — процедурный контроль в рамках класса надежности RC2, который могут осуществлять специалисты из одной и той же проектной организации, но не те, кто проектировал конструкцию;
  • DSL1 — обычный контроль в рамках класса надежности RC1, который могут осуществлять сами проектировщики.

Как сказано в п. B4 (приложение B, EN 1990), контроль может также касаться самих проектировщиков, с привлечением специальных контролирующих органов (инспекторов) в зависимости от требуемой компетенции.

Аналогично дела обстоят и с инспекцией строительно-монтажных работ. Таблица B5 приложения B (EN 1990) определяет три уровня инспекции, IL:

  • IL3 — расширенная инспекция в рамках класса надежности RC3, которая проводится исключительно третьей стороной;
  • IL2 — стандартная инспекция в рамках класса надежности RC2, которая проводится в соответствии с процедурами той же строительной организации;
  • IL1 — обычная инспекция в рамках класса надежности RC1, которую проводят сами строители.

Управление надежностью и качеством проектирования по Еврокоду | Dystlab™ Library

Выводы

Еврокод дает проектировщику несколько методов управления надежностью, в частности — с применением классов надежности и классов последствий. Речь идет не о причинах разрушения конструкции, а именно о последствиях. Не имеет значения, что привело к разрушению здания — для инженера важно заложить в проект такие характеристики, которые сведут последствия аварии к минимуму. Таким образом, мы закономерно приходим к тому, что вопросы обеспечения надежности сооружения и контроля качества проектно-строительных работ должны быть рассмотрены уже на самых ранних этапах (например, в публичных дискуссиях).