Корреляции поврежденности основных конструкций промышленных зданий от сроков их эксплуатации

Введение. В известных исследованиях по теме статьи не указываются объемы выборки и типы цехов по их технологическим признакам, что не позволяет обобщить многочисленные данные о повреждениях. Недостатком ранее проведенных исследований является отсутствие обобщений с построением регрессионных зависимостей повреждаемости несущих элементов зданий от сроков их эксплуатации. Предметом исследования являются корреляции поврежденности основных конструкций промышленных зданий от сроков их эксплуатации. Для построения указанных зависимостей исследована значимая выборка цехов (не менее 100 цехов), и изучена частотность повреждений их основных конструкций. Частотность повреждений была изучена ранее и опубликована авторами. Целью настоящего исследования является построение корреляций между степенью поврежденности и сроками эксплуатации конструкций.  

Материалы и методы. В качестве объектов исследования рассматривались одноэтажные промышленные здания металлургической, машиностроительной, энергетической отраслей, а также производства строительных материалов. Обследование цехов производилось по стандартным методикам, утвержденным в национальных стандартах и нормах. Для анализа дефектов и повреждений была создана электронная база в табличном процессоре, в которой фиксировалась вся основная информация по типам цехов, материалам и конструкциям, дефектам и повреждениям.

Результаты исследования. Анализ данных по большой выборке промышленных зданий позволил установить корреляции между поврежденностью и сроками эксплуатации конструкций. Установлено, что скорость повреждений стальных колонн больше, чем у железобетонных. Интенсивность повреждений стальных колонн описывается экспоненциальной зависимостью, а железобетонных — линейной. Кирпичные и железобетонные стены повреждаются по линейной зависимости от сроков эксплуатации. Зависимость «повреждаемость — сроки эксплуатации» железобетонных перекрытий и покрытий аппроксимируется полиномом второй степени, близким к линейной зависимости. Подобная линейная повреждаемость характерна и для стальных ферм. Повреждаемость стальных подкрановых балок прямо не зависит от сроков эксплуатации самого здания, так как балки заменяют по мере их повреждений.

Обсуждение и заключение. В результате исследования частотности повреждений были получены математические модели «поврежденность — срок эксплуатации» конструкций промышленных зданий, которые могут быть использованы для оптимизации технического обслуживания, планирования экспертиз, периодических осмотров, текущих и капитальных ремонтов зданий, разработки стратегии предприятий по замене основных производственных фондов. Отмечены отличительные особенности накопления со временем повреждений и дефектов для металлических каркасов промышленных зданий, связанные с человеческими ошибками. Для снижения аварийности и оптимизации затрат на протяжении жизненного зданий предлагается применять риск-ориентированный подход, оценивать вероятность возникновения ошибок и стоимость восстановительных мероприятий на стадиях проектирования, возведения и эксплуатации. 

1. Травуш В.И., Гурьев В.В., Дмитриев А.Н., Дорофеев В.М., Волков Ю.С. О концепции развития нормативно-технической базы строительных объектов в период их эксплуатации. Academia. Архитектура и строительство. 2021;1:121–133. https://doi.org/10.22337/2077-9038-2021-1-121-133

2. Махутов Н.А., Лобов О.И., Ерёмин К.И. Безопасность России. Безопасность строительного комплекса. М.: Знание; 2012. 798 с.

3. Ерёмин К.И. (ред.) Предотвращение аварий зданий и сооружений. Вып. 7. М.: МДП; 2008. 360 с.

4. Ерёмин К.И. (ред.) Предотвращение аварий зданий и сооружений. Вып. 8. М.: МДП; 2009. 580 с.

5. Перельмутер А.В. Избранные проблемы надежности и безопасности строительных конструкций. М.: АСВ; 2007. 256 с.

6. Коротеев Д.В., Новак А.П. Предупреждение характерных аварий и несчастных случаев в строительстве. М.: Стройиздат; 1974. 263 с.

7. Алексеева Е.Л. Оценка технического состояния строительных конструкций на основе закономерностей повреждаемости главных корпусов предприятий теплоэнергетики. Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МГСУ; 2012. 20 с.

8. Ерёмин К.И. (ред.) Предотвращение аварий зданий и сооружений. Вып. 9. М.: МДП; 2009. 704 с.

9. Кикин А.И., Васильев А.А., Кошутин Б.Н., Уваров Б.Ю. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий. М.: Стройиздат, 1984. 303 с.

10. Krahmalny T.A., Evtushenko S.I. Damage to the Vertical Braces of Industrial Buildings. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021;1079(5):052086. http://doi.org/10.1088/1757-899X/1079/5/052086

11. Евтушенко С.И., Крахмальный Т.А. Дефекты и повреждения металлических колонн производственных зданий. Строительство и архитектура. 2021;9(2):11–15. https://doi.org/10.29039/2308-0191-2021-9-2-11-15

12. Buzalo N., Gontarenko I., Chernikhovski B. Force resistance of steel columns of industrial buildings with corrosion damage. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;896(1):012044 https://doi.org/10.1088/1757-899X/896/1/012044

13. Krahmalny T.A., Evtushenko S.I. Typical defects and damage to the industrial buildings’ facades. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;775(1):012135 http://doi.org/10.1088/1757-899X/775/1/012135

14. Байбурин Д.А., Тупицына Д.С. Частотность дефектов и повреждений промышленных зданий. Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». 2022;22(1):23–32. https://vestnik.susu.ru/building/article/view/11753 (дата обращения: 08.04.2026).

15. Веселов В.В., Абу-Хасан М.С. Повреждаемость и резервы несущей способности каркасов промышленных зданий. БСТ: Бюллетень строительной техники. 2022;1051(3):56–58. URL: http://bstmag.ru/archive/view?id=265 (дата обращения: 08.04.2026).

16. Шишов К.А. Промышленные сооружения В.Г. Шухова на Урале. В кн.: Металлические конструкции академика В.Г. Шухова. М.: Наука; 1990. 112 с.

17. Ерёмин К.И. (ред.) Особенности эксплуатации металлических конструкций промышленных зданий. М.: МГСУ; 2012. 248 с.

18. Ерёмин К.И., Кунин Ю.С., Матвеюшкин С.А., Алексеева Е.Л. Атлас дефектов и повреждений эксплуатируемых строительных конструкций. Магнитогорск: ВЕЛД; 2010. 162 с.

19. Байбурин Д.А., Потапов А.Н. Риск-ориентированный метод обследования технического состояния промышленных зданий. Известия вузов. Строительство. 2026;(3);112–127. http://doi.org/10.32683/0536-1052-2026807-3-112-127