Априорная гарантия конструкционной безопасности

Априорной гарантии конструкционной безопасности могут подвергаться планируемые к возведению особо ответственные и уникальные здания и осуществляется она через прогноз риска аварии объекта еще до его физической реализации [35,72]. Прогноз можно выполнить на основе информации об эффективности функционирования систем качества, привитых в организациях – предполагаемых участников строительства объекта. Практика доказала, что эффективность системы качества организаций проектировщиков, поставщиков и строителей существенным образом влияет на качественные свойства построенного объекта. При этом прогноз риска аварии можно осуществить по формуле R = 1/Пр, где р – средние уровни надежности групп однотипных конструкций несущего каркаса объекта, определяемые по результатам экспертизы систем качества организаций – предполагаемых участников строительства.

Средний уровень надежности р группы несущих конструкций можно оценить по вероятности Р(В) ее соответствия требованиям нормативных документов в части обеспечения прочности, жесткости и устойчивости. Действительно, из формулы полной вероятности [9] следует следующее выражение: р = Р(В) = å Р(В/qi)•P(qi), где q = {qi} = {MCП, М*СП, МС*П, МСП*, М*С*П, М*СП*, МС*П*, М*С*П*} – полная группа событий. Она включает в себя следующие независимые события: М– нет ошибок поставщиков материалов (изделий); С – нет ошибок строителей; П – нет ошибок проектировщиков; М*, С* и П* – события, противоположные событиям М, С и П.

Входящие в формулу полной вероятности условные вероятности Р(В/qi) являются инвариантами. Используя приемы нечеткой логики, обозначим их так:

1) Если ошибок участников строительства нет, то Р(В/q₁) = 1 ;

2) Если есть ошибки только поставщиков, то Р(В/q₂) = a ;

3) Если есть ошибки только строителей, то Р(В/q₃) = b;

4) Если есть ошибки только проектировщиков, то Р(В/q₄) = c ;

5) Если нет ошибок только проектировщиков, то Р(В/q₅) @ ab ;

6) Если нет ошибок только строителей, то Р(В/q₆) @ ac ;

7) Если нет ошибок только поставщиков, то Р(В/q₇) @ bc ;

8) Если есть ошибки всех участников строительства, то Р(В/q₈) @ abc.

Условные вероятности имеют смысл вероятности события, что та или иная группа несущих конструкций объекта соответствует требованиям конструкционной безопасности. В совокупности они представляют собой априорную информацию, которая может быть сформирована из анализа причин случившихся аварий. В Российской Федерации примерно 80% аварий происходит из-за ошибок участников строительного процесса. Из них ~ 20% – по вине поставщиков, ~ 50% – по вине строителей и ~ 10% – по вине проектировщиков (см.рис. П2). Следовательно, a =0,8, b = 0,5, с = 0,9. Если обозначить вероятности независимых событий М, С и П как Р(М)= m_м, Р(С)= m_с, Р(П)= m_п , то из формулы полной вероятности следует следующая математическая модель:

р =m_мm_сm_п+ 0,8(1–m_м) m_сm_п + 0,5m_м(1–m_с)m_п+ 0,9m_мm_с(1–m_п)++ 0,4(1–m_м)(1–m_с) m_п + 0,72(1–m_м)m_с(1–m_п) + 0,45m_м(1–m_с)(1–m_п)+ 0,36(1–m_м)(1–m_с)(1–m_п).

В ней величины m_п, m_м и m_симеют смысл степеней соответствия несущих конструкций требованиям нормативных документов.

Примечание. Степень вины (в %) участников строительства в аварийных обрушениях зданий и сооружений соответствуют статистическим данным по авариям 20-ти летней давности, но если из новой статистики, она будет другой, то по аналогии несложно получить новую формулу для р.

Вновь обратимся к нечеткой логике. Будем отоджествять показатели m_м , m_сиm_п с показателями эффективности функционирования систем качества организаций – участников строительства. Выбор подрядных, а также и субподрядных организаций должен зависеть от величины прогнозного риска аварии на стадии замысла объекта. Очевидно, что в свою очередь риск аварии зависит от эффективности функционирования системы качества, «привитой» в этих организациях.

Под эффективностью функционирования системы качества понимается соответствие ее элементов требованиям стандарта ИСО 9001. Технология априорного гарантирования конструкционной безопасности строительного объекта состоит из целого ряда операций, каждая из которых призвана подтвердить требования, приведенные в табл.16.

Таблица 16