РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ КОНСТРУКТИВНЫХ РИСКОВ ЭЛЕКТРОСЕТЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ НАТУРНЫХ ОБСЛЕДОВАНИЙ
2.1. Теоретические исследования влияния дефектов и повреждений элементов металлических опор ВЛ на показатели конструктивной безопасности
В основу методики расчетной оценки риска аварии (нарушения целостности конструкции) положены принципы учета ранжированных по степени опасности критических дефектов и повреждений, накопленных в процессе изготовления, монтажа и эксплуатации конструкций. Такая интегральная оценка критических дефектов и повреждений является наиболее комплексным показателем конструктивной безопасности. Безопасность конструкции в целом сводится к определению показателей безопасности ее отдельных элементов, обусловленной изменением их механических и геометрических характеристик.
Заложенные при проектировании электросетевых конструкций теоретические вероятности аварий могут значительно отличаться от действительных вследствие появления дефектов и повреждений конструктивных элементов. Поскольку на практике достаточно сложно уловить различие в весьма малых величинах, определяемых вероятностными или полувероятностными методами, оценку риска целесообразно проводить не по численным характеристикам надежности (значениям вероятности безотказной работы), а относительным показателем, позволяющим оценить резервы несущей способности конструктивных элементов с несовершенствами.
Для расчетной оценки конструктивного риска элемента принято отношение действительного значения несущей способности к несущей способности бездефектного элемента конструкции. Если запроектированная конструкция имеет оптимальную величину риска аварии, то в результате появления дефектов в процессе изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатационных повреждений, действительный риск аварии увеличивается по отношению к проектному. Значение риска аварии может быть определено по результатам натурных обследований конструкции в любой момент времени.
Из многогранной проблемы обеспечения безаварийной работы строительных конструкций выделим два ее основных аспекта:
- информационный, связанный с анализом и оценкой конструктивных рисков;
- нормативный, требующий установления для эксплуатируемого объекта допустимого уровня конструктивной безопасности.
Как отмечалось выше, выявленные в процессе обследования конструкций дефекты и повреждения имеют самую разнообразную природу и физическую сущность. Поэтому влияние совокупности несовершенств на несущую способность элементов конструкции требует представления показателей поврежденности в относительной форме. При этом допустимое снижение конструктивной безопасности следует назначать в виде коэффициента:
, (2.1)
где - коэффициент относительного риска аварии; - величина несущей способности, заложенной в проект для бездефектного элемента конструкции; - величина несущей способности элемента с несовершенствами; k - коэффициент снижения несущей способности, определяющий относительное качество элемента.
Коэффициент изменяется в пределах 0 ? k ? 1. Если критических дефектов и повреждений нет, то k ? 1. Из формулы (2.1) следует, что определение уровня конструктивной безопасности сводится к анализу поврежденности элементов конструкции на момент оценки технического состояния.
Принимая за меру конструктивного риска аварии несущих конструкций определенный уровень снижения несущей способности, можно считать, что последствия аварий и разрушений строительных конструкций будут приемлемыми и носить локальный характер, если снижение заложенного при проектировании значения конструктивной безопасности не превысит определенного, допустимого для рассматриваемой конструкции значения.
Таким образом, ставится задача нормирования конструктивного риска эксплуатируемых строительных конструкций.
Для оценки и нормирования необходимо располагать законом распределения случайной величины конструктивного риска . Построение кривой распределения плотности вероятностей коэффициента риска позволяет оценить предельные значения снижения несущей способности конструктивного элемента, вызванные изменением геометрических, жесткостных и механических характеристик. Поскольку построить кривую распределения плотности вероятностей величины обычными в инженерной практике методами математической статистики невозможно из-за отсутствия статистических данных (необходимой выборки данных об аварийных отказах нет), судить о характере распределения можно, основываясь на следующих логических заключениях:
* вероятность значений ? 1 равна нулю, т.к. значение фактического риска аварии конструкции или ее элементов, как правило, не ниже проектного;
* кривая распределения плотности вероятностей является асимметричной, причем значения с максимальной плотностью вероятностей смещены влево от среднего значения, что обусловлено естественным желанием проектировщиков обеспечить как можно большую безопасность конструкции;
* случайная непрерывная величина имеет однопараметрическое распределение, поскольку зависит от одного параметра - несущей способности элемента конструкции, определяемой в свою очередь изменением ряда параметров.
Очевидно, что величина определяется в интервале значений ?1;?? и ее распределение вполне логично описывается однопараметрическим распределением Рэлея ?82?.
Для области изменения случайной величины х в пределах ?0;?? в обычном виде распределение Рэлея имеет вид:
, (2.2)
где х - непрерывная случайная переменная величина; ? - стандарт случайной величины х.
Поскольку значения исследуемой величины лежат в пределах ?1;??, то дифференциальную однопараметрическую функцию распределения плотности вероятностей представим в виде:
, (2.3)
Для однопараметрич
- Київ+380960830922