Что такое структурные отказы бетонных конструкций?

Структурные отказы в бетонных конструкциях, являясь частью человеческих отказов, происходят до тех пор, пока существует человек и конструкция. В прошлом понимание человеком структурной реакции было простым и прямым, но в сегодняшней сложности человека и его структуры, явление структурного отказа имеет многомерный и многодисциплинарный характер.
Часто говорят, что неудача – это ступенька к успеху, но за нее приходится платить высокую цену в виде энергии, времени и денег. Никто не хочет неудач, но они все же случаются. Уроки, извлеченные из неудач, являются вечными, показательными и часто шокирующими.
Мы определяем неудачу как отсутствие производной функции, цели или задачи, миссии, задания или назначения; неудача противоположна успеху, и нет простого способа определить каждую из них.

Отказы конструкции означают отсутствие ее желаемых / спроектированных / предполагаемых характеристик, поведения, реакции при всех ожидаемых условиях окружающей среды (нагрузки, силы и т.д.).
Существуют отказы при растяжении, сжатии, сдвиге, изгибе и кручении, происходящие по отдельности или в комбинированном состоянии.
Классические понятия факторы безопасности претерпели огромные изменения, в результате чего появились коэффициенты частичной безопасности и коэффициенты предельного состояния. Несомненно, существует большое обоснование в применении этих факторов при проектировании, но факторы изготовления, возведения и монтажа при применении полностью зависят от условий эксплуатации.
Отказы материалов в конструкциях рассматриваются как вязкие или хрупкие разрушения, или иногда как переходные вязко-хрупкие разрушения. Грунт и бетон имеют свои собственные уникальные механизмы разрушения. Сталь в основном подвержена вязкому разрушению.
Структурные разрушения бетонных конструкций часто подразумевают большие и нежелательные деформации, сильные ячеистые образования и трещины со сколами, относительное смещение опор и окончательное разрушение.

В поврежденной конструкции возникают следующие сложные вопросы:

Какова степень повреждения и как определить ее количественно, что необходимо для расчета усиления?
Какова скорость ухудшения свойств материала и какие реалистичные значения должны быть приняты для оценки прочности в данный момент времени?
Какой способ лечения должен быть принят и каков срок службы такого лечения?
Каково соотношение затрат и выгод при спасении поврежденной системы?
Что должно быть критерием для разрушения и как этого добиться?

Здания (доминирующие в гражданском строительстве) обычно не разрушаются; но они всегда находятся в поврежденном состоянии в течение определенного периода времени, с дефектами, изъянами, трещинами, распадом, отколом, оседанием грунта и т.д., очень выраженными с последующими изменениями в структурной надежности и психологическом восприятии человеком комфорта и безопасности.
Структурный контроль и испытания тесно взаимосвязаны. Испытания не обязательно должны быть разрушительными (DT), в то время как сегодня неразрушающие испытания (NDT) стали скорее рутиной, чем модой. Структурные испытания требуют философии, технологии и методологии, а также способности интерпретировать наблюдаемое и делать выводы о невидимом.
Структурные отказы в индийской и западной среде имеют некоторые разительные отличия; наше восприятие и реакция на отказ весьма субъективны. Они учатся на прошлых ошибках, в то время как мы их повторяем.
Мы с содроганием признаем свои недостатки, несоответствия и недочеты и заталкиваем их под ковер. Иногда мы перекладываем ответственность на более слабого соседа. Для нас неудача означает конец всему в жизни.
Хотя мы знаем, что неудача – лучший учитель, чем успех, на практике мы не готовы платить цену, чтобы научиться искусству успеха. Административный, финансовый и юридический подтекст в сочетании с огромными задержками вскрытия заставляют нас содрогаться при мысли о неудаче.
Деньги и время находятся в противоположных смыслах и являются для нас большой премией, и мы всегда предпочитаем “играть в безопасность”. Структурная прочность и экономическая эффективность редко сочетаются. Такова вкратце наша история, связанная с разрушением конструкций.
Вопросы, связанные с разрушенными конструкциями, такие как сбор и обобщение данных и оценка наиболее вероятной причины обрушения, возникли как особая отрасль гражданского строительства. Наука о химии материалов, испытания материалов и оценка прочности на месте – все это вместе взятое привело к появлению очень увлекательной техники, известной как “судебная инженерия”, которой уже около трех десятилетий.
Интересно, что старые конструкции все еще более или менее удовлетворительно работают. Проблема наблюдается с конструкциями, недавно построенными в начале пятидесятых годов или позже. Этот парадокс, когда старые конструкции работают лучше по сравнению с недавно построенными, предлагает интересное понимание качества старых конструкций и того, почему и где мы сейчас испытываем недостаток.
На данном этапе необходимо проанализировать нашу деятельность, выявить серые зоны, которые мы непреднамеренно допустили в нашей системе. Поразительно, но, несмотря на технологический прогресс, мы не изменили нашу базовую структуру. Это может быть одним из основных факторов, способствующих нашей неэффективности.
Почти в каждой технологической области произошел стремительный прогресс. Гражданское строительство не является исключением. Наблюдается значительный прогресс в использовании новых материалов, новых методов проектирования, усовершенствованных положений, кодексов, методов строительства и потребностей пользователей и т.д.
Это было подкреплено компьютеризированной поддержкой в планировании, проектировании и управлении строительством. Однако, несмотря на всю эту поддержку развития и прогресса, показатели строительной отрасли не были удовлетворительными.
Существует некое осознание того, что необходимо поддерживать интерьер строения, но не общий экстерьер или материал в целом. Мы больше заинтересованы в том, чтобы украсить интерьер, например, установить мраморные плиты и прибегнуть к дорогостоящей покраске, но совершенно забываем и меньше всего интересуемся основным качеством материала.
Мы много тратим на внутреннюю отделку, но не решаемся потратить больше на качество бетона и арматуры. Необходимо пересмотреть наше базовое отношение.
Неисправности, связанные с работой конструкций, увеличиваются. Отказы стали более распространенным явлением, чем мы хотели бы принять. О них как-то плохо сообщают и не обсуждают из-за их сложности и некоего отвращения со стороны тех, кто в них участвует.
Очень важно, чтобы неудачи обсуждались повсеместно. Это создаст необходимую осведомленность о степени неисправности, что приведет к своевременному принятию мер по исправлению ситуации.

Читайте далее: