Невидимый конфликт

И все же это далеко не предел. Следующий шаг был сделан в 40— 50-х годах, когда в СССР была создана и введена система расчета по предельным состояниям. Только здесь были наконец охвачены три основные группы факторов, от которых зависит надежность строительных конструкций. По-новому прозвучало и понятие «надежность», поскольку было введено логичное предположение, что важно не только не допустить разрушения, но и обеспечить сохранение эксплуатационной пригодности. Поэтому совсем не надо ждать разрушения, чтобы считать, что конструкция себя скомпрометировала; например, недопустимого прогиба вполне достаточно, чтобы ее «списать».

В настоящее время коэффициент запаса включает в себя как бы три компонента, каждый из которых учитывает различные группы факторов, влияющих на надежность. Начнем со свойств материалов. Их механические свойства, включая и предел прочности, изменяются в весьма широких границах. При прежних методах определения размеров проблема «как выбрать» решалась одним махом с помощью общего коэффициента запаса, который был весьма неточным. Сейчас эта проблема решается с помощью метода статистической вероятности. За расчетное сопротивление принимается такая величина, вероятность реального возникновения которой в конструкции является приемлемо малой. Но насколько мало? В Англии, например, она равна 1% (т.е. авария, связанная с «отказом» материала, может ожидаться в одном случае из ста). Согласно нашей практике, расчетное сопротивление имеет вероятностную надежность 0,01% (т. е. в одном случае из тысячи возможна авария). Такая вероятность «отказа» материала является вполне приемлемой, что убедительно подтверждает накопленный до настоящего времени опыт.

Второй стороной рассматриваемого конфликта являются нагрузки. Многолетние наблюдения и статистическая обработка результатов позволяют достаточно точно их нормировать. Максимальные значения внешних нагрузок, которые допускаются при нормальной эксплуатации конструкции, называются нормативными нагрузками. Однако существует возможность повысить эти значения при определенных обстоятельствах. Такое возможное повышение — при определенной вероятностной надежности — учитывается так называемым коэффициентом перегрузки, который является вторым важным компонентом коэффициента запаса.

Остается влияние последнего фактора — общих условий исполнения и работы конструкции и отдельных ее элементов. Этот фактор учитывается коэффициентами условий работы, определяющими важность элемента с точки зрения надежности конструкции в целом, значимость сооружения в системе хозяйственной жизни, качество, условия и контроль исполнения, несоответствие методов расчета реальному напряженному состоянию в конструкции и т. д. Как видим, построен мост между теоретической идеализацией и строительной практикой, синтезирующий в себе результаты множества наблюдений за выполненными зданиями и сооружениями, весь строительный опыт прошлого и настоящего.

Как же в конечном счете заранее — еще в проектной мастерской — обеспечивается необходимая надежность? Суть состоит в ряде сопоставлений, сравнении несущей способности с соответствующими внешними условиями. При этом ответственном процессе, т. е. расчете строительных конструкций, значения несущей способности должны быть больше или почти равны соответствующим внешним воздействиям. Но эта истина была известна еще в древности. Новое в методах и способах определения размеров — точное количественное выражение двух сторон невидимого конфликта. Усилия в элементе — это вероятные максимальные усилия, которые могут возникнуть при исключительных, критических, но все же ВОЗМОЖНЫХ обстоятельствах. А несущая способность — это вероятная минимальная несущая способность, которая может проявиться при роковых, но ВОЗМОЖНЫХ совпадениях, т. е. когда материал низкого качества оказывается в условиях работы, усложняющих его положение.

Так, с минимальным перевесом сил конструкция всегда должна стать победителем в конфликте. Слово «вероятность» никого не должно смущать. Когда необходимо обуздать случайные величины, обращение к вероятности неизбежно. Понятие «риск» в строительстве в наши дни имеет лишь теоретическое значение для тех, кто знает свое дело и вкладывает в него душу и знания.