МЕТОДЫ И НОРМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ СТРАТЕГИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ


Из большого числа объектов технического регулирования (ОТР), опасных производственных объектов (ОПО) и критически важных объектов (КВО) следует выделить относительно малочисленную для нашей страны группу стратегически важных для национальной безопасности объектов (СВО). Аварии и катастрофы на СВО сопряжены со значительными стратегическими рисками обществу, окружающей природной среде и инженерным инфраструктурам жизнеобеспечения. Прямые и косвенные ущербы от тяжелых аварий и катастроф на СВО могут достигать десятков и сотен миллиардов рублей. Наиболее представительными примерами таких катастроф могут служить разрушения Всемирного торгового центра в начале этого века и разрушение крупнейшего вантового моста в 30-е годы XX века (США), разрушения на химическом комбинате в Бхопале (Индия), обрушение Монтажно-испытательного комплекса на космодроме «Байконур» (Россия).

К стратегически важным зданиям и сооружениям в нашей стране можно отнести крупнейшие производственные корпуса площадью более 2×104 м2 и крановым оборудованием грузоподъемностью более 5×102 тонн в судостроительном, авиационном, ракетно-космическом комплексах, шельфовые установки для добычи нефти и газа с массой до 105 тонн и более, уникальные изотермические ёмкости для сжиженного природного газа ёмкостью более 5×104 м3, уникальные телерадиотрансляционные башни высотой более 5×10м и сооружения РЛС, уникальные железнодорожные и автомобильные мосты и тоннели длиной более 3×10м на стратегических магистралях, крытые помещения различного назначения с большими массами посетителей (более 2×104 человек), мощные коридоры газо-нефтепроводов, морские магистральные трубопроводы, уникальные гидротехнические сооружения.

Применительно к проектированию, созданию и эксплуатации стратегически важных зданий и сооружений наряду с общепринятыми нормами и правилами анализа прочности, ресурса и надёжности (СНиП, ГОСТ, ТР, ОСТ, СТО, СТУ) должны быть применены принципиально новые методы количественного расчетно-экспериментального обоснования живучести, безопасности, рисков и защищенности от тяжелых аварий и катастроф. Такая тяжелая катастрофа имела место на гидроагрегатах и инженерных сооружениях машинного зала на Саяно-Шушенской ГЭС (рис.1).

 


Рис. 1. Саяно-Шушенская ГЭС

Законы о техническом регулировании, безопасности различных объектов инфраструктуры (опасных промышленных объектов, гидротехнических сооружений, объектов атомной и тепловой энергетики), а также ряд подготовленных к принятию технических регламентов ориентированы на соблюдение минимально необходимых требований, направленных преимущественно на обеспечение прочности и безопасности. Первый из указанных законов выводит из системы обязательных и необходимых многие из существующих и проверенных длительной практикой стандарты, нормы и правила, а также правила государственного надзора.

Такое положение не должно распространяться на указанные выше стратегически важные здания и сооружения. Применительно к ним существенное значение приобретает комплексный расчетно-экспериментальный анализ всей последовательности важнейших параметров «прочность → жесткость → устойчивость → ресурс → надежность→ живучесть → безопасность → риск → защищенность от катастроф».

Если первые три параметра являются традиционными для всех категорий объектов (ОТР, ОПО, КВО, СВО), то прямой учет при проектировании, создании и эксплуатации других параметров выполняется в весьма ограниченных пределах. Для СВО и КВО по существу необходима вся указанная выше последовательность, но в обратном порядке. Отсутствие в законах, регламентах, нормах такой постановки проблем является одной из главных причин возникновения и развития чрезвычайных ситуаций в первую очередь на СВО. Принципиальное значение в этой обратной последовательности начнут занимать исследования, расчеты и нормирование новой цепочки опасных состояний – «тяжелая катастрофа ® авария ® разрушение ® отказ ® повреждение ® штатное состояние».

При принятии этих основополагающих положений и требований к обеспечению такой важнейшей и конечной характеристики стратегически важных зданий и сооружений, как их защищенность от тяжелых катастроф с использованием критериев стратегических рисков, будет создана новая научная, методическая, инструментальная, нормативная, надзорная и образовательная база для поэтапного решения одной из проблем национальной безопасности страны в ближайшей перспективе [1]. Определенный задел для такого решения содержится в многотомных сериях «Безопасность России» [2], «Природные опасности России» [3], в ряде монографических публикаций [4], в результатах последних конференций [5,6].

На рис.2-16 приведены схемы, зависимости и графики, позволяющие наиболее полно осветить вопросы данной тематики.

 


Рис. 2. Структурная схема анализа потенциально опасных объектов


Рис. 3. Ущербы и периодичность тяжелых катастроф на уникальных объектах


Рис. 4. Структура и развитие методов нормирования


Рис. 5. Общая структура обеспечения работоспособности объектов


Рис.6. Структура анализа прочности, живучести и безопасности


Рис. 7. Определение характеристик
прочности и ресурса. Ресурс в зонах концентрации


Рис. 8. Определение характеристик
прочности и ресурса. Прочность и ресурс при числах циклов 100 — 1012


Рис. 9. Расчетные зависимости для оценки
живучести. Статическая трещиностойкость


Рис. 10. Расчетные зависимости для оценки
живучести. Циклическая трещиностойкость


Рис. 11. Определение рисков и обеспечение защищенности

N — человеческий фактор

Т — техногенный фактор

S — природный фактор

R(t) — фактический расчетный риск

RC(t) — критический (неприемлемый) риск

[R(t)] — приемлемый риск

Z(t) — затраты на снижение риска


Рис. 12. Определяющие соотношения для рисков R(t)


Рис. 13. Области опасных и безопасных
состояний и рисков ОТР, ОПО, КВО


Рис. 14. Временные зависимости рисков


Рис.15. Возможности использования методов диагностики для определения параметров состояния конструкции


Рис. 16. Серийность объектов и степень оценки рисков

Рейтинг: 0

Автор публикации

0
не в сети 3 года

Kacenelenbaum

Комментарии: 0Публикации: 10Регистрация: 11-02-2016

Оставьте комментарий


Яндекс.Метрика
Авторизация
*
*


Регистрация
*
*
*

Генерация пароля