В.Л ИГОШИН, кандидат технических наук (Сибирский федеральный университет), С.Г. ПЕРЕГУДОВ, начальник Управления главгосэкспертизы России по Красноярскому краю, почётный строитель РФ
О принципах гармонизации норм строительного проектирования
Вступление России в ВТО может коренным образом изменить "правила игры" при проектировании строительных объектов. Парадоксально, например, может выглядеть ситуация с попыткой договориться с западными партнёрами проектировать и строить для них здания (за исключением специальных объектов) по российским нормам.
Решение данной проблемы, по нашему мнению, находится в области гармонизации норм строительного проектирования. Детальному рассмотрению этого вопроса посвящена работа [1].
Прежде чем приступить к практическому решению данной проблемы необходимо определить основные принципы гармонизации.
Начнём с анализа существующих методов обеспечения безопасности на примере расчёта несущей способности железобетонных конструкций.
Для удобства анализа исключим вспомогательные коэффициенты и ограничимся только учётом прочностных параметров и действующих нагрузок.
В общем случае для обеспечения несущей способности строительных конструкций возможные значения действующих нагрузок принимают с определенным запасом (рис. 1). Это достигается назначением нормативных и расчётных значений действующих нагрузок. Вероятность того, что эти нагрузки окажутся больше нормативных величин, крайне мала.
Этот метод можно признать вполне правомерным инженерным решением, так как попытка обеспечения 100 %-ной безопасности приводит, как правило, к значительному возрастанию стоимости конструкций и к их утяжелению. Назначаемые величины нормативных и расчётных значений нагрузок обеспечивают принятый уровень экономической и технологической целесообразности минимизации риска.
Аналогичным образом назначаются и соответствующие нормативные и расчётные характеристики прочности строительных материалов (рис. 2). Отличием от рассмотренного выше метода обеспечения запаса по действующим нагрузкам является то, что эти характеристики назначаются в меньшую сторону. Таким образом, было принято, что значения Rнорм (расчет по второму предельному состоянию) соответствуют уровню, когда с вероятностью в 95 % возможные случайные значения прочности окажутся выше данной величины. Соответственно значения Rрасч (расчёт по первому предельному состоянию) должны обеспечивать аналогичную вероятность в 99,86 % случаев.
Обеспечивая определённый нормативными документами запас по нагрузкам и по прочности материалов, предопределяется очень малая вероятность разрушения конструкций или сооружения. Основанием для этого служит подтверждаемая опытом и соответствующими наблюдениями случайная природа нагрузок и характеристик материалов.
Схему, демонстрирующую данный принцип обеспечения безопасности конструкций, можно представить упрощённо как одновременное проявление двух явлений (рис. 3).
На рис. 3 заштрихованный участок представляет собой область возможных аварийных ситуаций. Вероятность данного события при условии неукоснительного выполнения всех нормативных требований крайне мала, однако не равна "О". Как отмечалось выше, значение этой вероятности принималось исходя из принципа экономической целесообразности.
При практической реализации данного метода вероятностная природа данного явления "спрятана" и невидима для проектировщика при использовании рядовых методов расчёта. Реальный разброс физических характеристик конструкций и строительных объектов регламентируется специальными нормативными документами, как правило, дополняющими СНиП и СП и используемыми на стадии производства. На практике для проектировщика при расчёте конструкций критерием, определяющим соответствие конструкции нормативным требованиям, является сравнение двух заключительных показателей:
для первого предельного состояния Ррасч > Nрасч;
для второго предельного состоя Рнорм > Nнорм.
Далее необходимо рассмотреть ситуацию возможной "подвижки" данных показателей. Предварительно следует определить и конкретизировать случаи, когда это может произойти. Выберем, например, для иллюстрационного рассмотрения и анализа следующие случаи:
изменение или корректировка нормативных требований по нагрузкам, что может означать применение новых значений Nрасч и Nнорм или использование других норм строительного проектирования, или корректировку существующих;
изменение или корректировка требований по несущей способности, что может означать применение новых значений Ррасч и Рнорм, или использование других норм строительного проектирования, или корректировку существующих;
ошибка проектировщика, когда в результате расчёта несущая способность определена ниже, чем это требуется при правильном учёте всех возможных факторов;
неиспользование или ненадлежащее использование нормативных документов, согласно которым должен выдерживаться необходимый средний уровень прочности материалов и технологии работ.
Несмотря на внешнюю разницу, приведённые случаи - подобны или однотипны, так как результатом их реализации может быть условная ситуация, которая демонстрируется на рис. 4. Как видно из приведённого рисунка, данные обстоятельства оказывают влияние на вероятность возможного разрушения.
В целях наглядности и ясности анализа данного явления используется пример, демонстрирующий, почему при оценке несущей способности, ошибка проектировщика в 1,5-2 раза в меньшую сторону не приводит к фатальному и немедленному разрушению конструкции или сооружения. В этом случае при определённом сочетании исходных характеристик, основываясь на случайной природе исходных параметров, может получиться, что вероятность разрушения конструкции снизится с 1/50000-1/500000 до 1/50-1/500.
К сожалению, некоторых строителей этот факт даже успокаивает, так как, по их мнению, всегда существует возможность объяснить, что "это произошло не из-за этого". Однако подобная ситуация даёт повод для корректировки нормативной и законодательной базы и увеличения степени ответственности и контроля. Достаточно спросить, кто бы хотел жить в доме с вероятностью аварии в 1/100? Именно с этим связано постоянное возрастание числа строителей, занимающихся профессионально усилением конструкций. Сегодня это стало одной из самых успешных и прибыльных форм бизнеса. Согласно экономическим законам, успешным может быть только востребованный бизнес. Что создаёт востребованность в данном случае? Ответ: чаще всего некачественное проектирование и строительство.
По нашему мнению государственную экспертизу следует наделить полномочиями о праве составления предписания о профессиональной непригодности отдельных организаций в случае многократного предоставления результатов проектных решений, существенно занижающих несущую способность строительных конструкций.
Следует также сделать вывод о важности неукоснительного использования нормативных актов, регламентирующих процесс производства. Например, на рис. 4 видно, что произойдёт, если при производстве товарного бетона не использовать ГОСТ 18105-86 "Бетоны. Правила контроля прочности", обеспечивающий и гарантирующий запас несущей способности нормативных характеристик бетона. Так как на практике нередко ни производители, ни покупатели бетона не ориентируются на данный документ, то на это обстоятельство необходимо обратить пристальное внимание архитектурно-строительному надзору.
Критически нужно отнестись и к предложению об отмене лицензирования. Это предложение перевести законодательно и официально всю Российскую Федерацию со схемы работы согласно рис. 3 (квалифицированное и профессиональное выполнение нормативных документов строительной отрасли) на схему работы в соответствии с рис. 4. Отмена лицензирования в строительстве - это попытка увековечить в России процветание и расширение бизнеса по ремонту, восстановлению и усилению конструкций, а проблема "ветхого жилья" при этом будет оставаться вечной.
Долговечность строительного объекта определяется во многом качеством проектирования и строительства. Для иллюстрации влияния качества строительства и проектирования на экономическую составляющую напомним о существовании закона степенной функции возрастания суммарных затрат (закон де Ситтера), обусловленных изначальными дефектами. Можно дать следующую приблизительную оценку. Если, например, устранение какой-либо неприятности на стадии проектных работ, условно говоря, может стоить 1 руб., то устранение той же неприятности на стадии строительства и предупредительных ремонтов будет стоить уже 3-4 руб., на стадии устранения локальных дефектов 9-16 руб., а на стадии капитального ремонта 27-64 руб.
Исходя из этого понятно, почему в развитых странах, где "умеют считать деньги", понятие строительство неизменно ассоциируется с понятиями качество и капитальность.
Основываясь на этом, представляется очевидным, что гармонизация российских строительных норм с европейскими невозможна в сторону уменьшения требований в российских нормах по сравнению с европейскими. Сейчас кардинально изменились подходы. Если ранее, в период создания нормативной базы 80-х годов, главенствовал принцип экономии и минимизации материальных затрат, то в настоящее время приоритетным должен стать принцип гарантированной безопасности строительных объектов и конструкций в течение длительного периода времени и согласованность требований российских норм с европейскими. Это необходимо для беспрепятственного ведения совместного строительного бизнеса в рамках стран, входящих в ВТО. Если же не провести гармонизацию российских норм, то для строительной отрасли в целом окажется почти бессмысленным, с точки зрения расширения бизнеса, сам факт вступления России в ВТО. Наступление тогда могут вести иностранные строительные компании на российский строительный рынок, но никак не наоборот.
Однако это ни в коем случае не означает необходимость сплошного копирования зарубежных норм и для этого есть соответствующие причины.
Нормы обязательно должны учитывать климатические и природные условия России. В ряде случаев отдельные разработки российских учёных включают большее количество факторов воздействия, которые необходимо учитывать в неизменном виде.
Отечественные проектировщики нередко тратили годы для адаптации к требованиям, особенностям и логике российских норм. Для большинства из них гораздо легче воспринять изменение отдельных коэффициентов, чем изменение всей нормативной базы по форме, структуре и расчётной логике. Это могло бы привести к резкому возрастанию количества возможных ошибок при проектировании.
Таким образом, наиболее простым и рациональным способом гармонизации российских норм по отношении к европейским является их сопоставительное сравнение и последующая корректировка в той части, где они определяют более низкие требования.
Данный принцип применим и при создании территориальных строительных норм.
Необходимо также учитывать и технологические факторы при корректировке и гармонизации российских строительных норм. В настоящее время отсутствует система учёта технологических требований на стадии проектирования, однако можно привести ситуации, когда неучёт данных требований существенно отразится на снижении фактической безопасности несущей способности даже при одновременном формальном учёте и использовании нормативной базы. Показательный пример такого рода приведён в работе [2], где также разработаны конкретные предложения по исправлению данной ситуации.
Принципиальной особенностью возможной гармонизации и соответственно корректировки норм строительного проектирования должна быть взаимная согласованность не только с зарубежными нормами, но и с действующими российскими технологическими нормами. Это безусловно повысит конкурентоспособность российских норм в части защиты интересов потребителей и обеспечит безопасность строительных объектов в течение длительного периода их эксплуатации.
Список литературы
1. Игошин В.Л., Перегудов С.Г. Нормативная база строительного комплекса - основа деятельности Государственной экспертизы // «Бюллетень строительной техники», 2007, № 4. - С. 10-12.
(Журнал «Жилищное строительство» № 6/2007)