Материал: 1897

Частями общей теории систем могут быть специальные теории, в частности, специализированная теория конструктивных систем. Главная задача теории конструктивных систем – объединить, синтезировать научные знания на основе системного подхода.

Механическое (несистемное) соединение гипотез и законов раз-

личных теоретических дисциплин с эмпирическими данными, напри-

Рис. 2.1. Схема взаимосвязи теорий вИсистеме знаний о железобетонных Дконструкциях

мер о железобетонных конструкциях, будет малоуспешным, если все стороны знаний развиватьбнезависимо. Необходимо взаимопроникно-

вение развивающихся наук, эффективностьА которого обеспечивается посредством спец ализ рованной теории конструктивных систем. В использовании системных пр нципов содержится механизм построения и развитияСзнан й о железобетонных конструкциях (рис. 2.1).

2.2. Основные принципы и методы общей теории систем

Основная цель общей теории систем заключается в описании и объяснении сложных явлений, не заменяя, а дополняя другие науки и объединяя их посредством обобщённой модели. Иначе говоря, общая теория систем вооружает исследователя конструкций некоей обобщённой моделью конструктивной системы. Такой моделью может быть совокупность принципов, характеризующих основные стороны и свойства системы.

Наиболее общими принципами для любых систем являются:

11

– принцип структурности (возможность описания системы в виде структуры с устойчивыми связями), характеризующий состав, свойства и внутреннее строение системы;

– принцип целостности (отличие свойств и функций целого от свойств и функций частей целого – элементов, подсистем), характеризующий общесистемные, интегральные свойства, поведение системы;

– принцип взаимозависимости системы и среды (проявление и формирование свойств системы в процессе взаимодействия с внешней средой), характеризующий внешние свойства, качество системы;

– принцип множественности описания каждой системы (потребность построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определённый аспект системы).

Отметим также принцип иерархичности (возможность рассмотрения каждой системы в качестве элемента более сложной системы и каждого элемента исходной системы в качестве системы другого уровня). Однако этот принцип не является общим и используется как признак систем с особой структурой. Конструктивные системы имеют

Рис. 2.2. Принципиальная схема иерархической системы

В последнее время предпринимаются попытки создания математической основы общей теории систем, например, в виде теоретикомножественного отношения входного (X) и выходного (Y) параметров (система «вход – выход»):

Рис. 2.3. Принципиальная модель конструктивной системы

Использование принципов общей теории систем даёт возможность сформулировать общие требования к конструкциям и на их ос-

нове конкретизировать общую модель исследования, представленную на рис. 2.3.

2.3. Вывод обобщённой моделиДконструктивнойИ системы

Для построения общей моделиАконструктивной системы в качестве основной предпосылкибпринята гипотеза соответствия общесистемных принципов и о щих признаков классификации конструкций. Вообще классификацияикак форма научного знания генетически предшествует теор , нередко сосуществует и взаимодействует с ней. В наиболее общемСопределен и классификация – это система понятий, классов, признаков объекта, используемая как средство для установления связей между разнообразными их типами и точной ориентации. Классификация способствует определению места объекта теории в системе и позволяет упорядочить процесс его изучения.

Наиболее общие признаки классификаций различных конструкций: конструктивный, расчётный, функциональный, надёжности и эффективности. Рассмотрим, соответствуют ли эти признаки общесистемным принципам (см. рис. 2.2) и в какой степени.

Очевидно, что общесистемный принцип структурности полностью соответствует конструктивному признаку, характеризующему внутреннее строение и состав конструкции. Как структурное образование любая система рассматривается в виде целостного объекта, который допускает различные варианты декомпозиции (членения на составные части – элементы и подсистемы). Свойство членения на эле-

13

менты характерно и для конструктивных систем, особенно при решении вопросов унификации и индустриализации. Из общей теории систем известно, что не всякое членение позволяет получить простые и достаточно доступные для изучения части. Эффективность решения этой задачи зависит от числа связей, объединяющих выделяемый элемент с остальными частями. С выявления необходимых и устойчивых связей системы начинается её познание, поэтому принцип структурности следует признать первичным при исследовании конструктивных систем. Понятие связи, как части конструкции, объединяющей основные элементы в единое целое, играет важную конструктивную роль не только при исходном расчленении объекта изучения, но и в процессе его воспроизведения в целостной теоретической

Принцип целостности общей теории систем объединяет основные требования к функциональным свойствам, поведению системы,

обусловленному взаимодействием элементовД. Применительно к кон-

структивным системам действие принципа функционирования прояв-

ляется в том, что в результате взаимодействия элементов конструкция

ной схеме, при объединениибмежплитнымиА швами образуют систему в виде диска, способнуюира отать на горизонтальные воздействия. Свойства такого д ска нельзя получить суммированием свойств отдельных плит,Стак как в д ске, вследствие включения в работу межплитных связей (соед нен й), происходит взаимодействие плит.

приобретает специфические (системные) свойства, отличающиеся в

той или иной степени от свойств элементов. Например, плиты пере-

крытия, предусмотренные для работы на поперечный изгиб по балоч-

Любая система должна быть способна к функционированию в той или иной среде, в результате чего происходит их взаимодействие. Взаимозависимость конструктивной системы со средой наиболее наглядно проявляется в условии прочности, которое обычно представляется в виде отношения случайных величин внешнего воздействия

Условие (2.2) называют ещё условием надёжности, поскольку именно в таком виде рассматривается математическая модель надёжности конструктивной системы. Поэтому принцип взаимозависимости системы со средой применительно к конструктивным системам следует отождествлять с принципом надёжности.

14

Наконец, принцип множественности общих систем можно отождествить с принципом эффективности конструктивных систем, так как именно в многообразии вариантов мы находим наиболее приемлемое оптимальное решение.

Таким образом, подтверждая соответствие общесистемных принципов и общих признаков классификации конструкций, преобразуем принципиальную схему иерархической системы (см. рис. 2.2) в общую (принципиальную) модель (см. рис. 2.3), которая может быть положена в основу специализированной теории конструктивных систем.

ИНСТРУМЕНТ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

3.1. Структура и задачи теории конструктивных систем

Основной объект теоретического исследования – конструктивные системы зданий, сооружений или их части, многообразие которых в определенной степени можно объяснить недостатком системных исследований и в связи с этим хаотичностью нормирования, проектирования и строительства. В результате строительства сооружений с неопределённой надёжностью и долговечностью увеличиваются затраты на содержание, снижается безопасность жизнедеятельности.

15