Оценка надежности конструкций промышленных зданий
В статье рассмотрены вопросы оценки надежности конструкций промышленных зданий: подкрановых и стропильных балок, колонн, статически неопределимых конструктивных систем. Для этого разработан вероятностный метод оценки надежности конструкций по критерию несущей способности, основой которого является безотказность конструкции. Метод учитывает случайные нагрузки и прочность материалов, совместное действие нагрузок, специфический характер работы и отказов элементов, узлов и сооружений в целом. Для обоснования метода был сформирован обширный объем статистических данных по нагрузкам мостовых кранов различных типов. Большое количество метеорологических данных по ветру и снегу было собрано для территории Украины. Обоснованы стационарная вероятностная модель для крановой нагрузки и квазистационарная модель для снеговой и ветровой нагрузок. Рассмотрены наиболее распространенные вероятностные представления случайных нагрузок: стационарный случайный процесс и его абсолютные максимумы, случайная последовательность независимых и коррелированных нагрузок, дискретное представление и экстремальная модель. Было подтверждено, что оценка надежности статически неопределимых систем – достаточно сложная проблема, поскольку она зависит от сложности таких систем. Для решения данной проблемы разработаны метод состояний, вероятностный метод предельного равновесия, логико-вероятностный метод. На основе разработанного метода выполнены численные расчеты надежности широкого круга строительных конструкций. Показано, что различные конструкции имеют разный уровень надежности. В частности, недостаточно надежными могут быть легкие стропильные конструкции при действии значительных снеговых нагрузок. В то же время нормы проектирования закладывают в колонны промышленных зданий излишний запас надежности. На основе разработанного подхода выполнены расчеты надежности статически неопределимых систем разной степени сложности, которые дали возможность оценить повышенный уровень надежности таких систем по сравнению с отдельными элементами и статически неопределимыми системами. В результате были обоснованы коэффициенты норм проектирования, такие как коэффициенты надежности по нагрузке, коэффициент сочетания нагрузок, коэффициент условий работы.