Метод коэффициентов надежности с регулируемыми значениями для проектирования стальных конструкций

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. В качестве базового метода проверки предельных состояний применяется метод коэффициентов надежности с фиксированными значениями коэффициентов (закрепленными/декларируемыми в нормативных документах). Однако есть более общая постановка полувероятностного метода, в рамках которого можно более точно учесть специфику конструкции (например, информацию об изменчивости фактических размеров, свойств материалов и т.д.) и специфику местонахождения (например, сведения о климатических нагрузках). Данный метод получил название метод модифицированных (регулируемых) частных коэффициентов.Материалы и методы. Исследование направлено на развитие метода коэффициентов надежности с регулируемыми значениями для проектирования стальных конструкций и научное обоснование параметров этого метода. Методологическая формулировка метода базируется на определении расчетных значений базисных переменных на основе функции распределения исходя из заданного квантиля. При этом квантиль распределения вычисляется посредством коэффициентов чувствительности базисных переменных метода надежности первого порядка и целевого значения индекса надежности.Результаты. В общей формулировке описан метод коэффициентов надежности с регулируемыми значениями для проектирования стальных конструкций, который позволяет в явном виде учесть целевой уровень надежности и изменчивость базисных переменных. Выполнено научное обоснование коэффициентов чувствительности базисных переменных на основе метода надежности первого порядка и представлены указания по назначению вероятностных моделей случайных величин.Выводы. Анализ обобщенной функции предельного состояния стального элемента вероятностным методом показал, что коэффициент чувствительности существенно меняется с изменением параметра нагружения (характеризующего долю переменных нагрузок в общей нагрузке), при этом незначительно меняется в зависимости от вида переменной нагрузки. Коэффициенты чувствительности могут быть приняты на основании графиков или упрощенных зависимостей, представленных в исследовании. Консервативно значения коэффициента чувствительности для несущей способности стального элемента можно принять равными 0,6, для постоянного воздействия –0,4 и для переменного воздействия –0,9.

Об авторах

В. В. Надольский

Брестский государственный технический университет (БрГТУ); Белорусский национальный технический университет (БНТУ)

Email: Nadolskiv@mail.by
ORCID iD: 0000-0002-4211-7843

Список литературы

  1. Стрелецкий Н.С. Основы статистического учета коэффициента запаса прочности сооружений. М. : Стройиздат, 1947. 95 с.
  2. Балдин В.А., Гольденблат И.И., Коченов В.И., Пильдиш М.Я., Таль К.Э. Расчет строительных конструкций по предельным состояниям. М. : Госстройиздат, 1951. 271 с.
  3. Novak L., Cervenka J., Cervenka V., Novák D., Sýkora M. Comparison of advanced semi-probabilistic methods for design and assessment of concrete structures // Structural Concrete. 2022. Vol. 24. Issue 1. Pp. 771–787. doi: 10.1002/suco.202200179
  4. Nadolski V., Holicky M., Sykora M., Tur V. Comparison of approaches to reliability verification of existing steel structures // Budownictwo i Architektura. 2022. Vol. 21. Issue 4. Pp. 13–24. doi: 10.35784/bud-arch.3022
  5. Novák L., Novák D. Semi-probabilistic assessment of existing bridge using simplified methods for estimation of variance // Acta Polytechnica CTU Proceedings. 2022. Vol. 36. Pp. 142–148. doi: 10.14311/APP.2022.36.0142
  6. Lenner R., Sýkora M. Partial factors for imposed loads in areas for storage and industrial use // Structure and Infrastructure Engineering. 2017. Vol. 13. Issue 11. Pp. 1425–1436. doi: 10.1080/15732479.2017.1285328
  7. Caspeele R., Sykora M., Allaix D.L., Steenbergen R. The design value method and adjusted partial factor approach for existing structures // Structural Engineering International. 2013. Vol. 23. Issue 4. Pp. 386–393. doi: 10.2749/101686613x13627347100194
  8. Zhang Y., Toutlemonde F. Calibrating partial safety factors in line with required reliability levels for concrete structures // European Journal of Environmental and Civil Engineering. 2022. Vol. 26. Issue 9. Pp. 3863–3879. doi: 10.1080/19648189.2020.1824820
  9. Lara C., Tanner P., Zanuy C., Hingorani R. Reliability verification of existing rc structures using partial factors approaches and site-specific data // Applied Sciences. 2021. Vol. 11. Issue 4. P. 1653. doi: 10.3390/app11041653
  10. Ebrahim Z.A., Abdel-jawad Y.A. A modified semi-probabilistic approach for the assessment of the residual service life of reinforced concrete structures subjected to carbonation // Procedia Manufacturing. 2020. Vol. 44. Pp. 148–155. doi: 10.1016/j.promfg.2020.02.216
  11. Orcesi A., Diamantidis D., O’Connor A., Palmisano F., Sykora M., Boros V. et al. Investigating partial factors for the assessment of existing reinforced concrete bridges // Structural Engineering International. 2023. Vol. 34. Issue 1. Pp. 55–70. doi: 10.1080/10168664.2023.2204115
  12. Marková J., Holický M., Jung K., Sýkora M. Reliability of existing reinforced concrete slabs exposed to punching shear // Acta Polytechnica CTU Proceedings. 2022. Vol. 36. Pp. 119–126. doi: 10.14311/APP.2022.36.0119
  13. Holicky M. Safety design of lightweight roofs exposed to snow load // WIT Transactions on Engineering Sciences. Vol. 58. 2007. Vol. I. Pp. 51–57. doi: 10.2495/en070061
  14. Sýkora M., Holicky M. Reliability-based design of roofs exposed to a snow load // Reliability Engineering — Proceedings of the International Workshop on Reliability Engineering and Risk Management IWRERM 2008. Shanghai : Tongji University Press, 2009. Pp. 183–188.
  15. Nadolski V., Rózsás Á., Sykora M. Calibrating partial factors — methodology, input data and case study of steel structures // Periodica Polytechnica Civil Engineering. 2019. doi: 10.3311/PPci.12822
  16. Шпете Г. Надежность несущих строительных конструкций. М. : Стройиздат, 1994. 287 с.
  17. Koteš P., Prokop J., Strieška M., Vičan J. Calibration of partial safety factors according to Eurocodes // MATEC Web of Conferences. 2017. Vol. 117. P. 00088. doi: 10.1051/matecconf/201711700088
  18. Hyman P., Sriramula S., Osofero A.I. Calibration of safety factors for prestressed stayed steel columns // Architecture, Structures and Construction. 2022. Vol. 2. Issue 3. Pp. 365–380. doi: 10.1007/s44150-022-00066-5
  19. Holický M., Retief J.V., Sýkora M. Assessment of model uncertainties for structural resistance // Probabilistic Engineering Mechanics. 2016. Vol. 45. Pp. 188–197. doi: 10.1016/j.probengmech.2015.09.008
  20. Лычев А.С. Надежность строительных конструкций : учебное пособие. М. : Изд-во АСВ, 2008. 184 с. EDN QNNCVJ.
  21. Ведяков И.И. Современные принципы нормирования качества материалов и стальных конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. 2007. № 2 (211). С. 62–64. EDN ZVYHQV.
  22. Tur V., Nadolski V. Belarusian national annex to Eurocode 3: basic variables formulation for the partial factors calibration // Modern Engineering. 2016. Vol. 1. Pp. 63–72.
  23. Тур В.В., Надольский В.В. Калибровка значений частных коэффициентов для проверок предельных состояний несущей способности стальных конструкций для условий Республики Беларусь. Часть 1 // Строительство и реконструкция. 2016. № 4 (66). С. 73–84. EDN WJIFTB.
  24. Тур В.В., Надольский В.В., Черноиван А.В. Вероятностные модели ветрового воздействия для климатических условий Республики Беларусь // Вестник Брестского государственного технического университета. Серия: Строительство и архитектура. 2017. № 1 (103). С. 65–71. EDN BDFIGH.
  25. Sanpaolesi L., Del Corso R., Formichi P. et al. Phase 1 final report to the european commission, scientific support activity in the field of structural stability of civil engineering works: Snow loads. Department of structural engineering, University of Pisa, 1998.
  26. Sanpaolesi L., Del Corso R., Formichi P. et al. Phase 2 Final report to the European commission, scientific support activity in the field of structural stability of civil engineering works: snow loads. Department of Structural Engineering, University of Pisa, 1999.
  27. Мартынов Ю.С., Надольский В.В. Статистические параметры базисных переменных, входящих в модели сопротивления стального элемента // Архитектура и строительные науки. 2014. № 1–2 (18–19). С. 39–41. EDN NPNGOE.
  28. Nadolski V., Sykora M. Uncertainty in resistance models for steel members // Transactions of the VŠB — Technical University of Ostrava, Civil Engineering Series. 2014. Vol. 14. Issue 2. Pp. 26–37. doi: 10.2478/tvsb-2014-0028
  29. Надольский В.В. Надежность стального элемента при потере местной устойчивости стенки // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. № 5. С. 569–579. doi: 10.22227/1997-0935.2022.5.569-579. EDN BJZUCE.
  30. Надольский В.В. Статистические характеристики погрешности численных моделей несущей способности для стальных элементов // Строительство и реконструкция. 2023. № 3 (107). С. 17–34. doi: 10.33979/2073-7416-2023-107-3-17-34. EDN TNLEVH.
  31. Gulvanessian H., Holicki M. Reliability based calibration of Eurocodes considering a steel member // JCSS Workshop on Reliability Based Code Calibration. 2002.
  32. Sýkora M., Holický M. Verification of existing reinforced concrete structures using the design value method // Proceedings of the 3th International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering. 2012. Pp. 821–828.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».