Розрахунок надійності прогінних залізобетонних елементів за міцністю нормальних перерізів

Ie.V. Klymenko; V.M. Karpiuk; O.A. Ahaieva

doi:10.33644/scienceandconstruction.v0i1(15).8

Ie.V. Klymenko Д-р технічних наук, проф., проректор з наукової роботи, Одеська держав- на академія будівництва та архітектури, м. Одеса, Україна http://orcid.org/0000-0002-4502-8504
V.M. Karpiuk Одеська держав- на академія будівництва та архітектури, м. Одеса, Україна http://orcid.org/0000-0002-4088-6489
O.A. Ahaieva Аспірант, Одеська державна академія будівництва та архітектури, м. Одеса, Україна http://orcid.org/0000-0003-0346-0806

DOI: https://doi.org/10.33644/scienceandconstruction.v0i1(15).8

Ключові слова: проектна надійність, управління, оптимальний рівень, ймовірнісний розрахунок, несуча здатність, коефіцієнт варіації, метод Монте-Карло, попередньо напружена арматура, прогінні конструкції

Анотація

Статтю присвячено проблемі управління надійністю попередньо напружених згинальних залізобетонних елементів на стадії проектування з метою досягнення її оптимального рівня. Відповідно до цього, надійність конструкції пропонується розглядати з імовірнісно-статистичних позицій, вважаючи фізико-механічні характеристики матеріалів випадковими величинами. В якості змінюваних вихідних даних були прийняті клас бетону, клас і кількість арматури. Граничний згинальний момент, що сприймається нормальним перерізом елемента, визначали на підставі деформаційно-силової моделі опору залізобетону. Для отримання значень коефіцієнта варіації несучої здатності та показника надійності використовували метод статистичних випробувань (метод Монте-Карло). За результатами числового експерименту було проведено комплексний аналіз впливу параметрів, що варіюються, на мінливість міцності та надійності прогінних залізобетонних конструкцій. Визначено, що обидві величини в достатній мірі залежні як від класу та кількості робочої арматури, так і від класу бетону. Ступінь ефективності кожного фактора в управлінні надійністю кількісно визначали її відносним показником, що вказує напрямок необхідної зміни вихідних характеристик з метою наближення розрахункового значення надійності до оптимального. Крім того, було досліджено спільну спрямованість зміни несучої здатності та надійності попередньо напруженого елемента при зростанні або спаданні того чи іншого параметра. Встановлено, що збільшення граничного згинального моменту за рахунок підвищення міцності бетону, класу та кількості робочої арматури не завжди супроводжується збільшенням показника надійності елемента за міцністю нормальних перерізів, а в окремих випадках призводить до його суттєвого зменшення. Отримані дані збіглися з результатами, наявними для згинальних залізобетонних конструкцій з ненапруженою арматурою. Зазначений підхід, у підсумку, дозволяє отримувати раціональні проектні рішення, забезпечуючи необхідну надійність споруд без перевитрат матеріалів і коштів.

Завантаження

Данные скачивания пока не доступны.

Посилання

Iosilevskiy, L.I. (2005). Practical methods of reliability management of reinforced concrete bridges (3rd ed.). Moscow: Nauch.-izd. tsentr «Inzhener».

Lantukh-Lyaschenko, A.I. (2015). To determine the consequences class of bridges failure. Modern problems of technical regulation in construction, 1, 57-64.

Usakovskyi, S.B. (2014). Applied problems of reliability theory of structures: About a new paradigm of structures calculation theory. Kyiv: KNUBA.

Saydam, D., & Frangopol, D.M. (2013). Applicability of Simple Expressions for Bridge System Reliability Assessment. Computers & Structures, 114 115, 59-71.

Nowak, A.S., & Collins, K.R. (2012). Reliability of Structures (2nd ed.). CRC Press.

Bambura, A.M., & Dorohova, O.V. (2012). Accuracy and reliability of calculating apparatus according to DSTU B V.2.6-156:2010. Construction, material science, mechanical engineering, 65, 14-18.

Zastava, M.M. (1992). Calculation of reinforced concrete elements under random variable load, taking into account the variability of physical and mechanical characteristics of concrete and reinforcement. (ScD dissertation). Odessa.

Lychev, A.S. (2008). Reliability of building structures. Moscow: ASV.

Pichugin, S.F. (2016). Calculation of Building Structures Reliability. Poltava: ASMI.

Rayzer, V.D. (2010). Theory of structures reliability. Moscow: ASV.

Savytskyi, M.V., Shevchenko, T.Iu., & Tsehelnyk, A.Iu. (2011). Assessment of eccentric-compressed rectangular reinforced concrete element reliability by the probabilistic method. Her. of the Prydniprovska State Acad. of Civil Engineering and Architecture, 5, 20-25.

Semko, O.V. (2004). Probabilistic aspects of calculation of steel-concrete composite structures. Kyiv: Stal.

Benjamin, J.R. & Cornell C.A. (2014). Probability, Statistics, and Decision for Civil Engineers (Reprinted). Dover Publication.

Ditlevsen, O., & Madsen H.O. (2007). Structural Reliability Methods. (2nd ed.). Techn. Univ. of Denmark.

Melchers, R.E. (2002). Structural reliability analysis and prediction. (2nd ed.; reprinted). Chichester: John Wiley & Sons.

Wang, C., Li, Q.W., & Ellingwood, B.R. (2016). Bayesian Updating the Resistance Estimate of Existing Aging Bridges with Service Load History. The 6th Asian-Pacific Symposium on Structural Reliability and its Applications (28 30 May 2016), Shanghai, 116-121.

Romashko, V.M. (2016). Deformation-force resistance model of concrete and reinforced concrete. Rivne: O. Zen.

General principles of ensuring the reliability and constructive safety of buildings, structures, building constructions and foundations. (2009). DBN V.1.2-14-2009 from 1st December 2009. Kyiv: DP «Ukrarkhbudinform».