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, логиковероятностный 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.