К вопросу оценки остаточного ресурса конструкций здания |
Дата размещения: 03 марта 2010
>>Допускается републикация статьи с индексируемой ссылкой - "Источник: ELport.ru" |
Задача оценки остаточного ресурса конструкций здания в вероятностной постановке является в настоящее время одной из злободневных задач в сфере обеспечения безопасности эксплуатации зданий, требующих своего разрешения в целях осуществления прогнозирования во времени величины этого ресурса вплоть до исчерпания зданием потребительной ценности. Общие принципы постановки такой задачи были рассмотрены ранее в [1]. Существующие или предлагаемые в настоящее время [см. 3,4] методические разработки по определению остаточного ресурса конструкций здания, сооружения практически базируются на детерминистическом представлении процесса изменения свойств конструкции во времени. Нами рассмотрена возможность использования для описания закона изменения коэффициента k квадратной параболой, имеющей осью симметрии ось абсцисс, вершину в точке О (0;0) и вет- ви которой направлены в сторону отрицательных значений абсцисс, т. е. у2 = -2рх (рис. 1), или k2 = 2р(t – a); а ≤ х ≤ 0. Здесь р =( k0 2 – 1)/(2 tu); а = (2 k0 2 tu)/(k0 2 – 1). Отсюда tu = t (k0 2 – 1)/ (k0 2 – k2). (1)
Рис.1. Выбор этой зависимости объясняется её большим соответствием (медленное снижение функционального качества конструкции в начальном периоде эксплуатации и интенсивное падение его в конечном периоде) закону изменения величины k (t) в интервале от времени начала эксплуатации конструкции (k = k0) до момента её предельного состояния (k = 1). При статистическом истолковании коэффициентов запаса детерминистическая задача превращается в задачу об определении вероятности возможного срока допустимой работы конструкций здания (сооружения) по исходным вероятностным характеристикам случайных внешних условий и случайных параметров конструкций, тем самым открывает возможность для более обоснованного способа оценки надежности получаемых результатов.
Основные положения вероятностного подхода: tRS = tu – t = t (k2 – 1)/ (k0 2 – k2) (2) tRS – время остаточного ресурса – случайная функция времени. Входящие в выражение (2) величины явля- ются различными по признаку статистической определённости: tRS = ƒ(t, k0, k); (3) t – аргумент времени, детерминированное переменное значение времени; k – случайная функция времени вида k = k [φ(Rt)/ψ(N)]; (4) здесь: φ(Rt) – случайная функция качества конструкции во времени; ψ(N) – неслучайная функция нагрузок на конструкцию во времени (определяется по нормативным документам); k0 - случайная величина в момент времени t = t0, т.е. её можно рассматривать как реализацию случайной функции (4) при t = t0; предполагается, что распределение единичных реализаций k 0j соответствует нормальному закону, определяемому средним значением Мkо = 1 n Σn j=1(k0j) (5) и эмпирическим стандартом S Kо = √‾‾1‾‾ n - 1 Σn j=1(k0j - Mko)2 (6). Доверительный интервал, определяющий границы практически возможных значений R0 с надёжностью Р равен 1 - eRo ≤ k0 / Мkо ≤ 1 + eRo (7). Здесь eRo = α0 SKo / Мkо, α0 = f (P) – величина квантиля при определении Р. В соответствии с [2] α0 = q (P, n) σ √‾n . Значения q (P, n) в зависимости от конкретных значений Р и n принимаются по [2, табл. 1]. Аналогичные рассуждения приводят к выражени- ям для случайной величины k t в момент времени t = ti. Они будут идентичны выражениям (5)÷(7) с заменой индекса «0» на индекс «ti». Функция (2) при случайном характере величин k0 (t = 0) и kt (t = ti) является функцией случайных величин от неслучайного параметра t. Подобная задача решалась ранее применительно к подземным горным выработкам [5]. В рассматриваемом случае задачу можно упростить. Зна- чение «k0» определяется по исходным данным, взятым из проекта (исполнительных чертежей) и является, по сути дела, детерминированной величиной. При такой предпосылке отсутствует статистическая вариация параметров конструкций и их численных характеристик, а величина k0 в выражении (2) может быть принята в качестве детерминированной. Функция tRS представляет собой случайную функцию неслучайного аргумента t с дополнительными признаками функции случайных величин х = Rt 2 - ψ(N), у = 1/( R0 2 - Rt 2) с мат. ожиданием М[tRS] = t {(М[φ( Rt 2)] + ψ2(N))(М [(φ(R0 2) – φ(Rt 2)] + Кху } (8); Кху – корреляционный момент, определяющий степень взаимозависимости (тесноту связи) между «х» и «у». Cтандарт SRS 2 ≈ σRS 2 = σх 2 σу 2 + mх 2 σу 2 + mу 2 σх 2 (9). Значения σх, σу, mх, mу определяются для случайных величин по известным формулам на каждом этапе (ti) выявления численных значений характеристик конструкций. Доверительный интервал для tRS: М[tRS] – α SRS ≤ М[tRS] ≤ М[tRS] + α SRS, (10). Здесь α – квантиль, определяемый при заданном числе испытаний и уровне требуемой надёжности получаемых результатов. Выше были рассмотрены общие для зданий (сооружений) всех типов принципы решения задачи по определению остаточного ресурса несущих конструкций с учётом вероятностного изменения их физических и механических свойств. В дальнейшей авторы предполагают наряду с развитием общих принципов сосредоточиться на разработке конкретных методик по определению остаточного ресурса конкретных типов зданий с учётом вероятностно-статистического характера изменения во времени свойств их конструкций. |
Похожие статьи
Безопасность строительства |
Новости &nbs ... Читать полностью |
Мониторинг внедрения института оценки регулирующего воздействия в механизм принятия решений в субъектах Российской Федерации |
Мониторинг внедрения института оценки регулирующего воздействия (ОРВ) в механизм принятия решений в субъектах Российской Федерации (Раунд 1)
Авторы: Д.В. Павлов, С.В. Смирнов, А.А. Сорокин, ... Читать полностью |
Быстровозводимые здания из металлических конструкций | |
Мы имеем богатый опыт в проектировании, изготовлении на заводе и строительстве быстровозводимых зданий, ангаров, навесов и складов из легких металлических конструкций, металлических зданий, складов ... Читать полностью |
Техническое обследование зданий и сооружений |
Основной целью технической экспертизы зданий является оценка технического состояния здания или сооружения (в частности, контроль качества ремонта), выявление дефектов, определение пригодн ... Читать полностью |
Центральный стадион |
Порядковый номер объекта по Программе строительства: 9.
Наименование объекта: Строительство здания центрального стадиона и внутриплощадочных сетей (40 тыс. мест) (вкл ... Читать полностью |
Опубликовать свою статью можно из личного кабинета фирмы.
Зарегистрироваться и получить личный кабинет - здесь.