Введение к работе
Актуальность работы. Метод предельных состояний впервые был широко внедрен в практику проектирования несущих конструкций в середине 50-х годов XX столетия с принятием первой редакции Строительных норм и правил. Его широкое международное признание можно связать с появлением в 70-х годах первой редакции ИСО и, в особенности, с серией Еврокодов, при этом в упомянутых международных документах метод получил название метода частных коэффициентов надежности.
В этом методе предельные состояния определяются как состояния, при которых конструкция перестает удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям.
Метод предельных состояний по форме является детерминированным. Однако он может быть поставлен на вероятностную основу с любой степенью достоверности. Степень достоверности зависит от степени достоверности процедур, используемых для выбора значений коэффициентов надежности.
На сегодняшний день нормы проектирования Российской Федерации не дают четкого представления об уровне надежности сооружений, о вероятности их безотказной работы, а также о реальной вероятности превышения заданной нагрузки (снеговой, ветровой и т.д.).
В данной диссертационной работе предполагается создание
вероятностной методики расчета на снеговую нагрузку элементов
большепролетных стальных конструкций, по которой сооружение
рассчитывается уже с заданной вероятностью безотказной работы за
заданный срок службы, а сама нагрузка задается с необходимой
вероятностью превышения (или непревышения) за срок эксплуатации сооружения. Разработанная методика и полученные результаты сравниваются с методами, предлагаемыми в действующих нормативных документах.
Цель диссертационной работы.
-
Получить в вероятностной постановке расчетные значения снеговой нагрузки с использованием реальной статистики по различным регионам России и сравнить их с данными в действующих нормативными документах.
-
Разработать вероятностную методику расчета большепролетных стальных конструкций на снеговую нагрузку с заданным уровнем надежности.
-
Провести сравнительный анализ расчета стальных большепролетных конструкций на снеговую нагрузку с помощью предлагаемой методики расчета и расчетом по действующим нормативным документам.
Методы исследования опираются на использование современных научных положений, относящихся к вероятностным методам в строительном проектировании, изучения научно-технической литературы по проблемам, связанными с задачами, поставленными в работе. Анализируются также различные проектные работы, выполненные по различным нормативным документам. В процессе исследования использовались следующие методы: конечных элементов, статистических испытаний, статистической обработки данных, Монте-Карло.
Научная новизна исследования заключается в создании вероятностной методики расчета большепролетных стальных конструкций на снеговую нагрузку с заданным уровнем надежности, в том числе с использованием реальной статистики по различным регионам России.
Достоверность предложенной методики подтверждается
использованием хорошо апробированных методов строительной механики и теории надежности, близостью полученных результатов к экспериментальным данным и вычислениям по СНиП и Еврокоду, сходимостью с исследованиями других авторов по данной тематике.
Практическая значимость. Разработанная в данной диссертационной работе методика вероятностного расчета большепролетных стальных конструкций на снеговую нагрузку с заданным уровнем надежности может быть использована для проектирования различных типов промышленных зданий и сооружений, конструкций покрытий (куполов, сводов и др.), а также служить в роли справочного материала при сопоставлении нормативных документов различных стран.
Внедрение результатов исследования. Разработанная в данной диссертационной работе методика была использована в проектных и поверочных расчетах несущих металлоконструкций промышленных зданий в ООО <<ЦНИИПСК им. Мельникова». Предлагаемая методика рекомендуется для использования в работе для следующих организаций и институтов:
-МГСУ;
ЦНИИСК им. Кучеренко;
ЦНИИПромзданий.
Апробация работы. Основные результаты работы и материалы исследований докладывались и обсуждались на следующих мероприятиях:
- Всероссийская научно-техническая конференция студентов, Москва,
МГСУ, март 2009.
- Семинар «Еврокоды»: актуальность применения на территории
Российской Федерации», Москва, октябрь 2009г.
- Всероссийская научно-техническая конференция студентов, Москва,
МГСУ, март 2010.
- Выставка «Строительный сезон», Москва, Крокус Экспо, ноябрь,
2010.
- Международная научно-практическая конференция «Теория и
практика расчета зданий, сооружений и элементов конструкций.
Аналитические и численные методы», посвященная 100-летию со дня
рождения Б.Г. Коренева, Москва, МГСУ, ноябрь 2010.
- I Всероссийская конференция с элементами научной школы для
молодежи «Устойчивость, безопасность и энергоресурсосбережение в
современных архитектурных, конструктивных, технологических решениях и
инженерных системах зданий и сооружений», Москва, МГСУ, декабрь 2010.
- Международная научно-практическая конференция «Теория и
практика расчета зданий, сооружений и элементов конструкций.
Аналитические и численные методы», посвященная 100-летию со дня
рождения А.Р. Ржаницына, Москва, МГСУ, июнь 2011.
- Семинар «MSC Software». Москва, октябрь 2011г.
Публикации. По материалам работы имеется 5 публикаций, из которых 3 напечатаны в журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации.
На защиту выносятся:
результаты обработки и анализа статистических данных веса снегового покрова для различных регионов России за период 46 лет;
вероятностная методика расчета большепролетных стальных конструкций на снеговую нагрузку с заданным уровнем надежности;
- сравнительный анализ расчета различных сооружений на снеговую
нагрузку с использованием предлагаемой методики и расчетом по
действующим нормативным документам.
Объем диссертации. Диссертация включает в себя введение, четыре главы, заключение, список литературы и два приложения. Объем
диссертации: 113 страниц текста, в том числе 17 таблиц, 32 рисунков и список литературы из 87 наименований работ.
