Введение к работе
Актуальность работы. Совершенствование современных методов расчета и проектировании строительных конструкций происходит в основном за счет приближения схем и моделей к реальным условиям возведения и эксплуатации сооружений. Взаимодействие конструкции с окружающей средой - всегда стохастический процесс. Учет вероятностных свойств внешней среды, а также свойств и характеристик конструкции является одним из основных подходов уточнения моделей исследуемых конструкций. Поэтому обоснованные подходы к определению надежности и долговечности конструкций возможны лишь с привлечением вероятностных методов расчета. Обеспечение оптимальной надежности и долговечности конструкции также является одной из важнейших задач технико-экономического анализа при проектировании строительных конструкций. Следовательно, практически значимыми и актуальными является вопросы применения вероятностных методов расчета и оптимизации наиболее распространенных в строительстве .железобетонных и металлических стержневых конструкций.-
Широкое внедрение вероятностных методов расчета в практику решения задач строительной механики даст возможность более полно учитывать в расчетах реальные свойства материалов и конструкции, что приводит к существенной экономии материальных ресурсов при обеспечении их нормативной надежности. '
Цель диссертационной работы. Целью настоящей работы является-изучение, анализ развития, современного состояния и применения вероятностных методо» расчета в строительном проектировании; разработка и дальнейдае развитие вероятностных методов расчета ряда статически определимых и неопределимых стержневых конструкций; разработка на основе вероятностной концепции методики проектировочного расчета элементов конструкций на ваданную надежность; исследование вопросов экономической эффективности повышения кадеяности конструкции и влияния неопределенности параметров на критерии оптимальности.
Научная новизна работы состоит в том, что:
- развивается теория и практика решения новой задачи по оценке надежности и огаими&ации строительных конструкций вероятностными методами;
.-4-
- разработаны методы и получены формулы для определения
показателя надежности некоторых статически определимых и неоп
ределимых рамных и других стержневых конструкций ;
. - преодолена методика определения показателя надежности рамной конструкции с помощь» метода ортогокализации;
- разработаны алгоритм и программа определении статисти
ческих характеристик перемещений статически неопределимых рам
ных конструкций методом Менте-Карло для оценки надежности конс
трукции по второму предельному состоянию;
развивается подход по оценке эксплуатационной надежности (долговечности) конструкции на основе Марковской цепи с учетоы стадии эксплуатации;
разработана методика проектировочного расчета элементов металлических и железобетонных конструкций на заданную надежность;
исследованы и оценены характер и степень влияния неопределенности (изменчивости) параметров (материалов, конструкции) на показатель надежности и на критерии оптимальности;
показана возможность и экономическая эдактивность повы-еония надежности строительных конструкций.
Достоверность полученных результатов и выводов диссертации подтверждаются следующими положениями: расчеты по определению усилий и оценка несущей способности проведены апробированными методами теории статики сооружений и технических норм (СНиП); статистические характеристики параметров определены на Сазе известных методов теории вероятностей и ' математической статистики; математические оггадания полученных результатов сравнены с результатами детерминированных расчетов; полученные результаты по оценке надежности и проектирования элементов заданной надежности совпадают с результатами, полученными на основе принципа Штевосяна и работы Краковского М. Б.
Практическое значение работы. Предложенные в работе методики вероятностного расчета с оценкой надежности статически определимых и неопределимых стерзкневых конструкций позволяет объективно оценить надежность конструкции на этаие проектирования, строительства и эксплуатации зданий, управлять запасом, прочности и имеет прикладное значение для практики проектирования в условиях экономного расхода материалов.
- 5 -Разработанная методика проектировочного расчета элементов конструкций на заданную надежность позволяет решить обратную задачу строительной механики, когда по заданной нормативной надежности определяют геометрические параметры конструкции.
Исследования, проведенные в" диссертационной работе, выполнялись в рамках приоритетных направлений науки до государственной научно-технической программе - 12. 4 "Сейсмостойкость зданий и сооружений. Создание новых экономичных сейсмостойких строительных конструкций", определенной ГКНТ Республики Узбекистан, в соответствии с темой 12. 4.1.1 "Исследования по повышении качества и надежности сейсмостойких конструкций".
Апробация работы. Основные результаты дис
сертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной
научно-практической конференции "Ученые и специалисты в решении
социально-экономических проблем страны" (Ташкент, 1991); II на
учно-технической конференции "Вопросы надежности и оптимизации
строительных конструкций, машин и механизмов" (Севастополь,
1991); республиканской конференции "Современные проблемы алго
ритмизации" (Ташкент, 1991); кафедре "Сопротивление материалов"
Казанского авиационного института (Казань, 1992); ежегодных на
учно-практических конференціях профессорско-преподавательского
состава, научных работников, аспирантов и лаучянх семинарах ка
федры "Строительная механика и основы сейсмостойкости" Ташкент
ского архитектурно-строительного института*' ЧТашкент,
1989-1993). ,
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в которых отражено основное содержание диссертационной работа
Внедрение. Результаты диссертационной работы внедрены в институте УзНИИПградостроительсгво при проектировании объектов участковой больницы на 90 коек в пос. Теляу и школы на 19б учащихся в ыахадде "Ойбек" г. Кзршя.
Результаты исследования используется в учебном процессе в Ташкентском архитектурно-строительном институте.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав,.основных выводов, списка литературы из 117 наименований и приложения. Работа излояэяа на 131 страницах машинописного текста, содержи 40 рисунков и 13 таблиц.