Аналіз надійності сталезалізобетонних балок із зовнішнім листовим армуванням із урахуванням деформацій кручення

Abstract

UK: Мета. Більшість несучих та огороджувальних будівельних конструкцій під час експлуатації фактично працюють в умовах складного деформування: косого згину, кручення, сумісної дії згину з крученням. Сумісна дія деформацій згину з крученням на балки перекриття та покриття будівель і споруд зумовлена рядом об’єктивних чинників: однобічним (несиметричним) завантаженням під час монтажу (стадійність зведення) та експлуатації, характером прикладання тимчасових навантажень та їх розрахункових сполучень, конструктивними особливостями перерізів тощо. Неврахування під час розрахунку згинальних елементів додаткової групи напружень, зумовлених впливом деформацій кручення, суттєво занижує несучу здатність та надійність таких конструктивних елементів. Методика. Запропонована методика ймовірнісного розрахунку сталезалізобетонних балок із зовнішнім листовим армуванням, що базується на застосуванні методу імітаційного моделювання (Монте-Карло) уніфікованого апроксимуючого поліному їх несучої здатності, отриманого за планом чисельного експерименту. Такий підхід дозволяє врахувати вплив на показники фактичної безвідмовності сталезалізобетонних згинальних елементів сумісної дії деформацій згину та кручення. Результати. Проаналізовано вплив деформацій кручення на фактичну безвідмовність сталезалізобетонних ригелів із зовнішнім листовим армуванням. Співcтавлення результатів статистичного моделювання з даними фізичного експерименту свідчить про задовільне співпадіння (в межах одного стандарту) модельованого розподілу з несучою здатністю випробуваних зразків. Наукова новизна. Отримала подальшого розвитку методика ймовірнісного розрахунку сталезалізобетонних конструкцій, що працюють в умовах складного деформування. Практичне значення. Розроблені практичні методики ймовірнісного розрахунку сталезалізобетонних конструкцій, що зазнають сумісної дії згину з крученням, дозволяють оцінити фактичну безвідмовність такого типу конструктивних елементів у комплексі заходів із забезпечення їх надійної та безпечної експлуатації.

RU: Цель. Большинство несущих и ограждающих строительных конструкций во время эксплуатации фактически работают в условиях сложного деформирования: косого изгиба, кручения, совместного действия изгиба с кручением. Совместное действие деформаций изгиба с кручением на балки перекрытия и покрытия зданий и сооружений обусловлена рядом объективных факторов: односторонним (несимметричным) загрузкой при монтаже (стадийность сведения) и эксплуатации, характером приложения временных нагрузок и их расчетных связей, конструктивными особенностями сечений и тому подобное. Игнорирование при расчете изгибаемых элементов дополнительной группы напряжений, обусловленных влиянием деформаций кручение, существенно занижает несущую способность и надежность таких конструктивных элементов. Методика. Предложенная методика вероятностного расчета сталежелезобетонных балок с внешним листовым армированием, основанный на применении метода имитационного моделирования (Монте-Карло) унифицированного аппроксимирующего полинома их несущей способности, полученного по плану численного эксперимента. Такой подход позволяет учесть влияние на показатели фактической безотказности сталежелезобетонных изгибаемых элементов совместного действия деформаций изгиба и кручения. Результаты. Проанализировано влияние деформаций кручения на фактическую безотказность сталежелезобетонных ригелей с внешним листовым армированием. Сопоставление результатов статистического моделирования с данными физического эксперимент свидетельствует об удовлетворительном совпадении (в пределах одного стандарта) моделируемого распределения с несущей способностью испытуемых образцов. Научная новизна. Получила дальнейшее развитие методика вероятностного расчета сталежелезобетонных конструкций, работающих в условиях сложного деформирования. Практическое значение. Разработанные практические методики вероятностного расчета сталежелезобетонных конструкций, испытывающих совместного действия изгиба с кручением, позволяют оценить фактическую безотказность такого типа конструктивных элементов в комплексе мер по обеспечению их надежной и безопасной эксплуатации.

EN: Purpose. Most of the bearing and enclosing structures during their operation work in a complex deformations: oblique bending, torsion, bending with torsion. The combined effect of bending with torsion deformations of bearing and ceiling beams of buildings and structures caused by a number of objective factors: one-sided (asymmetric) loading during the installation and operational nature of the application of temporary loads and their settlement ties, etc. Methodology. The proposed method of probability calculation of composite steel concrete beams with external reinforcement, based on the method of the simulation (Monte-Carlo) approximating polynomial equation and bearing capacity obtained in the range of number of the experiments. This approach allows to take into account the actual effect on the reliability of complex torsion and bending deformation structures. Findings. Analyzed the influence of torsional strain on the actual reliability of composite steel concrete beams with exterior sheet reinforcement. Comparison of the results of statistical modeling with experimental data claims evidence of satisfactory coincidence (within one standard) with the simulated distribution of load-bearing capacity of the test samples. Originality. Has been developed probabilistic method for calculation of the composite steel concrete structures that work in a complex deformations. Practical value. Developed practical methods of probabilistic calculation of composite structures, experiencing the combined action of bending with torsion, allow us to estimate the actual reliability and failness of this type of structural elements in a complex of measures to ensure their safe and reliable operation.