автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Вероятностный расчет стальных поперечных рам производственных зданий

iï*u.if3Zz£32- .слКХЧНЕЙ JEZBEPdrTET

rió ПрЗаЗГ. pVKCCECTv

4Í4yJtin Ехктор Deiptmim

imammurit pobwubthce сташих тшртш РАК вдцюь

"CaEifisrbHira 05. 23. СХ-3>тп.Бел1 Ei кжструкцх!, судный. та i »nit

автореерат

JÍKDepXó^il SS ЕДйЗуТТЯ ESVUCBSTO CZVlTSHH

кзнлЕгага техничнее наук

ПОЛТАВА-1S35

Дксерташззз г рукопис.

Работа викснааа на кабедрх яонструкш.2 з метах/, дереза та пластмас Псгтавськогс технХчнога у-н1аессг,1т5ту.

Науксзиа кер1зз2к - доктор гехн1чв2£ яйук, драфесср шчупг с.а.

Сф1г1йн1 оценили - дпктер техн1чзж наук.лрсфесс? Усакпзськаи-С.З. - кандидат техн^чних ааун.доцзн? кл1мэеяс 6.в.

Зедуча оргаз1зац1я - АТ У:<рЯД1зрсегетсталь кенеггрукпя

(Иодтааськии в!дд1л)

Захлст длсертзщ: вадСудегася " 28 " гру.гня 193£р. о 14 00 гедин! на эаехданнх саец!аПзоэано1 рада Д-25-01-02 "Ьуд:2е^ьн1 кезотругсд!, буд1аИ га спсруда" яри Пса?ззська-иу тэхнг-гЕСму ун12йрс1тет1 зг1д2о ацреси : 314601, а. Зздча-за, зроезэкг П=рготравн9внй,24,ауд.234.

3 .чисвргзцхги мст.на саяайсштпся з (ЗиСИстзШ укгзерс;:-тету.

АзтсреферсГ рса1слзао " дстегаза " 15Э5р.

ечгаах секрэта? :пг:=::гсзакг1 ралл дгктрр наук

прйесср

/*

У

ЗАГАЛЬЯА ХАРАКТЕРИСТИКА РОШГИ.

Актуалыисть робии. Одеж ъ взжгивих задач,котра пэс--:аг перед будхвеланоо нг.'кэв, в вниженяя материалоемкости, ■рудоемгагп 1 варгосг! на етагах лроегпування, бугаЕНЮТва :а ексзгуатш!;- Зугхвехь та сгсруд зри забезнг-чбнн! "и: дое-'сшчност! - та яад1йност1. Застосування в роврахунках !уд1зехьнкх конструкЩи теорП нагшшоста эабезпечуе сприят-яередумзви «а нормування рогрзхунноЕкх параметра конс-'Ругедк на д.мов1р5ГОсн1й основ! 1 -перех1д до разрачтаив, ¡асяованих на 1мов1рносному иЗдаодЬ Де вгднэокться дс 5а-■атьох видгв кокстругспй, 1 .в тому "-шел! до стадеЕкх с-аткч-ю невигначених рам,котр1 гастосовуЕТься у каркасак будгвегь :а спэруд рхгноманИнйго пркэЕЗчёння.

У теперхЕнхк час тривав робота над ДЕК 2.1.?.-.. .--г: "05-дае лриящшы -обеспечения надёжности ' безвлззноегк строительных конструкций и оснований". Щ еорми псв1пш1 створпти етову переходу до рогрэсушйв конструкций у 1ыоь1рносз1й юстановщ. "Але неойкхдно ув'язати * загалаЕ! питания !ЭД1Йност1 в конкретннми в:щами кснструкц1й та особхивостями робоги. :

ЕХдомо, цо в оталевкх статично кевианачених конструкциях .снугть деяк! реэерви несуга! Бдатшст1,ле уракован! прж 5юектуванн1. Щ- резерви хенують за рачунок рсбсти систем-у азстлчнай стадИ з Бвнкненням ряду шарЕи?1в Егастичкосг!. Ъбота сталеыо: статично неЕПзначензх конструкц1й також не швчена в 1мсЕ1рнссЕхй постаноЕц! з уракуванняк нгпадкэвп: гркреди кЩност! га нагаятаження, а такой вгеткозвзго карак-:еру Е1дкаг1Б елемеЕт1в. Б ав'язку з дик, развитой ыгтедхв .мовхрнсснгх роз'рахунк1з сталеЕкх статично невкзЕачезих коне-

rr/i^li. КОТ?; МОьЛКВО 2Т1ЛЛЕ У ÍB£5repEy ПрЭСПЕСу" ПГС'вКГу-

EîSHH. s галачею вэошезе; i актуаана:.

Itera робли - рсгрсСетк *еааяиг 1ызв1рносвРго роврахув-ку ть 32ÍH3o: ларзметр1в зздлпюзт! сталевих гтатично невиг-KavrHi^: ран та рекомеклац1'1 до знюкекня Эх штер^ааэемкосг! хгяхж регудвакня asaseis весучо: зяахвасП елемевпг.

Автор закипав: - рэгрзБленгав метол эц!нкк параметров hs^íkhootí стагевкх стапг-ао невивначених ра:.: методом перебору cthkíí; - ,

- ЕККЭрКОТаЕКЯ ДОГИКО-йЮЫрНОСШИ MSTC5ÍE ДСОЛОЛЖеВНЕ

стсхастичнкх характеристик робой: статично нбьиэнаяеяЕх систем (СНС);

- отримаку методику кднкк ¿moeípeoctí вздкаву скс на ochceí методу транитао! píeeobstk в уракуваннаг кзрешй! окремих схем руйнування;

- запропавквазий метод роврачунку Бначужост! i вкэдо окрбыих £демёнт1в рэд та ïx япшву ss ímoeiphíctl Ыгказу системк у зшому;

- метод вягнапегня ЕадпяюстХ робота вуг-пг psu, ювангк

У BiCiSSi ЛОСИДЭЕНО В'еЕЕЗКИХ ёЛёМ5НТ1Е;

- -.прачт:гчшв; метоп. лроектування. оталеык стапгско кевке-наченкх рэм в використанням коефиабнту essíiíeoctí стагевкг. стЕиг-гно невпаначенкх конструкции":

Наунова ирвдвиа робота полагай е тоиу, шо: ~

- запропоновака схема виэкачеккн ímobipboctí водкагу рам ыетопо^ перебору сгакхЕ як при кргаких, так i при шщттичккх sííkóssx nepepiciE;

- сдержан! агторктю: регракунку itfQEipHOOTi Ещкагу ста-iôBKX ран iKZSipSDSSîM ш toídií граякне* pisHC-ssrz i . отри-

- а -

мання зйачуссст! скрешк елгменпз рам;

- залрсЕСясззний метод ашнки параметров :-:зд1пнсст! зузл12 рам, псдашк у ■ виг.£тд! посл!гсзяо э'зднааих элементов, та виксристэння кое$ша.=нгу яад!йнссТ1 зуздтз статична зевиэначэних рам Гг;

- втеканий чиселяжг eiccnspiaieHT по рогроСдгним лэсгра-мам на прпм ддя оЩнгаг хмавхрнсст! з!дказу зксолпга Kc;ia СТ2ЛЭЗИХ СЭМ, i ЗаППОПСНОЗаШЕ! ДО ЗИКСрЛСТЗЛНЯ ОТрИМЗНШ! К5-

еф:щ15нт'над!;ш0ет! стаяевгпс статично невизначешк конструкций (s.

Практмчне значения робота. На основ! б1льи повнсга зра-хування реально! рсботи конструкцхй í ímobíphochü'í ирироя;: MlHHOcri та кавантаження, застосовуння ксефгцхйнту над12нсст! мсиливо одержузати б!льш ексномхчя! рами при про-sKiyssHHi козил та аэконструкцИ 1снуточих Зуд129лъ та спо-руд. На основ! эапропонсааао! методикл складен! зггоритми i рсзрсблэн! преград на ЯЕСМ по шоз!рнссзому реграхунку ста-лзаих статично невизначених рам р!знсман!тного приэначзн-ня.Штерхаяи робки в ц1лсму пркйяят! для зрахування з по-дальшй poöori пс вдсскон-аденню норм прсектузання.

Реал1зац1я роСотп. Окрем! стримая! результат;: рсСсга п!дгстсвлен! до включения у проект майбутяы ДЗН.З 1.2.-...-35. "ССтае приягксы обеспечения надежности и ббзосзснйтгк кснструяпй и основания". • Рогрсбсена методика 1ысв1рнсснсгс рсзсахунку статкчЕо невизначеник рам зжсркттзка при сроек-туззмн! та зралсзана в псдалъпЫ екаплуатасП нес/чих нсяс-трукц!Й п1дп!ркаХ ст!н:-ш кгмеавгсдргбззсвальна'! устазсвка, c::cpyi:ï>'223aî на Состазсъяоыу ГЗК. Рсгрсблга! v.a-.z^:: azis-.z тарамзтроз зздизсст! стзтхчна н^злзнач-гг;"; рам за-

ксристовуютьса в учбовому процес! Еадтавськсго ГУ.

ЛлробшДя робота. 0снозн1 положения дисертац!"! дсповхда-лись на: XXII М1ннародн1й конференЩ! молодих Зчеких з сС-лзст! бетона 1 эалхгобетона (1ркутськ,1990), М1зшародн1и науксво-практшнхй ксяференцП "Совершенствование строительных материалов, технологии, и методов расчета конструкций в яоеых экономических условиях" (С/ми,1954), Есессшанхй нарадг "Проблемы метрологического обеспечения з строительстве" (.Москва, 1989),Есесс®зн1й конференцП "Экспериментальные исследования инженерных сооружений - 91" (Суш, 1391), Всесо-юзн1й науковс-техн1чн1й конференцП "Испытания строительных металлических конструкций в условиях дейстзуших ■ предприятий" ' (Магнитогорск,1991), П'япй Укра1нськ1й. науко-во-технхчнхй конференцП по металевим конструкцхям "Усиление к реконструкция, производственных зданий и сооружений, построенных в металле" (Ки1в,1992), Ресггублхкааськхй науко-во-техн1чн1Й: конференцП "Совершенствование железобетонных конструкций, работающих на сложные виды деформаций, и их 'внедрение в строительную практику" '(Полтава,1389), тематич-них конферешйях 1 сем!нарах: "Автоматизация проектирования и исследований железобетонных конструкции многоэтажных зданий" (Льв1з,1389), "Повышение качества и надёжности строительных металлоконструкций" (Челяб1нсък,1983), "Исследование работы и применение в строителствэ элективных элементов конструкции"(Рхвне,1930), "Исследование строительных элементов и конструкций и особенности преподавания строительны:! дисциплин" (Равно, 19ЭЗ),"Надёжность строительных конструкций зданий и сооружений" (Яеркаси,1353), на шррхчних наукэ-во-техн1чЕИХ конференциях Полтавсъксго 1В1 (1983-'1995).

: DyâsiKSliï. ОСЕСВНИЙ B1ÉÍCT . 5HOepTSZLiHHC'2 poSor?. ' pnyíгуетэно в ДБзгпагл üecxc ДРУТОЕВЕЕХ рпботж, ЕЗЙ£1ЕЬЕ îacrai s якех т^Еверен! у оттоку ¿атерзтури.

Обсиг робота. Znceprs^iíKa рэбгга вагальнш о^сгто-«: £15

CTCplHC^" СК^ЕХЗЕТЬСЛ IB TCTYir,', Г. ' HTIÏ , лкпновку, р.т*-

користанш; гхергг : г 182 н&гмекувань i долатклв. Peíста WICTTTL 345 CTPPI3QK ОСЯПЕШЯТЗ ?®КСТу, г HEX 12 CTOplEOK fc!S-

\люнта.в i ib ctotIedk тайна. „."•

Робота isйзгна на nais^pi жоаи'ууяйй в ыетаг/ лерг-за тз тдаетгзс Иогтавськсго твке1чеого- университету ке-ргЕнпцтврк доктора те^з^чЕЛг. еаук, грэфесора Штупна С.Г.. затст РПБ2ЛК.

У iKrryni obrpvHTOBssB а*^угп.н1стг> рэ5сги, сфзр-йухьогаь! мета i эадзч! дост^дження, кооотта вшиздевЕЙ smíct ' i ре-вт^сьтатп ди05рт2л12-

У nepcift rjErns рэрг-генузо вагтосуваЕзл та cysacHi лосг1гжеЕЕ2 в oSracri рзйсте ra рзгрзхунку стааевпг сггпгаЕа ЕевкзЕзчеЕи: конструкдхк. Взкпрпстовусться сталев! статзпнэ Еегкнначен! канптрукй! ;xrs р1гвоызнтЕнэ: у кзркззгя ívziee—< plffHsro. т^ЖЕвааЕЕНЗ, ро^очих плтпздкзх, егау.ерка.'; техвпгсгкчне эЕдзлевеее тз íb.

Одее/. г Е=Ё51гы вах^пвпх с5ставнн sasripy робота кзгт-трутоЁ s врзхуваннн ^гастстис згаотсттстгЁ vsrepiary. poczizässd тегретпчнс та екопвримеитагьвп. по несуща ед2тн1ггъ СНЗ cSepIrasTbos i üíc3E ВЕЕЛкнення в Ii ехементэ:

hit: ¡¿етодхв у роерзхунку kcts^eezx конструкции гапкатип: Кс±тер З.Т.,Н1г З.Г.,Отр:гэ-ьккп U.C. «Хадж O.P. та ¿Е.вчек:.

^dozllzxehhhm psaiüeoi стп ct2zeezx статичез e52zbs545-

ним pa« присвнчен! psSoai ТеммерйЕгг. û.B. ря&дява М.%., Уузвeusse "Б.M., Меламента Л.I. Лфавнка .м..,Сгр1лещ.кого ¡¿.С., lD/'.ачека 1л. .Чернова МЛ. ,Ше5ан1на B.C., ИЬсадоуде №., та дк. зчених.

С/заон! експеримеятальн! -дак1 лакавують, шз метод гранично! р1вноваги дозболеб EiEHOOHO pscîcsipEO кцяшати чесучу адатн1сть сталевк'. статично левигначених лонструтспя. Етхленнш з роарахуЕок СНС. методу хранично! равноватк заиш-лисъ Гвоздев 0.D, Ржаннжн O.P., Процента o.ii.."Щрас O.D. гта . ан.вченх.

Роггдздагаи iMOEipEOOEi методк розрахуЕку буд1вельнкл кокструкц!й, несйххдно вигначити термхн надхшйсть як вдас-THBicTb об*екту,котра складаеться г таких критерПв, як 5егБ1дк£5я1сть, дое гов i œi сть ,-ремонтог дггн! сп ,1ц.£1 ckIctï як для об'екту в-цзлому, так i-для складових частик. Найбадшш важливою ьластиЕ1стю. об'екту- в безвхдкагнхсть, нкг.полягае е абереженк! драцевдагноста яа ггротяг-i зздекого часу i виг-качаеться як iMOBipsicTb водказу га визначений промйюк часу Q(t). Для даней роботи СезЕхдказнЮТь "оцшэзтъея по критер1ш

HÉ0V401 ЕДЗТНОСТ!.

СуттеЕик вклад у роввиток та -зтиекня амовхрносних ме-тсд1в reopiï над1йност1 буд!вельних кшетрукцгк знеслш Ji.D. СтрД-лецький, O.P. Ржак:цин, В.В. £алэт!н.

У повестку заталыгкх 1п:таЕь нелхккост! будгвельних -коно-toyksiê поыХтне kîoto ваймають роботи А.Я.Барашкоза, 's.e. Горохова, А.Я. SpiEïETfi, M.M. Застави, M.Л.Мельникова, Б.А. Гйсиноыаго.А.Е. Перельмутера,С.2-.Шч:»Т1на, В.^.Ргивера, Ы.М.СкладнЕва, Ю.Д. Сухова, С.АЛиыагева, С.З.Усаковського, Z. 1.0= дерева, -Б.п. Шряоза та is. вчйеек.

Питания Teopii надхйност! Судхзельних :-:снсг~у:-Х1;: г а. ¡ссрдоном рсзглядалоса у работая- А.С.Анга,Г.Аугустх.А.2аоат-га,Р.Ы.Беннетз, <2.Каш1аттх,С.А.Хсрке.ллз, O.A. Мозеса,Х.Зер-регута. Д. ¡¡рангопопа i хн.зченкх. .

Розрахунковх. величия:! у Судхаедьних конструктах мсжяа раэпод1лити на дз1 основнх групп- Да nepmoi групп вХдяо-ситься узагадвнеза несуча эдатнхсть ксяструхзд.! л, до друго! групп зхдкоситася узагадгнене аавантаження F. Запро-зонована О. Р. Ржанххиним умсва сезнхдказносп мае вягдяя: -

S = Н- - F > О- (i)

T постзноввд, що роэглядазтся, несуча здатнхсть i наван-гздекня: конструкгай псдаютъся як аипадкоах велячини, i для рсботи то пропонувться, вони: пхдпорядкозуЕться нормаяьяим законам рсзпсд!лу випадкозюг велитаз.

На даний час малодослХдхенимк залшшааться питания 1мав1рносзого рсэрахунку сталэзих статична незизначних конс-трукцхй. 3 . ХахенернХй практкц! вхдсутт метода i програми, soTpl ураховуоть . реагьну роботу, матерхалу, а такса Хмовхрносн! характеристики мхцзостх i навантаженвя. дсслхлхензя СНС ускдадззвбться внаси1док п&серозподхлу аусадь пХсдя зхдяазу окремш елементхв. Моделх руйнування систем характеризуется складной рсзгалуженсв структурою ■ шдяхха в1дкаа1з елемент!в, як! в к!шд перетворкоть конструкцха за зыхнну систему. Для практично! ацх.нк1 надхйностх CKС не-о0х1дпо зикористсвувати прост!, ад& б той же час досить Здпэъки до реально! роботк метода роэрахувку. Сднкк э таких методхз s хмозхрносний метод гранично! рХзноваги.

7 KiHOl глави приведен! вксновкИ про" стаа пгтання i с^срмулюзан! задач! дсслхдденгя.

- 10. -

В друг1й глзз1 розгдянутх. методзх хмоахрйссйого- рсзрахун-ку стадевкх статично незизнзчэних рам при р!зномай1т:акх видах в1дкаа1в' елементхн. Най0!льи псззо зраховуз код руйну-зання жЕструщш метол перебору усгх. мниивих станов. Граф1чш метод стаа1в предстаздязтася у виглядо ор!знтазано-го графа. Бершня графа виразкають стан, в якому знаходиться конструмця, а ребра предстааглша умовв! 1мсв1рност1 в!дка-зу а1д1;сБ1днах елеыеатХв.Для. сбчислвзаанл 1моз!ркоснил характеристик грзфхв-дерев викорястовувться метода ыат&матич-нох логЮТ. 1мов1рн1сть ввдкаву СНС в целому эг1дно графу зхдказхв предстааааеться вивазш лоПчнога ■ складанкя (д!з*шкцхЛ.) ус 1х можлиаях (1-ти!с)елях1в (кон'пнкц!й) Н1дказ1в перетшхв

(2)

де т — загальна, к1зьгс1сть шлжс1в С тдграфхз) в!дказ!з дан дано! кснструкцгх; п - ¡шакЮть ]-х з1дказ!в ператхзйз, вх1дних в 1-й аиях. Модель в1дкаэ!з рама у . вид! графу ; стаахв. математично дредстазляеться у вигляд1 матриц! Сезпосередя1х эв'язкАа, кстра методом зиквсченяя зуалаа гтэ-ретзорветься в матршго повних ав'ягк!з. Едемент матриц! пеанах зв'язкхв анал1т;хчно виражае ус! легхчк! зв'язки м!ж входом и впходсм графа стаахз.

Задказхх конструкци розглздзлась крики 1 пластана!.. При криххих в!дказах елеыент виклЕчазться з работа!, а газяс-трукЕйя- з ц!лому продовжув фуншисаузати. Яласткчзий з!дказ припускав впнжнэзня в пэретхга! изря!ру пластячаост!.

Ззгальна спгча. !маз!рносного резрахунху методом ста£!з ергаед-на. из рис.1.

• Оказания роеракункова: схемк конструкт; ms£ip i П£рёTIÍHIb 9Л9м9Нх1г ЗГISHO KGpM При5г"ТУ535Нл.

'¡Склалання охеми еХдкззхе перетшхв елементхв конст-:?укп1;,Судуванкя rpaíy станхв скотемз: i кого рэгкхткз

! С'гатЕчкш: рограхуноя коногрукцИ с урахувзкяям yoix i i i.íOvfLHHETZ'. 5арПВНТ1В ЕхДКоЗХБ ПереХИНХЗ зг1дк0 графу.

i 1 1 '

I -¡Вигначення хмовхрностх вхдкаву перетивХЕ егхдно в ! лактая» статичного иограхуяку KOEorpvraüi. ] ¡Вудувакня матриц! Сезпосередйх зв'язк!в згхдно графу

:-г"-:-

í _1_

jВигначення Qs при обчполекз! матркдх побеих г£*яак1в.! Iimobiphicxb вхдкаэу ¿стенного ддяху руккузання._

t

üopíehhhheQs s еххдкое ímobíphíctd вхдкагу одного переткну, вапроектовансго по нормам, егкхом змхни перети-eíe елементхв рами. -

i Отримаккя характеристик переткнхв i Qg ¡

Рис. 1.План-схема розрахунку ездхйеостх рам методом переберу станхв. ' AHaiis пдяххе руйнування коясгрукц! показав, цо iMOEipsicTb lizmasy системи в цхлому найчастхше чхгоедьао EsSsoiasTbCH до íMOBipHDOTi зхдказу по одном:/ най£1лы хмоЕхркому шляху Ехдкаеу - перетинхЕ. Зянчення íkobxdeotti ■вхдкагу сиотемя еначво иетк ímosxpbdctx вхдкагу до' перпзге вхдкагу nepeTüEiE раки. Метод перебору crasis можхивс еико-рпстозувзти для невеликих рам (<20 леретигхв), в зн'язку г рхгкям зроотаЕНЕМ о£'ему розрахунк!в. Для ссдолзння труд-нзпхв по гростаннЕ poairipy аадати пропонуЕтьог метод регра-

- 12 -

х'.'еку. ебудованин яа зккорисгавн! одного-найбзЛьл гмоЕхрнсгс ' ".ст1ЕЕзго)ыехан1гму руинузанЕЯ.

—-ДОЫО . ДР рОЗПСД1Л РуСПДЬ "Щл! ЛЛаОШЧНиМУ ру11ЕуВ5НИ1 не залэшть Ютор!! лавантаження та поведении конп-трукш! до ¿X поеного ттддстичеого руйнування. Тому для рог-рзхунку сталевих статично яевизначених рам,Бикзнанп>: в зхруж-нэ-лластичнсго материалу, можливо роеглндати ¿агу вкчеряання несучо! Едатнопт1 конструкц!:, 1х лластичне руинування. На-ведене подолсеЕЕЯ ликористоЕуеться в метод! гранично! "р1вно-вати. В розрахунку дриймялться сл1дуеч! лгередумови дан вико-рпстанзя методу гранично! р1вноваги: 1)прикладаЕня наванта-женкя наделить до квазЮтатичного .типу; 2)матер1ал конс-трукцхй ¿деадьнэ дружно-пдасткчшй 1 лХдпорядковусться дааг-раы! Лрандхдя; 3)р1вЕяння -складавться для недеформэвано! схеьз-; 4)перетин елементов «ас ¿деадьну 4юрИУ> "тому зона пластичного жарниру .обмежуеться крдпкап; 5)основними Д1ЮЧЙШ5 зуоишиши б згинаюч! момэнтк.

Розроблена процедура розрахунку надхйностХ СНС, г К0гр1й умози _ДЛЯ ЗЕарн1р1В лдастичност! масть ВЕГЛЯД РХЕЕЯНЬ г1перплацик в (к-М)-м1рному тллерпростор!:

к -

mj.pi (1-1(3)

де граничит: момент ъ г - му пере-ш-:; :№13 - момеят б

1-му перетин! ооновноХ система в!д зайвого невХгомого

- момент в а-му лереткн! в1д аовн1шЕ1х навантажень ч, параметр кстрпх приймаеться 4 =

Лерес1кзаня гдлерллошин визначаЕ вершину багатогранника умоЕ г не: розрзховуБТьсн максимально значения пдядятажгкк^ ^и,. б рхпеавз? (к+1) а1найнкх рхвяянь (4) за шдстановкас з

праву часпшу еереднхх граничяжс :иомент1з ¡vír.pi i переходом

до сбдаст! аияадкових гел;г-п!н магме математичне спод1аання

míleoctí рами з цхлому а прсстср! параметра язваятзкеня:

__ к±1 _ х±1 А г, к+1 _ _

з "г& -Mr»Dl - í¿r«V3»Di = PiMo.Bl.

- q u

да □ - зизначяик система р1внянь; Ar, ¡<+iадтэСрахчне допов-нення елементхз Мг,р1 злзначника d;í3oj o¿ ~ середне значения параметру граничного моменту раш;цг - складов! вектору сШвахднсЕень грааичнкх момент!в рами;г- номер ааряхру плас-

tcthoctí-

Стандарт мЩаост! рами, а простор! параметру навантзження визначитася:

/ k±iс Ar.k-t-i " "

а * у ¿гц ---мг,р1 i = р2 ma.dl- (5)

ЭПдно алгоритму по складенгй nporpaMi були виконая1 розрзхунки iMOBlpHocTi 31дкаау 30-ти рам рхзноманхтно: конф!гурад11 1 призначення на проектне чи д!шче навантажея-ня. Розрахован! ímcbxphcctí в1дказу СНС у цхлому машть неве-лику розб!»н!стъ В1Д 3.99'Ю"11 до I.S'IQ-16. Розрахунки вп-конав! при м1яливост1 мхпност! i яавантзження 0.1 i 0.2 ахдпозхдне, 1 21дх1леЕня розрахункових значеяь зад середього MirpocTt i наааатажання 3 i 5 стандартов в1?"0з1дн0, шр дав для iMOBípHccTi з!дказу окремого елементу. запроектезаного . згхдяо норм, значэння Охсх- 5.б-10"®.

ОШяка над13ност! систем а цхлому по хдкему механ!зму руйнузання чясесьно зжрзвдаяа, aro д1йсно !сзують ме-ханхзш, kotpi мзптЕ ímcbíphícts лоязл, йлкзьку до яайЗхлгп iMoaipsoro мехая!зму. Тому з!дпов!далан!сть •елеибнехг,

вх!днах до данях мехаяхзкхв, досить аисока, 1 хх необххдно Ерахоаувати в гмонХриосних разрахунках СНС.

В трет1Я глав! розроблэко 1мсв1рнссшш метод гранично! р1вноваги (1МГР)для оцхнки надхйност! оталевих статично не-аизначених рам при пластичних вхдказах елементхв.

Зг1дно р!вняння зовнхшньо! 1 Енутрхщнъа! вхртуадьно! робота 1мов1рнхств в1дказу для окремого 1-го механ1аму руй-нуаавня мае зигдяд:

?(Е»)- РСД/З tj >¡¿¡¡¿1.* - Р(?1 > ). (6)

де ?] -значенна з-го эовнхзнъого навзнтзаеннл;Мпх. хантич-зшй момент у к-му перетанх з пдастичним шарн1рсм;£,, повороти чи перемХщеяяя вузл1в 1 стержа1в вхдповхдно.

Для рами виэначаитася основа! (едементарн!) иехзнхзми руйнування, к1льк1сть котрих.дархвнюв 1=3-к, да к1льк!сть неСезпэчяих перэтин1в, к - сгупхнъ статично! незианаченосг! раш. До числа основних належать бадочкг, зеузн! (атааш.) 1 аузлов! механхзми. Аргументами в р!вняннях рхзноваги виявля-птгся вяпадковх параметра нааангаиення х мхцностх. Дадх з. основних механ1ам1в шляхом !х саолученвя отримують коыбхно-ванх механХзми, котрх вхдображаата 'багатсграннхста форм в!дказхв ■ кояструкхЦх, що рсаглядаз ть ся. При отриманн! комбхновааих ' механхзм^а проводиться зхдбхр наиОхлып ХмозХрних (пропонузгься,ЧА>Опв"10-эо).Викгючавться такс« т! мехайзии, в котрих гпдькхоть ¡Еара1рхв пзастичнсси б!льде, нха стухПнз статично! невизначензрст! рами плюс один.

■Згхдзо кхнематичяо! тесрэш гранично! рХвнозаги конструкта 'руйзувися при реалхэацД.! нв мезсе.чим однхз! а П0Д1й £1- Тому 1мов1рз1сть вхдказу система в цушму аизначагться:

Оз= Р(Е1) -»- Р(Е2) РСЕгАЕГг)---. (?)

31дказ одночасна • дзсх мехзн1эмхз Р (Е г/\£]) несбх хдно роз-

дивлятись з урахузанням кореляц1йного зз'язку в залежное?!

зад спид них пдастичних парнир1а 1 нааантажень. КоефШгнт

парно! корэляц11,що бикост'стснуеться для цьего.мш 1-м 1 з-ы

мехая1змами 'знахадиться як: '

пт ' р

£а1к а^ 3р.* е13и впб3г

' _ 1=1 _

. ги -- , с8)

де- Аак, Аз ¡с - з1ртуальн1 перетдення зузл1з а!дпсв1дно для:1-го и ]-го мехзн1зму з к-му перегон!; бя , б3 - середнв етадратичне з1дхилення" (стандарт) вгдповхдне несучс! здат-НСС7Г 1 Н533НТ5Ж5ННЯ;. 1, Нз~ 32рТуаДлИ1 и5рпМ1Лдаш1Я отэржнхв вгд 1-го навантаження; бг, б, - стандарт резерву м!цност! для 1-го ! з~га М9хая1зм1з рупнуэання.

Розрахунок 1мов1ряост1 вхдкаэу двох механ!зм1з одночасно Р(Ек/\Е1)з урахузанням керелящйно! эалежнеетх при нормальному роадедхх/ зипадкових величин зиконуеться за виразом:

(Зщ =(0.5-4> С7к))(0.5-Ф (VI)) / 1-гк1г ехр(Гк1 \ikvi), (9)

да Ф - табулирована' функцхя Лапласа; характеристики безпеки

зам1нявться на Ук.Ух:

. рк 31. . уь - -:- , vi- - .

/ 1 - пс1г /1 - гкг

В ШГР реал1зозало при резрахуяку 1мов1рност1 вхдказу' СНС такс* метод узагальнено! когариац!!, запропонозаний А. П. Кудэисом, метод РКЕТ, засропсяоаанзй С.А.Коря&ллом. Ус! п! метсди а областг малих хмовхраостеи даитъ блхзыа результата. Схема раз?ахунку ИГР приведена на рис-2.-

/ Введения аххдно! хнформзцхх про конструкций: / / значения граничного моменту, спхввхдяошеЕНЛ

/

жзрсткостеи,ыагриця осесвних механхзшв, стовб-/ чик характеристик эовшшього Еавантаження. /

КомС1новяктт блек. Скдадяння уехх мешшвих коыб1-¡нащй сполученЕЯ основеих мёханхзмхв.

i

¡Скдадання комС1нованкх мехав1зм1в. Стриыаннл хиов1р ■нссаих характеристик для кожного механХзну.-

!

Викдвченна меха-нхзму з роз-гдядання.

Рсзрахунок значущост1 х вкладу основяях механхгмхз руйнування 1 сереткнХв.

¡Вигначёння кереляхциного зв'язку шж Мэхазхзшш I руйнузаннз.

¡Розрахунок 1ыов1рнсот1 в1дказу сисгас: Са з ураху- | \ ¡ванням парно: кореляцЛ мХж мехзвгзмамл руйкуэання. |

2м1на зедпчкнл шаяич-5кого моменту,сп1вз1д-нссгнкя жорстгастей зпдно зкзаду.

/ Вквелення: Беетшни граничного ¡лсыенту. спхввхднс- / /ЕвЕ^Н ЖС'рСТКОСТйЙ, 1МОВХрНиСХ1 21ДКоЗу* -^ИС. /

Рис.2. Ыск-схзма.розрахуЕкг/ ШГ?.

- 17 -

Одним s ÈSKTopiE. hí¡ Ешшвах>тъ на Hecyw гдатнють еле-MeETiE CKC. 6 îtoeidbxeh сила.котра враховуеться в IKCP для стиснуто-г¿гнутих сгержнхь як частка в граничному згинапчОму момент!, який акахсдгтьоя:

г с " \ "п ' Mpi;rf* j 1 * i ~- ! i = ЯЧс ЦаЬ Í1D;

- и Т>± ' J

де о - шжазник стуленс, для двутавру рхвнкй 1.5; H - зовздовжвя сила в елемевт1 1" Гплаоткчва. несуча гдаттсть стиснутого ейементу; lápl - лластичний ггинаючкй момент для даного елементу. йэеф1и1Ент умов роботи так зраховуе mtm повздовжньо"! сиди б отиснуто-в1гнутих елементах, гопередньо його пркймэпть píbhhm 0.85.

Для отримання mojceheoctí втигвати на СНС без звякення iï працевдатност! нео5х!дно використовуватн. таку характеристику, як вклад i-го елементу в над1ин1сть'конструкци у голому Rs,

bih внзходшьсн як:

drs

Bi« Hi.^i - Hi"— "«S -"ABl ., (H)

-àri

де £,i- значутсть i - г.о елементу; -Qsi - moEipHicTb в!дказу оистеми'щж надгиност! окрекого елементу Ei=l.

В робот! показано, шр «фективно викорнстоЕуьати Еигна-ченЕЕ вкладу окремш: оонпвних MexaHi3MiE руйнуванна, а яе окремпк небезпечних веретиа1в.

Для врахувэння випадково! лрироди л imex ва конструктах 303HÍHEZX факторов е В£ГР використовуЕться Kpzrepiè багато-параметричного наважтажеЕЕЯ. Каяне назантаження лодатться як влпадкоЕгй параметр, 1 для «auSisoBssnra механизму сумарне навантгкення склалаеться ггадио з граЕЕгамп екгадаянн нкпад-ксзе: величин в эбов'Езюгш урахуванЕям кпрелндхйних

гЕ'ЯЕКХЬ М1Х. КаЗЕЕТЕЖеКВЛЫК.

¡моЕхрноснкй розрахунэк аазергуЕтхсн грхЕНЕЕНяь; 1могхрностх Ехдказу системи е хилому Ое 1 ¿мовхрностх Ехдка-гу одного перетяну Оисх, залроектованого егхдно норь:.

В четверти* глав! розробдена методика оахнкк параметрхв надхйност! вузлхв стадевия статично невиэнзчнпх рам. - ¡коЕхркоону роботу е^емекпв коротких вуглхв аошшэ представил: у бигляд! послхдоввого -г'еднакня. Таке г'Бднання охарактеризует!, ся тш. лю зюйд ах строю тхлъга: одного елеыенту в'еднаннк веде за ообов вхдкав усьогс вуада у гцхлому.

Лля доолхджекня Еикористовувалисъ жороткх вуали на монтажному аварюванщ (односторонн!й Д деостороннхё), на обрхгкач двотавр1в,- бодтове в'еднання (флалдеве) та вузол г'еднання колони 1 фундаменту.

При невалежност1 вйпадкових характеристик елементхз вуе-ла, цо запроектованх бг1дно в нормами, хмавХрнХотъ вхдкагу вугла у шламу б уде визначатиоя як сума дмовхрноотек гхдаазу усхх едементХв. При доп'лценкх, _щр запроектованх =елементи ма-втх- однаксву. норыовану хмовхрнХсть зхдказу Д!, у -аварному однооторонньому гуал! хмоБхркхстх. .вхдкагу буде: Оуэла = ЗС>3Д понмкавчии коефхцхБНТ до рограхункЬвого впору-складае т-*» 0.355. КоефхцхЕЯт необххдно зикоркстовувати для зрхвнс-вання хмавхрЕООтХ .вхдкагу вузла у -хйло)".' а хжшхрБостх вхдкагу окремих едемеЕтХЕ дувля.^гя дзоотороннього гзарного вузла, озорного вугла 1 вузла ка болтах -Оу'злг - , ГГ=~.323. Для нугла на болтах 1 обр1зках двотаврхв -Су-ала « 5^1, т2= 0.337. Вхдмхтиио. "До за? йхльше схатиоткчнэ неза-лвжшк елементхЕ, зим Схвыпе хмэехреЮтх -зхдхаэу вугла у цхлому. . .Для.отримання йхлье-точних пдхнок ладхиност! -вуглхь

несбххднс маги стат;й;:гчях характеристики рсбстл vcxx ize-мея-ria i Ix ззэамозй'азск.

В a'itiiii глав! предстэзлэн1 результата рсграхуккхз ста-лэзих статично невиэаачнах рам з рэальним та пропсрцюналь-ням назантажвнням. Еикояуззася пружнип, пружно-пластичний та 1МГ? роэрзхуйок 20-ти рам рхзшзгс призначекня 1 конфхгурап!: (ОДлО-,Д35Х-,ТрЪйХвТЗлН!,ОДНО-,ДЗС—,трвсхдродгСТН1j,3223HT3-женнзс дгвчими чи проектними наваятаженнями. Зхдоузалссх сор1вн?лШ згинашнх грааачних моментхэ, кет?! приходиться на адияячну жорсткгсть.

Па результатам обчяслввання, було зхдтзерджено, лс введения пружно-пластичного розрахунку у практику проекту-вання СКС дозаоляЗ урэхуаати у середньсму 10-153 резерву не-сучо! здатнсст! сам у пор1знюваннх з пружним роэрахунком. Розрахунск iM03ip:-iccHJiM методом гранично! рхвнозаги при грхвкюваннх 1моз1рнсст1 зхдказу рай у цхлому з 1моз1рн1отю 21дказу одного елэмента до пергсго зхдказу, ззпрсзктсзаксго зг1дно норм, дсзволяз урахувагя додатксво у середньсму 2Q-25Z резерву несучо'1 здатвостх у порхвняннх э дружно-плас-тичнйм розрахункб«.

За розр'облэнсв методикою визяачення значуарстх, вкладу i auJCMOfO з'кладу окзэмйс основних механхзмхз руйиуйайня Сули празедзн! роарахунка зО-та рам. По результата}-! складен! д!-агбами пйТСмиХ зклйдхз скремих основних ¡«texaaisMia. При дсс!2!дленн1 д1агр3й( могчна вхдмхтитп, пр гигтсш. вкпзди у а!л5му рсзподХлнгться нерхзноахрно для SixbnocTi рай. Рсгкид 2клад1з рхзних елементхв (10 - 507. по величия! несучо! зпат-ностх) зхдкризае мегагг поле д!яльнсстх no 1х .зрхзнлязю i урахузанзв при пьсму вгникгпчзк. регерв!в кснстру^сххй. Ка.

- 2D -

дхзграмах питомих зкладхв для 5iEbinccTi рам аязИзясться один aie два (частХяе сдан) едементарних aexaaiam, котрх екаяла-ють основу найб1ггьш хмовхрнсга механизму.

Рсзбхжхстъ литомих вкяадхз окремих перетянгв а над!йн1ста рами у цхлому досятае у середньсму 1Q-3G2 i наС-лижаетася до питсмих вклядхв окремих ссноэних механхзыхв руинуаання.

Цяя врахузаяня статистично! природа м1цност! i яаванта-жеяня пропонуеться ввсдити в розрахунск стагевих статично невизначних рам ксефхгцвнт надхиностх ís. Каефхдхзнг яад1йнсстх заахадиться:

Mo(Dl) , , Гц---, (12)

Иэ(чаюг).

де Мосрх)- граничний ысыант, отрицаний з пружно-пластичного роэрахунку рами;Мо(7трг)-гращ1чшш мсмент, отрицаний по 1МГР.

Зикористовуваги Ts необх1дЕа при niißopi яеретинХв елеиентХв сталевих рам як коеф1Щзнг умоз робсти. При розра-хунку з урахуванЕЯМ однопараыэтршнаго нааавтаження до '20-ти рам отриман1 ксефОДеаги' 1.2-1.4,i Ix моэкшве викорис-гання эаСеэпечить значку еконоыхю матер!агу.

Для практичного використаянн ъ хзжак*рних розрахукках стадевих статично невизнзчних рам рекомендузться коефХЩант Ts = 1-1,- його зведенна не вимагае дадаткозих розрахункХз надхйвост! рам. Зикористзння Иагшх коеф1Щзнт1в потребуе розрахункхв згхдао рсэрсСлеяаго методу.

У дсдатках наведен! pospcCsesi крограш, рйгугьтат-.! рса-рахунк1а по 1МГР на ПЕСМ, доз!дки впразаджэння.

ЗАКЗЕЧЕННЯ.

Дава робота лригЕячена рсзвитку хысзхрнсснсго рсзр2.т/нку

статично. эеЕИЗН£!Ш11х стзлеЕих рак" рхзнего прягкзченЕн 1 конф1гурзд11 в урахуванняы реально! роботк матерхалу 1 ка-зантаженнн. Освсзж!' регультагс: рсзотк:

1. Розроблена методика оц1нки надхиноот! СНС методом перебору станхБ, б яком викорпсгозуЕТъся графсагалхтичЕ; пе-регзорзЕБЕЕЯ 1 врапавуЕться як плзотпчн!, так 1 крихк! ыдка-зи елементов.

2. Для отрималня нижньо'Ггстнкп 1мэв1рност1 вХдкагу конструкд!! «у- цхлому пропекусться метод рсзрахуит/, якии ви-кориотовуЕ напбхлмп 1ыов1рник механ1зм руйнування, отриманий методом гранично!. рйзноваги.Виконан! практлчн! розрэхункп 1мов1рност1 ЕХдкагу 30-ти рам рхгного призначеЕкя 1 кон^1Гу-ралП.

3. БапрспгЕовнЕик лог!кэ-1мов1рносний метод обчиолення 1мов1рност1 нхдкагу сиотеми у щлому елях ом отрималня 5ез-ловторно! форми подання фувкпП лрадеадатност1 сиотеми, яка врахозуе уох моделх руйнуванш: кпнетрука!:.

4. Для визЕзчення ¿мовхрноот! вхдказу сталевих СНС роз-роблений 1мов1рноокий метод гранично! рХвноезги. В обчислен-енх ЕраховуЕться раэноманхтЕЮть форм в!дказ1в конструкцх! 1 кореляцхкний зб'язок к!ж механтэмами руйнузанзя, а такоя ее1

КЭЗУБТЪСЯ ЗрД.БНЯНЕЯ 1НОЕ1рЕООТ1 ЗЗДКЗЕу СЕОТЕМИ У ГЦЛОМ'/ Ъ

!мое!реостю. в!дкагу одного елемен^у, запроектэзаного згхднз нормам. Впконано !ь:оз1реосепй рэграгунок широкого кола рам.

5. Розроблено алгоритм пцхнки гначулостх, вкладу 1 лито-мсгс вкладу окреют: основних механхгодв руЁнувзннк 1 иебег-печних леретин1в ехементхг статично невпгнавнгх стагевиз: рам з ЕадпЕхсть системи у д1лому. Виюнава сгрякз анач>-2рот1, вкладу 1 питомото вкладу основнгх мехазхгиаэ для ЗС-тг рам.

í. лалрншняваЕа трраедура вкЕкачечк.- ¿tsosipHbcTi г:.днз-г;-- ксрсткгх -sygii® стелевых степшнз веЕГЕяачниз: рак, roíase: V егтлнг; дгга^но вв'яеекгс; -елемеЕт1Е. Для сзбевпеченкк гсггатгьз: вуалов лролэнугтъся вводите з розраху-

НГ'К cie^i&ETib koeotpyíííí "Bvsxíe кэеф1шент тг. Б взлежностл TZITv ВУЕЛй KD£fji2iEET-SOpiEHDS D.32"С.35. "г. ЗзсрспоЕсьавэ метод .визначення KDeçiiiiEETy взлхёност; гл?. СНС Ts ms одЕЭПЕРвметричноггу sa -багзгапараметричнси!'

HS35HTSas:SEI. -KOTpHS ЗралОБуЕ БЕПоДКСЕНК KSp—^w"

тер míchootí i навантаженЕЕ, Вгхдео методу IbiT? рзгракован! KOeCUZIEHiíí Ts -до 3D-ZT3I pä«, ÎÇJ 5СР135НЮТЬ 1.Л. .-4. -ВйгЮрЕЗ-тання ïe ласть ¿kobomíe Msrepiacy 5-20%. У ■пракгсчпкх рогра-jtveksj: сталев»: СКС рекэмекдуетьоя ааотосовузгзж ïs=i-I.

На OCECEÍ леречдгдекныу. метод 1Ь -складен! i реалхзс-bsri гпгстрам: ло ZJEHJ.. PeevüTSTi' "хроведевого -таюельногс еколерхыеЕГ/ лоЕвалягт, рекомегдувати ;дану -рогробку . jxz грагтпг-ГЕСго 1М221рнооЕэго рогрзхувку сталеввз; ' птеткзэ -sft-

. zd"—- .hsv4h. tcjie. кое±.-цолт5вь, J.5S5-- С. В2-ВБ.

, H.H. AäiieAaOCTZ Clowaa--.

зесгмдглпмьи раы-'Люгатаняг rrp. металл, кокстр. y xeiicrrvszzy. —Р£дтрпгтп:: Тег. да>—. zsoeo. кок!.-

Магнитогорск,1951.-С. 53-55.

4.Пичугян С.3.,Чичудин" В. ГГ. Снижение материалоёмкости статически неопределимых. конструкций за счет применения з расчетах метсдсв теории :»:ал«-:нсст:://Сн;яекне материалсэмксс-тп и трудсвых затрат з строительстве: Сб. научи. гпудсз.-К.: Л,К ВО, 1391,- С- 60-65.

□ .Питутин С.З^.Чичулия Н.П. Оценка надежности стальных рнм на сснсае- метода предельного разноз5спл//Зйект.. стр. материалы';! конструкции, используемые при заэнеденни зданий л сооружений: Сб. научн. трудов.-К.: УЖ В0,1'ЗЭ2.- С.34-50.

а.Ппчугин С.-З., Чичулия 3.1Г. Расчет надежности статически неопределимых рам прошилешшх зданий//Кадздкссть стр. консгр. • здзе. и сооружении: Тез. докл. научно-техн. конф.Ч.1.- Черкассы,1993.- С.5-6.

7. тичулин 5.Х Некоторые особенности расчета яад9;*ности статтпески неопределимых стальных рам//Пути повышения эффективности строительства :Сб'. науч. трудов,- К.: УМК 30, 1393.- С.59- 94.

з.Ничугмн. С.35. ,Чичулив З.П.К вопросу проектирования статически неопределимых конструкций заданной надёжности//Совершенствование строителных материалов,технологий и метолсв расчета конструкций в новых экономических условиях: Тез л допев. м!л«нзр. наук. прак. кенф. -Суми, 1Ш. "Мр1я";Пд, 1394. -С. 39-100 АННОТАЦИЯ.

"Зичулан З.Я. "Вероятностный расчет стальных поперечных рам производственных зданий".

Диссертзгпн на соискание ученой степени кандидата технических наук. Специальность 05.23.01. - Строительные конструкции, здания и сооружения. Полтавский технический униаер-

ситет, Полтава, 1935.

Оценка параметров надежности стальных статически неопределимых рам на основе вероятностного метода предельного равновесия с учетом корреляции между механизмами разрушения.

Предложена методика получения расчетных коэффициентов для проектирования стальных статически неопределимых рам.

Отдельные результаты работы включены в. проект разрабатываемых национальных норм по надёжности.

Клзпчев! слова: aasiiiHicn ,сталев! статично невизначнх рами, механхэми руйвування,елемент, граничка рхвнозага.

AJBJOTÀTIOM.

Chichulin Y.P. ."Probabilistic Analysis of Steel Redundant Cross Frames of Industrial Buildings".

The thesis for the scientific degree of Candidate of Technical Sciences.Speciality Q5.S3.Q1.- Building Structures, . Buildings and Structures, Poltava technical University.

Reliability parameters estimation cf steel redundant frames on the basis cf probabilistic method cf breaking balance with .the account of a correlation nechanxsir. cf destruction.

The method of •getting the designed coefficients far steel redundant structures is proposed.

Sane resuites of the work are included in the project of däve-loplrs national reliability codes.

Key words: reliability,steel redundant franes..r,ech5nisj ■cf destruction, element, breaking balance.