Надежность Пространственных Стержневых Металлических Конструкций Высокого Уровня Ответственности

Abstract

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры (ДОННАСА); г. Макеевка, Донецкая Народная Республика, Россия АННОТАЦИЯ Введение. Пространственные стержневые металлические конструкции высокого уровня ответственности являются одними из наиболее часто используемых в качестве конструктивных систем для перекрытия больших пролетов зданий и сооружений. Однако в данных системах при неблагоприятном сочетании факторов может активно развиваться прогрессирующее разрушение. Цель исследования -разработка научного обоснования новых подходов к проектированию устойчивых к развитию прогрессирующего обрушения оптимальных пространственных строительных металлоконструкций высокого уровня ответственности с гарантированными уровнями надежности ключевых и второстепенных элементов. Материалы и методы. Применялись методы строительной механики в форме метода конечных элементов, методы теории подобия, методы теории надежности строительных конструкций. Результаты. Разработан двухэтапный алгоритм оценки надежности, отличающийся от ранее разработанных возможностью оценки развития прогрессирующего обрушения. Приведены результаты его апробации для рамно-консольных конструкций покрытий над трибунами стадионов в виде установленных значений показателей надежности для набора ключевых элементов. Аналогичная оценка выполнена для реализованного проекта реконструкции большепролетного покрытия спорткомплекса «Ильичевец» (г. Мариуполь). Выводы. Для оценки надежности исследуемых конструкций с учетом склонности к развитию прогрессирующего обрушения предложен и апробирован в практическом проектировании универсальный алгоритм, ключевыми составляющими которого являются компьютерное моделирование процесса последовательных отказов элементов конструкции и установление для выделенной совокупности ключевых элементов значений вероятности отказа. Выполненные на его основе исследования позволили для рамно-консольных покрытий над трибунами стадионов выделить набор ключевых элементов консольной части, отказ которых инициирует начало лавинообразного обрушения, и установить для них пределы изменения величин характеристик безопасности и резерва живучести. Дополнительно основные положения разработанного подхода прошли опытную апробацию при разработке и реализации проекта усиления большепролетных несущих конструкций покрытия спорткомплекса «Ильичевец» (г. Мариуполь). КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: металлические конструкции, численные методы, лавинообразное разрушение, надежность, живучесть Благодарности. Авторы выражают благодарность организаторам конференции «Расчет и проектирование металлических и деревянных конструкций», посвященной 110-летию со дня рождения Е.И. Белени и 130-летию со дня рождения Г.Г. Карлсена, за возможность представить на ее площадках основные результаты данного исследования, услышать мнение коллег по рассматриваемым вопросам, что было весьма ценно и учтено при подготовки статьи к печати.