Материал: Строительная механика и сопротивление материалов

Рис. 7. Геометрические размеры и армирование железобетонного фундамента под крайние ряды колонн каркаса

Рис. 8. Геометрические размеры и армирование железобетонного фундамента под средние ряды колонн каркаса.

При выполнении расчетов надежности отдельных конструктивных элементов несущей системы рассматриваемого здания использовались следующие критерии:

для железобетонных стропильных ферм покрытия - прочность средних элементов ниж-

них поясов (рис. 5), которые по данным, приведенных в работе [6] расчетов типовой стропильной фермы, являются наименее надежными. В качестве расчетного показателя принимается усилие растяжения, воспринимаемого только рабочей арматурой в нижнем поясе;

для характерных сечений колонн каркаса – прочность внецентренно сжатых железобетонных стержней прямоугольного поперечного сечения (рис. 6) с двойным армированием. Расчетный показатель представляется изгибающим моментом M, равным произведению

для железобетонных фундаментов под колонны – прочность на изгиб перпендикулярных поперечным осям здания опорных сечений консольных элементов фундаментной плиты (рис. 7 – 8). Расчетный показатель отвечает максимальному изгибающему моменту в этом сечении;

для грунтовых оснований под фундаментами колонн – прочность грунта на наиболее нагруженном краю фундаментной плиты.

Количественные значения нагрузочных факторов для всех элементов несущей системы здания вычислялись для основного сочетания эксплуатационных воздействий, который включает постоянные и временные нагрузки от снега, ветра и крановых воздействий. Их количественные значе-

60

ния, а также статистические характеристики приведены в табл. 1. Там же даны средние (математические ожидания) и стандарты предельных значений принятых в вероятностных расчетах надежности прочностных показателей рассматриваемых элементов несущей системы здания.

Из анализа данных, приведенных в табл. 1, количественные значения параметров, которые характеризуют надежность различных элементов несущего каркаса здания, видно, что они существенно отличаются друг от друга.

Для более наглядного представления этого различия в табл. 2 представлено графическое сопоставление логарифмических показателей надежности составляющих элементов и несущей системы в целом рассматриваемого здания. При этом красным цветом показаны значения логарифмических показателей надежности для конструкций, обеспечивающих целостность крайних пролетов здания, а синим цветом - значения логарифмических показателей надежности для конструкций, обеспечивающих целостность средних пролетов здания

61

Таблица 2

Графическое сопоставление логарифмических показателей надежности составляющих элементов и несущей системы в целом рассматриваемого здания

Наиболее низкие логарифмические показатели надежности рассматриваемого здания после его перепрофилирования (в диапазоне от 4 до 5 белов) имеют железобетонные стропильные фермы покрытия в средних пролетах и верхние участки несущих колонн каркаса в крайних пролетах. Другие характерные элементы несущей системы здания: фундаменты под несущие колонны, стропильные фермы в крайних пролетах и грунтовые основания - обладают повышенной надежностью с логарифмическими показателями надежности, превышающими 5 - 6 белов.

Принятое в проекте перепрофилирования здания конструктивное решение несущей системы с последовательной схемой соединения отдельных несущих элементов приводит, несмотря на наличие высоконадежных элементов несущей системы, к следующим невысоким логарифмическим показателям надежности:

что позволяет не только дать положительную оценку принятого проектного решения, но и наметить конструктивные мероприятия для повышения надежности несущей системы в дальнейшем.

Выводы

Описанная в настоящей статье методика расчета надежности несущей системы одноэтажного многопролетного здания производственного назначения апробирована при проектировании реконструкции существующего длительно эксплуатируемого цеха.

По результатам численных расчетов с учетом регламентируемых действующими нормативными документами параметров разброса прочностных характеристик материалов и действующих нагрузок по основному сочетанию получены различные уровни надежности разных конструктивных элементов несущей системы здания.

Для определения надежности несущей системы реконструируемого цеха в целом с учетом изменения нагруженности отдельных конструктивных элементов при введении дополнительного кранового оборудования необходимо учитывать технологические особенности новых производственных процессов.

62

Долговечность и остаточный ресурс несущей системы здания без проведения ре- монтно-восстановительных работ на изношенных несущих конструкциях следует осуществлять в зависимости от количественных показателей надежности отдельных конструкций в крайних и средних пролетах здания. В первую очередь они должны осуществляться на конструктивных элементах, имеющих меньшие логарифмические показатели надежности.

Библиографический список

1.Бaйков В.Н. Железобетонные конструкции. Общий курс/ В.Н. Бойков, Е.Е Сигалов. - M., 1991, 767 с.

2.Лычев А.С. Вероятностные методы расчета строительных элементов и систем: учеб пособие/А. С. Лычев. – М.: АСВ, 2008. – 184 с.

3.Райзер В.Д. Теория надежности сооружений/ В.Д. Райзер. – М.: АСВ, 2010. – 252 с.

4.Синицын А.П. Расчет конструкций по теории риска/ А.П. Синицын. – М.: Стройиздат , 1985.

–304 с.

5.Пшеничкина В.А. Оценка остаточного ресурса основного корпуса Р-1 ОАО «ВОЛ- ТАЙР-ПРОМ» как сложной системы//В.А. Пшеничкина, К.Н. Сухина// Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. - 2016 - № 1. - С. 60-65.

6.Сафронов В.С. Прогнозирование риска разрушения длительно эксплуатируемой железобетонной фермы покрытия здания/ /В.С.Сафронов, Д.Т.Чан //Строительная механика и конструкции. - 2016. - Т. 2. - № 13 (13). - С. 45-54.

7.Сафронов В.С. Вероятностная оценка риска возникновения предельных состояний в сечениях изгибаемых железобетонных балок//В.С.Сафронов, Нгуен Динь Хоа. Научный вестник Воронеж. гос. арх.-строит. ун-та// Строительство и архитектура.

–2010. - №1. - С 152-166

8.Сафронов В.С. Оценка риска разрушения нормальных сечений железобетонных балок произвольной формы//В.С. Сафронов, Д.И. Доманов// Механика разрушения бетонов, железобетонов и других строительных материалов: Сб. ст. по мат. 7-й Международной научной конференции: в двух томах. – 2013 - С. 31-38.

9.Сафронов В.С. Применение теории риска для оценки вероятности трещинообразования при стесненном кручении железобетонных мостовых балок//В. С. Сафронов, Доманов Д.А. // Строительная механика и конструкции. – 2013 - №2. - С 47-52

10.Сафронов В. С. Вероятностная оценка грузоподъемности эксплуатируемого путепровода // В. С. Сафронов, Е. А Опабола// Строительная механика и конструкции. – 2015. - Т. 1. - С.

57-67

11.Сафронов В. С. Расчет несущей способности внецентренно сжатого стержня из железобетона с использованием деформационной модели// В. С. Сафронов, А.Л. Катембо // Строительная механика и конструкции. – 2016. - Т. 1. - №12. - С. 64-74

References

1.Baikov V.N., Sigalov E.E. Concrete reinforced structures. General course. -M., 1991, 767 p.

2.Lychyov A.S. Probabilistic methods of building members and system design. Tutorial. – М.: АAV, 2008. – 184 p.

3.Raizer V.D. Theory of structures ratability. М.: АSV, 2010. – 252 p.

4.Sinitsin A.P. Design of structures according to the risk theory. – М.: Stroiizdat , 1985. – 304 p.

5.Pshenichkina V.A., Sukhina K.N. Assessment of residual resource of main carcass. Structural Mechanics of engineering constructions and structures. - 2016 - № 1. -. 60-65p.

63

6.Safronov V.S., Chan D.T. Prediction of destruction risk of long term operated concrete reinforced truss of building cover. Structural Mechanics and constructions. - 2016. - V. 2. - № 13 (13). - 45-54p.

7.Safronov V.S., Nguen Ding Hoa, Probabilistic assessment of origin risk of limiting state in bended concrete reinforced beams sections. Scientific bulletin. Voronezh. State uni-

8.Safronov V.S., Domanov D.I. Assessment of destruction risk of normal sections of rein-

forced concrete beams of arbitrary form// Mechanics of concrete, concrete reinforced and other building materials disintegration: Collection of articles on Math. 7th International scientific conference in two volumes. – 2013 - 31-38p.

9.Safronov V.S., Domanov D.I Application of risk theory for assessment of cracks formation probability at restricted torsion of reinforced concrete bridge beams. Structural Mechanics and Сonstructions.– 2013 - №2. - 47-52p

10.Safronov V.S., Opabola E.A., Probabilistic assessment of operated viaduct carrying capacity. Structural Mechanics and Constructions. – 2015. - Т. 1. - 57-67p

11.Safronov V.S., Katembo A.L. Design of bearing capacity of eccentrically loaded bar from reinforced concrete with use of deformation mode. Structural Mechanics and structures. – 2016. - V. 1. - №12. - 64-74p

64