WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

При высоком здании пролетом 32,6 м (отношение высоты на пролет Н/L0,8), можно применить сечение ЗТП во всех районах шагом 12 м. При средней высоте здания пролетом 52,8 м (Н/L0,25), возможно возведение зданий с сечением ЗТП в первом, втором, третьем ветровом районе с шагом 12 м; в четвертом ветровом районе – с шагом 9 м и с сечением ЗТП. При малой высоте здания пролетом 48 м (Н/L0,18), возможно возведение здания с сечением ЗТП на всех ветровых районах шагом 12 м.

В третьей главе рассматривается влияние случайных параметров (ветер и температура) в вероятностных расчетных задачах, а также определяется среднее значение и стандартное отклонение скорости ветра и температуры в разных районах СРВ со средним интервалом повторения 10–50 лет. Оценивается вероятность отказа (вероятность безотказной работы) рам бескрановых зданий различных пролетов под действием ветра, отклонений расчетной схемы и предела текучести стали, отклонений размеров сечения на стадии изготовления и монтажа.

Таблица 1. Среднее значение и стандартное отклонение скорости ветра в разных районах СРВ (м/с) со средним интервалом повторения 50 лет.

Ветровой район

Минимальное значение

Максимальное значение

Среднее значение

Стандартное отклонение

I

26

41

31,23

3,24

II

30

48

38,68

4,44

III

34

54

44,75

4,73

IV

45

58

51,89

3,81

Районирование карты значения скоростей ветра и их стандартное отклонение показаны на рис. 8 и в таблице 1. При соответствующих значениях скорости ветра рассмотрено влияние отклонения ветра на вероятность безотказной работы рам зданий пролетами L=32,6 м, L=48 м, L=52,6 м.

В раме L=32,6 м (H/L0,8), отклонение ветровой нагрузки влияет незначительно на вероятность безотказной работы () рамы в III-ем и IV-ом ветровых районах для шагов 624м (Ps0,9991). Отклонение ветровой нагрузки влияет значительно на рамы в I-ом и II-ом ветровом районе для всех шагов (Ps=0,9960,997). В раме L=48 м (H/L0,18) отклонение ветровой нагрузки влияет незначительно на рамы во всех ветровых районах для шагов 69м и 1-ом, 2-ом и в 4-ом ветровом районе для шага 1224м (Ps0,9991). Отклонение ветровой нагрузки влияет значительно на рамы в 3-ем ветровом районе для шагов 1224 м (Ps0,996). В раме L=52,8 м (H/L0,25) отклонение ветровой нагрузки влияет незначительно на рамы в ветровых районах для шагов 624 м и в 1-ом, 2-ом и 4-ом ветровом районах для шага 1224 м (Ps0,9981). Отклонение ветровой нагрузки влияет значительно на рамы в 3-ем ветровом районе для шагов 924 м (Ps0,9970,998).

Рис. 8. Вероятность безотказной работы рамы в различных ветровых районах при шагах здания пролетом L=32,6м.

Рис. 9. Вероятность безотказной работы рамы в различных ветровых районах при шагах здания пролетом L=48 м.

Примечание: ЗТП – замкнутый треугольный профиль; I – двутавровое сечение.

Районирование карты значений температур и их стандарт показано на рис. 11 и в таблице 2.

Рис. 10. Вероятность безотказной работы рамы здания пролетом L=52,8 м.

Таблица 2. Среднее и стандартное значение температуры в разных
температурных районах СРВ (oC) с интервалом повторения 50 лет.

Ветровой район

Минимальное значение

Максимальное значение

Среднее значение

Стандартное отклонение

I

20,5

29,3

28,19

5,39

II

19,9

31,5

30,11

4,52

III

23,8

32,7

30,26

4,03

По значениям температуры и их отклонениям в результатах исследования следует, что наружная температура не влияет на вероятность безотказной работы несущих рам бескрановых зданий (Ps1).

Рассмотрено влияние предела текучести стали на вероятность безотказной работы стальных рам. Нормативные значения принимаются с обеспеченностью 0.95, т. е. вероятность случайного фактического сопротивления > равна 0.95..

Из результатов следует, что при увеличении среднеквадратического отклонения вероятность безотказной работы рамы уменьшается, также что вероятность зависит от отношения. При приращении предела стали до 10% вероятность безотказной работы рамы практически не изменяется (0,99751). Когда приращение пределы стали превышает 10%, вероятность безотказной работы рамы сильно снижается (до 12% 0,993).

Одной из основных ошибок при изготовлении стальных конструкций, приводящей к образованию в них дефектов, является уменьшение сечения элементов.

При снижении высоты ЗТП H до 9–10% (соответственно, площадь A – до 5%), рамы безопасно в интервале (0,9951). Когда высота сечения превышает 10% (соответственно, площадь A – 5%), рамы сильно снижается (H до 12% и A до 6,6% 0,975).

При снижении ширины полки ЗТП B до 22% (соответственно, площадь A – до 7,5%), рамы безопасно в интервале (0,9971).

РАЙОНИРОВАННАЯ КАРТА СКОРОСТИ ВЕТРА

Рис. 11

РАЙОНИРОВАННАЯ КАРТА ТЕМПЕРАТУР

Рис. 12


При снижении толщины стенки ЗТП t до 6% (соответственно, площадь A – до 6%), рамы практически не изменяется (0,9991). Когда толщины стенки замкнутых профилей превышает 7% (соответственно, площадь A – 7%), рамы значительно снижается (t до 9% и 12% и A до 8,9% и 11,87% 0,99 и 0,97).

Следовательно, влияние размеров сечения на рам здания зависят по порядку от возрастания В, t, H по сравнению с площадью. Больше всего на рам здания влияет отклонение толщины сечения, а также отклонения высоты сечения и ширины полки сечения.

Четвертая глава посвящена описанию вероятностного рас­чета рам со случайными характеристиками под действием случай­ных параметров (ветер, температура, предел текучести стали). Кроме того, представлена методика выбора элементов стальных конструкций бескрановых зданий и определения вероятности безотказной работы рам.

В настоящее время наиболее приемлемой для нормирования вероятност­ных расчетов элементов стальных конструкций является зависимость для резерва надежности вида (по А.Р. Ражницыну и В.Д. Райзеру)

(6)

где – обобщенная несущая способность; - обобщенная нагрузка.

При любых законах распределения и имеем:

; ;, (7)

Вероятность разрушения V можно выразить в виде

, (8)

где – стандарт распределения резерва прочности, равный корню квадратному из дисперсии. (9) индекс надежности.

При нормальном законе распределения формула (7) дает (10), где – интеграл вероятности Гаусса.

С учетом формул (6) и (7) общую зависимость для вероятностных расчетов элементов стальных конструкций можно записать в следующем виде:

(9)

где и – средние значения несущей способности и нагрузки; и  – соответствующие стандарты.

Общую схему проектирования элементов стальных конструкций на основе зависимости (8) покажем на примере расчета в пределах упругих деформаций стального элемента рамы. В этом случае зависимость (8) для определения момента сопротивления W получит вид

(10)

где, и – средние значения предела текучести и изгибающего момента;, и – соответствующие стандарты; – площадь сечения; – момент и продольная сила.

По исследованию С.В. Орешкина можно определить дисперсию функции сопротивляемости для сжато-изогнутого стержня:, (11)

где – среднестатистическая величина процесса изменчивости функции сопротивляемости элемента; - дисперсия процесса изменчивости по сопротивляемости элемента;

Реальная сопротивляемость сжато-изогнутого стержня рассчитывается по формуле (12)

где, – функция случайного изменения площади, момента сопротивления поперечного сечения элемента; W и A – относительные величины; – функция прочностных свойств стали;

Дисперсия функции сопротивляемости с учетом формулы (12) будет равна:

(13)

где,, - дисперсия площади, момента сопротивления поперечного сечения с учетом возможных повреждений и дефектов и прочность свойств материала в зависимости от случайных условий;

Рассмотрим зависимость значения и момент сопротивления в расчете здания L=52,8м с шагом 12м, здания находится в III-ем ветровом районе.

Таблица 3. Зависимость и момент сопротивления (см3)

2,25

3,25

3,75

4,25

4,75

5,25

6262

6450,3

6492,2

6559,8

6586,8

6627,1

Рассмотрим стальные рамные конструкции бескрановых зданий, имеющие степень статической неопределимости n=1 (рис. 13.2). Расчет стальных рам выполняется в СРВ согласно TVCN 338- 2005.

а) определение вероятности безотказной работы сечений рам.

Для определения вероятности безотказной работы сечений рам, необходимо рассчитать ожидаемые и стандартные отклонения усилий.

Рис. 13.1. Схема тенденции механизма рамы, тип 1

Рис. 13.2. Схема тенденции механизма рамы, тип 2

Рис. 13.3. Схема тенденции механизма рамы, тип 3

Рис. 13.4. Схема тенденции механизма рамы, тип 4

- предложим, что напряжение в сечении i, так ; – случайные векторы основных переменных величин. По методу линеаризации отклонение :

,, (14)

дисперсия. В приближённом расчете, заменив, вычислим вероятность отказа. (15)

Индекс надежности. От, определяем вероятность отказа сечения рам : (16).

Вероятности безотказной работы сечения рам (17)

б) Оценка вероятности безотказной работы рамы

Можно считать, что в статически неопределимой системе полное разрушение наступает тогда, когда исчерпывается несущая способность такого числа связей, которое равно числу лишних связей системы плюс единицу. В ряде случаев может образоваться и, так называемое, избыточное разрушение, характеризуемое неравенством: ПШ>Л+1. Количество k – сечения в раме (рис. 13.1, а13.4, а), где возможна устройство шарниров (тенденция), если количество шарниров превышает два в k сечении шарниром, то тогда рама становится механизмом.

Число сочетания r создаваемого механизма (рис. 14) r=; Вероятность безотказной работы рамы при сочетаниях (j=1..r)., (18)

где – вероятности отказа элементов а и б ().

Вероятность безотказной работы рамы (19)

Рассмотрим бескрановые стальные рамы зданий пролетами: L=32,6 м; L=48 м; L=52,8 м с использованием двутаврового сечения (рис 1; 2; 3) и замкнутых профилей. Шаг рам принят 6, 9, 12, 18, 24 м. Материалом стержней является сталь марки СТ42 предела текучести.

По проекту срок службы зданий – 50 лет, с коэффициентом снижения значения нагрузок равным единице.

На рис. 14, 15, 16 показана вероятность безотказной работы рамы здания пролетами L=32,6 м (рис. 7.1); L=48 м (рис. 7.2); L=52, 8м (рис. 7.3); в зависимости от применений ЗТП и ДС в различных ветровых районах и при различных шагах.

Анализ численных экспериментов показал, что в раме L=32,6 м (высокая) под действием случайных параметров (ветер, предел текучести, температура) вероятность безотказной работы рамы Ps>0,9999. По классу ответственности вероятность безотказной работы рамы выше, чем у I класса. В раме L=48 м под действием случайных параметров – Ps рамы >0,9999. По классу ответственности вероятность безотказной работы рамы выше, чем у I класса.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»