Оцінка надійності сталевих стійок постійного перерізу

№ ва- рі- ан- ту Імовірнісний розрахунок Частотні характеристики Імовірність відмови
, МПа , МПа , Почат-кова Кін- цева
1 2 3 4 5 6 7 8
1 153,9 45,2 3,42 13,1 234,2 3,13·10-4 0,194
2 140,5 36,8 3,83 8,8 379,8 6,40·10-5 0,018
3 130,2 26,7 3,55 16,8 233,1 1,93·10-4 0,159
4 147,6 35,4 4,15 14,5 270,6 3,39·10-6 0,012
5 164,7 33,9 4,85 22,8 189,6 1,26·10-7 1,14·10-3

Результати, зведені в табл. 4.0, дозволяють простежити певні тенденції імовірнісного аналізу реальних сталевих стиснуто-зігнутих стійок. Передусім відмітимо, що для розглянутих порівняно легких стійок характеристика початкової безпеки (графа 7) відносно невелика = 3,42…4,85. У менший бік відрізняється 1-й варіант середньої стійки при легкій покрівлі за рахунок більшого впливу малозабезпеченого снігового навантаження. При переході до важкої покрівлі у 2-му варіанті маємо зростання β внаслідок відносного ослаблення впливу снігового навантаження. При збільшенні вантажопідйомності мостового крану відмічається деяке зменшення β, що є наслідком посилення впливу на згинальний момент горизонтального навантаження крану, імовірнісні параметри якого перевищують розрахункові значення [295]. Це важливо, оскільки в даному випадку для стійки з верхнім шарнірним кінцем, при незначному впливі вітрового навантаження на середні колони, згинальний момент формується в основному навантаженнями кранів. Очевидно, що при жорсткому сполученні стійок з ригелем, коли на момент також впливає постійне і снігове навантаження від покриття, надійність стійок повинна зрости в порівнянні з розглянутим випадком. Для крайніх стійок, де додатково прикладається вітрове навантаження, характеристика безпеки зростає для 4-го і 5-го варіантів, причому в останньому варіанті видно вплив деякого недонапружения при підборі стойки по ДБН [00].

Параметри оцінки надійності тих же стійок з урахуванням часу t в техніці випадкових процесів наведені в табл. 4.0. Ефективну частоту процесу резерву стійкості визначимо як для функції, близької до лінійної (див. нижче формули (4.36) і (4.37)). Аргумент К коефіцієнта широкополосності випадкового процесу резерву стійкості, визначається як відношення стандарту високочастотної складової, сформованої вертикальним і горизонтальним навантаженнями кранів, до стандарту низькочастотної складової, визначеної межею плинності, постійним, сніговим і вітровим навантаженнями.

Важливо відмітити, що розглянуті випадки відповідають порівняно невеликим , що знаходиться в області підвищених значень коефіцієнта широкополосності (графа 6 табл. 4.00), які істотно впливають на значення Q(t). У зв'язку з великим переважанням нормальної складової, в даних прикладах можна з повною підставою описувати щільність розподілу резерву стійкості нормальним законом.

Дані табл. 4.00, в якій враховується фактор часу, дають уявлення про імовірнісну забезпеченість запроектованих по нормах сталевих стійок постійного перерізу виробничих будівель, оснащених мостовими кранами. Зважаючи на варіанти 1 і 3 з підвищеною імовірністю відмови, можна зробити висновок про те, що можливі відмови стійок мають періодичність 250…300 років і більше. Враховуючи певну завищеність прийнятих в розрахунках узагальнених моделей навантажень (розділ 2 даної роботи) і відсутність аварій стійок під час експлуатації, можна вважати досить надійними характерні стійки постійного перерізу одноповерхових виробничих будівель з мостовими кранами.

Для усіх стійок характерна відносно велика частка сумарного зусилля від вертикального і горизонтального навантаження кранів (C3 = 0,68…0,79), невеликі частки cнігового і вітрового навантаження С1 = 0,13…0,30, С2 = 0,11…0,16, у зв'язку з чим усі варіанти табл. 4.00 потрапляють в лівий нижній кут поблизу початку координат графіку коефіцієнтів сполучення (рис. 0.00). При цьому варіанти 2 і 4 відповідають коефіцієнту сполучень = 0,80, а інші варіанти = 0,83…0,85, тобто близькі до нормованого коефіцієнта = 0,9. Врахування зниженого коефіцієнта сполучення для варіантів 2 і 4 вирівнює надійність усіх стійок.