Ашот Георгиевич Тамразян — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой железобетонных и каменных конструкций, член-корреспондент РААСН
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Scopus: 55975413900
Ashot G. Tamrazyan — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures, Corresponding member of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Scopus: 55975413900
Анатолий Викторович Алексейцев — доктор технических наук, доцент, доцент кафедры железобетонных и каменных конструкций
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Scopus: 57191530761, ResearcherID: I-3663-2017
Anatoly V. Alekseytsev — Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Scopus: 57191530761, ResearcherID: I-3663-2017
Елена Сергеевна Мишина — студент
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Elena S. Mishina — student
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Введение. Проблема обеспечения механической безопасности зданий и сооружений при аварийных воздействиях силового и средового характера сопряжена с необходимостью оценки их живучести. Свойство живучести объектов проявляется после наступления аварийной ситуации и тесно связано с процессом оценки устойчивости конструктивной системы к прогрессирующему разрушению. В настоящее время существуют предложения по оценке живучести в концептуальном виде и в виде общих аналитических выражений, требующих адаптации к конкретной конструктивной системе. Предлагаются методика и пример одного из вероятностных показателей расчета живучести.
Материалы и методы. Вероятностный показатель вычисляется на основе классической теории надежности с модификацией формулы для индекса надежности, в которую входят значения случайных величин изгибающих моментов, воспринимаемых сечением, и моментов, вызванных внешней нагрузкой. Показатель вычисляется для схемы разрушения, не предполагающей образование вантового механизма, т.е. прогрессирующее разрушение локализуется путем образования нескольких пластических шарниров с учетом работы бетона в предельном состоянии. Для моделирования случайных величин используется метод статистических испытаний с учетом экспериментальных данных о разбросах нагрузок и механических характеристик материалов.
Результаты. Рассмотрен пример двух сценариев аварийных воздействий на монолитную раму многоэтажного здания, превентивно спроектированную с учетом возможности восприятия аварийных воздействий. Смоделированы разбросы предельных изгибающих моментов, вычислены характеристики надежности элементов, вероятности безотказной работы системы с учетом локализации прогрессирующего разрушения, вероятностный показатель живучести для каждой аварийной ситуации.
Выводы. Предложена методика количественной оценки живучести на основе вероятностного показателя, учитывающего возможность безотказной работы части конструктивных элементов системы и отказа отдельных элементов в зоне локализации аварийного воздействия. Показана работоспособность предлагаемой методики на конкретных примерах, что позволит оценивать живучесть как проектируемых, так и восстанавливаемых конструктивных систем.
Introduction. The problem of ensuring mechanical safety of buildings and structures under emergency impacts of force and environmental character is associated with the need to assess their robustness. The property of robustness of objects is manifested after the onset of an emergency situation and is closely related to the process of assessing the stability of a structural system to progressive collapse. Currently, there are proposals for robustness assessment in conceptual form and in the form of general analytical expressions that require adaptation to a specific structural system. This paper proposes a methodology and an example of the probabilistic indices of robustness calculation.
Materials and methods. The probabilistic index is calculated on the basis of the classical reliability theory with modification of the formula for the reliability index, which includes the values of random values of bending moments perceived by the section and moments caused by external load. The index is calculated for a failure pattern that does not involve the formation of a cable-stayed mechanism, i.e. the progressive failure is localized by the formation of several plastic hinges, taking into account the operation of the concrete in the limit state. A statistical test method is used to model random variables, considering experimental data on load variation and mechanical characteristics of materials.
Results. An example of two scenarios of accidental impacts on the monolithic frame of a multistory building, preventively designed with consideration of the possibility to taking accidental impacts, is considered. The scattering of ultimate bending moments is simulated, the reliability characteristics of elements, the probabilities of failure-free operation of the system with account of localization of progressive failure are calculated, the probabilistic survivability index for each emergency situation is calculated.
Conclusions. The methodology of quantitative assessment of survivability on the basis of probabilistic index, which includes the possibility of failure-free operation of a part of structural elements of the system and failure of individual elements in the zone of localization of emergency impact, is proposed. The operability of the proposed methodology on specific examples is shown, which will allow to estimate the robustness of both designed and reconstructed structural systems.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.