Обзор статьи

Вероятностный расчет статически неопределимых ферм на заданный индекс надежности

УДК: 

624.046.5

DOI: 

10.23968/1999-5571-2025-22-6-13-22

Страницы: 

13-22

Аннотация: 

Разработан вероятностный подход к оценке надежности стальных ферм на основе метода Монте- Карло (MCS). Предложен алгоритм, учитывающий случайные нагрузки, свойства материалов и геометрические параметры сечений. Сравнительный анализ показал, что статически определимые системы при равной надежности могут быть менее материалоемки, чем неопределимые. Вероятность безотказной работы обоснована как универсальный критерий сравнения надежности. Результаты численных экспериментов демонстрируют значительное влияние допусков на геометрические параметры сечений на надежность конструкции, что подтверждает важность учета вероятностной природы случайных величин в проектировании для оптимизации конструктивных решений.

Список цитируемой литературы: 

  1. Соловьев С. А., Соловьева А. А. Надежность строительных конструкций: история, анализ, прогноз. М.: АСВ, 2025. 468 с

  2. Лебедева И. В., Петрова Т. А. Анализ современных подходов к оценке надежности в строительстве // Вестник НИЦ "Строительство". 2023. № 3 (38). С. 20-36

  3. Надольский В. В. Нормируемые значения вероятности отказа строительных конструкций // Строительство и реконструкция. 2024. № 5. С. 70-81

  4. Song J., Kang W.-H., Lee Y.-J., Chun J. Structural system reliability: Overview of theories and applications to optimization // ASCE-ASME Journal of Risk and Uncertainty in Engineering Systems, Part A: Civil Engineering. 2021. Vol. 7 (2). Art. 03121001. DOI 10.1061/ AJRUA6.0001122

  5. Kaveh A., Hamedani K. B., Kamalinejad M. Set theoretical variants of optimization algorithms for system reliability-based design of truss structures // Periodica Polytechnica Civil Engineering. 2021. Vol. 65 (3). Pp. 717-729. DOI 10.3311/PPci.17519

  6. Potrzeszcz-Sut B. Reliability analysis of shell truss structure by hybrid Monte Carlo method // Journal of Theoretical and Applied Mechanics. 2020. Vol. 58 (2). Pp. 469-482. DOI 10.15632/jtam-pl/118886

  7. Kirby J., Zhou S., Xie Y. M. Optimal fail-safe truss structures: new solutions and uncommon characteristics // Acta Mechanica Sinica. 2022. Vol. 38 (6). 421564. DOI 10.1007/s10409-022-09028-3

  8. Karmakar C. Reliability Based Approach To Study The Critical Failure Path Of Truss Structures: dissertation. Kolkata, 2019. 146 p. URL: http://20.198.91.3:8080/jspui/bitstream/123456789/7045/1/M.Tech%28Constr...

  9. Spyridis P., Strauss A. Robustness assessment of redundant structural systems based on design provisions and probabilistic damage analyses // Buildings. 2020. Vol. 10 (12). P. 213. DOI 10.3390/buildings10120213

  10. Kubicka K., Radoń U. The system reliability of steel trusses with correlated variables // Archives of Civil Engineering. 2024. Vol. 70 (2). Pp. 163-178. DOI 10.24425/ace.2024.149857

  11. Ayyub B. M., Haldar A. Practical structural reliability techniques // Journal of structural engineering. 1984. Vol. 110 (8). Pp. 1707-1724. DOI 10.1061/ (ASCE)0733-9445(1984)110:8(1707)

  12. Ghasemi S. H., Nowak A. S. Reliability index for non-normal distributions of limit state functions // Structural Engineering and Mechanics. 2017. Vol. 62 (3). Pp. 365-372. DOI 10.12989/sem.2017.62.3.000

  13. Соловьева А. А., Соловьев С. А., Умнякова Н. П., Кочкин А. А. Вероятностная оценка надежности стальных ферм по критерию прогиба на основе р-блоков // Строительство и реконструкция. 2022. № 4 (102). С. 64-74. DOI 10.33979/2073-7416-2022-102-4-64-74

  14. Keshtegar B., Meng Z. A hybrid relaxed firstorder reliability method for efficient structural reliability analysis // Structural Safety. 2017. Vol. 66. Pp. 84-93

  15. Zhao Y.-G., Ono T. Moment methods for structural reliability // Structural Safety. 2001. Vol. 23 (1). Pp. 47-75.

  16. Roy A., Chakraborty S. Reliability analysis of structures by a three-stage sequential sampling based adaptive support vector regression model // Reliability Engineering & System Safety. 2022. Vol. 219. Art. 108260. ISSN 0951-8320. DOI 10.1016/j.ress.2021.108260

  17. Zheng Z., Beer M., Nackenhorst U. Efficient stochastic modal decomposition methods for structural stochastic static and dynamic analyses // International Journal for Numerical Methods in Engineering. 2024. Vol. 125 (12). e7469. DOI 10.1002/nme.7469

  18. Гринберг Е. И., Монахов В. А. Автоматизированный расчет шарнирных ферм в смешанной форме МКЭ // Региональная архитектура и строительство. 2010. № 1. С. 53-57. EDN MQPJLB

  19. Ben-Haim Y., Elishakoff I. Convex models of uncertainty in applied mechanics. Amsterdam: Elsevier, 1990. 240 p

  20. Jiang C., Zhang Q. F., Han X., Qian Y. H. A nonprobabilistic structural reliability analysis method based on a multidimensional parallelepiped convex model // Acta Mechanica. 2014. Vol. 225 (2). Pp. 383-395. DOI 10.1007/s00707-013-0975-2

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Иньков А. Э. Вологодский государственный университет Вологда, Россия

Соловьев С. А. Вологодский государственный университет Вологда, Россия

Савин С. Н. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Другие статьи авторов: 

Ссылка на статью в НЭБ: 

https://elibrary.ru/item.asp?id=89074813

Выпуск журнала

№ 6 (113) Декабрь 2025