Відображення статистичного характеру міцності сталі у нормах проєктування сталевих конструкцій

Ключові слова: міцність сталі, межа текучості, нормативний опір, розрахунковий опір, коефіцієнт однорідності

Анотація

Стаття містить систематизований огляд публікацій у ведучих науково-технічних журналах із проблеми статистичного опису міцності будівельних сталей. Міцність сталі – це вирішальний параметр несучої здатності будівельних металевих конструкцій. Тому об’єктивне оцінювання міцності сталі має велике значення для забезпечення і розрахунку надійності конструкцій та належного обґрунтування норм проєктування. За наявності численних факторів, що впливають на міцність сталі, цілком природно, що показники міцності мають певну змінність, наочне уявлення про яку дають статистичні криві розподілу різних характеристик сталі. Межа текучості й інші механічні характеристики сучасних сталей мають статистичний розкид, котрий добре описується нормальним законом, що було неодноразово підтверджено даними випробування зразків сталі. Заводські випробування міцності сталі виконуються багато років у великих масштабах, створюючи значний масив статистичної інформації, проте загальна інформаційна база цих даних відсутня. Головну увагу приділено вибірці статистичних характеристик міцності сталей різного періоду, таких як математичне сподівання, середньоквадратичне відхилення (стандарт), коефіцієнт варіації та ін. Аналіз підтвердив високу
забезпеченість нормативних опорів  і кутової сталі, швелерів та балок з маловуглецевої сталі марок Ст3пс і Ст3сп. У більшості випадків виконується  вимога про забезпеченість значень нормативних опорів будівельних матеріалів з імовірністю 0,95 для сталі марки Ст3. Показано, що забезпеченість розрахункових опорів профільного прокату зі сталей Ст3сп і Ст3пс завжди вища від імовірності 0,999. Наведено дані статистичної обробки результатів механічних випробувань низьколегованих будівельних сталей 14Г2, 10Г2С1, 15ХСНД, 10ХСНД та високоміцних сталей.
Подані у статті дані  призначені для використання у чисельних розрахунках надійності конструкцій. Проаналізовано еволюцію норм проєктування сталевих конструкцій у сенсі призначення нормативних і розрахункових опорів та залучення до цього дослідних статистичних даних

Посилання

[1]. Streletsky NS (1940). On the question of determining the allowable stresses. Construction Industry, 7, 28-35.
[2]. Baldin VA (1961). Calculation of steel structures by limit states. Proceedings of the international meeting on the calculation of building structures (Moscow, December 1958). M .: Gosstroyizdat. 221-233.
[3]. Chernova MP (1965). Statistical studies of some technological properties of construction steels. University news. Construction and Architecture, 9, 3-9.
[4]. Sokolovsky PI (1968). Quality of modern low-carbon steel St3. Industrial Construction, 1, 41-44.
[5]. Arone RG, Uritsky MR (1970). Provision of normanive and design resistances in construction steels. Structural Mechanics and Structure Calculation, 3, 35-39.
[6]. Baldin VA, Uritsky MR (1978). Provision of normative and calculated resistances of low-carbon steel for building metal structures. Industrial Construction, 6, 19-21.
[7]. Baldin VA, Belsky GE (1980). The main provisions of the calculation of steel structures to the limit states. University news. Construction and Architecture, 11, 3-21.
[8]. Skladnev NN, Gorpinchenko VM, Odessky PD, Uritsky MR (1987). Reducing the metal consumption of steel structures by improving of standards. Construction mechanics and calculation of structures, 5, 6 -9.
[9]. Belyaev VF, Gladstein LI, Artikov GA (1995). Selection of design resistances of steel of closed bent-welded profiles. Industrial and Civil Engineering, 5, 30-32.
[10]. Belyaev BI (1960). About design resistance for rolling steel grade NL2 (15HSND). Industrial Construction, 1, 35-36.
[11]. Uvarov B.Yu. (1969). Statistical analysis of 10G2S1 sheet steel test results. Industrial Construction, 3, 30-31.
[12]. Mukhanov K.K., Ishmeneva L.N. (1981) Statistical analysis of the properties of high-strength steel grade 12GN2MFAYU. University news. Construction and Architecture, 4, 133-136.
[13]. Ishmeneva L.N. (1983) Statistical analysis of the properties of high-strength steel with nitride hardening grade 16G2AF. University news. Construction and Architecture, 7, 14-18.
[14]. Vedyakov I.I., Odesskiy P.D. (2013). Steels of the 3rd generation for building structures. Industrial and civil construction, 7, 23-28.
[15]. Vedyakov I.I., Odesskiy P.D., Forkheim K., Kulik V.U. (2011). About application of new steels in unique metal structures. Industrial and civil construction, 6, 66-70.
[16]. Vedyakov I.I., Odesskiy P.D., Gurov S.V. (2018). About regulation of materials in the new of rules SP 16.13330.2017 «Steel structures. Actualized edition of SNIP II-23-81*». Industrial and civil construction, 8, 61-69.
[17]. Sadowski A.J., Rotter J.M., Reinke T, Ummenhofer T. (2015). Statistical analysis of the material properties of selected structural carbon steels. Structural Safety, 3C, 26-35.
doi.org/10.1016/j.strusafe.2014.12.002
[18]. Schmidt B.J. & Bartlett F.M. (2003). Review of resistance factor for steel: resistances distributions and resistance factor calibration. Canadian Journal of Civil Engineering, 29, 109-118.
[19]. Melcher J., Kala Z., Holický M., Fajkus M. & Rozlívka L. (2004). Design characteristics of structural steels based on statistical analysis of metallurgical products. Journal of Constructional Steel Research, 60, 795-808.
[20]. Agostoni N., Ballio G. & Poggi C. (1994). Statistical analysis of the mechanical properties of structural steel. Costruzioni Metalliche, 2, 31-39.
[21]. Perelmuter A., Pichugin S. (2017). On One Safety Characteristic of Buildings. Journal of Civil Engineering and Architecture Research. Los Angeles, USA: Ethan Publishing Company, Vol. 4, No. 5, 2035-2044.
[22]. Pichugin S. (2018). Reliability Estimation of Industrial Building Structures. Magazine of Civil Engineering, 83(7), 24–37.
doi: 10.18720/MCE.83.3
[23]. Pichugin S. (2019). Scientific School «Reliability of Building structures»: new results and perspectives. Academic Journal. Series: Industrial Machine Building, Civil Engineering, 2(53), 5-12.
doi.org/10.26906/znp.2019.53.1880
[24]. Pichugin S., Makhinko N. (2019). High-strength steel grades application for silos structures. Academic Journal. Series: Industrial Machine Building, Civil Engineering, 1(52), 51-57.
doi.org/10.26906/znp. 2019.52.1674
Опубліковано
2020-12-30
Як цитувати
Pichugin Sergii Відображення статистичного характеру міцності сталі у нормах проєктування сталевих конструкцій / Sergii Pichugin, Mukhlis Hajiyev // ACADEMIC JOURNAL Industrial Machine Building, Civil Engineering. – Полтава: ПНТУ, 2020. – Т. 1 (54). – С. 11-18. – doi:https://doi.org/10.26906/znp.2020.54.2263.