Development of the statistical approach to the calculation of building structures

Сергій Пічугін

doi:10.26906/znp.2025.64.3893

Автор(и)

Сергій Пічугін Національний унівеситет "Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка"

DOI:

https://doi.org/10.26906/znp.2025.64.3893

Ключові слова:

ймовірнісні методи, статистичні методи, норми проєктування, коефіцієнт запасу, граничні стани

Анотація

Сучасний метод розрахунку будівельних конструкцій за граничними станами (раніше за допустимими напруженнями) є по суті напівймовірнісним. Основні параметри методу – значення навантажень, міцнісні характеристики матеріалів, розміри елементів тощо – мають змінний статистичний характер. Вони описуються ймовірнісними методами, на основі яких обґрунтовуються детерміновані параметри проектування, які в подальшому використовуються в розрахунках. Тому основна увага розробників норм приділялася накопиченню і статистичній обробці даних щодо окремих компонентів методики розрахунків. Між тим, паралельно з цим двоїстим методом протягом багатьох років розвивалися повністю ймовірнісні (статистичні) підходи до розрахунків, які містять цінні наукові результати, актуальні і в теперішній час. Метою статті є послідовний розгляд розроблених на протязі дев’яноста років підходів до впровадження загальних ймовірнісних методів розрахунку будівельних конструкцій. Початком цього процесу можна вважати кінець 1930-х років, коли відбувся справжній науковий наступ на коефіцієнт запасу, основу методу допустимих напружень, який здійснили вітчизняні і закордонні дослідники, було виявлено імовірнісний характер коефіцієнта міцності, представленого в канонічній формі добутку факторів, і отримано числові значення гарантії неруйнівності конструкції. 1950-1960-ті роки ознаменувалися безуспішними спробами прихильників імовірнісних методів впровадити в практику проектування концепцію резерву міцності та характеристики безпеки. Починаючи з 1970-х рр. вітчизняні фахівці активно розробляють імовірнісні методи, результати яких впроваджуються в нормативні документи. Відмічено, що в останні роки з'явилися публікації з пропозиціями щодо подальшого впровадження імовірнісних підходів у розрахунки. Окреслено коло задач будівельного проєктування, для яких притаманні саме статистичні моделі розв’язання. Підкреслено перспективність результатів цього наукового напрямку у створенні нового покоління норм проєктування будівельних конструкцій.

Посилання

1. Pichugin Sergii (2022). The allowable stress method is the basis of the modern method of calculating building structures according to limit states. Academic journal Industrial Machine Building, Civil Engineering, 1 (58), 17-32 https://doi.org/10.26906/znp.2022.58.3078.

2. Freudenthal A.M. (1947). The Safety of Structures. Proceedings ASCE, 112.1, 125-180

3. Wierzbicki W. (1936). Safety of Structures as a Probability Problem. Przeglad Techniczny, 690-696

4. Пічугін С.Ф., Махінько А.В. (2003). Використання концепції «гарантії неруйнівності» в оцінках надійності металевих конструкцій. Металеві конструкції, 6.1, 19-26

5. Пічугін С.Ф. (2024). Етапи розвитку загальної методики розрахунку будівельних конструкцій. Полтава: ТОВ «АСМІ»

6. Пічугін С.Ф. (2016). Розрахунок надійності будівельних конструкцій. Полтава: ТОВ «АСМІ»

7. Cornell C.A. (1967). Bounds on the Reliability of Structural Systems. Journal of the Structural Division, ASCE, 93.ST, 171-200

8. Pichugin Sergii (2020). Statistical strength characteristics of building structures materials. ICBI: Proceedings of the 3rd International Conference on Building Innovations, 313-330. DOI: 10.1007/978-3-030-85043-2_30 .

9. Pichugin Sergii (2020). Probabilistic basis development of standartization of snow loads on building structures. Academic journal Industrial Machine Building, Civil Engineering, 2 (55), 5-14. https://doi.org/10.26906/znp.2020.55.2335.

10. Pichugin Sergii (2021). Development of crane load codes on the basis of experimental research. Academic journal Industrial Machine Building, Civil Engineering, 1 (56), 18-29 https://doi.org/10.26906/znp.2021.56.2493

11. Pichugin Sergii (2021). Many years of experience of standarding the medium component of wind load on building structures. Academic journal Industrial Machine Building, Civil Engineering, 2 (57), 5-13. https://doi.org/10.26906/znp.2021.57.2579.

12. Pichugin Sergiy (2019). Scientific School «Reliability of Building structures»: new results and perspectives. Academic journal Industrial Machine Building, Civil Engineering, 2 (53), 5-12

13. Перельмутер А.В., Пічугін С.Ф. (2022). Відносно нової редакції ДБН В.1.2-14:2018. Наука та будівництво. 32.2, 19-29

14. Перельмутер А.В., Пічугін С.Ф. (2024). Метод граничних станів. Загальні положення та застосування в нормах проєктування. К.: «Софія-А»

15. ДБН В.1.2-14:2009 (2009). Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій та основ. К.: Мінрегіонбуд України

16. ДБН В.1.2-14:2018 (2018). Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель і споруд. К.: Мінрегіон України

17. Sergii F. Pichugin, Viktop P. Chichulin, Ksenia V. Chichulina (2019). Determination of the elements significance in the reliability of redundant frames. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 15(3), 109-119