Нормируемые значения вероятности отказа строительных конструкций

Учитывая изменчивую природу несущей способности и воздействий, проверка проектной надежности строительных конструкций сводится к обеспечению того, что вероятность наступления предельного состояния не должна превышать целевое (допустимое) значение. Этот метод известен как вероятностный метод проверки предельных состояний. Существуют более простые методы проверки предельных состояний для инженерных расчетов, наиболее популярным из которых является метод коэффициентов надёжности. Однако в той или иной степени все существующие методы проверки предельных состояний и, соответственно, методы обеспечения проектной надежности строительных конструкций основаны на вероятностном методе. По этой причине исследования и нормативное закрепление допустимых вероятностей отказа являются одной из первостепенных задач научного сообщества и национальных органов в области разработки строительных норм и правил. На основании аналитического обзора исследований представлено описание вероятности отказа и индекса надежности как мер проектной надежности; зафиксированы положения, на основании которых необходимо назначать целевое значение вероятности отказа, включая прямые и косвенные последствия отказа; представлены результаты сравнения численных значений индексов надежности. Наиболее полная методика определения целевых значений вероятности отказа изложена в международном стандарте ISO 2394. Данный стандарт содержит указания по определению целевых индексов надежности на основе экономической оптимизации, анализа индивидуального или общественного риска, а также индекса качества жизни. Однако данная методика и, в особенности, численные значения индексов надежности требуют адаптации с учетом экономических особенностей конкретной страны.

1. Митасов В.М., Адищев В.В., Стаценко Н.В. Концепция предельных состояний и их проверка по российским нормам и Еврокодам // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2017. №8. С. 15-23.

2. Харченко А.О., Харченко А.А., Владецкая Е.А. Использование вероятностных методов оценки надежности технических объектов на примере технологических и автомобильных систем // Мир транспорта и технологических машин. 2019. № 4(67). С. 3-10.

3. Герасимов Е.П. Использование вероятностных методов для вычисления нормативной надежности по трещиностойкости железобетонных изгибаемых элементов // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2018. № 1(44). С. 55-60.

4. Мкртычев О.В., Юрьев Р.В. Оценка надежности консольной плиты при действии повторяющихся землетрясений // Вестник МГСУ. 2010. № 3. С. 147-151.

5. Тамразян А.Г., Филимонова Е. А. Критерии формирования комплексной целевой функции железобетонной плиты с учетом анализа риска // Вестник МГСУ. 2013. № 10. С. 68-74.

6. Мкртычев О.В., Райзер В.Д. Теория надежности в проектировании строительных конструкций / Мкртычев О.В., Райзер В. Д. - Москва : Издательство АСВ, 2016. - 908 с.

7. Райзер В.Д. Очерк развития теории надежности и норм проектирования строительных конструкций // Сейсмостойкое строительство и безопасность сооружений. 2014. №2. С. 29-35.

8. Тамразян А.Г. Бетон и железобетон – проблемы и перспективы // Промышленное и гражданское строительство. 2014. №8. С. 30-33.

9. Уткин В.С., Соловьев С.А., Ярыгина О.В. Расчет несущих элементов конструкций по заданному значению надежности при неполной статистической информации // Строительство и реконструкция. 2020. № 1(87). С. 81-91. DOI: 10.33979/2073-7416-2020-87-1-81-91.

10. Diamantidis D., Holický M., Sýkora M. Reliability and Risk Acceptance Criteria for Civil Engineering Structures // Transactions of the VŠB - Technical University of Ostrava Civil Engineering Series. 2016. Vol. 16. P. 1-10. DOI: 10.1515/tvsb-2016-0008.

11. Diamantidis D., Sykora M. Reliability differentiation and uniform risk in standards: a critical review and a practical appraisal // Future Trends in Civil Engineering. 2019. P.242-260. DOI: 10.5592/CO/FTCE.2019.11.

12. Hingorani R., Tanner P., Prieto M., Lara C. Consequence classes and associated models for predicting loss of life in collapse of building structures. Structural Safety. 2020. Vol. 85. DOI: 10.1016/j.strusafe.2019.101910

13. Vrouwenvelder A. C. W. M. Target reliability as a function of the design working life // Structural engineering international. 2010. P. 62-65.

14. Тур В. В., Тур А.В., Дереченник С.С. О назначении требуемых мер надежности при разработке национальных нормативных документов по проектированию строительных конструкций // Вестник Брестского государственного технического университета. 2020. № 1. С. 2–15. Doi: 10.36773/1818-1212-2020-119-1-2-15.

15. Holicky M., Diamantidis D., Sykora M. Reliability levels related to different reference periods and consequence classes. Beton- und Stahlbetonbau. 2018. Vol. 113. P. 22-26. https://doi.org/10.1002/best.201800039

16. Baravalle M., Köhler J. A risk-based approach for calibration of design codes // Structural Safety. 2019. Vol. 78. P. 63-75.

17. Meinen N.E., Steenbergen R.D.J.M. Reliability levels obtained by Eurocode partial factor design - A discussion on current and future reliability levels. Heron. 2018. Vol. 63(3). P. 243-301.

18. Тур В. В., Надольский В. В. Целевые значения показателей проектной надежности в рамках концепции надежности, принятой в европейских нормах (Еврокодах) // Проблемы современного бетона и железобетона. 2015. Вып. 7. С. 178 – 192.

19. Надольский В.В., Тур В.В. Калибровка (определение) частного коэффициента для снеговой нагрузки при расчетах стальных конструкций // Вестник Брестского государственного технического университета. 2013. № 1(79). С. 169–172.

20. Надольский В.В., Мартынов Ю.С. Оценка требуемого (целевого) уровня надежности на основании предыдущего опыта нормирования // Вестник Полоцкого государственного университета. 2014. № 8. С. 27–34.

21. Надольский В.В., Голицки М., Сикора М., Тур В.В. Сопоставление уровней надежности, обеспечиваемых нормами Российской Федерации и Евросоюза // Вестник МГСУ. 2013. № 6. С. 7–20. DOI: 10.22227/1997-0935.2013.6.7-20.

22. Nadolski V.V., Holický M., Sýkora M. Comparison of the reliability levels provided by Eurocodes and by standards of the Republic of Belarus // Вестник МГСУ. 2013. № 2. С. 7–21.

23. Ditlevsen O., Friis-Hansen P. Life Quality Index an empirical or a normative concept? // International Journal of of Risk Assessment and Management. 2007. Vol. 7. P. 895 - 921. DOI: 10.1504/IJRAM.2007.014666.

24. Pandey M.D., Nathwani J. Life Quality Index for the Estimation of Societal Willingness-to-Pay for Safety. Structural Safety. 2004. Vol. 26. 181-199. DOI: 10.1016/j.strusafe.2003.05.001.

25. Holický M. Optimisation of the target reliability for temporary structures // Civil Engineering and Environmental Systems. 2013. Vol. 30(2). P. 87-96.

26. Allen D.E. Limit states criteria for structural evaluation of existing buildings. Canadian Journal of Civil Engineering, 1991. Vol. 18(6). P. 995-1004.

27. Steenbergen R., Sýkora M., Diamantidis D., Holický M. Economic and human safety reliability levels for existing structures // Structural Concrete. 2015. Vol. 16(3). P. 323-332.

28. Fischer K., Virguez E., Sánchez-Silva M., Faber M.H. On the assessment of marginal life saving costs for risk acceptance criteria. Structural Safety. 2013. Vol. 44. P. 37–46. doi: 10.1016/j.strusafe.2013.05.00.

29. Tanner P., Hingorani R. Acceptable risks to persons associated with building structures. Structural Concrete. 2015. Vol. 16(3). Pp. 314-22.

30. Sýkora M., Diamantidis D., Holický M., Jung K. Target Reliability for Existing Structures Considering Economic and Societal Aspects // Structure and Infrastructure Engineering. 2017. Vol. 13. P. 181-194.

31. Eldukair Z.A., Ayyub B.M. Analysis of recent U.S. structural and construction failures // Journal of Performance of Constructed Facilities. 1991. Vol. 5. P. 57-73.

32. Steenbergen R.D.J.M., Vrouwenvelder A.C.W.M. Safety philosophy for existing structures and partial factors for traffic loads on bridges. Heron. 2010. Vol. 55(2). P. 123 – 139.

33. Vrijling J.K., van Gelder P.H.A.J.M., Ouwenkerk S.J. Criteria for acceptable risk in the Netherlands. // Infrastructure Risk Management Processes. 2005. P. 143-157. DOI: 10.1061/9780784408155.ch05.

34. Vrouwenvelder T., Scholten N. Assessment criteria for existing structures // Structural Engineering International. 2010. Vol. 20. P. 62-65.

35. Aven T., Heide B. Reliability and validity of risk analysis. Reliability Engineering & System Safety, 2009. Vol. 94(11). P. 1862-1868. DOI: 10.1016/j.ress.2009.06.003

36. Cornell C., Jalayar F., Hamburger R., Foutch D. Probabilistic basis for 2000 SAC Federal Emergency Management Agency steel moment frame guidelines. Journal of Structural Engineering ASCE. 2002. Vol. 128(4). p. 526 533.