Вероятностный анализ надежности армированных балок из древесно-цементного композита
https://doi.org/10.33979/2073-7416-2025-117-1-60-71
Аннотация
В статье представлен алгоритм вероятностного анализа армированных балок из древесно-цементного композита на заданный уровень надежности. В качестве требуемого уровня надежности используются показатели индекса надежности и вероятности безотказной работы. Выполнены экспериментальные исследования балки из древесноцементного композита со стальной арматурой. Представленный подход позволяет определить наиболее рациональное армирование, исходя из экономических факторов и уровня безопасности объекта. На основе вероятностных алгоритмов можно назначить допуски по размерам сечения балки и по расположению арматуры, исходя из обеспечения требуемого уровня вероятности безотказной работы. Конструкции армированных балок из древесно-цементного композита могут быть использованы в качестве несущих и самонесущих перемычек, обладая более высокой паропроницаемостью и энергоэффективностью по сравнению с перемычками из тяжелого бетона. Допустимый уровень вероятности отказа может быть назначен для группы элементов объекта индивидуально, исходя из критерия допустимого риска.
Ключевые слова
надежность,
вероятность отказа,
древесно-цементный композит,
случайная величина,
арматура,
легкий бетон,
вероятностное проектирование,
перемычка
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №23-79-01035, https://rscf.ru/project/23-79-01035/
Об авторах
С. А. Соловьев
ФГБОУ ВО «Вологодский государственный университет»
Россия
Россия
Соловьев Сергей Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры промышленного и гражданского строительства
г. Вологда, ул. Ленина, д. 15
Л. С. Шевцов
ФГБОУ ВО «Вологодский государственный университет»
Россия
Россия
Шевцов Леонид Сергеевич, аспирант, преподаватель кафедры промышленного и гражданского строительства
г. Вологда, ул. Ленина, д. 15
А. А. Соловьева
ФГБОУ ВО «Вологодский государственный университет»
Россия
Россия
Соловьева Анастасия Андреевна, старший преподаватель кафедры промышленного и гражданского строительства
г. Вологда, ул. Ленина, д. 15
Список литературы
1. Долматов С. Н., Колесников П. Г. Исследование влияния стальных теплопроводных включений на теплотехнические свойства ограждающей конструкции из древесно-цементного композита // Хвойные бореальной зоны. 2022. Т. 40. №. 1. С. 76-83.
2. Обрезкова, В. А. Исследование изгибаемых предварительно напряженных конструкций из поризованного арболита: специальность. 05.23.01 Строительные конструкции, здания и сооружения: автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук / В. А. Обрезкова. Самара: СГАСУ, 2005. 20 с.
3. Dolmatov S. N., Kolesnikov P. G. Wood-Cement Composite and its Reinforcement with Wooden Bars // Key Engineering Materials. 2022. Vol. 910. Pp. 982-987.
4. Егорова Е.М., Липей О.А. Коррозионная стойкость арматуры в поризованном арболите // Бетон и железобетон. № 10. 1988. С. 39-40.
5. Andre N., Cho H. W., Baek S. H., Jeong M. K., Young, T. M. Prediction of internal bond strength in a medium density fiberboard process using multivariate statistical methods and variable selection // Wood Science and Technology. 2008. No. 42. Pp. 521-534.
6. Sanaev V. G., Zaprudnov V. I., Gorbacheva G. A., Oblivin A. N. Factors affecting the quality of wood-cement composites // Bulletin of the Transilvania University of Brasov. Series II: Forestry. Wood Industry. Agricultural Food Engineering. 2016. Vol. 9. No.2. Pp. 63-70.
7. Fadiel A.A.M., AbuLebdeh, T., Petrescu, F.I.T. Assessment of Woodcrete Using Destructive and NonDestructive Test Methods // Materials. 2022. No. 15. Pp. 3066.
8. Korolev A., Koroleva Y., Gusev D. Wood (arbolit) concrete for bearing span structures // Construction of Unique Buildings and Structures. 2023. No. 107. Article No 10705.
9. Наназашвили, И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. Ленинград: Стройиздат, 1990. 415 с.
10. Ягубкин А. Н. Влияние влажности на водостойкость и долговечность арболитовых изделий // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. 2012. С. 60-63.
11. Jiang C., Lu G. Y., Han X., Liu L. X. A new reliability analysis method for uncertain structures with random and interval variables // International Journal of Mechanics and Materials in Design. 2012. No. 8. Pp. 169-182.
12. Харитонов В. А., Николаевн И. Н., Петров И. М. Анализ уровня качества арматурной стали А400С и А500С на основе методов математической статистики // Качество в обработке материалов. 2016. №. 1(5). С. 18- 22.
13. Zeng C., Zhu J. H., Xiong C., Li Y., Li D., Walraven J. Analytical model for the prediction of the tensile behaviour of corroded steel bars // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 258. Pp. 120290.
14. Djavanroodi F., Salman A. Variability of mechanical properties and weight for reinforcing bar produced in Saudi Arabia // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 230. No. 1. Pp. 012002.
15. Соловьев С. А., Соловьева А.А. Метод вероятностного анализа надежности элементов конструкций на основе граничных функций распределения // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. № 10. С. 1545-1555.
16. Zhang H., Mullen R. L., Muhanna R. L. Interval Monte Carlo methods for structural reliability // Structural Safety. 2010. Vol. 32. No. 3. Pp. 183-190.
17. Marek P., Brozzetti J., Guštar M. Probabilistic Assessment of Structures Using Monte Carlo Simulation. Czech Republic, Prague: CAS, 2003. 471 p.
18. Solovyev S., Solovyeva A. Structural reliability analysis using evidence theory and fuzzy probability distributions // Magazine of Civil Engineering. 2021. No. 7(107).
19. Yang M., Zhang D., Han X. New efficient and robust method for structural reliability analysis and its application in reliability-based design optimization // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2020. Vol. 366. Pp. 113018.
20. Meng Z., Li G., Wang X., Sait S. M., Yıldız, A. R. A comparative study of metaheuristic algorithms for reliability-based design optimization problems // Archives of Computational Methods in Engineering. 2021. No. 28. Pp. 1853-1869.
Рецензия
Для цитирования:
Соловьев С.А., Шевцов Л.С., Соловьева А.А. Вероятностный анализ надежности армированных балок из древесно-цементного композита. Строительство и реконструкция. 2025;1(1):60-71. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2025-117-1-60-71
For citation:
Solovyev S.A., Shevcov L.S., Solovyeva A.A. Probabilistic reliability analysis of reinforced wood-cement composite beams. Building and Reconstruction. 2025;1(1):60-71. (In Russ.) https://doi.org/10.33979/2073-7416-2025-117-1-60-71
Просмотров:
80
Послать статью по эл. почте 