АннотацияОб авторахСписок литературы
Надежность строительных конструкций является одним из ключевых показателей механической безопасности. Рассмотрены современные проблемы оценки индекса надежности строительных конструкций, связанные с анализом статистических данных и построением математических моделей предельных состояний. Продемонстрировано использование р-блоков как перспективных и эффективных моделей случайных величин, позволяющих более достоверно описывать их распределение вероятностей. Численный пример оценки индекса надежности отражает тот факт, что даже выборки, основанные на большом объеме экспериментальных данных, требуют использования положений интервального анализа, нечеткого анализа и других современных теорий анализа данных. На численном примере показана проблема инвариантности математических моделей предельных состояний для вероятностного анализа надежности, вследствие которой различные формы одной математической модели приводят к различным оценкам индекса надежности. Развитие численных методов расчета строительных конструкций и увеличение вычислительных мощностей не позволяет повысить достоверность вероятностной оценки надежности строительных конструкций на базе классических вероятностно-статистических методов. Возникает необходимость развития методов анализа надежности на базе современных методов и вычислительных алгоритмов. Отмечены перспективные направления развития методов анализа надежности строительных конструкций.
С.А. СОЛОВЬЕВ1, канд. техн. наук,
А.А. СОЛОВЬЕВА1, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Н.П. УМНЯКОВА2,3, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.А. КОЧКИН1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
А.А. СОЛОВЬЕВА1, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Н.П. УМНЯКОВА2,3, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.А. КОЧКИН1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
1 Вологодский государственный университет (160000, г. Вологда, ул. Ленина, 15)
2 Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН) (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
3 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
1. Mkrtychev O.V., Rajzer V.D. Teoriya nadezhnosti v proektirovanii stroitel’nyh konstrukcij [Reliability theory in structural design]. Moscow: ASV. 2016. 908 p.
2. Faes M. G., Daub M., Marelli S., Patelli E., Beer M. Engineering analysis with probability boxes: a review on computational methods. Structural Safety. 2021. Vol. 93, pp. 102092.
3. Тамразян А. Г. Расчет элементов конструкций при заданной надежности и нормальном распределении нагрузки и несущей способности // Вестник МГСУ. 2012. № 10. С. 109–115.
4. 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. С. 81–91.
5. Kabir S., Papadopoulos Y. A review of applications of fuzzy sets to safety and reliability engineering. International Journal of Approximate Reasoning. 2018. Vol. 100, рp. 29–55.
6. Соловьева А.А., Соловьев С.А. Исследование развития моделей случайных величин в расчетах надежности строительных конструкций при неполной статистической информации // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. Вып. 5. С. 587–607.
7. Cao L., Liu J., Han X., Jiang C., Liu Q. An efficient evidence-based reliability analysis method via piecewise hyperplane approximation of limit state function. Structural and Multidisciplinary Optimization. 2018. Vol. 58 (1), pp. 201–213.
8. Jiang S.H., Papaioannou I., Straub D. Bayesian updating of slope reliability in spatially variable soils with in-situ measurements. Engineering Geology. 2018. Vol. 239, pp. 310–320.
9. Hasofer A.M., Lind N.C. Exact and Invariant Second-Moment Code Format. Journal of the Engineering Mechanics Division. 1974. Vol. 100. No. 1, pp. 111–121.
10. Choi S.K., Grandhi R., Canfield R.A. Reliability-based structural design. London: Springer-Verlag London, 2007. 306 p.
11. Tvedt L. Distribution of quadratic forms in normal space-application to structural reliability. Journal of engineering mechanics. 1990. Vol. 116. No. 6, pp. 1183–1197.
12. Глухов Д.О., Богуш Р.П., Лазовский Е.Д., Глухова Т.М. Полный вероятностный расчет надежности конструктивного железобетонного элемента // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. F. Строительство. Прикладные науки. 2017. № 16. С. 67–76.
13. Keshtegar B., Meng Z. A hybrid relaxed first-order reliability method for efficient structural reliability analysis. Structural Safety. 2017. Vol. 66, pp. 84–93.
14. Keshtegar B., Chakraborty S. A hybrid self-adaptive conjugate first order reliability method for robust structural reliability analysis. Applied Mathematical Modelling. 2018. Vol. 53, pp. 319–332.
15. Liu X., Kuang Z., Yin L., Hu L. Structural reliability analysis based on probability and probability box hybrid model. Structural Safety. 2017. No. 68, pp. 73–84.
16. Simon C., Bicking F. Hybrid computation of uncertainty in reliability analysis with p-box and evidential networks. Reliability Engineering & System Safety. 2017. Vol. 167, pp. 629–638.
17. Xu L., G. Cheng. Discussion on: moment methods for structural reliability. Structural Safety. 2003. Vol. 25. No. 2, pp. 193–199.
18. Адищев В.В., Шмаков Д.С. Метод построения функции принадлежности с «прямой» обработкой исходных данных // Труды НГАСУ. 2013. Т. 16. № 2. С. 45–66.
19. Fang Y., Tee K.F. Structural reliability analysis using response surface method with improved genetic algorithm. Structural Engineering and Mechanics. 2017. Vol. 62. No. 2, pp. 139–142.
20. Linxiong H., Huacong L., Kai P., Hongliang X. A novel kriging based active learning method for structural reliability analysis. Journal of Mechanical Science and Technology. 2020. Vol. 34 (4), pp. 1545–1556.
21. Afshari S. S., Enayatollahi F., Xu X., Liang X. Machine learning-based methods in structural reliability analysis: A review. Reliability Engineering & System Safety. 2022. Vol. 219, pp. 108223.
2. Faes M. G., Daub M., Marelli S., Patelli E., Beer M. Engineering analysis with probability boxes: a review on computational methods. Structural Safety. 2021. Vol. 93, pp. 102092.
3. Тамразян А. Г. Расчет элементов конструкций при заданной надежности и нормальном распределении нагрузки и несущей способности // Вестник МГСУ. 2012. № 10. С. 109–115.
4. 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. С. 81–91.
5. Kabir S., Papadopoulos Y. A review of applications of fuzzy sets to safety and reliability engineering. International Journal of Approximate Reasoning. 2018. Vol. 100, рp. 29–55.
6. Соловьева А.А., Соловьев С.А. Исследование развития моделей случайных величин в расчетах надежности строительных конструкций при неполной статистической информации // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. Вып. 5. С. 587–607.
7. Cao L., Liu J., Han X., Jiang C., Liu Q. An efficient evidence-based reliability analysis method via piecewise hyperplane approximation of limit state function. Structural and Multidisciplinary Optimization. 2018. Vol. 58 (1), pp. 201–213.
8. Jiang S.H., Papaioannou I., Straub D. Bayesian updating of slope reliability in spatially variable soils with in-situ measurements. Engineering Geology. 2018. Vol. 239, pp. 310–320.
9. Hasofer A.M., Lind N.C. Exact and Invariant Second-Moment Code Format. Journal of the Engineering Mechanics Division. 1974. Vol. 100. No. 1, pp. 111–121.
10. Choi S.K., Grandhi R., Canfield R.A. Reliability-based structural design. London: Springer-Verlag London, 2007. 306 p.
11. Tvedt L. Distribution of quadratic forms in normal space-application to structural reliability. Journal of engineering mechanics. 1990. Vol. 116. No. 6, pp. 1183–1197.
12. Глухов Д.О., Богуш Р.П., Лазовский Е.Д., Глухова Т.М. Полный вероятностный расчет надежности конструктивного железобетонного элемента // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. F. Строительство. Прикладные науки. 2017. № 16. С. 67–76.
13. Keshtegar B., Meng Z. A hybrid relaxed first-order reliability method for efficient structural reliability analysis. Structural Safety. 2017. Vol. 66, pp. 84–93.
14. Keshtegar B., Chakraborty S. A hybrid self-adaptive conjugate first order reliability method for robust structural reliability analysis. Applied Mathematical Modelling. 2018. Vol. 53, pp. 319–332.
15. Liu X., Kuang Z., Yin L., Hu L. Structural reliability analysis based on probability and probability box hybrid model. Structural Safety. 2017. No. 68, pp. 73–84.
16. Simon C., Bicking F. Hybrid computation of uncertainty in reliability analysis with p-box and evidential networks. Reliability Engineering & System Safety. 2017. Vol. 167, pp. 629–638.
17. Xu L., G. Cheng. Discussion on: moment methods for structural reliability. Structural Safety. 2003. Vol. 25. No. 2, pp. 193–199.
18. Адищев В.В., Шмаков Д.С. Метод построения функции принадлежности с «прямой» обработкой исходных данных // Труды НГАСУ. 2013. Т. 16. № 2. С. 45–66.
19. Fang Y., Tee K.F. Structural reliability analysis using response surface method with improved genetic algorithm. Structural Engineering and Mechanics. 2017. Vol. 62. No. 2, pp. 139–142.
20. Linxiong H., Huacong L., Kai P., Hongliang X. A novel kriging based active learning method for structural reliability analysis. Journal of Mechanical Science and Technology. 2020. Vol. 34 (4), pp. 1545–1556.
21. Afshari S. S., Enayatollahi F., Xu X., Liang X. Machine learning-based methods in structural reliability analysis: A review. Reliability Engineering & System Safety. 2022. Vol. 219, pp. 108223.
Для цитирования: Соловьев С.А., Соловьева А.А., Умнякова Н.П., Кочкин А.А. Анализ проблем оценки индекса надежности элементов строительных конструкций // Жилищное строительство. 2022. № 7. С. 32–39. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2022-7-32-39