The reliability of steel-concrete beams in the process of reconstruction

Introduction.

The author solves a number of problems, including the substantiation of the required reliability level for steel-concrete beams in a reconstructed building, design parameters applicable to steel-concrete beams, use of probabilistic methods in the reliability assessment of steel-concrete beams, and reliability assessment of steel-concrete beams.

Materials and methods.

The engineering data, used in the reliability analysis, included steel beam examination and testing results, obtained by the Koucherenko Central Research and Development Institute of Steel Structures in 2017. The analysis was performed for the cases that took account of or failed to take account of the behaviour of a cast-in-plaсe reinforced concrete floor slab. A method of statistic simulation has proven that the probability values of snow loads set for Moscow by Construction regulations 20.13330.2016 are far below the true ones. This discrepancy reduces the reliability of the contour beams of the construction facility analyzed in this article.

Results.

B-12, B-45, B-49 and B-61 types of beams were used to compare the testing results with probabilistic calculations. Selected calculation results are provided in the article. An 8 mm deflection, caused by the temporary design load of 2.4 kN/m2ensures the normal operation of a structure with a probability of 0.9973.

Conclusions.

A comparison between experimentally and analytically obtained deflection values has proven that the design model must have steel-concrete beams, rather than steel ones. Whenever a building structure is designed, its reliability level must be identified. The reliability of structures, having any criticality rating, depends on the values of the resistance probability in terms of their construction materials and the loads applied to them. Contour steel-concrete beams comply with the technology requirements and reliability values pre-set in the project documentation. Calculation results are validated by their convergence with the experimental data. Probabilistic methods should become a must in structural design. This measure can reduce the risk of failure or cut project costs.

1. Долганов А.И. Надежность стержневых железобетонных конструкций. Магадан : МАОБТИ, 2001. 208 с.

2. Долганов А.И. Об обеспеченности ледовой нагрузки в Финском заливе // Анализ, прогноз и управление природными рисками в современном мире (Геориск-2015) : мат. 9-й Междунар. науч.-практ. конф. Т. 2. М. : Российский университет дружбы народов, 2015. С. 100-106.

3. Долганов А.И. Об учете прогрессирующего разрушения при проектировании // Надежность. 2020. Т. 20. № 1. С. 20-24. DOI: 10.21683/1729-2646-2020-20-1-20-24

4. Савельев В.А., Малый В.И., Павлов А.Б., Калашников Г.В., Мейтин В.И. Предложения по назначению расчетной снеговой нагрузки // Промышленное и гражданское строительство. 2004. № 5. С. 25-28.

5. Долганов А.И., Расторгуев Б.С., Калеев Д.И. О надежности ферм в покрытиях зданий и сооружений // Вестник ВолгГАСУ. 2013. № 4 (29). Ст. 22.

6. Геммерлинг А.В. О надежности массовых конструкций // Строительная механика и расчет сооружений. 1974. № 5. С. 69-73.

7. Долганов А.И. Оптимизация железобетонных конструкций с учетом критериев надежности и минимальной стоимости. Магадан : Изд-во Северного международного университета, 2002. 164 с.

8. Долганов А.И. Оценка надежности стропильных ферм A-1 складского терминала «Белая Дача Маркет» // Сборник научных трудов Института строительства и архитектуры МГСУ. 2008. № 1. С. 75-77.

9. Ржаницын А.Р. Экономический принцип расчета на безопасность // Строительная механика и расчет сооружений. 1973. № 3. С. 3-5.

10. Тамразян А.Г., Долганов А.И., Калеев Д.И., Жихарев Ф.К., Звонов Ю.Н., Зубарева С.Э. и др. К вероятностной оценке надежности железобетонных многопустотных панелей перекрытий // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2017. № 4. С. 267-271.

11. Долганов А.И. О надежности оценок инвестиционных рисков // Надежность. 2019. Т. 19. № 3 (70). С. 47-52. DOI: 10.21683/1729-2646-2019-19-3-47-52

12. Dolganov A., Kagan P. On the design of high-rise buildings with a specified level of reliability // E3S Web of Conferences. 2018. Vol. 33. P. 02061. DOI: 10.1051/e3sconf/20183302061

13. Долганов А.И., Сахаров А.В. О назначении уровня надежности // Надежность. 2018. Т. 18. № 3 (66). С. 18-21. DOI: 10.21683/1729-2646-2018-18-3-18-21

14. Долганов А.И. Об учете прогрессирующего разрушения при проектировании // Современные проблемы расчета железобетонных конструкций, зданий и сооружений на аварийные воздействия. 2016. С. 86-90.

15. Dolganov A., Kaleev D., Malyha G., Shukurov I. Reliability of buildings with internal network // MATEC Web of Conferences. 2016. Vol. 86. P. 04057. DOI: 10.1051/matecconf/20168604057

16. Долганов А.И., Калеев Д.И. Оценка надежности перекрытий при реконструкции склада // Вестник МГСУ. 2012. № 4. С. 126-130.

17. Долганов А.И. О надежности сооружений массового строительства // Промышленное и гражданское строительство. 2010. № 11. С. 66-68.

18. Долганов А.И. Оценка надежности монолитных многоэтажных зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2010. № 8. С. 50-51.

19. Долганов А.И., Рязанцев С.П. Оптимизация монолитных перекрытий в высотном здании на Казачьей горе в г. Хабаровске по критерию надежности // Новые идеи нового века: материалы международной научной конференции ФАД ТОГУ. 2007. Т. 1. С. 296-299.

20. Гуща Ю.П., Краковский М.Б., Долганов А.И. Надежность изгибаемых элементов прямоугольного сечения // Бетон и железобетон. 1988. № 8. С. 20.

21. Аугусти Г., Баратта А., Кашиати Ф. Вероятностные методы в строительном проектировании. М. : Стройиздат, 1988. 583 с.

22. Золина Т.В., Садчиков П.Н. Моделирование снеговой нагрузки на покрытие промышленного здания // Вестник МГСУ. 2016. № 8. С. 25-33.

23. Попов Н.А., Лебедева И.В., Богачев Д.С., Березин М.М. Воздействие ветровых и снеговых нагрузок на большепролетные покрытия // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 12. С. 71-76.

24. Малый В.И. Об особом отношении к снеговой нагрузке в российских нормах // Промышленное и гражданское строительство. 2011. № 8. С. 42-45.

25. Кришан А.Л. О влиянии масштабного фактора на прочность бетонного ядра сталебетонных элементов // Архитектура. Строительство. Образование. 2014. № 2 (4). С. 28-31.