• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Действующий


ГОСТ Р ИСО 2394-2016

     
     
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОНСТРУКЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫЕ

Основные принципы надежности

Building constructions. General principles on reliability



ОКС 91.040.01

Дата введения 2017-05-01

 
Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Акционерным обществом "Научно-исследовательский центр "Строительство" (АО "НИЦ "Строительство"), Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций им.В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко) на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 международного стандарта, который выполнен Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научно-исследовательский центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 ноября 2016 г. N 1814-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 2394:1998* "Общие принципы обеспечения надежности конструкций" (ISO 2394:1998 "General principles on reliability for structures, IDT").
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru. - Примечание изготовителя базы данных.


Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведении в соответствие с требованиями ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных международных и европейского стандартов национальным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2016 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации"*. Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: статье 26 Федерального закона от 29.06.2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". - Примечание изготовителя базы данных.

Введение


Настоящий международный стандарт представляет собой общую основу для определения правил проектирования, относящихся к строительству и эксплуатации большинства зданий и инженерных сооружений широкого назначения, независимо от применяемых материалов или их сочетаний. Однако их применение при различных типах строительных материалов (бетон, сталь, древесина, каменная кладка и т.д.) требует специальной адаптации для обеспечения уровня надежности, который был бы наиболее согласованным с требованиями нормативных документов на каждый тип строительного материала.

Настоящий международный стандарт предназначен в качестве базового для комитетов, ответственных за подготовку в соответствии с техническими и экономическими условиями конкретной страны национальных стандартов и сводов правил, учитывающих характер, тип и условия использования сооружения и свойства материалов в течение его расчетного срока службы. Настоящий стандарт является также общей основой для разработки международных и региональных стандартов (например, ENV 1991-1 Eurocode 1), регламентирующих нагрузки на сооружения. В связи с этим он носит концептуальный и обобщенный характер.

Необходимо отметить, что надежность сооружений рассматривается как всеобъемлющее понятие, включающее в себя взаимно зависимые модели для описания воздействий, правила проектирования, элементы надежности, реакции и сопротивление конструктивных элементов, квалификацию исполнителей, процедуры контроля качества и национальные требования. Изменение одного отдельно взятого коэффициента может нарушить общий уровень надежности сооружения. В связи с этим изменение одного из факторов следует сопровождать изучением влияния данного фактора на концепцию надежности в целом.

1 Область применения


Настоящий стандарт устанавливает общие принципы обеспечения надежности сооружений для известных или предполагаемых видов воздействий. Надежность рассматривается для сооружения в течение всего проектного срока службы.

Общие принципы следует применять при проектировании сооружений в целом (зданий, мостов, промышленных сооружений и т.д.), элементов конструкций и основанийГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности.
_______________
ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности Настоящий стандарт следует применять в части, не противоречащей другим нормативным документам Российской Федерации.


Настоящий стандарт также следует применять к последовательным этапам строительства, а именно - к производству элементов конструкций, их транспортированию, погрузке/разгрузке, монтажу и ко всем работам на строительной площадке, а также к эксплуатации сооружения в течение его проектного срока службы, включая проведение технического обслуживания и ремонта.

В общем случае принципы применимы также при экспертизе существующих конструкций или при оценке изменения их назначения. Однако в некоторых случаях это может быть связано со специальными вопросами, касающимися базовых переменных и расчетных моделей. Данные вопросы рассмотрены в разделе 10.

2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*:
________________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.


ISO 9000:2005, Quality Management systems - Fundamentals and Vocabulary (Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь)

ISO 9001:2008, Quality Management systems - Requirements (Системы менеджмента качества. Требования)

ISO 9002:1994, Quality systems. Model quality assurance in production, installation and servicing (Модель обеспечения качества при производстве, монтаже и обслуживании)

ISO 9003:1996, Quality system - Model for quality assurance in final inspection and test (Система качества. Модель обеспечения качества при окончательном контроле и испытаниях)

ISO 9004:2009, Managing for the sustained success of an organization - A quality management approach (Менеджмент для достижения устойчивого успеха организации. Подход на основе менеджмента качества)

ISO 12491:1997, Statistical methods for quality control of building materials and components (Материалы и изделия строительные. Статистические методы контроля качества)

EN 1990:2002 Eurocode 0: Basis of structural design (Еврокод 0, Основы проектирования сооружений)

3 Термины и определения


В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

Примечание - Алфавитный указатель терминов приведен в приложении Н.

3.1 Основные термины

3.1.1 сооружение (structure): Упорядоченная система взаимосвязанных элементов конструкций, запроектированная с целью обеспечить определенный уровень прочности.

3.1.2 элемент конструкции (structural element): Физически различимая часть сооружения.

Примеры - Колонна, балка, плита.

3.1.3 конструктивная система (structural system): Несущие элементы конструкции здания или инженерного сооружения, а также способ их функционального взаимодействия.

3.1.4 соответствие (compliance): Выполнение установленных требований.

3.1.5 срок службы (life cycle): Период, в течение которого проводятся проектирование, возведение и эксплуатация сооружений. Срок службы начинается с определения целей строительства и оканчивается демонтажом.

3.2 Термины, относящиеся к проектированию в целом

3.2.1 расчетная ситуация (design situation): Совокупность физических условий, представляющих период времени, в течение которого проектом предусмотрено непревышение соответствующих предельных состояний.

3.2.2 установившаяся ситуация (persistent situation): Нормальные условия эксплуатации сооружения, обычно связанные с расчетным сроком службы.

Примечание - Нормальная эксплуатация включает в себя возможные экстремальные воздействия, вызванные ветром, снегом, приложенными нагрузками, землетрясениями в областях высокой сейсмичности и т.д.

3.2.3 переходная ситуация (transient situation): Прогнозируемые условия эксплуатации или воздействия сооружения.

Пример - Период строительства или реконструкции сооружения, который является более коротким по сравнению с расчетным сроком службы.

3.2.4 аварийная ситуация (accidental situation): Особые условия эксплуатации или воздействия сооружения.

Примеры - Наводнение, оползень, пожар, взрыв, удар или локальное разрушение, которые в большинстве случаев действуют в течение очень короткого периода времени (кроме ситуаций, когда локальное разрушение не удается обнаружить в течение более длительного периода).

3.2.5 эксплуатационная пригодность (serviceability): Способность сооружения или элемента конструкции надлежащим образом выполнять требования нормальной эксплуатации при действии всех ожидаемых нагрузок и воздействий.

3.2.6 отказ (failure): Недостаточная несущая способность или неполная эксплуатационная пригодность сооружения или конструкции.

3.2.7 надежность (reliability): Способность сооружения или элемента конструкции соответствовать установленным требованиям в течение проектного срока службы.

3.2.8 базовый период (reference period): Выбранный период времени, который является основным для оценки значений временных воздействий, зависящих от времени свойств материалов и т.д.

3.2.9 предельное состояние (limit state): Состояние, при превышении которого сооружение перестает удовлетворять требованиям, установленным в проекте.

Примечание - Предельные состояния разграничивают предусмотренные состояния (нет отказов) и непредусмотренные (есть отказ).

3.2.10 предельное состояние первой группы (по несущей способности) (ultimate limit state): Состояние, связанное с обрушением или с другими подобными формами отказа элементов строительных конструкций.

Примечание - Обычно соответствует максимальной несущей способности сооружения или элемента конструкций, в некоторых случаях - максимальным допускаемым напряжениям или деформациям.

3.2.11 предельное состояние второй группы (по эксплуатационной пригодности) (serviceability limit state): Состояние, при превышении которого не выполняются установленные требования по эксплуатации конструкции.

3.2.12 необратимое предельное состояние (irreversible limit state): Предельное состояние, превышение которого сохраняется после удаления вызвавшего его воздействия.

3.2.13 обратимое предельное состояние (reversible limit state): Предельное состояние, превышение которого прекращается после удаления вызвавшего его воздействия.

3.2.14 конструктивная целостность (живучесть) сооружения (structural integrity (structural robustness)): Способность сооружения при таких событиях, как пожар, взрывы, удар или вследствие человеческих ошибок, избежать повреждений, не пропорциональных первоначальной причине.

3.2.15 расчетный срок службы (design working life): Предполагаемый период, в течение которого сооружение или элемент конструкции могут служить по назначению без необходимости капитального ремонта.

3.2.16 техническое обслуживание (maintenance): Комплекс работ, выполняемых в течение расчетного срока службы сооружения для полного обеспечения требований надежности.

3.2.17 класс надежности сооружений (reliability class of structures): Класс сооружений или элементов конструкции, для которых требуется назначение специального уровня надежности.

3.2.18 базовая переменная (basic variable): Физические величины, характеризующие воздействия, влияния окружающей среды, свойства материалов, грунтов и геометрические величины.

3.2.19 ведущая базовая переменная (primary basic variable): Переменная, которая оказывает наибольшее влияние на результаты расчета.

3.2.20 условие (функция) предельного состояния (limit state function): Функция ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности основных переменных, характеризующая предельное состояние при ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности0. При ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности0 реализуются предусмотренные состояния, а при ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности0 - непредусмотренные.

3.2.21 индекс надежности ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности (reliability index, ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности): Показатель вероятности отказа ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, определяемый как ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, где ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - инверсия стандартного нормального распределения.

3.2.22 метод частных коэффициентов (partial factors format): Метод расчета, при котором принимается допущение об учете неопределенности и вариации базовых переменных за счет введения репрезентативных значений, частных коэффициентов и, при необходимости, дополнительных параметров.

3.2.23 коэффициент надежности (reliability element): Численное значение коэффициента, используемое в методе частных коэффициентов, с помощью которого достигается требуемый уровень надежности.

3.2.24 надежность элемента (element reliability): Надежность отдельного элемента конструкции, характеризуемого одним доминирующим состоянием отказа.

3.2.25 надежность системы (system reliability): Надежность элемента конструкции, характеризуемого более чем одним доминирующим состоянием отказа, или надежность системы, состоящей из более чем одного ключевого конструктивного элемента.

3.2.26 модель (model): Упрощенное математическое описание или экспериментальная установка для имитации воздействий, свойств материалов, поведения конструкции и т.п.

Примечание - Как правило, модели должны учитывать решающие факторы и не учитывать менее значимые факторы.

3.2.27 неопределенность модели (model uncertainty): Точность моделей, физическая или статистическая.

Примечание - Более подробная информация приведена в приложениях D и Е.

3.2.28 статистическая неопределенность (statistical uncertainty): Неопределенность, связанная с погрешностью распределения и оценки параметров.

3.2.29 оценка (assessment): Комплекс мероприятий, выполняемых для оценки надежности сооружения.

3.3 Термины, касающиеся воздействий, эффектов воздействий и влияния окружающей среды

3.3.1 воздействие (action):

1) совокупность сосредоточенных или распределенных механических сил, действующих на сооружение (прямые воздействия);

2) внешние деформации, налагаемые на конструкции (косвенные воздействия).

3.3.2 постоянное воздействие (permanent action):

1) воздействие, которое ожидается действующим непрерывно на протяжении заданного базового периода и для которого изменения во времени являются малыми по сравнению со средним значением;

2) воздействие, изменение которого происходит только в одном направлении и может достигнуть некоторого предельного значения.

3.3.3 временное воздействие (variable action): Воздействие, изменение которого во времени является сопоставимым с его среднем значением или является непрерывным.

3.3.4 особое воздействие (accidental action): Воздействие, реализация которого за рассматриваемый базовый период для данной конструкции маловероятна.

Примечание - Особые воздействия, в большинстве случаев, являются непродолжительными.

3.3.5 фиксированное воздействие (fixed action): Воздействие, имеющее такое фиксированное распределение, что если его значение и направление однозначно определены в одной точке конструкции, то они однозначно определяются и для конструкции в целом.

3.3.6 свободное воздействие (free action): Воздействие, которое может иметь произвольное пространственное распределение в заданных пределах.

3.3.7 статическое воздействие (static action): Воздействие, которое не вызывает значительных ускорений сооружения или его конструктивных элементов.

3.3.8 динамическое воздействие (dynamic action): Воздействие, которое вызывает существенные ускорения сооружения или его конструктивных элементов.

3.3.9 ограниченное воздействие (bounded action): Воздействие, имеющее предельное значение, которое не может быть превышено и которое точно или приблизительно известно.

3.3.10 неограниченное воздействие (unbounded action): Воздействие, предельные значения которого неизвестны.

3.3.11 репрезентативное значение воздействия (representative value of an action): Значение, используемое при проверке предельного состояния.

Примечание - В качестве репрезентативных значений обычно используются характеристические значения, значения в сочетаниях, пониженные значения и длительные значения; кроме того, допускается использовать и другие значения.

3.3.12 нормативное (характеристическое) значение воздействия (characteristic value of an action): Основное репрезентативное значение.

Примечание - Выбирают либо на основе статистического анализа таким образом, чтобы вероятность его превышения в неблагоприятную сторону в течение базового периода не была больше установленной или на основе имеющегося опыта или физических ограничений.

3.3.13 значение, используемое в сочетании (combination value): Значение, выбираемое на основе статистического анализа таким образом, чтобы вероятность превышения значения эффекта от сочетания воздействий была бы приблизительно такой же, как при рассмотрении одного воздействия.

3.3.14 пониженное значение (frequent value): Значение, определяемое на основе статистического анализа таким образом, чтобы:

- общее время его превышения в пределах выбранного периода времени составляло бы малую часть этого выбранного периода времени; или

- частота его превышения была ограничена заданным значением.

3.3.15 длительное значение (quasi-permanent value): Значение, определяемое на основе статистического анализа таким образом, чтобы общее время его превышения в пределах выбранного периода времени составляло бы значение порядка половины этого периода.

3.3.16 расчетное значение воздействия ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности (design value of an action, ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности): Значение, полученное умножением нормативного значения на частный коэффициент ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности.

3.3.17 приложение нагрузки (load arrangement): Установление положения, численного значения и направления свободного воздействия.

3.3.18 нагружение (load case): Совместное приложение нагрузок, набора деформаций и несовершенств, рассматриваемых в отдельном расчете.

3.3.19 сочетание нагрузок (load combination): Группа расчетных значений воздействий, используемая при проверке надежности сооружения по предельному состоянию при одновременном воздействии различных нагрузок.

3.3.20 воздействие окружающей среды (environmental influence): Механическое, физическое, химическое или биологическое воздействие, которое может вызвать повреждение материалов в составе сооружения, что, в свою очередь, может неблагоприятно повлиять на его эксплуатационную надежность и безопасность.

3.4 Термины, касающиеся конструктивных характеристик, сопротивления материалов, свойств материалов и геометрических параметров

3.4.1 нормативное (характеристическое) значение свойств материалов (characteristic value of a material property): Установленная априори квантиль статистического распределения свойств материалов, поставляемых изготовителем, в рамках соответствующего стандарта на материалы.

3.4.2 нормативное (характеристическое) значение геометрических параметров (characteristic value of a geometrical quantity): Численные значения, обычно соответствующие размерам, заданным при проектировании.

3.4.3 расчетное значение свойств материалов (design value of a material property): Значение, полученное делением нормативного (характеристического) значения на частный коэффициент ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности или, в особых случаях, непосредственно назначенное.

3.4.4 расчетное значение геометрических параметров (design value of a geometrical quantity): Нормативное (характеристическое) значение плюс или минус приращение геометрического параметра.

3.4.5 коэффициент преобразования (conversion factor): Коэффициент, преобразующий свойства, полученные при испытаниях образцов, в свойства, соответствующие допущениям для расчетных моделей.

3.4.6 функция преобразования (conversion function): Функция, преобразующая свойства, полученные при испытаниях образцов, в свойства, соответствующие допущениям для расчетных моделей.

4 Условные обозначения


Примечание - Ниже перечислены основные используемые обозначения. В списке не приведены символы, которые не являются основными и используются (и разъясняются) только в одном пункте.

4.1 Основные обозначения

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- особое воздействие;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- ограничение по эксплуатационной пригодности;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- воздействие;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- базовая переменная воздействия;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- репрезентативное значение воздействия;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- постоянное воздействие;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- временное воздействие;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- сопротивление;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- эффект воздействия;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- переменная, моделирующая воздействия;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- базовая переменная;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- переменная на выходе;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- геометрический размер;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- приращение геометрического размера;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- свойство материала;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- вероятность отказа;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- установленное значение ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- время;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- индекс надежности;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- частный коэффициент;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- частный коэффициент для воздействий;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- обобщенный частный коэффициент для воздействий, учитывающий неопределенности модели и геометрических размеров;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- частный коэффициент для постоянных воздействий;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- частный коэффициент для временных воздействий;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- частный коэффициент для свойств материалов;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- обобщенный частный коэффициент для учета свойств сопротивления материалов с учетом несовершенств модели и геометрических размеров;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- частный коэффициент, учитывающий неопределенность модели;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- коэффициент, учитывающий ответственность конструкции и последствия отказа;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- параметр, учитывающий несовершенства модели;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- значение эффектов воздействия;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- значение сопротивления;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- функция переменных воздействий;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- коэффициент для определения значений воздействий в их сочетании;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- коэффициент для определения пониженных значений воздействий;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- коэффициент для определения длительных значений воздействий;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

- Функция предельного состояния;

4.2 Нижние индексы

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - номер базовой переменной (в основном для воздействий);

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - номер воздействия;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - нормативное (характеристическое) значение;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - расчетное значение.

5 Общие положения и требования

5.1 Основные требования


Сооружения и их конструктивные элементы должны быть запроектированы, возведены и обслуживаться таким образом, чтобы быть пригодными к эксплуатации в течение расчетного срока службы, в том числе в экономическом отношении. В частности, с надлежащей степенью надежности сооружения и их конструктивные элементы должны удовлетворять следующим требованиям:

- они должны адекватно функционировать под действием всех ожидаемых воздействий (требование предельного состояния по эксплуатационной пригодности);

- они должны выдерживать экстремальные и/или часто повторяющиеся воздействия, возникающие при возведении и эксплуатации (требование предельного состояния по несущей способности);

- они не должны разрушаться вследствие событий, подобных наводнению, оползням, пожару, взрывам, удару, или последствий персональных ошибок до степени, непропорциональной первоначальной причине (требование конструктивной целостности).

Соответствующая степень надежности должна быть установлена с надлежащим учетом возможных последствий отказа и уровня затрат, усилий и сложности процедур, необходимых для понижения риска отказа (см. 5.2).

Меры, принимаемые для достижения соответствующей степени надежности, включают в себя:

- выбор конструктивной системы, надлежащее проектирование и расчет;

- соблюдение стратегии качества;

- проектирование с учетом долговечности и технического обслуживания;

- меры защиты.

Данные меры рассмотрены в 5.3.

5.2 Классификация конструкций по надежности


Выражение "соответствующая степень надежности", использованное в 5.1, означает, что при назначении уровня надежности следует учитывать:

- причину и форму отказа, имея в виду возможность внезапного разрушения конструкции и ее элементов; такая конструкция должна иметь более высокую степень надежности, чем конструкция, разрушению которой предшествует некий сигнал, позволяющий принять меры по ограничению последствий;

- возможные последствия отказа в терминах риска, срока службы, ущерба здоровью, потенциальных экономических потерь и уровня социальных неудобств;

- уровень затрат, усилий и трудоемкость процедур, необходимых для снижения риска отказа;

- социальные и экологические условия в определенных местах.

Классификация по степеням надежности может быть выполнена в соответствии с классификацией сооружения в целом или его конструктивных элементов. Таким образом, например, уровни надежности могут быть приняты в зависимости от последствий отказа следующим образом:

a) низкий риск для жизни - экономические, социальные и экологические последствия малы или ничтожны;

b) средний риск для жизни - значительные экономические, социальные и экологические последствия;

c) высокий риск для жизни - очень большие экономические, социальные и экологические последствия.

Требуемая надежность, связанная с безопасностью конструкции или эксплуатационной пригодностью, может быть достигнута за счет совместного выполнения следующих мероприятий:

a) Мероприятия, связанные с проектированием:

- выполнения требований эксплуатационной пригодности;

- выбор значений переменных воздействия;

- выбор степени надежности для проектных расчетов;

- анализ долговечности;

- анализ степени конструктивной целостности (живучести), см. 5.3;

- количество и качество предварительных исследований грунта и возможных экологических последствий;

- точность используемых механических моделей;

- строгость правил проектирования и контроля.

b) Мероприятия, связанные с проверкой качества для понижения риска опасностей:

- от грубых индивидуальных ошибок;

- при проектировании;

- при выполнении работ.

5.3 Проектирование сооружений


Отказ сооружения или его части может произойти по следующим причинам:

- из-за чрезвычайно неблагоприятного сочетания воздействий, свойств материалов, геометрических размеров, и других факторов, связанных с нормальной эксплуатацией и другими обычными обстоятельствами;

- из-за последствий исключительных, но предсказуемых внешних воздействий или влияния окружающей среды, например столкновений с конструкцией или экстремальных климатических воздействий;

- из-за последствий ошибок, обусловленных нехваткой информации, бездействием, неправильным пониманием и недостатком взаимодействия, небрежностью, неправильной эксплуатацией и т.д.;

- из-за непредвиденных обстоятельств.

Примечание - Термин "исключительный" относится к обстоятельствам и/или воздействиям, которые присутствуют только в течение малой части срока службы и/или маловероятны. В зависимости от типа конструкции эти воздействия могут или не могут быть рассмотрены подробно в проекте.


Ни одно сооружение не может функционировать удовлетворительно при действии исключительных воздействий или при исключительно низком сопротивлении материалов конструкций, но предполагаемый объем разрушений должен быть ограничен таким образом, чтобы он был пропорционален причине, вызвавшей повреждение. Таким образом, должны быть приняты меры, чтобы противостоять подобным событиям. Меры должны включать в себя, главным образом, один или несколько из нижеперечисленных пунктов:

a) проектирование и обслуживание сооружения в соответствии с правилами, приведенными в следующих пунктах для условий нормальной эксплуатации и при других обычных обстоятельствах;

b) расчет ключевых несущих элементов конструкции на установленные исключительные воздействия, которые могут быть вызваны авариями или подобными явлениями.

Примечание - Целью назначения таких расчетных критериев является необходимость учесть эффект большей части непредвиденных событий.


В конструктивной схеме должны быть выявлены "ключевые" элементы, отказ которых приведет к разрушению большей части конструкций, расположенных вблизи рассматриваемого элемента. Если такие конструктивные элементы установлены и они могут быть исключены из конструктивной схемы, то при проектировании необходимо учитывать их значимость.

c) Защита от предсказуемых воздействий и устранение ошибок.

Следует выполнять тщательную проверку и предпринимать соответствующие меры, чтобы гарантировать отсутствие недостатков конструктивной схемы и возможность безопасной передачи всех нагрузок на фундаменты.

Следует предусмотреть меры защиты от ударов транспортных средств, например, путем установки дополнительного предохранительного ограждения и столбиков ограждения.

Вероятность грубых ошибок при проектировании и строительстве может быть снижена путем соответствующей гарантии качества и/или мерами контроля качества, как описано в 5.4.

d) Строительные конструкции должны быть запроектированы таким образом, чтобы локальное повреждение не приводило к немедленному разрушению всего сооружения или значительной его части.

При проектировании с учетом гипотетических локальных повреждений используют следующий подход. Конструкция должна быть разделена на элементы и запроектирована таким образом, чтобы все несущие конструктивные элементы, кроме "ключевых", могли быть удалены, не вызывая разрушения более чем ограниченной части вблизи рассматриваемого элемента. При удалении неключевого конструктивного элемента для оставшейся части сооружения будет считаться приемлемым пониженный уровень надежности по сравнению с нормальным при условии, что сооружение будет восстановлено к нормальному уровню надежности в пределах разумно короткого периода времени после повреждения.

5.4 Соблюдение технических требований


Для достижения достаточной уверенности в том, что строительные объекты удовлетворяют установленным требованиям к качеству и, в частности, основным требованиям (5.1), сторонами, ответственными за управление всеми циклами проектирования и строительства, должна быть принята и реализована соответствующая стратегия в области качества.

Примечание - Более подробно см. приложение А и ИСО 9000, ИСО 9001, ИСО 9002, ИСО 9003 и ИСО 9004.


Стратегия в области качества должна включать в себя:

a) определение требований качества;

b) организационные мероприятия и управление на стадии проектирования, строительства, в период эксплуатации и во время проведения технического обслуживания сооружения.

Управление качеством, выбранное для осуществления стратегии по контролю качества, должно включать в себя рассмотрение:

- типа и назначения сооружения;

- последствий дефектов качества (например, аварии из-за отказов конструкции); и

- культуры управления участвующих сторон.

При проектировании строительных объектов надежность - самый важный аспект достижения качества, подлежащий рассмотрению. Стандарты строительного проектирования должны обеспечивать основу для достижения надежности сооружений следующим образом:

- обеспечением требований надежности;

- установлением правил проверки выполнения требований надежности;

- установлением правил строительного проектирования и сопутствующих условий.

Условия, которые следует выполнять, относятся, например, к выбору конструктивной системы, уровню мастерства и режиму технического обслуживания, и обычно подробно излагаются в стандартах по строительному проектированию. Техническими условиями должны также учитываться изменчивость свойств материалов, контроль качества и критерии приемки материалов. Они также включают в себя рассмотрение использования информационных технологий применительно к процессам проектирования и выполнения работ, включая цепочки поставки и испытания материалов.

Примечания

1 Например, в Еврокоде 0 "Основы проектирования сооружений" условия задаются как "допущения"

2 См. также приложение А.

5.5 Долговечность и техническое обслуживание


Долговечность - необходимое условие для выполнения требований надежности. Долговечность сооружений и элементов конструкций должна быть такой, чтобы они оставались пригодными к эксплуатации в течение всего расчетного срока службы при соответствующем техническом обслуживании. Это также относится к усталости конструкций. Примеры расчетного срока службы сооружений приведены в таблице 1.

Техническое обслуживание представляет собой комплекс мероприятий, выполняемых в течение срока службы сооружения, позволяющих удовлетворить требованиям по долговечности. Обслуживание включает в себя выполнение регулярных обследований, специальных обследований (например, после землетрясений), модернизацию систем защиты и ремонт конструкций.


Таблица 1 - Ориентировочная классификация расчетного срока службы

Класс

Ориентировочный расчетный срок службы (в годах)

Примеры

1

От 1 до 5

Временные сооружения

2

25

Заменяемые части сооружений, например, пролетные балки, опорные элементы

3

50

Здания и другие обычные сооружения, кроме перечисленных ниже

4

100 или более

Монументальные здания и другие специальные или ответственные сооружения. Большие мосты


Долговечность должна быть обеспечена:

- программой технического обслуживания или

- проектными решениями, которые предусматривают, что износ не приведет к обрушению конструкции в тех случаях, когда для сооружения невозможно или не предполагается проведение технического обслуживания и ремонта.

В первом случае сооружение должно быть запроектировано и построено или обеспечено защитой таким образом, чтобы никакое существенное повреждение не произошло в период между очередными обследованиями. В проекте необходимо предусматривать, чтобы части сооружения были доступны для осмотра без сложного демонтажа.

Для обеспечения достаточной долговечности конструкции должны быть учтены следующие взаимосвязанные факторы:

- назначение конструкции;

- требуемые функциональные критерии (например, внешний вид);

- ожидаемые внешние условия;

- состав, свойства и эксплуатационные характеристики материалов;

- конструктивная система;

- форма элементов и детальный конструктивный проект;

- качество строительства и уровень управления;

- специальные меры защиты;

- техническое обслуживание в течение расчетного срока службы.

Степень износа может быть оценена на основе теоретических или экспериментальных исследований и опыта.

6 Принципы расчета по предельным состояниям

6.1 Предельные состояния

6.1.1 Общие положения

Для каждого сооружения в целом или его части необходимо в общем случае установить систему предельных состояний, которые отделяют желательные состояния сооружения от нежелательных состояний.

Предельные состояния разделяются на две следующие категории:

a) предельные состояния по несущей способности, которые соответствуют максимальной несущей способности или, в некоторых случаях, максимальным допускаемым напряжениям или деформациям;

b) предельные состояния эксплуатационной пригодности при нормальной эксплуатации.

Результат превышения предельного состояния может быть необратим или обратим. При необратимом результате повреждение или нарушение работоспособности, связанное с превышением предельного состояния, останутся, пока сооружение не будет восстановлено. При обратимом превышении повреждение или нарушение работоспособности останется только до тех пор, пока присутствует причина превышения предельного состояния. Как только эта причина прекращает действовать, происходит переход из нежелательного состояния назад к желательному состоянию.

6.1.2 Предельные состояния по несущей способности

Предельные состояния по несущей способности включают в себя:

a) потерю устойчивости сооружения или его части, которое рассматривается как твердое тело (например, при опрокидывании);

b) достижение максимальной несущей способности сечений, элементов или соединений на разрыв (в некоторых случаях поврежденных из-за усталости, коррозии и т.д.) или чрезмерных деформаций;

c) превращение конструкции или ее части в механизм;

d) потеря устойчивости сооружения или его части;

e) внезапный переход принятой конструктивной системы к новой системе (например, прощелкивание).

Превышение предельного состояния по несущей способности почти всегда необратимо, и в первый раз, когда это происходит, возникает отказ.

Примечание - Упрощая, состояние, предшествующее разрушению сооружения, допускается рассматривать как предельное состояние по несущей способности, например, изменение конструктивной системы после аварийного воздействия.

6.1.3 Предельные состояния эксплуатационной пригодности

Предельные состояния эксплуатационной пригодности включают в себя:

a) локальное повреждение (включая образование трещин), сокращающее срок службы сооружения или ухудшающее его эффективность или внешний вид; повторное нагружение может усилить локальное повреждение, например при развитии усталости;

b) недопустимые деформации, ухудшающие эффективное использование, или внешний вид сооружения, или функционирование оборудования;

c) чрезмерные колебания, которые причиняют дискомфорт людям, повреждают элементы конструкции или функционирование оборудования.

В случаях возникновения постоянного локального повреждения или постоянных недопустимых деформаций превышение предельного состояния эксплуатационной пригодности необратимо, и в первый же раз, когда это происходит, возникает отказ.

В других случаях, превышение предельного состояния эксплуатационной пригодности может быть обратимым, и тогда в качестве отказа принимают следующее:

a) однократное превышение предельного состояния эксплуатационной пригодности, если никакое превышение не считается допустимым;

b) если превышение допустимо, но время пребывания сооружения в нежелательном состоянии выше установленного;

c) если превышение допустимо, но число превышений предельного состояния эксплуатационной пригодности больше установленного;

d) если осуществляется комбинация вышеупомянутых критериев или некоторых других подходящих критериев.

Данные случаи могут включать в себя временное локальное повреждение (например, временные широкие трещины), временные большие деформации и колебания.

Расчетные критерии для предельных состояний эксплуатационной пригодности обычно выражаются в терминах пределов для допускаемых деформаций, ускорений, ширины раскрытия трещин и т.д.

Примечание - В общем случае эти пределы следует считать случайными, и они могут быть описаны статистическими методами. Они, однако, обычно вводятся в активные документы нормы с установленными предельными значениями.

6.2 Проектирование

6.2.1 Методика проектирования

При проектировании следует учитывать все существенные предельные состояния.

Для каждого конкретного предельного состояния должны быть установлены базовые переменные, то есть переменные, которые характеризуют:

- воздействия и влияния окружающей среды;

- свойства материалов и грунта;

- геометрические параметры.

Модели, описывающие поведение сооружения, следует устанавливать для каждого предельного состояния. Данные модели включают в себя механические модели, описывающие поведение сооружения, а также другие физические или химические модели, описывающие эффекты экологического влияния на свойства материалов.

Если есть расчетные модели, предельное состояние может быть описано с помощью функции ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности основных переменных ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, так что

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности. (1)


Уравнение (1) называют уравнением предельного состояния, и

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности (2)


определяет желательное состояние.

В принципе, целью выполнения расчетов (или модельных испытаний) является обеспечение адекватного уровня надежности. Для его проверки вычисления проводятся в соответствии с выбранным расчетным методом. В настоящем стандарте применены два возможных подхода:

- вероятностный метод (раздел 8), и

- метод частных коэффициентов (раздел 9).

Метод частных коэффициентов предназначен для выполнения расчетов в обычных случаях. Вероятностный метод может быть удобен для специальных задач расчета и может быть использован для калибровки частных коэффициентов.

В дополнение к расчетам для стадии "проект" важной частью процесса проектирования является разработка рабочей документации. Поэтому допущения, сделанные в расчетных моделях, необходимо указывать в чертежах, инструкциях и т.д.

6.2.2 Расчетные ситуации

Воздействия, влияния окружающей среды и, в большинстве случаев, свойства сооружения изменяются со временем. Данные изменения, которые происходят в течение всего срока службы сооружения, следует рассматривать, выбирая расчетные ситуации, каждая из которых соответствует некоторому временному интервалу, связанному с опасностями, условиями работы и соответствующими предельными состояниями сооружения. Для каждой расчетной ситуации требуется отдельная проверка надежности с надлежащим рассмотрением различных последствий отказа.

Расчетные ситуации классифицируются как:

- постоянные;

- переходные;

- аварийные.

Постоянные и переходные ситуации рассматриваются как достоверные. Аварийные ситуации по определению возникают с относительно низкой вероятностью в течение расчетного срока службы.

Необходимость рассматривать такие нагрузки, как снеговые, сейсмические, и т.д. для переходных или аварийных ситуаций зависит от местных условий.

7 Базовые переменные

7.1 Общие положения


Расчетная модель для каждого из рассматриваемых предельных состояний должна содержать комплекс базовых переменных, представляющих собой физические параметры, которые соответствуют нагрузкам и воздействиям внешней среды, свойствам материалов и грунтов, а также геометрическим параметрам.

Если важно оценить степень неопределенности базовой переменной, например опытным путем или оценкой точности измерений, то ее следует рассматривать как случайную переменную.

Неопределенности в общем случае состоят из систематической (систематическое отклонение) и случайной частей.

Неопределенности вызываются:

- собственной случайной изменчивостью, которая является непредсказуемой во времени или среди рассматриваемых типичных сооружений и географических регионов;

- недостатком данных и/или неточной информацией.

Случайные переменные следует описывать распределениями вероятности, которые чаще всего являются условными. Во многих случаях эти распределения характеризуются основными параметрами, такими как среднее значение, стандартное отклонение, асимметрия и коэффициент корреляции в случае многомерного распределения. Вероятностная модель должна быть основана на статистическом анализе доступных данных. Важно отделить и опознать различные статистические совокупности, чтобы не использовать ошибочные типы распределений. Данные, по возможности, необходимо исследовать, чтобы устранить погрешности измерения, влияния масштаба и т.д.

Вероятностные модели для базовых переменных могут быть использованы непосредственно в пределах вероятностного метода (см. раздел 8). В пределах метода частных коэффициентов базовые переменные представляются их расчетными значениями (см. раздел 9), которые, по возможности, должны быть выведены из вероятностных моделей.

Примечание - Более подробную информацию см. в приложении Е.

7.2 Воздействия

7.2.1 Общие положения

Воздействие является:

- совокупностью сосредоточенных или распределенных механических сил, действующих на конструкцию (прямые воздействия), или

- деформациями, передаваемыми на сооружение, или ограничениями, накладываемыми на деформации (косвенное воздействие). Воздействие рассматривается как единственное воздействие, если можно предполагать, что оно статистически независимо во времени и пространстве от любого другого воздействия на конструкцию.

Примечание - В действительности, воздействия, которые вводятся одновременно, часто являются до определенной степени, статистически зависимыми, например климатические воздействия (ветер, снег, температура). Эта зависимость обычно учитывается специальными условиями.


Воздействие часто характеризуется двумя или более базовыми переменными. Например, значение и направление воздействия оба могут быть базовыми переменными.

Иногда воздействие может вводиться как функция базовых переменных, каждая из которых представляет некоторый основной физический параметр. Такая функция называется моделью воздействия. Например, давление грунта, которое может зависеть от вертикального давления грунта и от угла трения; оба параметра - случайные переменные.

Переменные природных воздействий определяются условиями окружающей среды. Переменные воздействий, обусловленные действием людей, определяются нормальным человеческим поведением, грубыми персональными ошибками и т.д.

7.2.2 Классификация воздействий в зависимости от изменения их значений по времени

Воздействия классифицируются в зависимости от их изменения по времени как:

- постоянные (ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности);

- временные (ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности);

- особые (ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности).

Постоянными являются воздействия, которые действуют непрерывно в течение заданного исходного (базового) периода и для которых изменения их численных значений во времени малы по сравнению со средним значением или происходят только в одном направлении и могут привести к некоторым предельным значениям.

Временными являются воздействия, численные значения которых значительно и не монотонно изменяются во времени относительно среднего значения.

Особыми являются воздействия, вероятность возникновения больших значений которых для заданного сооружения в течение заданного исходного (базового) периода чрезвычайно мала.

Примечание - В большинстве случаев особые воздействия имеют короткую продолжительность.


Временные и особые воздействия могут быть описаны упорядоченными и/или неупорядоченными функциями пространства и времени. Вероятностные модели для предельных значений переменных и особых воздействий всегда должны быть основаны на заданном исходном (базовом) периоде.

Примечание - Примеры постоянных, временных и особых воздействий приведены в приложении В.

7.2.3 Классификация воздействий по их положению в пространстве

Воздействия классифицируются по их положению в пространстве как:

- фиксированные;

- свободные.

Воздействия, которые невозможно отнести к одной из вышеперечисленных групп, следует рассматривать как состоящие из фиксированной и свободной частей.

При работе со свободными воздействиями необходимо учитывать положение нагрузки.

Примечание - В определенных случаях, например при учете нагрузок от транспорта, необходимо различать среди свободных нагрузок движущиеся и неподвижные, а также учитывать пределы их изменений. Подобные различия учитываются самой моделью или специальными условиями по применению.

7.2.4 Классификация воздействий по реакции сооружения

Воздействия классифицируются по типу реакции сооружения на него, как:

- статические воздействия, когда не возникает существенного ускорения сооружения или элементов конструкции;

- динамические воздействия, когда возникает существенное ускорение сооружения или элементов конструкции.

Примечание - В большинстве случаев с динамическими воздействиями можно обращаться как со статическими воздействиями, учитывая влияния динамики соответствующим увеличением значения квазистатической компоненты или выбором эквивалентной статической силы. Когда дело обстоит иначе, для оценки реакции сооружения используют соответствующие динамически подобные модели; при этом силы инерции в воздействие не включаются, реакция сооружения определяется расчетом.

7.2.5 Ограниченные и неограниченные воздействия

К ограниченным воздействиям относятся те, которые имеют предельное значение. Оно не может быть превышено и точно или приблизительно известно. Такое предельное значение может быть достигнуто или почти достигнуто с существенной вероятностью при рассматриваемой расчетной ситуации. Другие воздействия называются неограниченными воздействиями.

7.2.6 Другие классификации воздействий

Большинство других классификаций воздействий связано со свойствами материала. Их следует рассматривать в частных случаях (например, по продолжительности воздействия для оценки эффекта ползучести и для подтверждения соответствия по усталости).

7.3 Влияние окружающей среды


Влияния окружающей среды могут иметь механический, физический, химический или биологический характер и могут ухудшать свойства материала сооружения, что, в свою очередь, может неблагоприятно влиять на безопасность и эксплуатационную надежность.

Влияния окружающей среды во многих отношениях подобны воздействиям и могут классифицироваться похожим способом, особенно относительно их изменчивости во времени. Таким образом, влияния окружающей среды могут классифицироваться как постоянные, временные и особые воздействия.

Примечание - Примером постоянного влияния является химическое воздействие хлоридов в морской воде на бетон. Воздействие влажности на древесину представляет собой пример временного влияния.


Свойства материалов сильно зависят от воздействий окружающей среды, и поэтому характеристики этих воздействий должны быть определены для каждого конкретного типа материала. Во многих случаях, включающих в себя химическую и биологическую деградацию, главным фактором является присутствие влаги.

Влияния окружающей среды, по возможности, должны быть описаны численно так же, как это делается для воздействий. Во многих случаях это сделать трудно, и поэтому влияния окружающей среды часто классифицируют по степени агрессивности к конкретному материалу. Часто два или более типа влияний окружающей среды производят совместное воздействие более сильное, чем сумма отдельных влияний. В таких случаях среду следует классифицировать по ее агрессивности в целом.

Примечание - В ряде случаев, однако, влияние окружающей среды может быть описано численными значениями, и модели их воздействия на отдельный материал могут быть установлены. В таких случаях деградация материала во времени может быть оценена численно. Один из примеров - карбонизация защитного слоя бетона для усиления.

7.4 Свойства материалов


Свойства материалов, включая основания, следует описывать измеримыми физическими величинами, и они должны соответствовать свойствам, которые рассматриваются в расчетной модели. Данные свойства могут изменяться во времени, в зависимости от температуры, влажности, истории нагружения и т.п. Они также зависят от определенных условий, имеющих отношение к производству, поставке, и от условий приемки.

В общем случае свойства и их изменения должны быть определены из испытаний на соответствующих образцах. Испытания следует проводить на случайных выборках, репрезентативных для рассматриваемой генеральной совокупности.

С помощью соответственно установленных переводных коэффициентов или функций свойства, полученные посредством испытаний образцов, должны быть преобразованы к свойствам, соответствующим допущениям, сделанным в расчетных моделях. Следует учесть неопределенность переводных коэффициентов. Возможные эффекты преобразования, подлежащие учету - размерные, временные, температурные, влажностные и т.д.

Примечание - Для грунтов, как для образцов, существующих в природе, материалы в большинстве случаев не производятся, они находятся на строительной площадке. Следовательно, значения свойств необходимо определять для каждого проекта отдельно. Детальное исследование, основанное на испытаниях, может дать более точную и полную информацию, чем чисто статистический подход, особенно в том, что касается систематических тенденций или слабых мест в пространственных распределениях. Однако флуктуации в однородных материалах при ограниченной точности испытаний и их физической интерпретаций можно обработать статистическими методами. Для данных материалов рамки исследования являются элементом надежности сооружений, которая часто является трудной для количественной оценки. На стадии проектирования другие материалы еще не были произведены или, по крайней мере, еще не были установлены, соответствующие статистические параметры должны быть выведены из существующей. Поэтому совокупности, которую считают подобной настоящей, и эти параметры должны быть проверены впоследствии в соответствии со стратегией качества. Идентификация достаточно однородных совокупностей (например, эффективное деление производства партиями) и объемы выборок также являются элементами конструктивной надежности.

7.5 Геометрические параметры


Геометрические параметры описывают форму, размеры и общее расположение сооружения, строительных конструкций и сечений. В проекте следует учесть возможную неравномерность геометрических размеров. Значения неравномерностей определяются уровнем производства на заводе-изготовителе и квалификацией рабочих при монтаже на строительной площадке.

Изменчивость большинства геометрических размеров можно считать малой или незначительной по сравнению с изменчивостью воздействий и свойств материалов. Такие геометрические размеры следует принимать как неслучайные (постоянные), что должно быть отражено в проекте.

Если отклонение некоторых геометрических размеров от установленных значений может иметь существенное влияние на работу и несущую способность сооружения, геометрические размеры следует рассматривать или как явно случайные переменные или как неявно случайные в моделях воздействий или свойств конструкций.

Примечание - В качестве проектного допущения следует учесть, что пределы точности могут быть превышены только в редких случаях.


Многие геометрические параметры, даже те, которые рассматриваются как неслучайные, при проверке заменяются идеализированными упрощенными величинами (например, эффективный пролет или эффективная ширина полок балки) для моделирования конструкций или условий окружающей среды.

Случайные эксцентриситеты, уклоны и кривизны, оказывающие влияющие на расчет колонн и стен, являются самыми обычными геометрическими параметрами, которые следует учитывать как базовые переменные. Они обычно устанавливаются в нормах на строительные материалы. Эти несовершенства обычно определяется моделями, в которых учитывается упрощенные допущения относительно "несовершенной формы" и базовыми переменными, определяющими степень несовершенства. При необходимости эти несовершенства могут быть увеличены, чтобы компенсировать неопределенность в таких моделях (и возможно, другие типы несовершенств, такие как неоднородность свойств материалов), и тогда они обозначаются как эквивалентные геометрические несовершенства.

Допуски, установленные на основе расчета или опытным путем, следует проверять натурными измерениями элементов конструкций.

8 Модели

8.1 Общие положения


Расчетные модели должны описывать конструкцию и ее работу до достижения рассматриваемого предельного состояния, учитывая соответствующие воздействия и влияния окружающей среды. Модели в общем случае следует рассматривать как упрощения, учитывающие значимые факторы и пренебрегающие менее важными.

Обычно можно различать следующие модели:

- модели воздействий;

- модели сооружений, дающие сведения об эффектах воздействий (внутренние силы, моменты и т.д.);

- модели прочности, дающие сведения о сопротивлениях, соответствующих эффектам воздействий.

Однако в некоторых случаях учитывать эти различия невозможно или неудобно, например, если изучается неустойчивость или потеря равновесия всей системы или если представляет интерес взаимодействие между нагрузками и реакцией сооружения.

Для моделей сооружений необходимо рассматривать следующие виды реакций:

- динамическую по сравнению со статической;

- упругую по сравнению с неупругой;

- геометрически линейную по сравнению с геометрически нелинейной;

- не зависимое от времени поведение по сравнению с зависимым от времени (например, ползучесть).

Для моделей прочности могут быть введены следующие подразделения:

- локальные модели прочности, модели прочности элемента и модели прочности системы;

- мгновенные модели прочности и модели, включающие в себя кумулятивные эффекты (например, усталость, кумулятивные деформации и т.д.).

Выбор подходящей модели для некоторой расчетной ситуации зависит от характеристик нагрузки, свойств материала и геометрии сооружения.

Расчетные модели, как правило, должны базироваться на экспериментальной количественной проверке принятых предположений, определяющих соотношения между воздействием и эффектом воздействия и между эффектом воздействия и прочностью.

8.2 Типы моделей

8.2.1 Модели воздействия

Полная модель воздействия должна описывать его свойства, такие как величина, положение, направление, продолжительность и т.д. В некоторых случаях необходимо учитывать, что различные свойства воздействия могут быть взаимосвязаны или зависеть от реакции сооружения.

Величина воздействия ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности в общем виде может описываться выражением

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, (3)


где ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - соответствующая функция;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - базовая переменная воздействия, которая часто изменяется во времени и пространстве (случайно или неслучайно) и в общем случае не зависит от конструкции;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - случайная или неслучайная переменная, которая может зависеть от свойств конструкции и преобразует ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности к воздействию ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности.

Например, переменная ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности определяется:

- для собственного веса - размерами и плотностью массы;

- для снеговой нагрузки - весом снегового покрова;

- для ветровой нагрузки - скоростью ветра на базовой высоте 10 м над уровнем земли.

Переменная ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности определяется:

- для снеговой нагрузки - коэффициентом, который преобразует вес снегового покрова к снеговой нагрузке на покрытие;

- для ветровой нагрузки - переменной в зависимости от соотношения скорости и давления.

Подробности модели воздействия, которая требуется для расчета, зависят от типа выполняемого расчета. При статическом расчете без учета зависящих от времени или кумулятивных эффектов обычно важны только максимальные и минимальные значения в течение некоторого периода повторяемости. Если необходимо учитывать сочетание нескольких временных воздействий, зависящих от времени, то потребуется более детальное рассмотрение.

Когда важно учесть динамическое поведение, может потребоваться более детальное описание процесса. Динамическая модель воздействия должна описывать изменение воздействия во времени достаточно подробным и точным способом, для того чтобы получить достаточно точные результаты расчетов. Воздействие может быть задано во временной или частотной области, как будет эффективнее. Неопределенности в хронологии воздействия можно представить неслучайной функцией времени, отобрав требуемое число случайных параметров, или как вероятностный процесс. Вероятностные процессы часто бывают кусочно-стационарными.

В некоторых случаях динамические воздействия могут зависеть от свойств материалов и жесткости сооружения, как, например, в случае столкновения. В таких случаях целесообразно установить обстоятельства (массы, начальные скорости) вместо того, чтобы принимать значение воздействия. Однако на основе анализа предельных значений (например, принимая конструкцию жесткой) можно привести эту задачу к определению эквивалентных статических воздействий.

Во многих случаях численные значения параметров воздействия не всегда возможно выбрать заранее таким способом, чтобы конечный результат получился с запасом. Поэтому, если параметры воздействия не могут быть определены с необходимой точностью, может потребоваться выполнение нескольких расчетов с различными предположениями относительно модели воздействия.

Если воздействие вызывает значительную усталость конструкции, то эффект воздействия (местное напряжение) необходимо описать посредством одной из следующих характеристик:

- полная хронология колебаний напряжения, часто в статистических терминах; или

- задание ряда циклов напряжений и соответствующего числа циклов.

Неопределенности, касающиеся значений этих воздействий, нужно рассматривать тем же способом, что и для других видов временных воздействий.

Примечание - Дополнительные подробности о моделях воздействий приведены в приложении F.

8.2.2 Модели, описывающие геометрические свойства сооружения

Сооружение в общем случае может быть представлено моделью, состоящей из одномерных элементов (балки, колонны, ванты, арки и т.д.), двумерных элементов (плиты, стенки, оболочки и т.д.) и трехмерных элементов.

Геометрические размеры, которые включаются в модель, в общем случае относятся к номинальным значениям, то есть значениям, данным в чертежах, описаниях и т.д. Обычно геометрические размеры действующей конструкции отличаются от их номинальных значений, то есть у конструкции есть геометрические несовершенства. Если работа конструкции чувствительна к таким несовершенствам, то они должны быть включены в модель.

Во многих случаях деформации конструкции вызывают существенные отклонения от номинальных значений геометрических размеров. Если такие деформации важны для работы конструкции, их приходится рассматривать в расчете принципиально тем же самым способом, что и несовершенства. Эффекты таких деформаций обычно обозначаются как геометрически нелинейные, или эффекты второго порядка.

8.2.3 Модели, описывающие свойства материалов и статические реакции

Почти во всех проектных расчетах необходимо принимать некоторые допущения о соотношениях между силами или моментами и деформациями (или скоростями деформации). Эти допущения могут изменяться в зависимости от цели и типа расчета. Самая общая зависимость, принимаемая в расчете, вытекает из упругого поведения при низком уровне воздействий (когда полная реакция сооружения считается упругой), развиваясь в пластическое поведение в определенных частях сооружения при высоком уровне воздействий. В других частях сооружения возникают промежуточные стадии. Такие зависимости могут использоваться в большинстве случаев. Однако при использовании любой теории в условия неупругого или закритического поведения приходится принимать во внимание повторения временных воздействий.

Теория упругости может расцениваться как упрощение более общей теории и может в общем случае использоваться при условии, что силы и моменты ограничены теми значениями, при которых поведение сооружения все еще рассматривается как упругое. Однако теория упругости может также использоваться и в других случаях, если она применяется как консервативное приближение.

Теории, при которых допускается учитывать полное развитие пластических деформаций в определенных зонах конструкции (пластические шарниры в балках, линии разрушения в плитах и т.д.), могут также использоваться при условии, что деформации, при которых возникает пластическое поведение, образуются до наступления предельного состояния по несущей способности. Второе условие состоит в том, что воздействия, влияющие на эти деформации, не должны повторяться часто. Таким образом, при определении пределов несущей способности сооружения теорию пластичности нужно использовать с осторожностью, если эта несущая способность ограничивается:

- хрупким разрушением или

- отказом из-за потери устойчивости.

В случаях, когда модели эффекта воздействия и модели прочности применяются в расчетах отдельно, оба эти вида моделей должны в принципе быть взаимно совместимыми. Однако во многих случаях этот принцип может быть модифицирован или упрощен. Так, например, изгибающий момент (эффект воздействия) в неразрезной балке может быть вычислен в соответствии с теорией упругости, а прочность - согласно теории пластичности. В других случаях, особенно для учета эффектов второго порядка и других нелинейных эффектов, такие расчеты не допускается применять без специальных мер предосторожности.

8.2.4 Модели динамической реакции

В большинстве случаев динамическая реакция сооружения вызывается быстрым изменением значения, положения или направления воздействия. Однако внезапное изменение (уменьшение) жесткости или сопротивления элемента конструкции может также вызвать динамическое поведение. Так, например, перемещение элемента конструкции, упомянутого в перечислении d) 5.3, может произвести динамические эффекты.

Динамический анализ может выполняться во временной и в частотной области. Если нагрузка описывается в статистических терминах, то необходимо также генерировать статистическое описание реакции. На основе такого описания можно вычислить вероятность превышения некоторого предельного состояния в течение заданного периода повторяемости.

Свойства конструкции могут зависеть или не зависеть от времени. В полностью вероятностном анализе эти эффекты следует учитывать.

Модели для динамического анализа включают в себя:

- модель жесткости,

- модель демпфирования и

- модель инерции.

Модель жесткости принципиально такая же, как для статического анализа. Из-за динамических влияний жесткость может увеличиваться, хотя повторения могут также вызвать деградацию материала и уменьшение жесткости. Для нелинейных моделей материалов обычно уровень напряжений зависит от возрастания до предела текучести.

Силы инерции возникают из-за ускорения массы конструкции, массы неконструктивных элементов и дополнительной массы окружающей жидкости, воздуха или грунта. Данные дополнительные вклады масс дают начало взаимодействию конструкции с ее средой. Может потребоваться выполнение динамического анализа с рассмотрением различных вкладов масс.

Демпфирование может быть результатом действия многих различных типов механизмов. Наиболее важные из них:

- демпфирование материалов, например, из-за упругой природы или из-за пластического поведения;

- затухание из-за трения в соединениях;

- затухание из-за влияния неконструктивных элементов;

- геометрическое демпфирование;

- демпфирование в материале грунта;

- аэродинамическое и гидродинамическое демпфирование.

Упомянутые механизмы представляют примеры взаимодействия сооружения с окружающей средой. В особых случаях эти явления затухания могут иметь отрицательный знак, что приводит к потоку энергии из окружающей среды к сооружению. В качестве примеров можно назвать галопирование, флаттер и до некоторой степени реакцию вихревого возбуждения.

Специальным примером из первой выше упомянутой категории служит динамическая реакция при сильных землетрясениях. В этом случае бывает необходимо принять во внимание циклическую деградацию и соответствующее гистерезисное рассеяние энергии.

При практических расчетах не всегда потребуется проведение полного динамического анализа, даже при наличии важных динамических воздействий. Во многих случаях достаточно лишь упрощения. Наиболее общая процедура состоит в вычислении квазистатической реакции и умножении ее на динамический коэффициент, являющийся функцией преобладающей собственной частоты и относительного демпфирования. Для специальных классов зданий возможны дальнейшие упрощения.

8.2.5 Модели усталости

Если сооружение подвержено таким видам воздействий, которые могут вызвать усталость, то необходимо выполнить проверку, что надежность по отношению к усталости достаточна. Модели, которые могут использоваться для вычисления сопротивления усталости, зависят главным образом от типа материалов конструкции. Это означает, что общих правил для таких моделей не существует. Во многих случаях модели могут основываться на известных соотношениях между сопротивлением и числом циклов нагружения, полученных эмпирическим путем, или на механике разрушения. Должное внимание должно быть уделено результатам осмотра и обслуживания.

Примечание - См. приложение С.

8.3 Неопределенности модели


Расчетная модель основывается на физическом или эмпирическом соотношении между соответствующими переменными, являющимися в общем случае случайными величинами:

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, (4)


где ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - значение, предсказанное на основе модели;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - функция модели;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - базовые переменные.

Модель ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности может быть признана настолько полной и точной, что если значения ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности известны из специального эксперимента (на основе измерений), то результат ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности может быть предсказан без ошибки. В большинстве случаев модель будет неполной и неточной. Это может быть результатом отсутствия знаний или преднамеренным упрощением модели для удобства проектировщика. Действительный результат ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности эксперимента может быть следующим образом записан

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности. (5)


ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности упоминаются как параметры, которые содержат неопределенности модели и обрабатываются как случайные переменные. Их статистические свойства могут быть получены в большинстве случаев из экспериментов или наблюдений. Для моделей прочности средние значения этих параметров в принципе следует определять таким образом, чтобы расчетная модель в среднем правильно предсказывала результаты испытаний.

Примечание - Для дополнительной информации см. приложение D.


В большинстве случаев модели, особенно сформулированные для целей расчета, основаны на допущениях (обычно используют как резервные), которые не отражают условий, происходящих в действительности. В таких случаях следует учитывать неопределенности модели в соответствии с принципами, приведенными выше. Примером такого допущения было бы пренебрежение прочностью бетона при растяжении при вычислении сопротивления изгибу железобетонной балки.

Примечание - Оценка прочности снизу не всегда приводит к запасу надежности. Например, проверку разрушения при срезе предпочтительно выполнять при более высокой оценке сопротивления на изгиб обоих концов элемента.

8.4 Расчет на основе экспериментальных моделей


В тех случаях, когда соответствующая расчетная модель отсутствует, часть расчетных процедур может быть выполнена на основе экспериментальных моделей. Постановку и оценку испытаний следует выполнять так, чтобы сооружение в соответствии с проектом имело по крайней мере ту же надежность при всех соответствующих предельных состояниях и условиях нагружения, что и сооружения, проектирование которых выполнялось исключительно на основе расчетных моделей. Условия, которые не удовлетворяются во время испытания (например, длительное наблюдение) должны быть учтены отдельно.

Экспериментальные модели могут быть использованы для вычисления:

- нагрузок на сооружения (например, при испытаниях в аэродинамической трубе);

- реакции сооружения при нагружении или аварийном событии;

- прочности или жесткости сооружения или элемента конструкции.

Примечание - Проверка свойств материалов или другие контрольные испытания не рассматриваются как проектирование на основе экспериментальных моделей.


Перед испытанием нужно, по возможности, установить расчетную модель, включающую в себя соответствующий ряд переменных, и четко обозначить неизвестные коэффициенты или величины, которые следует оценить на основе испытаний. Если это невозможно, то необходимо выполнить ряд предварительных испытаний.

Соответствующие базовые переменные, такие как воздействия, свойства материалов и геометрические параметры, следует предварительно измерить прямо или косвенно для каждого испытания, даже если они не присутствуют явно в расчетной модели. Если значения случайных переменных измеряются, выборка необязательно должна быть репрезентативной; в этих случаях можно, например, выбирать процедуры для достижения значений, находящихся около оцениваемого расчетного значения. Если значения случайных переменных при испытаниях не измеряют, следует удостовериться, что они принадлежат к представительной выборке.

Оценку результатов испытаний следует проводить на основе статистических методов. В принципе, испытания должны привести к распределению вероятностей для выбранных неизвестных величин, включая статистические ошибки. Основываясь на этом распределении, можно вычислить расчетные значения и частные коэффициенты, которые будут задействованы при использовании метода частных коэффициентов.

Примечание - Более подробную информацию см. в приложении D.


Если при обработке результатов испытаний получают результаты, несовместимые с опытом, то следует найти и зарегистрировать детальные причины отклонений.

9 Принципы расчета на вероятностной основе

9.1 Общие положения


В настоящем разделе принято допущение, что базовые переменные (см. 7.1) рассматриваются как случайные и обрабатываются с помощью вероятностных процедур.

Если конструкция и нагрузки заданы, то такие процедуры позволяют четко оценить вероятностную меру надежности (например, вероятность отказа). В большинстве случаев это значение следует рассматривать только как справочное значение. Однако это значение может быть использовано для последовательных сравнений различных расчетных ситуаций и, следовательно, для калибровок относительно установленного уровня надежности. Уровень надежности может быть дифференцирован согласно потерям от отказа, как указано в 5.2.

Вероятностный расчет означает, что сооружение проектируется так, чтобы, например, вероятность отказа, ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности не превысила указанную величину, ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности за некоторый установленный период времени:

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности. (6)


Отказ связан с переходом предельного состояния из области желательных состояний в область нежелательных состояний согласно разделу 5. В отношении уравнений (1) и (2) нежелательное состояние определяется предельной функцией состояния

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, (7)


где ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - базовые переменные, относящиеся к задаче.

Вообще базовые переменные, описывающие временные воздействия и влияния окружающей среды, должны быть описаны с помощью случайных процессов. Во многих случаях, однако, описание базовой переменной, как случайной переменной с функцией распределения вероятности для максимума в пределах данного периода повторяемости может быть вполне достаточным. Другие базовые переменные (такие как материал, подвергаемый действию коррозии) могут зависеть от времени.

Параметры неопределенности модели ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности согласно 7.3 рассматриваются как случайные переменные, и в принципе с ними обращаются таким же образом, как с базовыми переменными.

Для большинства предельных состояний по несущей способности и для некоторых предельных состояний эксплуатационной пригодности вероятность отказа может быть записана следующим образом:

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности. (8)


Для зависящих от времени переменных следует рассматривать минимальное по времени значение ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности.

Для некоторых особых предельных состояний по несущей способности и для многих предельных состояний эксплуатационной пригодности первое превышение предельного состояния не означает отказа. В таких случаях отказ происходит согласно 5.1, только если имеют место некоторые дополнительные условия, и критерии отказа должны быть сформулированы для каждого отдельного случая.

Вследствие зависимости от времени ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности должен быть отнесен к определенному априорно установленному отрезку времени, принадлежащему принятому периоду повторяемости. Вероятности срока службы допускается использовать в том случае, если определены экономические последствия. Если же при отказе можно ожидать, что люди будут подвергаться опасности, то нужно использовать другие периоды повторяемости.

Вероятность отказа ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности может быть заменена индексом надежности ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, который определяется следующим выражением:

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, (9)


где ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - инверсия стандартизованного нормального распределения.

Примечание - Уравнение (9) является определением. Ничего не говорится о точности ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности и ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности. Более детально см. приложение Е.


Вероятностный метод может применяться, главным образом, для калибровки метода частных коэффициентов, описанного в разделе 10. При особых обстоятельствах, описанных в 9.5, вероятностный метод может быть применен непосредственно при расчете установленного уровня надежности.

9.2 Надежность системы в сравнении с надежностью элемента


С вероятностной точки зрения, элемент может рассматриваться как имеющий единственный доминирующий вид отказа. Система может иметь больше, чем один вид отказа и/или состоять из двух или более элементов, каждый из которых имеет единственный вид отказа.

Вероятностный расчет сооружений применяется к поведению, главным образом, элементов и предельным состояниям (эксплуатационной пригодности и отказу по несущей способности). Поведение систем представляет интерес, потому что отказ системы - обычно самое серьезное следствие отказа конструкции. Поэтому представляет интерес оценить вероятность отказа системы после отказа начального элемента. В частности, необходимо определить характеристики системы относительно допуска повреждений или конструктивной целостности при случайных событиях. Требования к надежности элементов должны зависеть от характеристик системы.

Анализ системы должен выполняться для установления:

- избыточности (альтернативных путей передачи нагрузки);

- состояния и сложности конструкции (множественные виды отказа).

Примечание - Анализ надежности системы должен, однако, выполняться с тщательным распознаванием неопределенностей, присущих доступным в настоящее время методам, и поэтому должен применяться с осторожностью.

9.3 Установленные уровни требуемой надежности


Установленные максимально допускаемые вероятности отказа должны зависеть от последствий и природы отказов, экономических потерь, социальных неудобств, затрат и усилий, требуемых для понижения вероятности отказа. Они должны быть калиброваны в сравнении с хорошо изученными случаями, известными из прошлого опыта, для того чтобы иметь достаточную надежность. Следовательно, установленная вероятность отказа должна зависеть от класса надежности (см. 5.2).

Установленные вероятности отказа ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, которые важны для расчетов предельного состояния по несущей способности и предельного состояния эксплуатационной пригодности, должны отражать тот факт, что критерии для таких предельных состояний не учитывают грубых ошибок. Эти вероятности прямо не связаны с наблюдаемой частотой отказов, которая вызывается, главным образом, грубыми ошибками.

Рассматривая зависящие от времени свойства конструкции, следует учитывать влияние результатов обследований и ремонта на вероятность отказа. Это может привести к согласованию установленных значений, в зависимости от результатов обследований. Установленные вероятности отказа всегда следует рассматривать относительно принятого метода расчета, вероятностных моделей и метода оценки уровня надежности.

Установленные вероятности отказов должны всегда определяться для некоторого периода повторяемости. В зависимости от типа предельного состояния он может быть расчетным сроком службы, периодом в один год или произвольным отрезком времени.

Для обратимых предельных состояний эксплуатационной пригодности могут также устанавливаться требования к частоте наступления предельного состояния (см. 6.1.3).

Примечание - Для дополнительной информации см. приложение Е.

9.4 Вычисление вероятностей отказов

9.4.1 Общие положения

Рассматривается важный частный случай функции отказа (9.2), где все переменные ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности не зависят от времени (см. 9.4.2). В этом случае переменные ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности являются случайными переменными, а не случайными процессами.

Когда задача надежности зависит от времени, часто можно преобразовать ее к задаче, инвариантной от времени, в терминах случайных переменных. См. 9.4.3.

9.4.2 Задачи надежности, не зависящие от времени

Если переменные ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности не зависят от времени, то для расчета ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности в общем случае могут быть использованы три типа методов, а именно:

a) аналитические методы, например FORM/SORM (методы расчета надежности первого/второго порядка);

b) имитационное моделирование Монте-Карло и

c) численное интегрирование.

9.4.3 Преобразование задач, зависящих от времени, в задачи, не зависящие от времени

Рассмотрим два класса задач, зависящих от времени и связанных:

- с отказом от перегрузки и

- с кумулятивным отказом.

В случае отказа от перегрузки единственный процесс воздействия может быть замещен случайной переменной со средним значением, равным его ожидаемому предельному значению в течение выбранного периода повторяемости. Если имеется более чем один случайный процесс воздействия, их следует скомбинировать, учитывая масштабы флуктуации всех процессов воздействия.

Примечание 1 - Более подробную информацию см. в приложении F.


В случае кумулятивных отказов (усталость, коррозия и т.д.) важна полная хронология нагружения вплоть до момента отказа.

Примечание 2 - Отказ может быть комбинированным результатом кумулятивного процесса повреждения и другой нагрузки с относительно большим значением.

9.4.4 Выполнение вероятностного расчета

Вероятностный метод может быть применен непосредственно для выполнения расчетов с уровнями надежности, близкими к установленным значениям.

Такой подход может быть использован в зависимости от стандартизованных:

- неточностей измерений;

- методов надежности.

Вместо того чтобы использовать прямой вероятностный метод, могут быть использованы следующие два упрощенных метода:

a) метод расчетного значения и

b) метод частных коэффициентов.

В обоих случаях методы калибруются таким образом, чтобы для определенного ряда конструктивных схем, воздействий и т.д. расчет получился достаточно близким к расчету, полученному прямым вероятностным методом.

Примечание - Методы расчетного значения и нормативная калибровка описаны в приложении Е. Метод частных коэффициентов рассматривается в разделе 10.

10 Метод частных коэффициентов

10.1 Условия расчета и расчетные значения


Метод частных коэффициентов разделяет влияние неопределенностей и изменчивостей, возникающих по различным причинам, посредством расчетных значений, назначенных базовым переменным. В соответствии с 5.2.1 условие расчета выражается в терминах расчетных значений, например, следующим образом:

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, (10)


где ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - расчетные значения воздействий;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - расчетные значения свойств материала;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - расчетные значения геометрических величин;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - расчетные значения переменных ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, которые оценивают неопределенности модели согласно уравнению (5);

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - ограничения эксплуатационной пригодности;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - коэффициент, с помощью которого учитывают ответственность сооружения и последствия отказа, включая значение типа отказа. Значение ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности может зависеть от установленного уровня надежности сооружения или элемента конструкции.

Уравнение (10) нужно принимать исключительно как условное описание принципов. Каждое обозначение в уравнении (10) может представлять одну переменную или вектор, включающий в себя несколько переменных.

Базовые переменные подразделяются:

- на главные базовые переменные и

- другие базовые переменные.

Главные базовые - переменные, значения которых имеют первостепенное значение для результатов расчета. Они должны устанавливаться в сводах правил, которые распространяются на воздействия и конструкции из конкретных материалов.

Примечание - Для предельного состояния по несущей способности балок из предварительно напряженного бетона, например, расчетные сопротивления бетона и стали являются главными базовыми переменными, но модули упругости не являются главными базовыми переменными. Воздействия обычно являются главными базовыми переменными.


Расчетные значения главных базовых переменных ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности и ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности определяются следующим образом:

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, (11)


ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, (12)


ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, (13)


ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности или ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности, (14)


где ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - репрезентативные значения воздействий (см. 10.2);

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - характеристические значения свойств материала (см. 10.3);

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - характеристические значения геометрических параметров (см. 10.4);

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - частные коэффициенты для воздействий;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - частные коэффициенты для материалов;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - приращения геометрических величин;

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности - частные коэффициенты для несовершенств моделей.

С помощью ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности учитываются:

- возможность неблагоприятных отклонений значений воздействий от их репрезентативных значений и

- неопределенность модели воздействия.

С помощью ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности учитываются:

- возможность неблагоприятных отклонений свойств материала от характеристических значений и

- неопределенности в коэффициентах преобразования.

С помощью ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности учитываются:

- возможность неблагоприятных отклонений геометрических параметров от характеристических (установленных) значений, включая значение вариаций в ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Текст документа вы можете получить на ваш адрес электронной почты, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу uwt@kodeks.ru

ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

Название документа: ГОСТ Р ИСО 2394-2016 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

Номер документа: ИСО 2394-2016

Вид документа: ГОСТ Р

Принявший орган: Росстандарт

Статус: Действующий

Опубликован: Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2016 год
Дата принятия: 28 ноября 2016

Дата начала действия: 01 мая 2017
Информация о данном документе содержится в профессиональных справочных системах «Кодекс» и «Техэксперт»
Узнать больше о системах