Проектное решение, основанное на вероятностных теориях

АННОТАЦИЯ

При проектировании зданий и сооружений в сейсмически опасном районе приходится решать типичную оптимизационную задачу обеспечения надёжности сооружения при минимальных затратах. Часто при выборе оптимального решения возникают трудности, связанные с тем, что условия работы системы неоднозначны. В этом случае необходимо оценить всё множество решений. Как правило, большинство реальных инженерных задач содержат в том или ином виде неопределенность. Однако из-за концептуальных и методических трудностей в настоящее время не существует единого методологического подхода к решению таких задач. При использовании этих методов следует иметь в виду, что все они носят рекомендательный характер и выбор окончательного решения всегда остается за человеком.

С точки зрения случайности необходимо учесть тип неопределённости. По этому признаку можно различить вероятностную неопределенность, когда неизвестные факторы статистически устойчивы (случайные функции, события и т. д.). При этом должны быть известны или определены при постановке задачи все необходимые статистические характеристики (законы распределения и их параметры). Другим крайним случаем может быть неопределенность невероятностного вида, при которой никаких предположений о стохастической устойчивости не существует. Также можно говорить о промежуточном типе неопределенности, когда решение принимается на основании каких-либо гипотез о законах распределения случайных величин. При этом необходимо иметь в виду опасность несовпадения результатов с реальными условиями. Эту опасность несовпадения можно компенсировать с помощью коэффициентов риска.

В работе на примере трёхэтажного каркасного здания проведены оптимизационные расчёты, основная цель которых – определение сейсмических нагрузок на конкретный объект с использованием различных ускорений и выявление оптимальной расчётной сейсмической нагрузки, учитывающей экономические и не материальные потери.

ABSTRACT

 When designing of buildings and structures in seismically dangerous area have to solve the typical optimization task - to ensure reliability of structures at minimum cost. Often when choosing the optimal solution difficulties so that the working conditions of the system are ambiguous. In this case, you must evaluate all kinds of solutions. As a rule, most real engineering tasks contain some form of uncertainty. However, due to the conceptual and methodological difficulties currently does not exist a common methodological approach to solving such problems. When you use these methods, it should be borne in mind that all of them are of recommendatory character and the choice of the final decision always rests with the person.

 In terms of randomness, you must consider the type of uncertainty. On this basis, one can distinguish a probabilistic uncertainty when unknown factors statistically resistant (random functions, events, etc.). This should be known or defined in the problem statement, all the necessary statistical characteristics (distribution laws and their settings). Other extreme case, maybe not the species for stochastic uncertainty in which any assumptions about the stochastic stability does not exist.

 Also, you can talk about the interim decision uncertainty, when the type was adopted on the basis of any hypotheses about the laws of distribution of random variables. You must keep in mind the risk of divergent outcomes with real conditions. This risk can be offset by using mismatch risk coefficients.

In the example, three story frame building held the optimization calculations whose primary objective the definition of seismic load to a specific object by using the various instruments and the identification of optimal calculation of seismic load, taking into account the economic and not the material loss.