Плотность распределения случайных переменных, определяющих нагрузки и воздействия окружающей среды

При диффузии агрессивных газов происходит карбонизация защитного слоя бетона, что приводит к потери им защитных свойств и развитию коррозии арматуры. Процесс карбонизации представляет собой воздействие, снижающие долговечность конструкции и из-за зависимости ее от многих факторов характеризуется большой неоднородностью. Многочисленные измерения глубины карбонизации на эксплуатируемых железобетонных конструкциях показали, что распределение глубины карбонизации подчиняется нормальному закону (рис. 25.4). Глубина коррозии арматурных стержней описывается нормальным законом распределения.

Постоянные нагрузки от собственной массы, цементной стяжки, рубероидного ковра изменчивы вследствие непостоянства геометрических характеристик и плотности. Распределения постоянных нагрузок описываются нормальным законом с коэффициентами вариации V = 0,025 + 0,010.

Рис. 25.1. Гистограммы частот и кривые распределения толщины защитного слоя бетона в продольных ребрах плит покрытия промыво-пропарочных станций ППС:

а – «Стенькино» г. Рязань, мм; V = 0,15;

б – «Осенцы» г. Пермь, мм; V = 0,121;

Данные о распределении нагрузок на перекрытия различны. Так. Например, при обследовании четырех многоэтажных зданий в Москве распределения нагрузок на перекрытия (мебель, оборудование, рабочий персонал) установлено, что с увеличением площади А статистический разброс нагрузки уменьшается, гистограммы становятся более компактными и симметричными (рис. 25.5), распределения нагрузок описываются нормальным законом. Полные нагрузки в квартирах жилых зданий городского типа (г. Каунас) описываются логарифмически нормальным законом распределения.

Распределение снеговой нагрузки близко соответствует двойному экспоненциальному закону Гумбеля, на основе которого возможно прогнозировать нагрузки во времени.

Для скоростей ветра, определяющих ветровые нагрузки на конструкции, используется распределение Вейбулла.

Режимы нагружения от мостовых и подвесных кранов в промышленных зданиях могут рассматриваться как нормальные стационарные случайные процессы, т.е. плотность распределения нагрузки в любой момент времени описывается нормальным законом распределения.

Рис. 25.2. Гистограммы частот и кривые распределения прочности бетона железобетонных плит покрытий ППС:

а – «Стенькино» г. Рязань, МПа; V = 0,086;

б– «Осенцы» г. Пермь, МПа; V = 0,07;

Рис. 25.3 Кривые распределения прочности бетона при различных коэффициентах вариации бетона.

Рис. 25.4. Гистограммы частот и кривые распределения глубины карбонизации защитного слоя бетона железобетонных конструкций покрытий зданий:

а – ППС «Бензин» после 8 лет эксплуатации плиты покрытия, мм; V = 0,32;

б – ремонтно-экипировочного вагонного депо после 30 лет эксплуатации балки покрытия Г.Москва, мм; V = 0,175;

Рис. 25.5 Распределение нагрузок на перекрытия для участков площадью 3 м² (а), 6 м² (б) и 36 м² (в).