Details

В работе рассматривается применение вероятностного подхода к оценке ветровой нагрузки и его влияние на материалоёмкость конструкций при проектировании с учётом заданного срока эксплуатации, в отличие от традиционных методов, закреплённых в нормативных документах. Объект исследования: ветровые нагрузки. Предмет исследования: материалоемкость конструкций в зависимости от методов сбора ветровой нагрузок. В ходе работы решались следующие задачи: 1. Исследовать влияние геометрической формы конструкций на распределение аэродинамических коэффициентов на его поверхности. 2. Разработать специализированный алгоритм на основе принципов теории экстремальных значений, с использованием двух методов выборки данных: эпохального и метода превышения порога. 3. Определить важность качества и характера исходных данных в выборе вероятностного распределения при определении итоговых значений скорости ветра. 4. Произвести аэродинамический расчет рассматриваемой конструкции рекламного щита для определения распределения аэродинамических коэффициентов по его поверхности. 5. Оценить влияние методов сбора ветровой нагрузи на материалоемкость строительных конструкций рекламного щита с учетом сохранения требуемой надежности. Анализ научной литературы показывает прогресс в применении теории экстремальных значений для повышения точности оценки климатических воздействий на конструкции. Точность оценки нагрузок является ключевым параметром при проектировании конструкций на основе надёжности. Исследование выявило, что выбор метода обработки данных о скорости ветра влияет на расчётные значения. При периоде повторяемости 10 лет расхождение между методами составило 0,33 %, а при 100 годах — уже 8,69 %, при этом эпохальный метод давал более высокие значения. Использование детерминированного подхода привело к увеличению собственного веса конструкции на 19,04 % по сравнению с вероятностным методом. Интеграция теории экстремальных значений и CFD-анализа позволяет точнее и эффективнее проектировать временные и чувствительные к ветрконструкции. Для достижения данных результатов в работе были использованы следующие информационные технологии, в том числе программное обеспечение, базы данных и прочие: Mendeley, eLIBRARY.RU, SCAD Office, ANSYS, Meteostat, Revit, AutoCAD, Excel, Python.

This study examines the application of a probabilistic approach to wind load assessment and its impact on material consumption in structural design, taking into account the specified service life of the structure, in contrast to traditional methods established in regulatory standards. Object of the study: wind loads. Subject of the study: material consumption of structures depending on the methods of wind load estimation. The study addresses the following key research tasks: 1. Investigate the influence of the structural geometric shape on the distribution of aerodynamic coefficients across its surface. 2. Develop a specialized algorithm based on the principles of extreme value theory, utilizing two data sampling methods: the block maxima method and the peak-over-threshold method. 3. Determine the importance of the quality and nature of the input data in selecting the appropriate probability distribution for estimating final wind speed values. 4. Perform an aerodynamic analysis of the considered billboard structure to determine the distribution of aerodynamic coefficients across its surface. 5. Evaluate the impact of wind load assessment methods on the material consumption of billboard structural components, while ensuring the required level of reliability is maintained. A review of scientific literature demonstrates significant progress in the application of Extreme Value Theory to improve the accuracy of assessing climatic impacts on structures. Load assessment accuracy is a key parameter in the reliability-based design of structural systems. The study revealed that the choice of wind speed data processing method significantly affects the calculated values. For a 10-year return period, the discrepancy between methods was 0.33%, while for a 100-year period it reached 8.69%, with the block maxima (epochal) method producing higher wind speed estimates. Applying a deterministic approach resulted in a 19.04% increase in structural self-weight compared to the probabilistic method. Integrating Extreme Value Theory with CFD analysis enables more precise and efficient design of temporary and wind-sensitive structures. To achieve these results, the following information technologies, software, and databases were used: Mendeley, eLIBRARY.RU, SCAD Office, ANSYS, Meteostat, Revit, AutoCAD, and Excel, Python.