Страница 18: ДСТУ-Н Б В.1.2-13:2008. ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙ (29588)

Специфікації навантаження. Умови навантаження та навколишнього середовища, які будуть визначені для проведення випробувань, повинні включати:

• точки прикладення навантаження,
• зміну навантаження за часом,
• обмеження,
• температуру,
• відносну вологість,
• навантаження за деформацією або контроль сил тощо.

Послідовність навантаження повинна бути вибрана так, щоб представити очікуване використання конструкції, як за нормальних, так і за важких умов використання. Де доречно, слід врахувати взаємодії між динамічною характеристикою конструкції та апаратурою, використаною для навантаження.

Де реакція конструкції або її експлуатаційні показники залежать від впливів однієї або більше дій, тоді ці впливи повинні бути визначеними за допомогою їх репрезентативних значень.

required conversions (e.g. scaling effects) should be specified.

Prediction of test results: All properties and circumstances that can influence the prediction of test results should be taken into account, including:

• geometrical parameters and their variability,

• geometrical imperfections,
• material properties,
• parameters influenced by fabrication and execution procedures,
• scale effects of environmental conditions taking into account, if relevant, any sequencing.

The expected modes of failure and/or calculation models, together with the corresponding variables should be described. If there is a significant doubt about which failure modes might be critical, then the test plan should be developed on the basis of accompanying pilot tests.

NOTE Attention needs to be given to the fact that a structural member can possess a number of fundamentally different failure modes.

Specification of test specimen and sampling: Test specimens should be specified, or obtained by sampling, in such a way as to represent the conditions of the real structure.

Factors to be taken into account include:

• dimensions and tolerances,
• material and fabrication of prototypes,
• number of test specimens,
• sampling procedures,
• restraints.

The objective of the sampling procedure should be to obtain a statistically representative sample. Attention should be drawn to any difference between the test specimens and the product population that could influence the test results.

Loading specifications: The loading and environmental conditions to be specified for the test should include:

• loading points,
• loading history,
• restraints,
• temperatures,
• relative humidity,
• loading by deformation or force control, etc.

Load sequencing should be selected to represent the anticipated use of the structura member, under both normal and severe conditions of use. Interactions between the structural response and the apparatus used to apply the load should be taken into account where relevant.

Where structural behaviour depends upon the effects of one or more actions that will not be varied systematically, then those effects should be specified by their representative values.

Устаткування для випробувань. Устаткування для випробувань повинне відповідати типу випробування та очікуваному діапазону вимірювань. Спеціальна увага приділяється заходам отримання достатньої стійкості та жорсткості для навантажувальних стендів та фундаментів, уникненню відхилень тощо.

Вимірювання. До випробування повинні бути переліченими всі відповідні параметри, які повинні бути виміряними для кожного індивідуального випробувального зразка. Додатково необхідно скласти перелік:

а)розташування вимірювальних приладів,

б)процедур запису результатів, включаючи, якщо це доречно:

• переміщення у часі,
• вектор швидкості,
• прискорення,
• деформації,
• сили та тиску,
• частоти, що визначаються,
• точності вимірювань та
• вимірювальних пристроїв, що застосовуються.

Оцінка випробування та звітність. Спеціальні керівні інструкції, див. D5 - D8. Звіт повинен надаватись відповідно до стандарту, на якому базувалися випробування.

D5 Визначення розрахункових величин

(1) Визначення за результатами випробувань розрахункових величин властивості матеріалу, параметра моделі або опору повинне виконуватись одним з наступних способів:

а) завдяки оцінці характеристичної величини, яка тоді ділиться на частковий коефіцієнт або помножується, якщо це необхідно, на визначений переводний коефіцієнт (див. D7.2 та D8.2);

b) завдяки безпосередньому визначенню розрахункової величини, явне або неявне врахування для конверсії результатів та загальної надійності, що вимагається (див. D7.3 та D8.3).

ПРИМІТКА. Загалом метод а) більш переважний за умови, що показник часткового коефіцієнта визначений з нормальної розрахункової процедури (див. (3) нижче).

(2) Відхилення характеристичної величини випробувань (метод (а)), повинне врахувати:

a) розсіювання даних випробувань;

b) статистичну невизначеність, пов'язану з кількістю випробувань;

c) попередні статистичні знання та досвід.

(3) Частковий коефіцієнт, який використовуватиметься для характеристичної величини, повинен бути взятий з відповідного Єврокода за умови, що існує достатня схожість між цими випробуваннями та звичайною областю використання часткового коефіцієнта, який використаний в числових перевірках.

(4) Якщо опір конструкції або елемента конструкції або опір матеріалу залежать від впливів, які значною мірою не охоплюються, такими випробуваннями як:

Testing arrangement: The test equipment should be relevant for the type of tests and the expected range of measurements. Special attention should be given to measures to obtain sufficient strength and stiffness of the loading and supporting rigs, and clearance for deflections, etc.

Measurements: Prior to the testing, all relevant properties to be measured for each individual test specimen should be listed. Additionally a list should be made:

1. of measurement-locations,
2. of procedures for recording results, including if relevant:

• time histories of displacements,
• velocities,
• accelerations,
• strains,
• forces and pressures,
• required frequency,
• accuracy of measurements, and
• appropriate measuring devices.

Evaluation and reporting the test: For specific guidance, see D5 to D8. Any Standards on which the tests are based should be reported.

D5 Derivation of design values

(1) The derivation from tests of the design values for a material property, a model parameter or a resistance should be carried out in one of the following ways:

a) by assessing a characteristic value, which is then divided by a partial factor and possibly multiplied if necessary by an explicit conversion factor (see D7.2 and D8.2);

b) by direct determination of the design value, implicitly or explicitly accounting for the conversion of results and the total reliability required (see D7.3 and D8.3).

NOTE In general method a) is to be preferred provided the value of the partial factor is determined from the normal design procedure (see (3) below).

(2) The derivation of a characteristic value from tests (Method (a)) should take into account:

1. the scatter of test data;
2. statistical uncertainty associated with the number of tests;
3. prior statistical knowledge.
4. The partial factor to be applied to a characteristic value should be taken from the appropriate Eurocode provided there is sufficient similarity between the tests and the usual field of application of the partial factor as used in numerical verifications.

(4)If the response of the structure or structural member or the resistance of the material depends on influences not sufficiently covered by the tests such as:

• вплив часу та тривалості,
• вплив масштабу та розміру,
• вплив різних умов навколишнього середовища, навантаження та граничних умов,
• вплив показників опору,

тоді розрахункова модель, відповідно до обставин повинна враховувати такі впливи.

(5) В особливих випадках, де використовується метод, наданий в D5(l)b), при визначенні розрахункових величин повинні буди взяті до уваги:

• відповідні граничні стани;
• рівень надійності, що вимагається;
• можливість порівняння з припущеннями, які мають відношення до сторони дій у формулі (С.8а);
• де прийнятно, проектний термін експлуатації, що вимагається;
• попередні знання та досвід при схожих випадках.

ПРИМІТКА. Іншу інформацію можна знайти в D6, D7 та D8.

D6 Загальні принципи статистичних оцінок

(1) Коли оцінюються результати випробувань, поведінка випробувальних зразків та види руйнувань повинні бути порівняні з теоретичними передбаченнями. Коли має місце значне відхилення від передбачення, слід шукати пояснення: це може вимагати додаткових випробувань, можливо в інших умовах, або модифікації теоретичної моделі.

(2) Оцінки результатів випробувань повинні базуватися на статистичних методах з використанням наявної (статистичної) інформації стосовно типу розподілення, що використовується, та його відповідних параметрів. Методи, надані в цьому додатку, можуть використовуватись тільки тоді, коли виконані такі умови:

-статистичні дані (включно з попередньою інформацією) взяті з ідентифікованих вибірок, які необов'язково є однорідними та

• є в наявності значна кількість спостережень.

ПРИМІТКА. На рівні тлумачення результатів випробувань можуть бути виділеними три головні категорії:

• там, де виконується тільки одне випробування (або дуже мало випробувань), можливі класичні статистичні інтерпретації. Тільки використання значної кількості попередньої інформації, яка пов'язана з гіпотезами щодо відносного ступеня важливості цієї інформації та результатів випробувань, роблять можливим представити цю інтерпретацію або тлумачення як статистичне (Бейсовські процедури, див. ISO 12491);
• щоб оцінити параметр, виконується значна серія випробувань, і може бути можлива класична статистична інтерпретація. Приклади найбільш звичайних випадків надаються в D7. Ця інтерпретація все ще матиме потребу в використанні деякої кількості попередньої інформації про параметр; однак, як правило, це менше ніж зазначено вище;
• коли виконується серія випробувань, для того щоб калібрувати модель (як функцію) та один або більше пов'язаних параметрів, можлива класична статистична інтерпретація.
• time and duration effects,
• scale and size effects,
• different environmental, loading and boundary conditions,
• resistance effects,

then the calculation model should take such influences into account as appropriate.

(5)In special cases where the method given in D5(1)b) is used, the following should be taken into account when determining design values:

• the relevant limit states;
• the required level of reliability;
• compatibility with the assumptions relevant to the actions side in expression (C.8a);
• where appropriate, the required design working life;

• prior knowledge from similar cases.

NOTE Further information may be found in D6, D7 and D8.

D6 General principles for statistical evaluations

1. When evaluating test results, the behaviour of test specimens and failure modes should be compared with theoretical predictions. When significant deviations from a prediction occur, an explanation should be sought: this might involve additional testing, perhaps under different conditions, or modification of the theoretical model.
2. The evaluation of test results should be based on statistical methods, with the use of available (statistical) information about the type of distribution to be used and its associated parameters. The methods given in this Annex may be used only when the following conditions are satisfied:

-the statistical data (including prior information) are taken from identified populations which are sufficiently homogeneous; and

• a sufficient number of observations is available.

NOTE At the level of interpretation of tests results, three main categories can be distinguished:

• where one test only (or very few tests) is (are) performed, no classical statistical interpretation is possible. Only the use of extensive prior information associated with hypotheses about the relative degrees of importance of this information and of the test results, make it possible to present an interpretation as statistical (Bayesian procedures, see ISO 12491);

• if a larger series of tests is performed to evaluate a parameter, a classical statistical interpretation might be possible. The commoner cases are treated, as examples, in D7. This interpretation will still need to use some prior information about the parameter; however, this will normally be less than above.

• when a series of tests is carried out in order to calibrate a model (as a function) and one or more associated parameters, a classical statistical interpretation is possible.

(3) Результат випробування слід розглядати дійсним тільки для специфікацій та характеристик навантаження, розглянутих у випробуваннях. Якщо ці результати екстраполюються, щоб охопити інші розрахункові параметри та параметри навантаження, слід використовувати додаткову інформацію з попередніх випробувань або з теоретичної бази.

D7 Статистичне визначення окремої характеристики

D7.1 Загальні положення

(1) Ця стаття надає робочі формули для визначення розрахункових величин з типів випробувань (а) та (b) D3(3) для окремої характеристики або властивості (наприклад, міцності) при використанні методів оцінки (а) та (b) D5(l).

ПРИМІТКА. Надані тут формули, котрі використовують Бейсовські процедури з "невизначеними" попередніми розподіленнями, призводять майже до подібних результатів, як класичні статистичні з рівнем значимості, що дорівнює 0,75.

(2) Окрема властивість Х може представляти

а) опір виробу,

б) властивість, що впливає на опір виробу.

(3) У випадку а) процедури D7.2 та D7.3 можуть прямо використовуватись, щоб визначити характеристичні або розрахункові величини або частковий коефіцієнт.

(4) У випадку b) слід врахувати, що розрахункова величина опору також повинна включати:

• впливи інших властивостей,
• невизначеність моделі,
• інші впливи (масштабування, об'єм тощо)

(5) Таблиці та формули в D7.2 та D7.3 базуються на таких припущеннях:

• усі перемінні мають або нормальне, або логнормальне розподілення;
• немає попередніх даних щодо середнього значення;
• для випадку "VX невідомий" не існує попередніх даних щодо коефіцієнта варіації;
• для випадку "VX відомий" існує повна інформація щодо коефіцієнта варіації.

ПРИМІТКА. Прийняття логнормального розподілення для деяких перемінних має перевагу в тому, що негативні величини є неможливими, як, наприклад, для геометричних перемінних та перемінних стосовно опору.

На практиці часто краще використовувати випадок "VX відомий" разом з верхньою консервативною оцінкою VX ніж застосовувати правила для випадку "VX невідомий". Більш того, коли VX невідомий, слід припускати його не меншим за 0,10.

D7.2 Оцінка через характеристичну величину

(1) Розрахункова величина властивості X повинна бути знайдена, використовуючи:

(3)The result of a test evaluation should be considered valid only for the specifications and load characteristics considered in the tests. If the results are to be extrapolated to cover other design parameters and loading, additional information from previous tests or from theoretical bases should be used.

D7 Statistical determination of a single property

D7.1 General

(1)This clause gives working expressions for deriving design values from test types (a) and (b) of D3(3) for a single property (for example, a strength) when using evaluation methods (a) and (b) of D5(1).

NOTE The expressions presented here, which use Bayesian procedures with "vague" prior distributions, lead to almost the same results as classical statistics with confidence levels equal to 0,75.

(2)The single property X may represent

1. a resistance of a product,
2. a property contributing to the resistance of a product.
3. In case a) the procedure D7.2 and D7.3 can be applied directly to determine characteristic or design or partial factor values.

1. In case b) it should be considered that the design value of the resistance should also include:

• the effects of other properties,
• the model uncertainty,
• other effects (scaling, volume, etc.)

(5)The tables and expressions in D7.2 and D7.3 are based on the following assumptions:

• all variables follow either a Normal or a log-normal distribution;
• there is no prior knowledge about the value of the mean;
• for the case "VX unknown", there is no prior knowledge about the coefficient of variation;
• for the case "VX known", there is full knowledge of the coefficient of variation.

NOTE Adopting a log-normal distribution for certain variables has the advantage that no negative values can occur as for example for geometrical and resistance variables.

In practice, it is often preferable to use the case "VX known" together with a conservative upper estimate of VX, rather than to apply the rules given for the case "VX unknown". Moreover VX, when unknown, should be assumed to be not smaller than 0,10.