Zmienne podstawowe

Określenie funkcji 0 należy do mechaniki budowli i teorii konstrukcji. Metody szczegółowe weryfikacji bezpieczeństwa, oparte w tej czy w innej formie na nierównościach typu, tworzą formację stanów granicznych. W krajach europejskich najbardziej rozpowszechniona, a w naszym kraju obowiązująca w ramach formacji stanów granicznych, jest metoda częściowych współczynników bezpieczeństwa. Idea tej metody polega na wprowadzeniu wartości obliczeniowych a°, R°, F° w miejsce losowo zmiennych argumentów funkcji 0, czyli w miejsce zmiennych podstawowych (program uprawnienia budowlane na komputer).

Wartości obliczeniowe otrzymuje się dzieląc lub mnożąc wartości charakterystyczne przez współczynniki liczbowe, tzw. częściowe współczynniki bezpieczeństwa stąd nazwa metody. Zmienne podstawowe są zmiennymi losowymi, są więc w pełni opisane przez funkcję rozkładu prawdopodobieństwa. W formalnie deterministycznej koncepcji bezpieczeństwa zamiast tych funkcji muszą jednak pojawić się stosownie dobrane i uzgodnione wartości liczbowe, reprezentujące daną zmienną losową i charakteryzujące jej rozkład, nazywane wartościami charakterystycznymi. Zawarta jest w nich dostępna informacja statystyczna o zmiennych podstawowych (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Dla wielkości geometrycznych {a,} określenie wartości charakterystycznych jest proste. Wielkości te, opisujące konfigurację ustroju, wymiary przekrojów, ilość zbrojenia, jego rozmieszczenie itp., wykazują tak małą wariancję w porównaniu z innymi zmiennymi podstawowymi, że można je uznać za nielosowe i za wartości charakterystyczne przyjąć wartości nominalne, podane w projekcie lub w katalogach dostawcy (uprawnienia budowlane).

Cechy materiałowe

Cechy materiałowe (wytrzymałość, współczynniki sprężystości, gęstości objętościowe itp.) są przeważnie zmiennymi losowymi o dużych wariancjach, których pominąć nie można. Za wartości charakterystyczne przyjmuje się dla nich kwantyle małego rzędu, przy czym przeważa pogląd, że powinny to być kwantyle 5-procentowe (program egzamin ustny). W przypadku niektórych cech materiałowych, np. gęstości objętościowych, niebezpieczne dla konstrukcji są duże ich wartości Na ogół pomija się zmiany cech materiałowych w czasie. Cechy materiałowe o bardzo małej wariancji można podobnie jak wielkości geometryczne traktować jako wielkości nielosowe i za charakterystyczne przyjmować ich wartości średnie (opinie o programie).

Najwięcej trudności sprawiają obciążenia, ponieważ:

• są procesami stochastycznymi (losowymi funkcjami czasu) i ich analiza statystyczna jest bardziej skomplikowana,
• występują we wszystkich stanach granicznych, podczas gdy poszczególne cechy materiałowe tylko w niektórych (np. ugięcia nie zależą od wytrzymałości materiału, a równowaga ogólna od współczynnika sprężystości),
• pojawia się istotny problem kombinacji obciążeń, nieznany dla innych zmiennych podstawowych (segregator aktów prawnych).

Z przedstawionych szczegółowych warunków bezpieczeństwa wynika ogólna zasada: stany graniczne zniszczenia (użytkowania) sprawdza się przypisując konstrukcji obliczeniowe (charakterystyczne) wartości wymiarów i cech materiałowych, natomiast obciążenia przyjmuje się. Szczegółowe przepisy polskich norm odbiegają niekiedy od tych zasad. Odstępstwa te będą każdorazowo sygnalizowane w toku dalszych wywodów.

Metoda ta, historycznie pierwsza w dziedzinie konstrukcji sprężonych, jest w niektórych krajach nadal podstawą projektowania, a w naszym kraju obowiązuje w budownictwie mostowym. W ramach tej metody rozpatruje się konstrukcję w stanach eksploatacyjnych, a nie granicznych (promocja 3 w 1). Konstrukcję obciąża się najniekorzystniejszym układem obciążeń normowych, traktując je jako wartości maksymalne, mogące wystąpić w czasie normalnej eksploatacji, i ,nie interpretując ich w ścisłym sensie statystycznym. Podobnie wytrzymałości i inne cechy materiału przyjmuje się jako wielkości zdeterminowane, odpowiadające w przybliżeniu wartościom średnim.