Podstawą bezpiecznych konstrukcji jest miarodajna specyfikacja systemu, w którym wytrzymałość jest większa niż wpływ czynników zewnętrznych (np. obciążeń fizycznych). Stopień bezpieczeństwa jest zwykle zależny od danej branży i może być zapewniony przy użyciu współczynników bezpieczeństwa lub innych kryteriów wydajności. W przeszłości współczynniki bezpieczeństwa wyznaczano metodą eksperymentalną, jednak obecnie coraz częściej są one wyznaczane na drodze symulacji, w połączeniu z doświadczeniem konstrukcyjnym i ograniczonym zakresem testów, służących walidacji modelu numerycznego.
Współczynniki bezpieczeństwa stanowią pewien margines bezpieczeństwa, odzwierciedlający poziom niepewności – większy współczynnik jest stosowany wówczas, gdy niepewność jest większa. Podejście oparte na współczynnikach bezpieczeństwa prowadzi do takiego typu deterministycznej analizy, w której poszczególne wartości parametrów wejściowych nie reprezentują niepewności w sposób statystyczny. Przykładowo wytrzymałość konstrukcji może zostać określona jako np. 60% największej wartości uzyskanej w ramach eksperymentu. W metodzie probabilistycznej czy
stochastycznej współczynniki bezpieczeństwa mogą zostać zastąpione danymi statystycznymi, opisującymi parametry wejściowe, takie jak wytrzymałość materiału lub obciążenie. Bezpieczna konstrukcja jest więc determinowana przez spełnienie wymaganego minimum prawdopodobieństwa defektu lub przez spełnienie kryteriów wydajności w obrębie przeciętnego i standardowego odchylenia (np. wytrzymałość, ugięcie, częstotliwość etc.). Rosnące zapotrzebowanie na analizy probabilistyczne i stochastyczne generowane jest przez wymagania norm i standardów (np. Eurocode 0), a także przez praktyczne i ekonomiczne ograniczenia w zakresie stosowania metody eksperymentalnej.
Cały artykuł dostępny jest w wydaniu płatnym 9/10 (192/193) Wrzesień/Październik 2023
