Analysis of random load-bearing capacity of corroded steel beams

• Autorzy: Biegus A.

Warianty tytułu

PL

Analiza losowej nośności granicznej skorodowanych belek stalowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A reduction m the load-bearing capacity of beam structural elements weakened by corrosion is brought about by changes in the geometric characteristics (the section modulus) and rigidity (the flexural-torsional buckling factor) of the corroded cross-sections and by the degradation of the steel's strength caused by pitting corrosion. Changes of these parameters have random character and their variation coefficient is higher than that for the same but uncorroded beams and therefore in such cases the random load capacity of a structure should be estimated individually. The random load-bearing capacity of structural elements damaged by corrosion subjected to bending in a range covering the elasto-plastic state of the material's resistance is analysed. The random load capacity of such elements is presented as a product of three random quantities: flexural-torsional buckling factor, section modulus of the cross-section W(w) and material strength w(w), approximated by a normal distribution. The random load capacity of beam elements weakened by corrosion for stochastically dependent and independent random variables is investigated. It is shown that the mean values for the two models of analysis are the same whereas the standard deviations are different. The obtained general solution is illustrated with an example of an analysis of the load-bearing capacity of a corroded 1-section steel beam.

PL

Zmniejszenie nośności osłabionych korozją elementów zginanych wynika ze zmian charakterystyk geometrycznych skorodowanych przekrojów poprzecznych (wskaźnika zginania) oraz sztywnościowych (współczynnika zwichrzenia), a także degradacji wytrzymałości stali wywołanej korozją wżerową. Charakter zmian tych parametrów jest losowy, o zwiększonym współczynniku zmienności w stosunku do tychże dla belek nieskorodowanych i w takim przypadku należy indywidualnie szacować losową nośność konstrukcji. Analizowano losową nośność uszkodzonych korozją elementów zginanych w zakresie sprężystej i plastycznej fazy wytężenia materiału. Losową nośność takich elementów zginanych przedstawiono w postaci iloczynu trzech wielkości losowych: współczynnika zwichrzenia), wskaźnika zginania przekroju poprzecznego W (w) i wytrzymałości materiału w(w), które aproksymowano rozkładem normalnym. Badano losową nośność osłabionych korozją elementów zginanych o stochastycznie niezależnych i zależnych zmiennych losowych. Wykazano, iż wartości średnie dla obu modeli analiz są takie same, odchylenia standardowe zaś różne. Uzyskane rozwiązanie ogólne zilustrowano przykładem analizy nośności dwuteowej skorodowanej belki stalowej.

Słowa kluczowe

PL

nośność graniczna; belka stalowa; korozja; uszkodzenie

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 47, nr 1
• Strony: 61--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il.

Twórcy

autor

Biegus A.

• Wrocław University of Technology, Institute of Building Engineering

Bibliografia

• 1. A. BIEGUS, Probabilistic analysis of steel structures [in Polish], PWN, Warszawa - Wrocław 1999.
• 2. A. BIEGUS, Random load-bearing capacity of steel chimneys [in Polish], Inżynieria i Budownictwo, 1, 87-91, 2000.
• 3. W. BOGUCKI, M. ŻYBURTOWICZ, Tables for designing metal structures [in Polish], Arkady, Warszawa 1996.
• 4. W.F. CHEN, T. ATSUTA, Theory of beam-column, McGraw-Hill, New York 1976.
• 5. Eurocode 3. Design of steel structures - Part 1: General rules and rules for buildings, ENV1993-1-1, CEN, Brussels 1996.
• 6. Z. KOWAL, Parameters of random critical strength of compressed bars and buckling factors [in Polish], Archiwum Inżynierii Lądowej, 1, 79-88, 1981.
• 7. Z. MENDERA, Problems of limit states of steel structures [in Polish], Scientific Papers of Cracow Polytechnic, 33, 7, 1969.
• 8. J. MURZEWSKI, Reliability of engineering structures [in Polish], Arkady, Warszawa 1989.
• 9. Polish Standard Steel Structures. Structural Analysis and Design [in Polish], PN-B-03200, 1990.
• 10. Polish Standard Steel Structures. Chimneys. Structural Analysis and Design [in Polish], PN-B-03201, 1993.
• 11. J. WIŚNIOWSKI, W. WŁODARCZYK, Proposal to include corrosion in structural analysis of steel chimneys [in Polish], Inżynieria i Budownictwo, 8, 287-290, 1989.
• 12. S. WOLFRAM, The mathematica book, Cambridge University Press, Cambridge 1996.