Multi-stage analysis of reliability of an example masonry construction

• Autorzy: Zięba Joanna , Buda-Ożóg Lidia , Skrzypczak Izabela

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2021.137168

Warianty tytułu

PL

Wieloetapowa analiza niezawodności przykładowej konstrukcji murowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The safety of the masonry structure is determined by the value of the partial factor used, which is influenced by many factors. The variability of these factors determines obtaining significant differences in the load levels of various masonry structures. Hence, the analysis of masonry structures should be carried out taking into account a sufficient range of variability of factors affecting its safety. The article presents a multi-stage safety analysis of an exemplary brick masonry column. For the construction, the relationship between partial factors used for interactions in different configurations and factors for the masonry compressive strength was examined. The analyses consisted in determining the reliability index with the Monte Carlo method. The article presents the results of experimental tests carried out on a real construction, as well as the results of FEM numerical simulations.

PL

Bezpieczeństwo konstrukcji murowej determinowane jest wartością zastosowanego współczynnika częściowego, na którą wpływ ma wiele czynników, między innymi: kategoria elementu murowego będąca wyznacznikiem jakości wykonania; rodzaj zaprawy, klasa wykonania robót. Zmienność tych czynników determinuje uzyskanie znacznych różnic w poziomach nośności różnych konstrukcji murowych. Stąd analiza konstrukcji murowych powinna odbywać się przy uwzględnieniu dostatecznego zakresu zmienność czynników wpływających na jej bezpieczeństwo. W artykule przedstawiono wieloetapową analizę bezpieczeństwa przykładowego filara murowanego z cegły pełnej. Dla elementu zbadano zależność pomiędzy współczynnikami częściowymi stosowanych do oddziaływań w różnej konfiguracji oraz współczynnikami do wytrzymałości muru na ściskanie. Analizy polegały na wyznaczeniu wskaźnika niezawodności metodą Monte Carlo, wskaźnika będącego miarą osiągniętego bezpieczeństwa. W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych przeprowadzonych na rzeczywistym elemencie dla wybranych warunków, a także wyniki przeprowadzonych symulacji numerycznych MES. Analizy wykazały poziom bezpieczeństwa jaki zapewniamy projektując konstrukcję w podstawowej klasie niezawodności RC2.

Słowa kluczowe

EN

masonry structure; experimental research; safety; reliability; Monte Carlo simulation

PL

konstrukcja murowa; badanie doświadczalne; bezpieczeństwo; niezawodność; symulacja Monte Carlo

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 67, nr 2
• Strony: 275--292
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Zięba Joanna

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Structures , Rzeszów, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-1800-5697

autor

Buda-Ożóg Lidia

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Structures , Rzeszów, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1205-1345

autor

Skrzypczak Izabela

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Geodesy and Geotechnics, Rzeszów, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0978-3040

Bibliografia

• [1] PN-EN 1990, Eurocode - Basis of structural design. 2002 CEN.
• [2] Nowak A., Collins K., Reliability of structures. McGraw-Hill, 2000.
• [3] Schuëller G.I., Einführung in die Sicherheit und Zuverlessigkeit der Tragwerken, W. Ernst, Berlin, München, 1981.
• [4] Bakeer T.: Reliability assessment of vertically loaded masonry walls, Structural Safety 62 (2016) 47-56. https://doi.org/10.1016/j.strusafe.2016.06.004
• [5] Freudenthal A.M., The Safety of Structures, Transactions ASCE, Journ. Struct. Div., 1945, 71, No. 8, 112-125.
• [6] Winkelmann K., Obliczanie niezawodności konstrukcji inżynierskich metodami symulacyjnymi oraz metodą powierzchni odpowiedzi. Gdańsk University of Technology, Gdańsk, PhD thesis, 2013 (in Polish).
• [7] Małyszko L., Modelowanie zniszczenia w konstrukcjach murowych z uwzględnieniem anizotropii, University of Warmia and Mazury Publishing House, Olsztyn, 2005 (in Polish).
• [8] PN-EN 1996-1-1+A1:2013 Eurocode 6: Design of masonry structures - Part 1-1: General rules for reinforced and unreinforced masonry structures. 2004 CEN.
• [9] Bukowski Ł., Szojda L.: Analysis of brick-wall structural behavior under compression in its plane, Procedia Engineering 193, 329-336, 2017. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.06.221
• [10] Matysek P., Identyfikacja wytrzymałości na ściskanie i odkształcalności murów ceglanych w obiektach istniejących, Cracow University of Technology Publisher, Kraków 2014 (in Polish).
• [11] Drobiec Ł.: Ściany obciążone głównie pionowo według PN-EN 1996-1 i PN-EN 1996-3, XXVI National Workshops of Design Designer Work, Szczyrk, 9-12 March, 2011 (in Polish).
• [12] PN-B-03002:1999. Masonry constructions (in Polish).
• [13] PN-B-03002:2007. Masonry constructions (in Polish).
• [14] Gajownik R., Sieczkowski J.: Współczynniki bezpieczeństwa i wytrzymałość obliczeniowa muru na ściskanie wg EC6 w wybranych państwach UE, Building Materials, no. 452, 2010 (in Polish).
• [15] Cervenka V., Jendele L., and J. Cervenka. 2017. ATENA Program Documentation Part 8 User’s Manual for ATENA-GID. Copyright 2000-2017 Červenka Consulting s.r.o., Prague, July 24, 2017.
• [16] Buda-Ożóg L., Niezawodność konstrukcji żelbetowych projektowanych metodą Strut and Tie, Rzeszów University of Technology Publishing House, Rzeszów 2019 (in Polish).
• [17] PN-EN 1052-1:2000: Methods of test for masonry. Part 1 - Determination of compressive strength;.
• [18] PN-EN 1015:2001: Methods of test for mortar for masonry. Part 11: Determination of flexural and compressive strength of hardened mortar.
• [20] PN-EN 772-1:2003: Methods of test for masonry units. Part 1: Determination of compressive strength.
• [21] Urbańska K.: Zastosowanie systemu Aramis do pomiarów odkształceń konstrukcji murowych, University of Zielona Góra, Scientific Notebooks no. 166, 2017 (in Polish).
• [22] Jasiński R., „Badania i modelowanie murowanych ścian usztywniających”, Silesian University of Technology Publishing House, Gliwice 2017 (in Polish).
• [23] Mazur W., Drobiec Ł., Jasiński R.: Research and numerical investigation of masonry - AAC precast lintels interaction, Procedia Engineering 193 (2017) 385-392. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.06.228
• [24] Cervenka J., Papanikolaou N.K., Three dimensional combined fracture-plastic material model for concrete, International Journal of Plasticity 24, 2192-2220, 2008. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2008.01.004
• [25] Schueremans L., Probabilistic evaluation of structural unreinforced masonry. PhD Thesis, Katholieke Universiteit Leuven, 2001.
• [26] Glowienka S., Zuverlässigkeit von Mauerwerkswänden aus großformatigen Steinen. PhD Thesis, Technische Universität Darmstadt, 2007.
• [27] Zięba J., Skrzypczak I.: Analysis of reliability of compressed masonry structures, 65. Scientific Conference of the Committee on Civil Engineering of the Polish Academy of Sciences and the PZITB Science Committee, Krynica Zdrój, 15-20.09.2019.
• [28] Holicky M., Reliability analysis for structural design, Sun Press, 2009.

Uwagi

Błąd w numeracji bibliografii.

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).