An analysis of snow and wind loads combinations based on meteorological data

• Autorzy: Żurański J. A. , Sobolewski A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ace-2015-0117

Warianty tytułu

PL

Analiza kombinacji obciążenia śniegiem i wiatrem na podstawie danych meteorologicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The objective of this paper is to present a probabilistic method of analyzing the combinations of snow and wind loads using meteorological data and to determine their combination factors. Calculations are based on data measured at twelve Polish meteorological stations operated by the Institute for Meteorology and Water Management. Data provided are from the years 1966 - 2010. Five combinations of snow load and 10-minute mean wind velocity pressure have been considered. Gumbel probability distribution has been used to fit the empirical distributions of the data. As a result, the interdependence between wind velocity pressure and snow load on the ground for a return period of 50 years has been provided, and the values of the combination factors for snow loads and wind actions are proposed.

PL

W artykule przedstawiono metodę probabilistycznej analizy kombinacji obciążenia śniegiem i wiatrem na podstawie danych meteorologicznych oraz ustalenia wartości współczynników do kombinacji tych oddziaływań. W obliczeniach wykorzystano dane pomiarowe z 12 polskich stacji meteorologicznych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowego Instytutu Badawczego z lat 1966 – 2010. Dane pomiarowe wybrano przy założeniu, że pochodzą one z tego samego roku klimatycznego, trwającego od 1 października do 30 września. Przy takim założeniu wartość maksymalna zimowa obciążenia śniegiem gruntu jest jednocześnie wartością maksymalną roczną. Maksymalne prędkości wiatru, średnie 10.minutowe, występują w Polsce zwykle od jesieni do wiosny; służą one do wyznaczania wartości charakterystycznych. Przyjęcie rocznego przedziału czasu od 1 października do 30 września jako jednostkowego czasu obserwacji jest więc tu również uzasadnione.

Słowa kluczowe

EN

snow load; wind velocity pressure; probability distribution; combination of actions; combination factor

PL

obciążenie śniegiem; ciśnienie prędkości wiatru; rozkład prawdopodobieństwa; kombinacja oddziaływań; współczynnik do kombinacji

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 62, nr 4/II
• Strony: 205--230
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Żurański J. A.

• Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa, Poland

autor

Sobolewski A.

• Centralny Instytut Ochrony Pracy-Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa, Poland

Bibliografia

• 1. ASCE/SEI 7-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, 2010, ASCE, Reston.
• 2. B. Ellingwood, J. MacGregor, T. Galambos, C. Cornell, “Probability-based load criteria: load factors and load combinations”.- Journal of the Structural Division, Proc. ASCE, 108, No 5, 978-997, 1982.
• 3. J. Ferry Borges, M. Castanheta, “Structural safety”. Laboratorio Nacional de Engenharia Civil, Lisboa, 1971.
• 4. E. J. Gumbel, “Statistics of extremes”. Columbia University Press, New York, 1958.
• 5. M. Gwóźdź, A. Machowski, “Wybrane badania i obliczenia konstrukcji budowlanych metodami probabilistycznymi”. Cracow University of Technology Publishers, Kraków, 2011.
• 6. M. Holicky, M. Sykora, “Competitive comparison of load combination models”. 1st International Symposium on Uncertainty Modelling in Engineering, “Prague, 2-3 May, 2011.
• 7. J. Kanda, “Simplified load combination factor for snow load”, Structural Safety, 13, 45-51, 1993.
• 8. H. Mathieu, Manuel “Securité des structures“ (2 ème édition). Comité Euro-International du Béton, Bulletin d’Information, No 127, 1980.
• 9. Z. Mendera, J. Murzewski, “Rozwój Fortologii – Statystycznej teorii obciążeń”. Archiwum Inżynierii Lądowej, vol. XXVII, No 4, 585-598, 1981,
• 10. Y. Mori, T. Kato, K. Murai, “Probabilistic models of combinations of stochastic loads for limit state design”. Structural Safety, 25, 69-97, 2003.
• 11. J. Murzewski, “Combination of actions for codified design”.- Structural Safety, 13, 113-135, 1993.
• 12. A. S. Nowak, K. R. Collins, “Reliability of Structures.” McGraw Hill, New York, 2000.
• 13. L. Östlund, “Load Combination in Codes”, Structural Safety, 13, 83-92, 1993.
• 14. PN-EN 1990:2002 Eurocode – Basis of structural design.
• 15. PN-EN 1991-1-3:2003 Eurocode 1 – Actions on structures. Part 1-3: General actions – Snow action.
• 16. PN-EN 1991-1-4:2005 Eurocode 1 – Actions on structures. Part 1-4: General actions – Wind action.
• 17. L. Sanpaolesi et al., “Final Report to the European Commission, Scientific Support Activity in the Field of Structural Stability of Civil Engineering Works: Snow Loads, Phase 2”. Department of Structural Engineering, University of Pisa, 1999.
• 18. A. Sobolewski, J. A. Żurański, “Jednoczesność obciążenia budowli śniegiem i wiatrem”. XXIX Scientific Conference of KILiW PAN and KN PZITB, Krynica, Proceedings vol. 1, 145-150, 1983.
• 19. A. Sobolewski, J. A. Żurański, “Coincidence of Snow and Wind Loads on Buildings”. Proceedings of the 2nd International Symposium on Building Climatology held in Moscow, May 12-15, 1987, Part 2, 397-363, 1987.
• 20. A. Sobolewski, J. A. Żurański, “Probabilistic Analysis of the Coincidence of Wind and Snow Actions”. Proceedings of the 6th European and African Conference on Wind Engineering, Cambridge, UK, 7-11 July, 2013.
• 21. C. Turkstra, O. Madsen, “Load Combination in Codified Structural Design”. Journal of the Structural Division, Proc. ASCE, 106, No 12, 1980.
• 22. Y. Wang, D. V. Rosowsky, “Characterization of joint wind-snow hazard for performance-based design”. Structural Safety, 43: 21-27, 2012;
• 23. Y. K. Wen, “Statistical combination of extreme loads”. Journal of the Structural Division, Proc. ASCE, 103, ST5, 1079-1093, 1977.
• 24. Y. K. Wen, “Structural load modeling and combination for performance and safety evaluation”. Elsevier, 1990.
• 25. Y. K. Wen, “Reliability-based design under multiple loads”. Structural Safety, 13, 3-19, 1993.
• 26. J. A. Żurański, A. Sobolewski, “Długotrwałość obciążenia śniegiem”. Inżynieria i Budownictwo, nr 9, 329- 332, 1984.
• 27. J. A. Żurański, A. Sobolewski, “Obciążenie śniegiem w Polsce”. Scientific Works of the Building Research Institute. Monographs. ITB, Warszawa, 2009.
• 28. J. A. Żurański, A. Sobolewski, “Analiza kombinacji obciążenia śniegiem i wiatrem”. Inżynieria i Budownictwo, nr 11, 604-609, 2013.