Parametric analysis of the sensitivity of a prestressed concrete beam using the DOE simulation technique

• Autorzy: Woliński Sz. , Pytlowany T.

Identyfikatory

DOI

10.2478/ace-2019-0049

Warianty tytułu

PL

Parametryczna analiza wrażliwości belki strunobetonowej za pomocą techniki symulacyjnej DOE

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the method of simplified parametric analysis of the sensitivity of a pre-tensioned concrete beam. The presented approach is based on the DOE (design of experiments) data collection which is simulation technique allowing for identification of variables deciding about the effectiveness and costs of designed structures. Additionally, application of the hyper-surface of the construction response allows designers to the development of multi-dimensional trade-off graphs to facilitate, the assessment of the scope of changes in random state variables permitted due to the adequate criteria and selection of their values close to optimum. Design basics, procedures and results of the presented considerations of sensitivity assessment and reliability of the structure has been shown on the example of a pre-stressed concrete beam designed in accordance with the requirements and procedures of Eurocode 2.

PL

W artykule przedstawiono metodę analizy wpływu zmiennych wejściowych na parametry charakteryzujące stan konstrukcji sprężonych w początkowej i trwałej sytuacji obliczeniowej, opartą na symulacjach komputerowych i technice zbierania informacji DOE (Design Of Experiments). Założenia, procedury i wyniki zastosowania techniki DOE przedstawiono na przykładzie belki strunobetonowej zaprojektowanej zgodnie z wymaganiami Eurokodu 2. Przeprowadzono analizę typu „what-if” wpływu wartości obciążenia i siły sprężającej w poszczególnych cięgnach (uwzględniając straty wynikające z relaksacji stali sprężającej) oraz modułu sprężystości podłużnej betonu na nośność graniczną i maksymalne ugięcie belki.

Słowa kluczowe

EN

design of experiment; DOE; pretensioned concrete beam; sensitivity assessment; structure reliability

PL

planowanie eksperymentu; DOE; belka strunobetonowa; ocena wrażliwości; niezawodność konstrukcji

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 65, nr 4
• Strony: 97--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Woliński Sz.

• Faculty of Civil and Environmental Engineering and Architecture, Rzeszow University of Technology, Rzeszów, Poland

autor

Pytlowany T.

• Polytechnic Institute, Krosno State College, Krosno, Poland

Bibliografia

• 1. Sz. Woliński, T. Pytlowany. „Analysis of the state of prestressed structure using data collection simulation technique. January 2019 MATEC Web of Conferences 262(3): 08006 DOI: 10.1051/matecconf/201926208006
• 2. J. Stadnicki Theory and practice of solving optimization tasks with examples of technical applications (in Polish). Warszawa WNT, Warszawa, (2006).
• 3. C. Szymczak Elements of design theory (in Polish) PWN, Warszawa, (1998).
• 4. N. Bradley The Response Surface Methodology. Indiana University, South Bend, 2007.
• 5. ANSYS Programme, ANSYS Design Xplorer Module ver. Research v19 2018.
• 6. J.C. Helton Latin hypercube sampling and the propagation of uncertainty in analyses of complex systems. Reliability Engineering and System Safety, 81: 23-69, (2003).
• 7. M. Korzyński: Experiment methodology (in Polish) Publishing house N-T, Warszawa, 2006.
• 8. L. Gajek, M. Kałuczka. Statistical Inference. Models and methods. (in Polish) Publishing house N-T, Warszawa, (1994).
• 9. PN-EN 1992-1-1 Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings [Authority: The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC
• 10. A. Adjukiewicz, J. Mames Prestressed concrete structures. (in Polish) Polski Cement, Kraków, (2004).
• 11. L. Mikulski, Sz. Sobczyk. Optimization of prestressed beams.(in Polish) PAK vol. 58, no 10/2012. (2012).
• 12. S.Hernandez, A.N. Fontan J. Diaz, D. Marcos, An improved software for design optimization of prestressed concrete beams, https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2009.03.009 Advances in Engineering Software Volume 41, Issue 3, March 2010, Pages 415-421. (2010).
• 13. P. B. R. Dissanayake and S. Jothy Karma Optimum Design of Prestressed Concrete Beams ENGINEER-Vol. XXXX, No. 02, pp. 29-32, 2007. (2007).
• 15. Z. Aydın Y. Ayvaz, Optimum topology and shape design of prestressed concrete bridge girders using a genetic algorithm Structural and Multidisciplinary Optimization February 2010, Volume 41, Issue 1, pp 151–162. (2010)
• 16. Ayvaz Y, Aydın Z Optimum design of trusses using a genetic algorithm. In: Proceedings of the second international conference on engineering using metaphors from nature. Leuven, Belgium, pp 159-168 (2000).
• 17. GIN Rozvany, A critical review of established methods of structural topology optimization. Struct Multidiscipl Optim. doi: 10.1007/s00158-007-0217-0 (2008)
• 18. G.F. Medeiros, M. Kripka. “Structural optimization and proposition of pre-sizing parameters for beams in reinforced concrete buildings”, Comput. Concrete, 11(3), 253-270 (2013),
• 19. A. Guerra, and P.D. Kiousis, P.D. “Design optimization of reinforced concrete structures”, Comput. Concrete, 3(5), 313-334. (2006),
• 20. Skrzypczak. I. Buda- Ożóg L., Pytlowany T. “Fuzzy method of conformity control for compressive strength of concrete on the basis of computational numerical analysis”, Meccanica 51 (2), 383-389 (2016).

Uwagi

Błąd w numeracji bibliografii.