An innovative safety format for structural system robustness checking

• Autorzy: Tur Andrei , Tur Viktar , Derechennik Stanislav , Lizahub Aliaksandr

Identyfikatory

DOI

10.35784/bud-arch.2133

Warianty tytułu

PL

Innowacyjny format bezpieczeństwa oceny odporności konstrukcji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The estimation of structural robustness remains one of the most important stages of the design of structural systems. Recommended design strategies for the robustness assessment are based on the provisions specified in the actual EN 1991-1-7 and ISO 2394:2015. Currently, the EN 1991-1-7 and ISO2394:2015 allows the use of indirect tie-force method, but normally, non-linear pseudo-static analysis is widely used, because it is based on more realistic constitutive relations for basic variables, which enables a simulation of the real structural behaviour. Implementation of the non-linear pseudo-static analysis for the assessment of a structural system in accidental design situations requires to adopt a different approach to safety format. The paper presents an innovative approach to safety format calibration for non-linear analysis of RC-structures subjected to accidental loads. The proposed method of the robustness estimation is based on the joint energy-saving (conversion) approach and the full probabilistic method for the estimation of a safety format for pseudo-static non-linear response of modified (damaged) structural system. The proposed probabilistic considerations are based on the Order Statistic Theory.

PL

Ocena odporności konstrukcji jest jednym z najważniejszych etapów projektowania konstrukcji budowlanych. Zalecane strategie projektowania odporności kontrukcji bazują na postanowieniach obowiązujących norm: EN 1991-1-7 i ISO 2394:2015. Obecnie normy EN 1991-1-7 i ISO2394:2015 pozwalają na użycie metody pośredniej więzi łączących (TF method), ale zwykle używana jest nielinearna analiza psedostatyczna, ponieważ bazuje na bardziej realistycznych związków konstytutywnych dla podstawowych zmiennych, co umożliwia symulację prawdziwego zachowania konstrukcji. Użycie nielinearnej analizy pseudostatycznej do oceny konstrukcji budowlanych w przypadku oddziaływań wyjątkowych wymaga użycia innego podejścia do formatu bezpieczeństwa. Artykuł przedstawia innowacyjne podejście do kalibracji formatu bezpieczeństwa dla nielinearnej analizy żelbetowych konstrukcji poddanych wyjątkowym obciążeniom. Proponowane metody oceny odporności na zniszczenie bazują na połączony podejściu energooszczędnym (konwersji) i pełnej metodzie probabilistycznej oceny bezpieczeństwa pseudostatycznej, nielinearnej odpowiedzi zmienionej (uszkodzonej) konstrukcji budowlanej. Zaproponowane rozważania bazują na statystykach porządkowych.

Słowa kluczowe

EN

robustness; progressive collapse; reliability; safety format; pseudo-static response

PL

odporność; katastrofa postępująca; niezawodność; format bezpieczeństwa; technologia pseudostatyczna

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Budownictwo i Architektura
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 19, no 4
• Strony: 67--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., fig.

Twórcy

autor

Tur Andrei

• Department of Building Structures; Faculty of Civil Engineering; Brest State Technical University; Moskovskaya 267, 224017 Brest, Belarus Belarus

autor

Tur Viktar

• Department of Building Structures; Faculty of Civil Engineering and Environmental Sciences; Bialystok University of Technology; 45E, Wiejska Street, 15-034 Bialystok, Poland Poland

autor

Derechennik Stanislav

• Department of Computers and Computer Systems; Faculty of Electronic Information Systems; Brest State Technical University; Moskovskaya 267, 224017 Brest, Belarus Belarus

autor

Lizahub Aliaksandr

• Department of Building Structures; Faculty of Civil Engineering; Brest State Technical University; Moskovskaya 267, 224017 Brest, Belarus Belarus

Bibliografia

• 1. Ellingwood B. R. and Dusenberry D. O., "Building Design for Abnormal Loads and Progressive Collapse", Computer – Aided Civil and Infrastructure Engineering, vol. 20, no. 3, 2004, pp. 194-205.
• 2. Adam J. M., Parisi F., Sagaseta J., & Lu X., "Research and practice on progressive collapse and robustness of building structures in the 21st century", Engineering Structures, 173, 2018, pp. 122-149. doi.org./10.1016/ j.engstruct. 2018.06.082.
• 3. Olmati P., Sagaseta J., Cormie D., & Jones A. E. K., "Simplified reliability analysis of punching in reinforced concrete flat slab building under accidental action", Engineering Structures, vol. 130, 2017, pp. 83-98. dx.doi.org./10.1016/ j.engstruct 2016.09.061
• 4. Izzuddin B. A., Vlassis A. G., Elghazouli A. Y., & Nethercot D. A., "Progressive Collapse of Multi-Storey Buildings Due to Sudden Column Loss – Part 1: Simplified Assessment Framework", Engineering Structures, vol. 30, no. 5, 2008, pp. 1308-1318.
• 5. Tur V. V., Derechennik S. S., "An Innovation Conformity Criterion for Assessment of the Concrete Strength Under Uncertainty Conditions", in High Tech Concrete: Where Technology and Engineering Meet: Proceeding of the 2017 fib Symposium, held in Maastricht, The Netherlands, June 12-14, 2017, D.A. Hordijk and M. Lukovic (eds.) – Springer International Publishing AG, 2018, pp. 1628-1635.
• 6. Červenka V., "Reliability – based non-linear analysis according to fib Model Code 2010", Structures Concrete, Journal of the fib, vol. 14, 2013, pp. 19-28.
• 7. Tur A., Tur V., "Reliability Approaches to Modelling of the Nonlinear Pseudo-static Response pf RC-structural Systems in Accidental Design Situations", Journal of Sustainable Architecture and Civil Engineering, vol. 1, no. 22, 2018, pp. 76-87. https://doi.org/10.5755/j01.sace.22.1.20194
• 8. Micallef K., Sagaseta J., Ruiz M. F., & Muttoni A., "Assessing punching shear failure in reinforced concrete flat slabs subjected to localized impact loading", Int. J. Impact Eng., vol. 71, 2014, pp.17-33.
• 9. Červenka V., "Global safety formats in fib Model Code 2010 for design of concrete structures", in Proceedings of the 11th International Probabilistic Workshop 2013, Brno, pp. 30-41.
• 10. fibModel Code for Concrete Structures 2010, International Federation for Structural Concrete (fib), Lausanne, Switzerland, 2010.
• 11. Castaldo P., Gino D., Mancini G., "Safety formats for non-linear finite element analysis of reinforced concrete structures: discussion, comparison and proposals", Engineering Structures, vol. 193, 2019, pp. 136-153. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.05.029
• 12. prEN 1990: Eurocode 0 – Basic of structural Design. Brussels, Belgium.
• 13. Tur V. V., Tur A. V., Derechennik S. S., "Checking of structural system robustness based on pseudo-static full probabilistic approach", in Proceedings of the Symposium 2019: Concrete - Innovations in Materials, Design and Structures, Kraków, 2019, pp. 2126-2133.
• 14. prEN 1992: Eurocode 2 – Design of concrete structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings, European Committee for standardization, Brussels.
• 15. EN 1992-2: Eurocode 2 – Design of concrete structures – Part 2: Concrete bridges–design and detailing rules, British Standard.
• 16. Allaix D. L., Carbone V. I., Mancini G., "Global safety format for non-linear analysis of reinforced concrete structures", Structural Concrete, vol. 14, no. 1, 2013, pp. 29-42.
• 17. Schlune H., Safety evaluation of Concrete Structures with Nonlinear analysis. Chalmers University of Technology, 2011.
• 18. Concrete and reinforced concrete structures: SNB 5.03.01–02, Minsk, Minstrojarchitectura (in Russian).
• 19. Blomfors M., Global Safety Assessment of Concrete Structures using Nonlinear Finite Element Analysis, Master's thesis, 2014.
• 20. Nilsen-Nygaard I., Structural Safety Assessment of Reinforced Concrete Structures with Nonlinear Finite Element Analyses and the Significance of the Modeling Uncertainty-Application to Structural Walls, Master's thesis, 2015.
• 21. Starossek U., Haberland M., Evaluating measures of structural robustness. Proc., 2009. Structures Congress, Austin, TX, 2009.
• 22. Department of Defense. Design of building to resist progressive collapse. Washington, DC: 2009, UFC 4-023-03.
• 23. American Society of Civil Engineers (ASCE). ASCE/SEI 7-10. Reston, VA: 2010. Minimum desig loads for buildings and other structures.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).