Reliability of bridge beams with hybrid cross-sections

• Autorzy: Śniady P. , Sieniawska R. , Żukowski S.

Warianty tytułu

PL

Niezawodność belek mostowych o przekroju hybrydowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Reliability of bridge beams with hybrid cross-sections is considered. The beams made of elastoplastic material and loaded quasistatically are regarded as failure-free. Dead load and the load caused by a tram described by random variables are taken into account. Furthermore, material capacity and the dimensions of the cross-sections are also described by random values. In order to calculate the reliability shakedown, limit conditions are used. Some theoretical considerations and the results obtained are shown.

PL

Sformułowano algorytm umożliwiający probabilistyczną ocenę niezawodności belek mostowych o przekroju hybrydowym z wykorzystaniem rezerwy plastycznej materiału według teorii przystosowania. Uwzględniono losowy charakter wymiarów przekroju, nośności materiałów i obciążenia. Algorytm zilustrowano obliczeniami niezawodności hybrydowych stalowych belek mostowych obciążonych taborem tramwajowym. Podstawowym założeniem teorii przystosowania, w odróżnieniu od teorii nośności granicznej, jest to, że naprężenia resztkowe będące wynikiem odkształceń plastycznych muszą być stałe (niezmienne w czasie), co zapewnia sprężystą pracę konstrukcji poza cyklami obciążeń, w których następuje przystosowanie. Następnie przyjęto przekroje stalowe dwuteowe typu IKSH, dla których granica plastyczności materiału półki jest o tyle większa od granicy plastyczności materiału środnika, że o nośności „sprężystej” przekroju na zginanie decyduje druga z granic. Analizie poddano belki mostowe, zakładając, że działa na nie obciążenie stałe i obciążenie ruchome taborem tramwajowym złożonym z układu sił skupionych. Przyjęto, że wartość obciążenia stałego jest zmienną losową o rozkładzie normalnym, a wartość obciążenia ruchomego – zmienną losową o rozkładzie beta. Przejeżdżające pojazdy zajmują każde z możliwych poło-żeń, dlatego wyznaczając ekstremalne momenty zginające, przyjęto najmniej korzystne poło-żenie względem współrzędnej geometrycznej w sposób deterministyczny. Dynamiczny charakter działającego obciążenia uwzględniono we współczynniku dynamicznym. Nośność układu jest reprezentowana przez momenty graniczne ze względu na nośność „plastyczną” Moi i nośność „sprężystą” Mei. Momenty te są funkcjami parametrów geometrycznych przekroju i granic sprężystości materiału. Charakterystyki probabilistyczne tych momentów są jednoznacznie określone przez ich łączne funkcje gęstości rozkładów prawdopodobieństwa. Jako miarę niezawodności przyjęto prawdopodobieństwo nieprzekroczenia nośności oraz sprzężony z nim wskaźnik niezawodności ß. Prawdopodobieństwo awarii wyznaczono, budując funkcję gęstości rozkładu łącznego obciążenia unormowanego.

Słowa kluczowe

EN

reliability; shakedown; hybrid cross-section; bridges

PL

mosty; belka mostowa; materiałoznawstwo; odkształcenie plastyczne

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 3, no 1
• Strony: 13--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Śniady P.

• Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 25, 50-370 Wrocław

autor

Sieniawska R.

• Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 25, 50-370 Wrocław

autor

Żukowski S.

• Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 25, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] König J.A.: Shakedown of elastic-plastic structures, PWN, Warszawa, 1987.
• [2] Mendera Z.: Probabilistic theories of structure loads, [in:] Random loads and load Bering capacity of structures (in Polish), Ossolineum, Wrocław, 1979, pp. 171–203.
• [3] Murzewski J.: Probabilistic analysis and synthesis of elastoplastic structures, [in:] Reliability-based design of structural systems (in Polish), PAN, Ossolineum, 1968.
• [4] Sakano M., Mikami I., Miyagawa K.: Simultaneous Loading Effect of Plural Vehicles on Fatigue Damage of Highway Bridges, Reliability and Optimization of Structural Systems, V (B-12), edited by P. Thoft-Christensen and H. Ishikawa, Elsevier Science Pub., 1993, 221–228.