Probability of limit state of bar structures. A modified Monte Carlo procedure

Skowronek, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Probability of limit state of bar structures. A modified Monte Carlo procedure

Autorzy

Skowronek M.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

Warianty tytułu

Prawdopodobieństwo stanu granicznego ustrojów prętowych. Zmodyfikowana procedura Monte Carlo

Języki publikacji

Abstrakty

The paper deals with the problems of reliability and the probabilistic analysis of the limit states of bar structures. The main concept introduced in the paper is the probability distribution of the limit state of a structure, defined on the basis of the specific Monte Carlo simulation procedure. The idea of this procedure is to determine the limit load multiplier in every simulation step. The reliability, or the probability of failure are the characteristics of the probability distribution of the limit state of a structure. In the numerical example the probability distribution of the ultimate limit state of a planar framed structure is determined in two variants: the direct sampling and the sampling tending to the extreme probability distribution. The essential part of the paper is preceded by a brief outline of probabilistic methods of assessing the reliability of structures.

Praca poświęcona jest zagadnieniom niezawodności i probabilistycznej analizie stanów granicznych układów prętowych. Główną ideę pracy stanowi rozkład prawdopodobieństwa stanu granicznego nośności ustroju, zdefiniowany na podstawie specjalnej procedury symulacyjnej Monte Carlo. W procedurze tej istotne jest wyznaczanie mnożników obciążenia granicznego w każdym kroku symulacyjnym. Charakterystykami rozkładu prawdopodobieństwa stanu granicznego ustroju są m.in. niezawodność i prawdopodobieństwo awarii. W przykładzie liczbowym rozkład prawdopodobiństwa stanu granicznego nośności płaskiego układu ramowego wyznaczony został w dwóch wariantach: losowania bezpośredniego oraz losowania dążącego do ekstremalnych rozkładów prawdopodobieństwa. Zasadnicza część pracy poprzedzona jest krótkim przeglądem probabilistycznych metod oceny niezawodności konstrukcji.

Słowa kluczowe

probabilistic mechanics reliability analysis Monte Carlo simulation limit states of bar structures

ustrój prętowy stan graniczny Monte Carlo procedura analiza probabilistyczna niezawodność konstrukcji

Wydawca

Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej

Czasopismo

Archives of Civil Engineering

Rocznik

2005

Tom

Vol. 51, nr 1

Strony

65--83

Opis fizyczny

Bibliogr. 34 poz., il.

Twórcy

autor

Skowronek M.

mskowro@pg.gda.pl

University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Department of Structural Mechanics, Gdańsk, Poland

Bibliografia

1. G. AUGUSTI, A. BARATTA, F. CASCIATI, Probabilistic methods in structural engineering, Chapman and Hall, 1984.
2. A. BIEGUS, Limit load - carrying capacity of steel bar structures [in Polish], PWN, Warszawa 1997.
3. A. BIEGUS, Probabilistic analysis of steel structures [in Polish], PWN, Warszawa 1999.
4. A. BIEGUS, Random bearing-capacity of rolled I - bars with structural nonhomogeneity [in Polish], Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej, Budownictwo Lądowe, 56, 585, 11-18,2001.
5. E. BIELEWICZ, J. GÓRSKI, Shells with random geometric imperfections, simulation - based approach, International Journal of Nonlinear Mechanics, 37, 777-784, 2002.
6. D.I. BLOCKLEY, The nature of structural design and safety, Ellis Horwood Ltd., Chichester 1980.
7. W. W. BOŁOTIN, Statistical methods in structural mechanics [translated into Polish], Arkady, Warszawa 1968.
8. W. W. BOŁOTIN, Application of the theories of probability and reliability in structural analysis [in Russian], Strojizdat, Moskwa 1970.
9. K. DOLIŃSKl, T. D. HIEN, R. RACKWITZ, Reliability - based structural design [in Polish], Educational course, Poznań 1996.
10. R. G. GHANEM, P. D. SPANOS, Stochastic finite elements: a spectral approach, Springer - Verlag, New York 1991.
11. B. W. GNIEDENKO, J. K. BIELAJEW, A.D. SOŁOWIEW, Mathematical methods in the theory of reliability [translated into Polish], WNT, Warszawa 1968.
12. W. GRZESIAK, M. SKOWRONEK, On the probability of a limit stale of structures. Application of the simulation method [in Polish], 10th International Scientific - Technical Conference "Metal Structures - Gdańsk 2001", 2, 239-245, Gdańsk 2001.
13. W. GRZESIAK, M. SKOWRONEK, On probability of the ultimate limit state of structures [in Polish], 47th Scientific Conference "Research and scientific problems in Civil Engineering - KRYNICA 2001 ",2, 73-78, Krynica 200 l.
14. A. M. HASOFER, N. C. LIND, Exact and invariant second moment code format, J. of the Eng. Mech. Div. ASME, 100, 5,111-121,1974.
15. R. P. HAVILAND, Engineering reliability and long life design, D. van Nostrand Company, Inc., Princeton, NJ, Toronto, London, New York 1964.
16. J. E. HURTADO, A. H. BARBAT, Monte Carlo techniques in computational stochastic mechanics, Archives of Computational Methods in Engineering, 5, 1, 3-30, 1998.
17. J. E. HURTADO, Neural networks in stochastic mechanics, Archives of Computational Methods in Engineering, 8, 3, 303-342, 2001.
18. M. KLEIBER, T.D. HIEN, The stochastic finite element method, John Wiley & Sons, Chichester 1992.
19. Z. KOWAL, Reliability - based estimation of limit carrying capacity and safety of structures [in Polish], Inżynieria i Budownictwo, 10, 386-390, 1972.
20. H. O. MADSEN, S. KRENK, N. C. LIND, Methods of structural safety, Prentice - Hall Inc., Englewood Cliffs 1986.
21. M. A. MAES, Extrapolation into the unknown: modelling tails, extremes, bounds and ratios, Advanced Course on Reliability - Based Design and Optimisation RBO '03, Warszawa 2003.
22. P. MAREK, M. GUŠTAR, T. ANAGNOS, Simulation-based reliability assessment for structural engineers, CRC Press, Boca Raton 1996.
23. R. E. MELCHERS, Structural reliability. Analysis and prediction, John Wiley & Sons, New York 1999.
24. J. MURZEWSKI, Reliability of engineering structures [in Polish], Arkady, Warszawa 1989.
25. J. MURZEWSKI, Problems of calculation of steel structures in Polish. and European codes [in Polish], Inżynieria i Budownictwo, 8-9, 278-282, 1990.
26. J. MURZEWSKI, M. GWÓŹDŹ, Carrying capacity of steel bars under the interaction of cross-sectional forces [in Polish], Inżynieria i Budownictwo, 6, 327-331, 1995.
27. A. R. RŻANICYN, Theory of reliability - based structural analysis [in Russian], Strojizdat, Moskwa 1978.
28. J. PUTRESZA, S. JENDO, Review of probabilistic methods for the calculation of structural reliability, Archives of Civil Engineering, 41, 2, 153-175, 1995.
29. G. I. SCHUËLLER, On computational procedures for processing uncertainties in structural mechanics, European Conference on Computational Mechanics, June 26-28, 2001, Kraków.
30. P. ŚNIADY, Foundations of stochastic structural dynamics [in Polish], Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2000.
31. P. THOFT-CHRISTENSEN, Y. MUROTSU, Application of structural systems reliability theory, Springer - Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo 1986.
32. A. TYLIKOWSKI, Stochastic stability of continuous systems [in Polish], PWN, Warszawa 1991.
33. Z. WASZCZYSZYN, J. KALISZUK, Probabilistic estimation of structural reliability by neural network supported Monte Carlo methods [in Polish], Proceedings of the 48th Conf. "Krynica 2002", 1, 78-84, Wydawnictwo Dolnośląskie, Wrocław 2002.
34. M. ŻYCZKOWSKI, Combined loadings in the theory of plasticity, PWN, Warszawa 1981.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BTB2-0023-0004