Developed reliability-based interaction curves foe design of reinforced concrete columns

• Autorzy: Akindahunsi A.A. , Afolayan J.O.

Warianty tytułu

PL

Zmodyfikowane, niezawodnościowo zorientowane krzywe obciążeniowe w projektowaniu wzmacnianych kolumn betonowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The provision of a safe structural system is a major object of structural designs. Due to uncertainties of varying magnitudes associated with loadings, the material and geometrical properties, current design methods that are not fully based on the probability concept are not able to yield a constant reliability level. This paper examined the criteria of British Standard Code of Practice (BS 8110, 1997) currently in use in Nigeria, for the design of reinforced concrete columns subjected to axial and bending loads using the probability-based concept. In order to offer designs capable of maintaining a predefined safety level, a computer program in FORTRAN language was developed. The modules in the program were based on BS 8110 (1997) design requirements and the First Order Reliability Method. Individual parameters were considered random with practical probability distributions. The program starts with a preliminary design and iteratively selects values of the design variables that lead to the predefined safety level. Interaction curves were plotted for varying safety indices. On the curves, design decisions relating to ratios of dead to live loads, effective to the gross depth of a section and reinforcement can be made. In contrast to the current method of BS 8110 (1997), the proposed design curves guide the designer to the knowledge of the expected level of safety of the section being designed.

PL

Dostarczenie zamawiającemu konstrukcji spełniającej wymogi bezpieczeństwa jest jednym z głównych celów projektowania. Z powodu niepewności co do wartości spodziewanych obciążeń oraz rozkładu materiałowych i geometrycznych parametrów da- nego obiektu, konstruowanie nie oparte całkowicie na rachunku prawdopodobieństwa nie jest w stanie zapewnić jednoznacznego wyniku ze stałym poziomem niezawodności. W niniejszej pracy dokonano analizy brytyjskiej normy zarządzania ryzykiem, tzw. British Standard Code of Practice BS 8110 z 1997 r., która opiera się na rachunku prawdopodobieństwa i obecnie jest stosowana w Nigerii przy projektowaniu wzmacnianych kolumn betonowych przenoszących obciążenie osiowe i gnące. Do tworzenia konstrukcji mogących zapewnić utrzymanie założonego poziomu bezpieczeństwa ułożono program komputerowy w języku FORTRAN. Moduły tego programu oparto właśnie na zaleceniach BS 8110 oraz procedurze iteracyjnej analizy niezawodności pierwszego rzędu (tzw. FORM). Poszczególne parametry potraktowano jako wartości losowe z obserwowanymi w praktyce rozkładami prawdopodobieństwa. Opracowany program rozpoczyna działanie od sformułowania konstrukcji wstępnej i iteracyjnie dobiera wartości zmiennych parametrów konstrukcyjnych, zmierzając do uzyskania założonego poziomu bezpieczeństwa. W artykule, otrzymane krzywe obciążeniowe narysowano dla różnych wskaźników bezpieczeństwa. Na ich podstawie można podjąć decyzje projektowe dotyczące stosunku ciężaru własnego do użytkowego oraz w konsekwencji parametrów przekroju i wzmocnienia. W odróżnieniu od procedury według dotychczasowo stosowanej normy BS 8110, krzywe obciążeniowe interakcji moment gnący – siła osiowa zaprezentowane w tej pracy dają konstruktorowi jednoznaczną znajomość oczekiwanego poziomu bezpieczeństwa projektowanego przekroju kolumny.

Słowa kluczowe

EN

structural design; reinforced concrete column; reliability level; interaction curves; safety indices

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 47 nr 4
• Strony: 943--955
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Akindahunsi A.A.

autor

Afolayan J.O.

• Department of Civil Engineering Obafemi Awolowo University, Ile-Ife, Nigeria,

Bibliografia

• 1. Afolayan J.O., 1990, Reliability-Based Evaluation of Thin Walled Members Subjected to Compression and Bending, Departmental Report, Department of Steel Structures, Institute of Civil Engineering, University of Dortmund, West Germany
• 2. Akindahunsi A.A., 2003, Computer-Aided Reliability-Based Design of Reinforced Concrete Columns, M.Sc. Thesis, Ahmadu Bello University, Zaria, Nigeria
• 3. Ayyub B.M., White G.J., 1987, Reliability conditioned partial safety factors, Journal of Structural Engineering, ASCE, 113, 2, 279-294
• 4. Bernardo A.L., 2005, Fiber method evaluation of the strength capacity of reinforced concrete columns subjected to biaxial bending, Proc. 11th ASEP International Convention
• 5. BOMEL, 2001, Probabilistic Methods: Uses and Abuses in Structural Integrity, BOMEL Limited Ledger House, United Kingdom
• 6. British Standard Code of Practice BS 8110, 1997, The Structural Use of Concrete, Her Majesty Stationary Office, London
• 7. Burtler D.J., 1977, The strength of restrained concrete columns – a new approach, Magazine of Concrete Research, 29, 100, 6-10
• 8. Golliwitzer S., Abdo T., Rackwitz R., 1988, First Order Reliability Method Manual, RCP GmbH, Munchen
• 9. Kong F.K., Evans R.H., 1989, Reinforced and Prestressed Concrete, English Language Book Society, London
• 10. Mosley W.H., Bungey J.H., 1990, Reinforced Concrete Design, MacMillan Hampshire
• 11. Surahman A., Rojiani K.B., 1983, Reliability-based optimum design of concrete frames, Journal of Structural Engineering, ASCE, 109, 3, 41-257