Analiza stateczności stalowych wież telekomunikacyjnych o parametrach losowych

• Autorzy: Kamiński M. , Szafran J. , Świta P.

Warianty tytułu

EN

Stability analysis of steel telecommunication towers with random parameters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tematem pracy jest zastosowanie uogólnionej metody perturbacji stochastycznej do wyznaczenia probabilistycznych momentów obciążenia krytycznego stalowych wież telekomunikacyjnych. Obciążenia te wyznacza się przy pomocy Stochastycznej Metody Elementów Skończonych dla losowo określonych parametrów geometrycznych przekroju i modułu Younga stali konstrukcyjnej. Wykorzystując metodę funkcji odpowiedzi, oblicza się wartości oczekiwane i odchylenia standardowe sil krytycznych, które można wykorzystać przy montażu kolejnych urządzeń nadawczych, a także - do wyznaczania wskaźników niezawodności tych konstrukcji. Przeprowadzana analiza ma również na celu weryfikację wrażliwości konstrukcji na parametry projektowe przyjęte jako zmienne losowe.

EN

The main aim of this paper is the stability analysis of the steel telecommunication tower with random parameters using the Generalized Stochastic Finite Element Method. The Taylor expansion with random coefficients of nth order is used to express all random state parameters and to determine the basic probabilistic characteristics of the critical load. The Response Function Method assists to determine higher order partial derivatives of the structural response instead of the Direct Differentiation Method employed widely before and sufficient to assure high quality of the resulting moments. The magnitude of the critical force is examined in terms of random Young modulus as well as of the main structural members diameter to show how much extra load (in the new telecommunication equipment) may be applied in the future at this tower to prevent the structural failure. Further application of this methodology is seen in the reliability analysis and reliability-based topology optimization of such steel structures.

Słowa kluczowe

PL

wieże telekomunikacyjne; konstrukcja stalowa; uogólniona metoda perturbacji stochastycznej; obciążenie krytyczne; analiza stateczności

EN

telecommunication towers; steel structure; Generalized Stochastic Finite Element Method; critical load; stability analysis

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2011
• Tom: Z. 63
• Strony: 151--165
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Kamiński M.

autor

Szafran J.

autor

Świta P.

• Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Politechniki Łódzkiej, Zakład Konstrukcji Stalowych

Bibliografia

• [1] Elishakoff L.: Probabilistic Methods in the Theory of Structures. New York, Wiley-Interscience 1983.
• [2] Elishakoff L., Li Y.W., Starnes J.H.: Nonclassical Problems in the Theory of Elastic Stability. Cambridge, Cambridge University Press 2001.
• [3] Papadopoulos V., Charmpis V., Papadrakakis M.: A computationally efficient method for the buckling analysis of shells with stochastic imperfections. Comput. Mech. 43, 2009, s. 687-700.
• [4] Sadovský Z., Drdácký M.: Buckling of plate strip subjected to localised corrosion - a stochastic model, J. Thin-Walled Struct. 39, 2001, s. 247-259.
• [5] Jones R.M.: Buckling of Bars, Plates and Shells. Blacksburg, Bull Ridge Publishing, Virginia 2006.
• [6] Timoshenko S.P., Gere J.M.: Theory of Elastic Stability (second ed.). New York, McGraw-Hill 1961.
• [7] Kamiński M.: Generalized perturbation-based stochastic finite element method in elastostatics. Comput. Struct. 85, 2007, s. 586-594.
• [8] Kamiński M., Świta P.: Generalized Stochastic Finite Element Method in elastic stability problems. Comput. Struct. 89, 2011, s. 1241-1252.
• [9] Bathe K.J.: Finite Element Procedures. Prentice Hall 1996.
• [10] Kleiber M.: Wprowadzenie do Metody Elementów Skończonych. Warsaw-Poznań, Polish Scientific Publishers 1986.
• [11] Mang H.A., Hofinger G., Jia X.: In the interdependency of primary and initial secondary equilibrium paths in sensitivity analysis of elastic structures. Comput. Meth. Appl. Mech. Engrg. 200(13-16), 2011, s. 1558-1567.
• [12] Hadianfard M.A., Razani R.: Effects of semi-rigid behavior of connections in the reliability of steel frames. Struct. Safety 25, 2003, s. 123-138.
• [13] Melchers R.E.: Structural Reliability. Analysis and Prediction. Ellis Horwood Ltd. 1987.