Kształtowanie konstrukcji ze względu na ryzyko zniszczenia

• Autorzy: Woliński S.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.169

Warianty tytułu

EN

Shaping building structures with regard to risk

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kształtowanie konstrukcji budowlanych można zdefiniować jako poszukiwanie formy lub nadawanie konstrukcji określonej postaci albo kształtu. W teorii konstrukcji kształtowanie utożsamia się często z optymalizacją elementów lub ustroju konstrukcyjnego obiektu budowlanego. Kryteria optymalizacji są jednak formułowane w różny sposób, jako kryteria jakościowe, ilościowe lub mieszane, ściśle zdefiniowane lub intuicyjne, dotyczące różnych właściwości konstrukcji, najczęściej sztywności, trwałości, zużycia materiałów, energii potencjalnej. Tradycyjne podejście do kształtowania konstrukcji oparte na wizualizacji i jakościowej optymalizacji „przepływu strumieni sił” ma nadal duże znaczenie praktyczne i dydaktyczne, a także inspiruje do poszukiwania logicznie uzasadnionej topologii konstrukcji. Analizy przyczyn katastrof budowlanych wskazują, że najczęściej są one spowodowane przez wyjątkowe zdarzenia o znikomym prawdopodobieństwie wystąpienia lub ich kombinacje. Natomiast projektowanie i kształtowanie konstrukcji jest tradycyjnie ukierunkowane na standardowe sytuacje obliczeniowe, które mogą wystąpić w projektowanym okresie użytkowania. W pracy przedstawiono i uzasadniono autorska opinię, że na etapie kształtowania konstrukcji podstawowym kryterium wyboru formy i rozwiązań konstrukcyjnych powinno być dążenie do zapewnienia odporności na zdarzenia katastrofalne, adekwatnej do przewidywanego scenariusza zagrożeń w projektowanym okresie użytkowania konstrukcji i akceptowalnych konsekwencji zniszczenia. Jako syntetyczne, ilościowe kryterium optymalizacji i kształtowania konstrukcji uwzględniające oprócz standardowych wymagań podstawowych również odporność na zniszczenie i odporność poawaryjną, przyjęto ryzyko zniszczenia konstrukcji. Przedstawiono również przyporządkowanie czynników i działań decydujących o redukcji ryzyka do standardowych strategii postępowania oraz przykład ilustrujący sugerowaną procedurę obliczeń.

EN

The paper presents some aspects of the risk based criteria for shaping building structures. Traditional approach to shaping based on visualization of the flows of forces in structures inspires to seek a rational topology of structures and still remains of great practical and didactical significance. Shaping of structures is often identified with optimization of structural system of a building. The optimization criteria, however, are defined in a different way, for example: as the qualitative, quantitative or mixed, welldefined, fuzzy or intuitive, related to the various properties of the structure, e.g. stiffness, durability, the potential energy, etc. Analysis of the causes of structural failures indicate that they are most often caused by exceptional events with a negligible probability of occurrence or combinations of that events. In contrast, the design and development of structures is traditionally focused on standard design situations that may occur in the lifetime performance. Author’s suggestion that criteria for structural shaping should be taken into account to provide resistance of a structure to catastrophic events, appropriate to the hazard scenario and acceptable consequences of damages and collapse of a structure, is presented and discussed in the paper. In other words, the design of building structures should involves the consideration of risk associated with hazards as the main criterion of shaping which can be used as the synthetic optimization criterion. The risk assessment, the assignment of factors and decisive activities to reduce risk according to standard strategies, and an example to illustrate the calculation procedures are also presented.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja budowlana; projektowanie; kryteria optymalizacji; awaria budowlana; ocena ryzyka; czynnik zagrożenia; scenariusz zdarzenia

EN

building structure; designing; optimization criteria; structural failure; risk assessment; hazard factor; event scenario

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 3/II
• Strony: 475--484
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab.

Twórcy

autor

Woliński S.

• Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Szymczak C.: Elementy teorii projektowania. PWN, Warszawa, 1998.
• [2] Fu G., Frangopol D.M.: Balancing-weight system reliability and redundancy in multi-objective optimization framework. Structural Safety, 1990, 7 (2-4), pp. 165-175.
• [3] Zalewski W.: Kształtowanie konstrukcji. Wprowadzenie i przykłady. VII Sympozjum Kształtowanie Konstrukcji. Rzeszów, 3-4 lutego 2005. Referaty, Tom 1, s. 49-72, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 2005.
• [4] Kuś S.: Ogólne zasady kształtowania konstrukcji. Rozdział 2 w pracy zbiorowej: Budownictwo ogólne. Tom 3, s. 11-71, Arkady, Warszawa 2008.
• [5] PN-EN 1991-1-7: 2008. Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-7: Oddziaływania ogólne – Oddziaływania wyjątkowe. PKN, Warszawa, 2008.
• [6] Woliński Sz.: O kryteriach kształtowania konstrukcji. Wiadomości Projektanta Budownictwa, 2013, Nr 1 (264), s. 8-11.
• [7] PN-EN 1990: 2004. Podstawy projektowania konstrukcji. PKN, Warszawa, 2004.
• [8] Woliński Sz.: Projektowanie konstrukcji z betonu w obliczeniowych sytuacjach wyjątkowych. ZN Politechniki Rzeszowskiej, Budownictwo i Inżynieria Środowiska, z. 59, t.3, 2012, s.141-150.
• [9] ISO Standard 13824:2009. General principles on risk assessment of systems involving structures. ISO Geneve, 2009.
• [10] Li H., Yen C.: Fuzzy sets and fuzzy decisions-making. CRC Press, Boca Raton, New York 1995.
• [11] Knoll F., Vogel T.: Design for robustness. Structural Engineering Documents, 11, IABSE, ETH Zurich, 2009.
• [12] Woliński Sz.: Projektowanie konstrukcji wspomagane analizą ryzyka. Budownictwo i Architektura, Vol. 13(2) 2014, s. 367-374.