The evaluation of algorithms for determination of the reliability index

• Autorzy: Dudzik A. , Radoń U.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ace-2015-0030

Warianty tytułu

PL

Ocena algorytmów obliczania wskaźnika niezawodności

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study deals with stability and dynamic problems in bar structures using a probabilistic approach. Structural design parameters are defined as deterministic values and also as random variables, which are not correlated. The criterion of structural failure is expressed by the condition of non-exceeding the admissible load multiplier and condition of non-exceeding the admissible vertical displacement. The Hasofer-Lind index was used as a reliability measure. The primary research tool is the FORM method. In order to verify the correctness of the calculations Monte Carlo and Importance Sampling methods were used. The sensitivity of the reliability index to the random variables was defined. The limit state function is not an explicit function of random variables. This dependence was determined using a numerical procedure, e.g. the finite element methods. The paper aims to present the communication between the STAND reliability analysis program and the KRATA and MES3D external FE programs.

PL

W pracy przedstawiono problem stateczności i dynamiki konstrukcji prętowych z wykorzystaniem podejścia probabilistycznego. Posłużono się niejawną funkcją graniczną zmiennych losowych. Zależność taka wymaga zastosowania procedury numerycznej np. metody elementów skończonych. W pracy przedstawiono połączenie programu niezawodnościowego STAND z zewnętrznymi modułami MES: KRATA i MES3D. W pierwszej części pracy analizowano problem stateczności i niezawodności przestrzennej konstrukcji prętowej podatnej na zjawisko przeskoku węzła. Konstrukcję zaprojektowano z profili rurowych RO 180x8. Elementy wykonano ze stali S355NH o granicy plastyczności fy=355 MPa i module sprężystości E=210 GPa. Warunki podparcia zdefiniowano w postaci podpór przegubowo-nieprzesuwnych w węzłach zewnętrznych oraz w formie podparcia słupami. Dokonano weryfikacji założenia, że moment przeskoku nigdy nie będzie poprzedzony wyboczeniem poszczególnych prętów struktury. W związku z powyższym sprawdzono warunek nośności ze względu na wyboczenie dla najbardziej wytężonego pręta w chwili przeskoku węzła. Sprawdzono również czy w chwili wyboczenia konstrukcja pracuje w zakresie sprężystym. W tym celu wyznaczono wartość naprężeń krytycznych (granica proporcjonalności) i odpowiadającą im smukłość graniczną.

Słowa kluczowe

EN

random variables; reliability index; form method; sensitivity; stability; dynamic analysis; equilibrium path; design point

PL

zmienna losowa; wskaźnik niezawodności; metoda FORM; wrażliwość; stateczność; analiza dynamiczna; ścieżka równowagi; punkt projektowy

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 61, nr 3
• Strony: 133--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Dudzik A.

• Kielce University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Architecture

autor

Radoń U.

• Kielce University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Architecture

Bibliografia

• 1. T. Abdo, R. Rackwitz, “Reliability of uncertain structural systems”, Proc. Finite Elements in Engineering Applications: 161-176, Stuttgart, 1990.
• 2. P.G. Bergan, T.H. Soreide, “Solution of large displacement and stability using the current stiffness parameter”, Conference “Finite Elements in nonlinear Mechanics”, 647-669, Geilo, 1977.
• 3. Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings.
• 4. J. Knabel, K. Kolanek, V. Nguyen Hoang, R. Stocki, P. Tauzowski, “Structural reliability analysis using object oriented environment STAND” In proc. of the 36th Solid Mechanics Conference, 9-12 September 2008, Gdansk, Poland.
• 5. A. Nataf, “Determination des distribution don’t les Marges Sont Donees”, Comptes Rendus de l’Academic des Sciences, 225, 42-43, 1962.
• 6. R. Rackwitz, B. Fiessler, “Structural reliability under combined random load sequences”, Computers & Structures, 9(5): 489-494, 1978.
• 7. U. Radoń “Numerical aspects of application of FORM in node snapping truss structures”, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 15(1): 262-271, 2015.
• 8. E. Riks, “An incremental approach to the solution of snapping and buckling problems”, International Journal of Solids and Structure, 15(7): 29-551, 1979.
• 9. E. Riks, “The application of Newton’s method to the problem of elastic stability”, Journal of Applied Mechanics 39: 1060-1065, 1972.
• 10. R. Stocki, K. Kolanek, J. Knabel, P. Tauzowski, “FE based structural reliability analysis using STAND environment”, Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences, 16: 35-58, 2009.
• 11. W. Szaniec, K. Zielińska, “Modal analysis of selected bar domes”, Structure and Environment, 5(4): 15-20, 2013.