Proposal for the assessment of steel truss reliability under fire conditions

• Autorzy: Kubicka K. , Radoń U.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ace-2015-0041

Warianty tytułu

PL

Propozycja oceny niezawodności stalowej kratownicy w warunkach pożarowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a proposal for the assessment of the reliability of steel truss (both statically determinate and indeterminate) in the persistent and accidental design situation. In the analysis, a probabilistic approach was used. The global Hasofer-Lind reliability index was employed, computed in successive time steps for the whole structure, not for individual elements. The statically determinate truss was modelled as a serial system from the reliability standpoint. For the statically indeterminate truss, kinematically admissible failure mechanisms were determined by means of the examination of the singularity of the stiffness matrix of the structure, converting the truss into a geometrically variable system. For the problem thus formulated, a serial-parallel reliability model was constructed. Monitoring the reliability index in the successive minutes of the fire makes it possible to estimate the probability of the structure failure, and to decide whether the required safety level is maintained.

PL

Artykuł przedstawia propozycję oceny niezawodności stalowej kratownicy (statycznie wyznaczalnej i niewyznaczalnej) w podstawowej i wyjątkowej sytuacji projektowej. W analizie zastosowano podejście probabilistyczne z globalnym wskaźnikiem niezawodności Hasofera-Linda obliczanym w kolejnych krokach czasowych dla konstrukcji jako całości, a nie poszczególnych elementów. Kratownica statycznie wyznaczalna została zamodelowana jako układ szeregowy z punktu widzenia niezawodności. Dla kratownicy statycznie niewyznaczalnej poprzez badanie osobliwości macierzy sztywności konstrukcji określono kinematycznie dopuszczalne mechanizmy zniszczenia, przekształcające ją w układ geometrycznie zmienny. Dla tak postawionego zadania zbudowano szeregowo-równoległy model niezawodnościowy. Stal jest materiałem chętnie wykorzystywanym w budownictwie ze względu na szereg korzystnych właściwości, głównie mechanicznych. Niemniej jednak nie jest to materiał pozbawiony wad. Główną, najpoważniejszą jest wyjątkowo niska odporność na wysokie temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury gazów pożarowych właściwości mechaniczne stali: granica plastyczności i moduł sprężystości ulegają redukcji co w bezpośredni sposób przekłada się na spadek nośności.

Słowa kluczowe

EN

fire conditions; steel truss; reliability; reliability assessment; serial system; parallel system; fire analysis; reliability index

PL

warunki pożarowe; kratownica stalowa; niezawodność; ocena niezawodności; system szeregowy; system równoległy; analiza pożarowa; wskaźnik niezawodności

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 61, nr 4
• Strony: 141--154
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kubicka K.

• 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. PN-EN 1993-1-2 Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-2: General rules - Structural fire design.
• 2. PN-EN 1991-1-2 Eurocode 1: Action on structures. Part 1-2: General actions - Action on structures exposed to fire.
• 3. PN-EN 1993-1-1 Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-1: General rules and rules for buildings.
• 4. Gwóźdź M., Machowski A., The selected studies and calculations of building structures by probabilistic methods, Politechnika Krakowska, Kraków, 2011 [in Polish]
• 5. Maślak M., The fire durability of steel bar structures, Politechnika Krakowska, Kraków, 2008 [in Polish]
• 6. Maślak M., Assessment of the fire safety level ensured by a steel load-bearing structure when subjected to a fire, Eighth International Conference on Advances in Steel Structures, Lisbon, Portugal, July 22-24, 2015 (post conference materials on pen-drive, 15 pages).