Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena bezpieczeństwa płaskich konstrukcji prętowych w aspekcie teorii przystosowania

Żukowski S.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej. Monografie

|

2006

|

Vol. 54, nr 22

152-152

PL

W pracy przedstawiono algorytm probabilistycznej oceny bezpieczeństwa płaskich konstrukcji prętowych wykonanych z materiałów sprężysto idealnie plastycznych. Algorytm obejmuje dwa zasadnicze zagadnienia: określanie warunków granicznych na podstawie teorii przystosowania i ocenę bezpieczeństwa konstrukcji z wykorzystaniem teorii niezawodności. Algorytm uwzględnia obciążenia statyczne stałe i zmienne, w tym zmiany temperatury w granicach, w których można przyjąć, że nie powodują zmian właściwości fizycznych materiału. Przedstawione związki zachowują swą ważność także w przypadku działania obciążeń dynamicznych. Na podstawie najistotniejszych pozycji literatury przedstawiono rys historyczny teorii przystosowania oraz wyniki badań doświadczalnych uzasadniające wybór tej teorii jako podstawy oceny bezpieczeństwa konstrukcji wykonanych z materiałów sprężysto idealnie plastycznych. Przedstawiono też podstawowe założenia i twierdzenia tej teorii. Wskazano na niespójności klasycznych sformułowań kinematycznych ze sformułowaniami statycznymi teorii przystosowania i zaproponowano sposób ich eliminacji. Zaproponowano algorytm formułowania warunków granicznych wykorzystujący analogie między sformułowaniami pierwotnymi i dualnymi programowania liniowego oraz między sformułowaniami statycznymi i kinematycznymi teorii przystosowania. Algorytm ten obejmuje formułowanie liniowych statycznych warunków przystosowania konstrukcji, formułowanie liniowych układów równań z ograniczeń pierwotnych i dualnych układów równań, których rozwiązania pozwalają na wyznaczanie warunków granicznych jako funkcji zmiennych wyjściowych określających konstrukcję i jej obciążenia. Otrzymywane tak warunki graniczne mogą być traktowane jak ograniczenia kinematyczne generujące, wraz z odpowiadającymi im sformułowaniami statycznymi (pierwotnymi), rozwiązania zupełne. Przedstawiono liniowe warunki przystosowania wyrażone poprzez siły przekrojowe, dla przekrojów bisymetrycznych w przypadku zginania, w przypadku zginania z udziałem siły podłużnej oraz w przypadku zginania z udziałem siły podłużnej i poprzecznej. Wskazano na nieścisłość istniejącego twierdzenia statycznego dla zginanych elementów o przekroju monosymetrycznym i wyprowadzono, wyrażone poprzez siły przekrojowe, zlinearyzowane warunki przystosowania w przypadku zginania oraz zginania z udziałem siły podłużnej. Podobnie jak w przypadku teorii przystosowania, na podstawie literatury przedstawiono rys historyczny rozwoju teorii niezawodności. Uwzględniono istniejące prace z zakresu oceny niezawodności w aspekcie teorii przystosowania. Scharakteryzowano podstawowe miary i metody ich określania stosowane w teorii niezawodności. Zaproponowano iteracyjny algorytm wyznaczania wskaźnika niezawodności Hasofera-Linda. Omówiono podstawowe systemy niezawodnościowe i przedstawiono modelowanie nimi konstrukcji w kontekście oceny bezpieczeństwa na podstawie teorii przystosowania. Przedstawiono szczegółowe związki umożliwiające ocenę bezpieczeństwa płaskich konstrukcji prętowych o przekrojach jednorodnych i hybrydowych wykonanych z materiałów sprężysto idealnie plastycznych. Proponowany algorytm może też być łatwo adaptowany do oceny bezpieczeństwa także innych konstrukcji, na przykład żelbetowych i uwzględniania także innych stanów konstrukcji uznawanych za awaryjne, na przykład utraty stateczności. Zilustrowano zastosowanie proponowanej koncepcji oceny bezpieczeństwa konstrukcji dwoma przykładami. Przedstawiono wyniki kilku rozwiązań tych przykładów ilustrujące różne elementy proponowanego algorytmu.

EN

In the dissertation an algorithm for the probabilistic safety estimation of the plane bar structures made of elastic perfectly plastic materials is presented. The approach concerns two fundamental problems: determining the limit conditions on the basis of the shakedown theory and estimating the structure safety applying the reliability theory. The algorithm takes into account the static live and dead loads including temperature changes over the ranges in which it can be assumed that they do not change the material properties. The relationships presented apply also to the case of dynamic loads. Based on the related literature a historical review of the shakedown theory is made and the results of experimental investigations which justify the fact of choosing this theory as a basis for estimation of the safety of structures made of elastic perfectly plastic materials are given. The basic assumptions and theorems of this theory are presented, too. An inconsistency between classical kinematic and static formulations of shakedown has been pointed out and an approach to its elimination has been proposed. For formulating the limit conditions an algorithm which uses the analogy between the primary and dual tasks of linear programming and between the static and kinematic formulations of the shakedown theory has been proposed. The algorithm includes setting up the systems of linear equations which describe the structure shakedown, building systems of linear equations from the primary constraints and dual systems of equations, the solutions of which allow limit boundaries to be determined as functions of variables describing the structure and its load. The limit conditions obtained may be treated as the kinematic constraints which, together with corresponding statical formulations, generate the closed solutions. The linear shakedown conditions expressed through the cross-sectional forces for the bisymmetric cross-sections for the case of bending, the bending with axial force and for the bending with the axial and shear forces are presented in detail. The inexactness of the existing static theorem for bended elements with mono-symmetric cross-section is pointed out. The linearized shakedown conditions for the bending and for the bending with the axial force expressed through the cross-sectional forces are derived. The shakedown conditions appropriate for the safety assessment of elements with hybrid cross-sections are presented. Like for the shakedown case, a historical review of the development of the reliability theory based on the related literature is presented. Scarce publications about the reliability assessment from the shakedown theory point of view are taken into account. Basic measures and methods of determining them applied to the reliability theory are described. An iterative algorithm for computing to the Hasofer-Lind reliability coefficient is proposed. The fundamental reliability systems and their usage for the structure modeling are discussed in the context of safety assessment based on the shakedown theory. The algorithm introduced in this publication may be easily adopted to the assessment of structures with different cross-sections than shown above (e.g., concrete ones) and to take into account other structure states which are regarded as failure, for example, loss of stability. The application of the idea of the structure safety assessment proposed is illustrated by two examples. Some solutions of these examples, showing different elements of the algorithm considered are presented.

2

Reliability of a concrete bridge with respect to the reinforcement chloride corrosion

Śniady P., Sieniawska R., Żukowski S.

Archives of Civil Engineering

|

2004

|

Vol. 50, nr 3

381-399

EN

Original algorithm for evaluating the reliability of beam and beam-plate reinforced concrete bridges taking into account chloride corrosion of the reinforcement, random nature of parameters describing the corrosion process as well as geometrical parameters of the cross-section, is presented. Global and local models of corrosion (uniform corrosion, non-uniform corrosion and in-depth corrosion) have been considered. An original algorithm based on joint probability distributions has been elaborated for computing the probability distribution of the corrosion initiation time. The theoretical considerations have been illustrated by a numerical example.

PL

Zaprezentowano oryginalny algorytm oceny niezawodności belkowych i belkowopłytowych mostów żelbetowych z uwzględnieniem chlorkowej korozji stali zbrojeniowej przy założeniu losowego charakteru parametrów charakteryzujących tę korozję oraz parametrów geometrycznych przekroju żelbetowego. Rozpatrzono 3 modele korozji: korozję równomierną, nierównomierną i korozję wgłębną (lokalną). Do obliczenia rozkładów prawdopobieństwa czasu rozpoczęcia korozji, nośności, obciążenia i innych wielkości niezbędnych do wyznaczenia niezawodności zastosowano własny algorytm wykorzystujący łączne rozkłady prawdopodobieństwa. Rozważania teoretyczne zilustrowano przykładem numerycznym.

3

Reliability of bridge beams with hybrid cross-sections

Śniady P., Sieniawska R., Żukowski S.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2003

|

Vol. 3, no 1

13-23

EN

Reliability of bridge beams with hybrid cross-sections is considered. The beams made of elastoplastic material and loaded quasistatically are regarded as failure-free. Dead load and the load caused by a tram described by random variables are taken into account. Furthermore, material capacity and the dimensions of the cross-sections are also described by random values. In order to calculate the reliability shakedown, limit conditions are used. Some theoretical considerations and the results obtained are shown.

PL

Sformułowano algorytm umożliwiający probabilistyczną ocenę niezawodności belek mostowych o przekroju hybrydowym z wykorzystaniem rezerwy plastycznej materiału według teorii przystosowania. Uwzględniono losowy charakter wymiarów przekroju, nośności materiałów i obciążenia. Algorytm zilustrowano obliczeniami niezawodności hybrydowych stalowych belek mostowych obciążonych taborem tramwajowym. Podstawowym założeniem teorii przystosowania, w odróżnieniu od teorii nośności granicznej, jest to, że naprężenia resztkowe będące wynikiem odkształceń plastycznych muszą być stałe (niezmienne w czasie), co zapewnia sprężystą pracę konstrukcji poza cyklami obciążeń, w których następuje przystosowanie. Następnie przyjęto przekroje stalowe dwuteowe typu IKSH, dla których granica plastyczności materiału półki jest o tyle większa od granicy plastyczności materiału środnika, że o nośności „sprężystej” przekroju na zginanie decyduje druga z granic. Analizie poddano belki mostowe, zakładając, że działa na nie obciążenie stałe i obciążenie ruchome taborem tramwajowym złożonym z układu sił skupionych. Przyjęto, że wartość obciążenia stałego jest zmienną losową o rozkładzie normalnym, a wartość obciążenia ruchomego – zmienną losową o rozkładzie beta. Przejeżdżające pojazdy zajmują każde z możliwych poło-żeń, dlatego wyznaczając ekstremalne momenty zginające, przyjęto najmniej korzystne poło-żenie względem współrzędnej geometrycznej w sposób deterministyczny. Dynamiczny charakter działającego obciążenia uwzględniono we współczynniku dynamicznym. Nośność układu jest reprezentowana przez momenty graniczne ze względu na nośność „plastyczną” Moi i nośność „sprężystą” Mei. Momenty te są funkcjami parametrów geometrycznych przekroju i granic sprężystości materiału. Charakterystyki probabilistyczne tych momentów są jednoznacznie określone przez ich łączne funkcje gęstości rozkładów prawdopodobieństwa. Jako miarę niezawodności przyjęto prawdopodobieństwo nieprzekroczenia nośności oraz sprzężony z nim wskaźnik niezawodności ß. Prawdopodobieństwo awarii wyznaczono, budując funkcję gęstości rozkładu łącznego obciążenia unormowanego.

4

Wpływ chlorkowej korozji zbrojenia na niezawodność mostowej belki żelbetowej

Śniady P., Sieniawska R., Żukowski S.

Inżynieria i Budownictwo

|

2002

|

R. 58, nr 3-4

198-200

PL

Rozpatrzono problem oceny niezawodności belkowych mostów żelbetowych z uwzględnieniem zmniejszenia ich nośności wskutek korozji chlorkowej zbrojenia. Opracowano algorytm obliczeniowy oparty na własnym rozwiązaniu teoretycznym problemu, umożliwiający analizę wpływu różnych parametrów mostu na jego niezawodność.

EN

The problem of estimating the reliability of RC beam bridges with respect to chloride corrosion of reinforcement is considered. An algorithm based on Author's own original theoretical solution of the problem which allows analysing the influence of different bridge parameters on bridge reliability has been elaborated.

5

Sensitivity analysis of the bar structures reliability

Sieniawska R., Śniady P., Żukowski S.

Engineering Transactions

|

2000

|

Vol. 48, iss. 4

405-414

EN

In the paper certain theoretical basis and practical approach for design sensitivity analysis of bar structure's reliability under a special type of excitation are presented. The analysis is carried out for the plane bar structures made of linearly elastic material. It is assumed that the structure's physical and geometrical parameters are deterministic variables and a non-Gaussian stochastic process describes the load. Examples for a beam loaded by a stream of moving random forces are presented.

6

Stochtyczny rezonans przejściowy konstrukcji wzbudzanej maszyną wirową

Śniady P., Sieniawska R., Żukowski S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

1999

|

z. 52 [174]

233-238

EN

The problem of the transient resonance in the stochastic formulation has been considered. After introducing new variables and applying the Ito differentiation formula a set or differential equations for finding the probabilistic moments of the system response have been obtained. The approach is illustrated by calculating the probabilistic moments of the displacements of concrete foundation excited by a vibrating machine.

7

Analiza wpływu wybranych czynników na ceny mieszkań we Wrocławiu

Puła O., Sieniawska R., Żukowski S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Budownictwo

|

1998

|

Z. 36

291-296

EN

The statistical regularities on the primary and secondary dwelling market in Wrocław are considered. The authors have analysed 987 transactions on the primary market and 544 transactions on the secondary market concluded in the first 10 month 1997 year. The influence of the time, the sizeof the flat and the distance from the city centre on the flats` price have been investigated. The results will be helpful by determining the flat values and their assessment.