Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Improving the procedure of probabilistic load testing design of typical bridges based on structural response similarities

Owerko P., Winkelmann K.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 4

325--342

EN

This paper concerns load testing of typical bridge structures performed prior to operation. In-situ tests of a two-span post-tensioned bridge loaded with three vehicles of 38-ton mass each formed the input of this study. On the basis of the results of these measurements an advanced FEM model of the structure was developed for which the sensitivity analysis was performed for chosen uncertainty sources. Three uncorrelated random variables representing material uncertainties, imperfections of positioning and total mass of loading vehicles were indicated. Afterwards, two alternative FE models were created based on a fully parametrised geometry of the bridge, differing by a chosen global parameter – the skew angle of the structure. All three solid models were subjected to probabilistic analyses with the use of second-order Response Surface Method in order to define the features of structural response of the models. It was observed that both the ranges of expected deflections and their corresponding mean values decreased with an increase of the skewness of the bridge models. Meanwhile, the coefficient of variation and relative difference between the mean value and boundary quantiles of the ranges remain insensitive to the changes in the skew angle. Owing to this, a procedure was formulated to simplify the process of load testing design of typical bridges differing by a chosen global parameter. The procedure allows - if certain conditions are fulfilled - to perform probabilistic calculations only once and use the indicated probabilistic parameters in the design of other bridges for which calculations can be performed deterministically.

PL

Pracę otwiera przegląd najnowszej literatury fachowej o zasięgu międzynarodowym, dotyczącej próbnych obciążeń obiektów mostowych. W licznych publikacjach badawczych jednoznacznie stwierdzono, iż zasadne jest, by często stosowane w tym zakresie metody deterministyczne uzupełniać lub zastępować analizami probabilistycznymi. Niniejsza praca stanowi zatem rozwinięcie dotychczasowych osiągnięć i spostrzeżeń. Przedmiotem pracy jest analiza możliwości zwiększenia efektywności procesu przygotowania probabilistycznych projektów próbnych obciążeń typowych konstrukcji mostowych, różniących się wybranym parametrem geometrycznym (w tym przypadku – kątem ukosu konstrukcji „α”) przed ich dopuszczeniem do eksploatacji w zakresie pomiarów statycznych. Punktem wyjściowym przedstawionej analizy jest próbne obciążenie in-situ typowego, drogowego mostu sprężonego. Jednym z podstawowych kryteriów dopuszczenia obiektu mostowego do użytkowania w niektórych krajach, jest wykazanie, iż ugięcia dźwigarów głównych obiektu mostowego wywołane statycznym obciążeniem próbnym są mniejsze niż te określone teoretycznie w modelu MES obiektu. W pierwszej kolejności zatem, wyniki pochodzące z rzeczywistych badań próbnego obciążenia zostały zestawione z ich teoretycznymi odpowiednikami, pochodzącymi z prostego modelu rusztowego mostu. Ten przykład ogranicza się do analizy maksymalnych ugięć jednego z dźwigarów głównych obiektu. Wykazano, iż ugięcia z pomiarów in-situ (pomierzone przemieszczenia zostały odpowiednio przeliczone na ugięcia, aby uwzględnić wpływ osiadania podpór i zgniotów łożysk) były mniejsze niż te określone teoretycznie. Nie było zatem podstaw do niedopuszczenia mostu do użytkowania ze względu na niespełnienie kryterium ugięć. Jednakże, w rezultacie analizy wykazano, iż wyniki odpowiedzi konstrukcji z prostego modelu deterministycznego różniły się znacznie od wyników pomiarów. W związku z tym, w celu opracowania procedury zwiększenia efektywności procesu przygotowywania probabilistycznych projektów próbnych obciążeń obiektów typowych, do dalszych analiz porównawczych i probabilistycznych wygenerowany został znacząco bardziej zaawansowany model bryłowy MES.

2

The use of response surface methodology for reliability estimation of composite engineering structures

Winkelmann K., Górski J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2014

|

Vol. 52 nr 4

1019--1032

EN

Stability loss is one of the key issues in the analysis of shells made of composite materials. This paper aims at finding the variation of the critical or limit value of the load resulting from geometric imperfections. An axially compressed 16-layer cylindrical panel model is considered. The imperfections of the panel are simulated as random fields. The parameters of these fields are used as the basic variables of the reliability problem of the model. The reliability analysis is based on the Response Surface Methodology (RSM). On the basis of the derived equation of the response surface, a reliability index of the model is determined using an author’s program – both the Monte Carlo method (MC) and the Hasofer-Lind- -Rackwitz-Fiessler (HLRF) reliability index formulation analyses.

3

Parametryczna analiza wpływu wstępnych imperfekcji geometrycznych na nośność silosu częściowo obciążonego podciśnieniem

Górski J., Węcławski G., Winkelmann K.

Inżynieria i Budownictwo

|

2014

|

R. 70, nr 5

288--290

PL

Odchyłki geometryczne płaszczy silosów wpływają na ich nośność. Powinny być one uwzględniane w obliczeniach komputerowych i w procesie projektowania. Szczególnie istotne jest oddziaływanie podciśnienia, które może pojawić się na każdym etapie eksploatacji. Wykazano, że pojedyncze wgniecenie lub imperfekcje geometryczne opisane postaciami drgań własnych zmniejszają obciążenie niszczące konstrukcję, w porównaniu z analogicznymi wynikami dotyczącymi konstrukcji o idealnej geometrii.

EN

Geometric imperfections of silos can apparently affect their loading capacity. They should be included in the numerical computations and in the design process. The negative pressure – a special type of loading – can appear at every stage of silo operation. It can significantly affect the critical load of the structure. It was presented that a single dent or imperfections described in the form of natural vibration mode shapes reduce the silo loading capacity in comparison to analogous results for the structure with a perfect geometry.

4

Zastosowanie metody powierzchni odpowiedzi do szacowania niezawodności kompozytowych konstrukcji inżynierskich

Winkelmann K., Górski J.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2013

|

z. 101

93--94

PL

Kluczową kwestią w stosowaniu powłok z materiałów kompozytowych jest zagadnienie utraty stateczności, spowodowanej przekroczeniem odpowiedniej, granicznej (utrata liniowości rozwiązania) lub krytycznej (nośność maksymalna powłoki) wartości obciążenia. Wielokrotnie wykazano, teoretycznie i doświadczalnie, iż do zmiany w/w wartości granicznych obciążenia mogą przyczynić się zarówno imperfekcje geometryczne jak i materiałowe.

5

Wpływ wstępnych imperfekcji geometrycznych na nośność silosu obciążonego podciśnieniem i wiatrem

Gołota M., Winkelmann K., Górski J., Mikulski T.

Inżynieria i Budownictwo

|

2011

|

R. 67, nr 2

113-117

PL

Wykazano, że przy podstawowych obciążeniach działających na silosy, tj. podciśnieniu oraz naporze wiatru, pojedyncze wgniecenie lub losowo wytworzona siatka imperfekcji, a także ich liczba i umiejscowienie, wpływają znacząco na nośność konstrukcji silosów. Sformułowano wnioski dotyczące projektowania silosów.

EN

It has been shown that with the primary loads influencing a silo structure, i. e. pressure below atmospheric and wind, single dents or randomly created set of imperfections, as well as their number and distribution, considerably affect the load capacity of a silo structure. Conclusions concerning silo designing have been formulated.