The paper presents the method of simplified parametric analysis of the sensitivity of a pre-tensioned concrete beam. The presented approach is based on the DOE (design of experiments) data collection which ... więcej

The paper presents the method of simplified parametric analysis of the sensitivity of a pre-tensioned concrete beam. The presented approach is based on the DOE (design of experiments) data collection which is simulation technique allowing for identification of variables deciding about the effectiveness and costs of designed structures. Additionally, application of the hyper-surface of the construction response allows designers to the development of multi-dimensional trade-off graphs to facilitate, the assessment of the scope of changes in random state variables permitted due to the adequate criteria and selection of their values close to optimum. Design basics, procedures and results of the presented considerations of sensitivity assessment and reliability of the structure has been shown on the example of a pre-stressed concrete beam designed in accordance with the requirements and procedures of Eurocode 2.

W artykule przedstawiono metodę analizy wpływu zmiennych wejściowych na parametry charakteryzujące stan konstrukcji sprężonych w początkowej i trwałej sytuacji obliczeniowej, opartą na symulacjach ... więcej

W artykule przedstawiono metodę analizy wpływu zmiennych wejściowych na parametry charakteryzujące stan konstrukcji sprężonych w początkowej i trwałej sytuacji obliczeniowej, opartą na symulacjach komputerowych i technice zbierania informacji DOE (Design Of Experiments). Założenia, procedury i wyniki zastosowania techniki DOE przedstawiono na przykładzie belki strunobetonowej zaprojektowanej zgodnie z wymaganiami Eurokodu 2. Przeprowadzono analizę typu „what-if” wpływu wartości obciążenia i siły sprężającej w poszczególnych cięgnach (uwzględniając straty wynikające z relaksacji stali sprężającej) oraz modułu sprężystości podłużnej betonu na nośność graniczną i maksymalne ugięcie belki. Kryteria optymalizacji ograniczono do wymagań normowych związanych ze stanami granicznymi nośności i użytkowalności. Dopuszczalne rozwiązania wynikały z ograniczeń dotyczących wartości maksymalnej siły naciągu cięgien, naprężeń w betonie i ugięć. Wykorzystany do obliczeń moduł ANSYSDesignXproler programu ANSYS wybiera punkty projektowe według planu eksperymentu opartego na metodzie hipersześcianu łacińskiego. Próbkowanie tego typu jest jedną z najbardziej efektywnych metod generowania próbek losowych możliwych do uzyskania z funkcji gęstości rozkładu prawdopodobieństwa składowych n-wymiarowego wektora losowego i umożliwia wiarygodne oszacowanie poziomu korelacji uwzględnionych w analizie W odniesieniu do analizowanej belki kablobetonowej pięciowymiarową hiperpowierzchnię odpowiedzi dla przyjętego zakresu 3 zmiennych wejściowych i 2 wyjściowych aproksymowano z wykorzystaniem metody symulacji MC. Jako zmienne wyjściowe, czyli decydujące o spełnieniu podstawowych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i użytkowalności konstrukcji, przyjęto globalny współczynnik bezpieczeństwa s i maksymalne ugięcie belki. Przedstawione w pracy podejście do analizy stanu konstrukcji polega na zastosowaniu symulacyjnej techniki zbierania danych w celu aproksymacji hiperpowierzchni odpowiedzi konstrukcji umożliwiającej identyfikację kluczowych zmiennych projektowych decydujących o stanie bezpieczeństwa konstrukcji, określenie granic dopuszczalnych i zbliżonych do optymalnych stanów konstrukcji oraz wyboru zbliżonych do optymalnych.