Calculated reliability of eccentrically compressed concrete columns under the action of low cycle loading with alternating eccentricities

Заголовок (англійською): 
Calculated reliability of eccentrically compressed concrete columns under the action of low cycle loading with alternating eccentricities
Автор(и): 
Masiuk H.Kh.
Aleksiievets V.I.
Aleksiievets I.I.
Masiuk V.H.
Автор(и) (англ): 
Masiuk H.Kh.
Aleksiievets V.I.
Aleksiievets I.I.
Masiuk V.H.
Ключові слова (укр): 
позацентровий стиск, мало циклове навантаження, знакозмінний ексцентриситет, надійність
Ключові слова (англ): 
eccentric compression, low-cyclic loads, alternating eccentricity, reliability
Анотація (укр): 
Стаття присвячена визначенню розрахункової надійності позацентрово стиснутих залізобетонних елементів за дії малоциклових навантажень із знакозмінними ексцентриситетами. Ці елементи є по суті самими малодослідженими з точки зору надійності будівельних конструкцій. Таке положення обумовлене тим, що окрім труднощів з імовірнісним описом реальних навантажень, особливо тимчасових (кранових, снігових або вітрових), оцінка надійності позацентрово стиснутих елементів, в тому числі і виконаних з такого добре вивченого матеріалу, яким є залізобетон, пов’язана з урахуванням геометричної і фізичної нелінійності. Важливо підкреслити, що імовірнісний аналіз таких елементів, особливо в частині обґрунтованого розрахунку сполучення зусиль, може дати помітний ефект, оскільки на практиці саме позацентрово стиснуті елементи (стійки, колони та інші) завантажені найбільш широким набором випадкових навантажень. На основі теоретичних досліджень, використовуючи експериментальні дані випробуваних елементів, виконаний числовий приклад визначення розрахункової надійності вище зазначених елементів. Оскільки величина ексцентриситету, рівень і характер навантажень суттєво впливають на зміну фізико-механічних властивостей матеріалів, так як ці параметри вважаються випадковими величинами від яких і залежить надійність, конструктивна безпека і довговічність позацентрово стиснутих елементів в процесі експлуатації. При визначенні розрахункової надійності позацентрово стиснутих колон за дії малоциклових навантажень із знакозмінними ексцентриситетами використано існуючу методику розрахунку оцінки надійності будівельних конструкцій за дії однократних статичних навантажень з дотриманням чинних нормативних документів. Визначення зміни фізико-механічних властивостей бетону і арматури, при визначенні коефіцієнта умов роботи за дії вище вказаних навантажень, обґрунтовано статистично. Ці зміни враховано у роботі позацентрово стиснутих колон за дії малоциклових знакозмінних навантажень при визначенні їх розрахункової оцінки надійності.
Анотація (англ): 
The paper gives definition of design reliability of eccentric compressed reinforced concrete columns under the action of low-cyclic loads with alternating eccentricities. Based on theoretical researches and using the experimental data the numerical example of defining the design reliability of aforesaid elements was made. The value of eccentricity, level and loading conditions influence essentially on reversal of physical and mechanical properties of materials, since these parameters are considered as random variables from which reliability, constructive reliability and long-term durability of eccentric compressed elements are depended. During estimating the column reliability, it was used the existed method of reliability calculation of building constructions under the action of single-stage steady loads in accordance with existing norms. It was justified statistically the definition of the reversal of physical and mechanical properties of concrete during determining the coefficient of operating conditions. These reversals were taking into account during operating the eccentric compressed elements under action of low-cyclic alternating loads.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2020, номер 104
Назва журналу, номер, рік випуску (рус): 
Сопротивление материалов и теория сооружений, 2020, номер 104
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2020, number 104
Мова статті: 
English
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
15-104_alekciivetc_and_other_new.pdf
Дата публікації: 
04 June 2020
Номер збірника: 
104
Університет автора: 
National University of Water and Environmental Engineering, Soborna st., 11, Rivne, Ukraine, 33028 ;Limited Liability Company "TOP GIP" Klyma Savura st., 14A, Rivne, Ukraine, 33023
References: 
  1. M. Maier. Die Sicherkeit der Bauwerke und ihre Berechnund nach Grenzkaften anstatt nach zulassigen Spannungen (The safety of the structures and their calculation based on marginal costs instead of permissible stresses). Berlin: Springer Verlag, 1926. 73 p.
  2. Khotsyalov N. F. Zapasy prochnosty (Margin of safety). Stroytelnaia promyshlennost. Moskva, 1929. №18. S. 840-844.
  3. Streletskyi N. S. Osnovy statystycheskoho ucheta koeffytsyenta zapasa prochnosty sooruzhenyi (Fundamentals of statistical accounting of the safety factor of structures). Moskva: Stroiyzdat, 1947. 94 s.
  4. Rzhanytsyn A. R. Teoryia rascheta stroytelnykh konstruktsyi na nadezhnost (Theory of calculation of building structures for reliability). Moskva: Stroiyzdat, 1978. 216 s.
  5. Bolotyn V. V. Metody teoryy veroiatnostei y teoryy nadezhnosty v raschetakh sooruzhenyi: 2-e yzd (Methods of probability theory and reliability theory in structural calculations). Moskva: Stroiyzdat, 1982. 351 s.
  6. Raizer V. D. Raschet y normyrovanye nadezhnosty stroytelnykh konstruktsyi (Calculation and standardization of the reliability of building structures). Moskva: Stroiyzdat, 1995. 348s.
  7. Raizer V. D. Teoryia nadezhnosty sooruzhenyi (Theory of reliability of structures). Moskva: ASV, 2010. 384 s.
  8. Kudzys A. P. Otsenka nadezhnosty zhelezobetonnykh konstruktsyi (Reliability assessment of reinforced concrete structures). Vylnius: Moklas, 1985. 156 s.
  9. Barashykov A. Ya. Nadezhnost y dolhovechnost zhelezobetonnykh konstruktsyi pry dlytelnom peremennom nahruzhenyy (Reliability and durability of reinforced concrete structures with long alternating loading). Nadezhnost mashyn y sooruzhenyi: 2-e yzd. Kyev: 1982. S. 55-64.
  10. Barashykov A. Ya., Syrota M. D. Nadiinist budivel i sporud (Reliability of buildings and structures): navch. posib. Kyiv: ISDO, 1993. 200 s.
  11. Zastava M. M., Ahaev A. A., Rabotyn Yu. A. Rehulyrovanye raschetnoi nadezhnosty zhelezobetonnykh konstruktsyi (Regulation of the design reliability of reinforced concrete structures). Kyev-Odessa: Kyiv-IRMA-pres, 1996. 194 s.
  12. Lychev A. S. Nadezhnost stroytelnykh konstruktsyi (Reliability of building structures): uchebnoe posobye. Moskva: ASV, 2008. 184 s.
  13. Perelmuter A. V. Yzbrannye problemy nadezhnosty y bezopasnosty stroytelnykh konstruktsyi (Selected problems of reliability and safety of building structures). Moskva: ASV, 2007. 256 s.
  14. Perelmuter A. V. Pychuhyn S. F. Novye napravlenyia v analyze nadezhnosty stroytelnykh konstruktsyi (New directions in the analysis of the reliability of building structures). Saarbriukken, Hermanyia: LAP Lambert Academic Publishing, 2014. S. 112.
  15. Lantukh-Liashchenko A. Y. Kontseptsyia nadezhnosty v Evrokode (Reliability concept in Eurocode). Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka. Kyiv, 2014. №6. S. 79-88.
  16. Pichuhin S. F. Nadiinist tekhnichnykh system (Reliability of technical systems): navch. posib. Poltava: PoltDTU, 2000. 157 s.
  17. Pichuhin S. F. Rozrakhunok nadiinosti budivelnykh konstruktsii: monohrafiia (Reliability calculation of building structures: monograph). Poltava: TOV «ASMI», 2016. 520 s.
  18. Semko O. V. Nadiinist stalezalizobetonnykh konstruktsii (Reliability of reinforced concrete structures): avtoref. dys. … d-ra. tekhn. nauk: 05.23.01. Poltava, 2006. 34 s.
  19. Pashynskyi V. A. Metodolohiia normuvannia navantazhen na budivelni konstruktsii (Methodology for normalization of loads on building structures): avtoref. dys. … d-ra. tekhn. nauk: 05.23.01. Poltava, 1999. 33 s.
  20. Usakovskyi S. B. S kakoi tochnostiu vesty raschety prochnosty sooruzhenyi (How accurate are structural strength calculations). Kyev: KNUSA, 2005. 160 s.
  21. Kinash R. I. Metody normuvannia tymchasovykh navantazhen ta otsiniuvannia nadiinosti budivelnykh konstruktsii za umov nepovnoi informatsii (Methods for rationing temporary loads and assessing the reliability of building structures with incomplete information): avtoref. dys. … d-ra. tekhn. nauk: 05.23.01. Kyiv, 2000. 32 s.
  22. Ang A. H-S. On the Reliability of Structural Systems. Proceedings of ICOSSAR: 3-rd International Conference on Structural Safety and Reliability, Trondheim, Norway, June 23-25 1981.  Amsterdam, New York, 1981. P. 245-314.
  23. Frendenhal A. M. The Safety and the Probability of Structural Failure. Proceedings of ASCE. New York, 1954. Vol. 80. P. 451-469.
  24. Ditlevsen O. Structural Reliability Methods. Copenhagen, Denmark: Technical University of Denmark, 2007. 361 p.
  25. Melchers R. E. Ahammed M. A. Fast approximate methods for parameter sensitivity estimation in Monte Carlo structural reliability. COMPUTERS & STRUCTURES. Killington, 2004. Vol. 82. P. 55-61.
  26. Aleksiievets I. I. Nesucha zdatnist, deformatyvnist ta trishchynostiikist pozatsentrovo stysnutykh zalizobetonnykh elementiv pry dii malotsyklovykh znakozminnykh navantazhen (Carrying capacity, deformability and crack resistance of non-centrally compressed reinforced concrete elements under the action of low-cycle alternating loads): dys. … kand. tekh. nauk: 05.23.01. Rivne, 2014. 141 s.
  27. Masiuk H. Kh. Aleksiievets I. I. Osoblyvosti vyznachennia nesuchoi zdatnosti pozatsentrovo stysnutykh elementiv za dii malotsyklovykh navantazhen iz znakozminnymy ekstsentrysytetamy z urakhuvanniam vplyviv druhoho poriadku (Features of determining the carrying capacity of non-centrally compressed elements under the action of low-cycle loads with alternating eccentricities taking into account second-order effects). Nauka ta budivnytstvo. Kyiv, 2017. №4(14). S. 36-42.
  28. DBN V.2.6-98:2009. Konstruktsii budynkiv i sporud. Betonni ta zalizobetonni konstruktsii. Osnovni polozhennia (Construction of buildings and structures. Concrete and reinforced concrete structures. Basic provisions). [Chynnyi vid 2011-06-01]. Vyd. ofits. Kyiv: DP «Ukrarkhbudinform», 2011. 97 s.
  29. DSTU B.V.2.6-156:2010. Konstruktsii budynkiv i sporud. Betonni ta zalizobetonni konstruktsii z vazhkoho betonu. Pravyla proektuvannia (Construction of buildings and structures. Concrete and reinforced concrete structures made of heavy concrete. Design rules).[Chynnyi vid 2011-06-01]. Vyd. ofits. Kyiv: DP «Ukrarkhbudinform», 2011. 118s.
  30. DBN V.1.2-14:2018. Systema zabezpechennia nadiinosti ta bezpeky budivelnykh obiektiv. Zahalni pryntsypy zabezpechennia nadiinosti ta konstruktyvnoi bezpeky budivel i sporud (System to ensure the reliability and safety of construction sites. General principles for ensuring the reliability and structural safety of buildings and structures). [Chynnyi vid 2019-01-01]. Vyd. ofits. Kyiv: DP «Ukrarkhbudinform», 2018. 30 s.