6. Koncept sigurnosti metalnih konstukcija

Question 1

Kako se može definirati pouzdanost?

Answer 1

Pozdanost se može definirati kao svojstvo nekog događaja da neku definiranu funkciju, pod unaprijed danim uvjetima za vrijeme utvrđenog vremenskog razmaka, zadovolji sa zadanom vjerojatnošću.

• događaj = konstrukcija
• definirana funkcija = sigurnost
• unaprijed dani uvjet = funkcionalnost
• utvrđeni vremenski razmak = trajnost

Sposobnost konstrukcije ili konstrukcijskog elementa da ispuni točno određene zahtjeve, uključujući računski životni vijek za koji je projektirana.

Question 2

Što uključuje pouzdanost?

Answer 2

• sigurnost
• funkcionalnost
• trajnost

Question 3

Koja se disciplina bavi izučavanjem pouzdanosti konstrukcija?

Answer 3

inžinjerstvo pouzdanosti (reliability engineering)

Question 4

Navedi 3 klase posljedica otkazivanja s obzirom na različite tipove konstrukcija.

Answer 4

CC3 - visoke posljedice (stadioni, koncertne dvorane)
CC2 - srednje posljedice (stambene zgrade, uredi)
CC1 - male posljedice (staklenici, skladišta)

Question 5

Navedi primjere E i R varijabli.

Answer 5

E varijable (na strani učinaka djelovanja)
g - stalno djelovanje
s - opterećenje snijegom
w - opterećenje vjetrom
l - raspon nosača

R varijable (na strani otpornosti)
fy - granica popuštanja čelika
fck - karakteristična čvrstoća betona
E - modul elastičnosti
A - površina poprečnog presjeka

Question 6

Koji je cilj dokaza pouzdanosti?

Answer 6

Cilj dokaza pouzdanosti je osiguranje:
- dostatne nosivosti (stabilnosti i čvrstoće) konstrukcije
- dobre funkcionalnosti konstrukcije s obzirom na planirani vijek trajanja
- potrebne trajnosti konstrukcije

Question 7

Koji vanjski utjecaji djeluju na konstrukciju?

Answer 7

• opterećenja koja su posljedica ljudske djelatnosti: vlastita težina i korisno opterećenje
• opterećenja uzrokovana klimatskim djelovanjima: vjetar, snjeg, temperatura, led…
• izvanredna djelovanja: potres, vatra, eksplozija

Question 8

Kada smatramo da je konstrukcija sigurna?

Answer 8

Ukoliko odolijeva vanjskim utjecajima s obzirom na postavljeni cilj s dostatnim odstojanjem od svoje granice otkazivanja.

Question 9

Navedi dvije grupe graničnih stanja.

Answer 9

KGS – krajnje granično stanje ili GSN - granično stanje nosivosti (ultimate limit state)
GSU – granično stanje uporabivosti (serviceability limit state)

Question 10

Na skici prikaži koncept pouzdanosti.

Answer 10

R - otpornost
E – učinci djelovanja
Z – zona sigurnosti (pouzdanosti)

Question 11

Kako se može definirati pojam pouzdane konstrukcije koristeći E za učinke djelovanja, R za otpornost i Z za zonu sigurnosti?

Answer 11

Z = R – E
E – učinak djelovanja (unutarnje sile i momenti)
R – otpornost (presjeka ili elementa)

Z > 0 sigurna konstrukcija
Z = 0 na granici između sigurne i nesigurne
Z < 0 nesigurna konstrukcija

Question 12

Što je (pro)računsko opterećenje?

Answer 12

Naprezanje koje se smatra stvarnim ili vjerojatnim.

Question 13

Koji je prvi značajniji postupak za dimenzioniranje konstrukcija?

Answer 13

Postupak s dopuštenim naponima.
- temeljio se na teoriji elastičnosti za proračun unutarnjih sila i momenata
- osnovni računski uvjet je (slika)

Question 14

Koja je metoda postupka dimenzioniranja korištena kad se deterministički pristup nastojao zamjeniti probabilističkim?

Answer 14

Metoda parcijalnih faktora.

Question 15

Napiši uvjete pouzdanosti za KGS i GSU.

Answer 15

Question 16

Koje sve učinke djelovanja E nalazite na konstrukcijskom elementu opterećenom kao na slici vezano uz granično stanje nosivosti?

Answer 16

• poprečnu silu
• uzdužnu silu
• moment savijanja

Question 17

Jesu li akcija S i otpornost R determinirane ili slučajne varijable u postupku dokaza sigurnosti na temelju teorije vjerojatnosti?

Answer 17

Slučajne varijable.

Question 18

Ako na element izvana djeluje sila P u smjeru osi štapa postavljenu u težištu poprečnog presjeka, što predstavlja djelovanje S, a što učinak tog djelovanja E u proračunu dokaza pouzdanosti?

Answer 18

S predstavlja sila
E predstavlja moment

Question 19

Skiciraj normalnu i lognormalnu funkciju gustoće vjerojatnosti. Za prikaz čega se svaka od njih koristi?

Answer 19

normalna – prikaz raspodjele akcije
lognormalna – prikaz raspodjele otpornosti

Question 20

Pomoću funkcije gustoće vjerojatnosti fR i fS objasnite vjerojatnost otkazivanja Pf.

Answer 20

fS – funkcija gustoće akcije na konstrukciju
fR – funkcija gustoće otpornosti konstrukcije
γ0 – centralni koeficijent sigurnosti

Question 21

Navedi 4 dokaza pouzdanosti za otpornost poprečnog presjeka prema GSN?

Answer 21

• otpornost na tlak
• otpornost na savijanje
• otpornost na posmik
• interakcija M-N-V

Question 22

Napiši izraz za dokaz pouzdanosti na razini I.

Answer 22

Question 23

Napiši izraz za dokaz pouzdanosti na razini II.

Answer 23

Question 24

Napiši izraz za dokaz pouzdanosti na razini III.

Answer 24

Question 25

Što je mjera sigurnosti?

Answer 25

Vjerojatnost otkazivanja nosivosti.