advertenties: Ontvang toegang tot het 200-niveau en studeer een cursus aan een universiteit naar keuze. Lage tarieven | Geen JAMB UTME. Bel 09038456231

Op betrouwbaarheid gebaseerde analyse en kalibratie van Eurocode 5-ontwerpcriteria voor een portaal van massief hout

ADS! Verzamel tot N300,000 cash in de 2020 Aspire Contest

Op betrouwbaarheid gebaseerde analyse en kalibratie van Eurocode 5-ontwerpcriteria voor een portaal van massief hout.

SAMENVATTING

In deze studie zijn laboratoriumtests uitgevoerd op enkele veelgebruikte houtsoorten (Alstonia boonei, Triplochiton Scleroxylon, Terminalia Ivorensis, Terminalia superba en Lophira Alata) in Nigeria.

De testen waren in overeenstemming met EN 408, EN 13153-1 en ASTM D-143). De testresultaten werden geanalyseerd volgens Eurocode 5. Eurocode 0, JCSS en EN 384, met behulp van het statistisch pakket Easyfit.

De statistieken van de referentie-eigenschappen (dichtheid, elasticiteitsmodulus en buigsterkte) van elke soort werden gegenereerd en de EN 338-sterkteklasse werd aan elke soort toegewezen na aanpassing op 18% Nigeriaans referentievochtgehalte.

De gemiddelde waarden van de dichtheden zijn: 360.76 kg / m3, 380.25 kg / m3, 472.10 kg / m3, 533.89 kg / m3, 955.93 kg / m3Voor de Alstonia boonei, Triplochiton Scleroxylon, Terminalia Ivorensis, Terminalia superba en Lophira Alata respectievelijk. De overeenkomstige variatiecoëfficiënten zijn 4%, 16%, 18%, 19% en 4%.

Evenzo zijn de gemiddelde waarden van elasticiteitsmoduli 8192.0 N / mm2, 6137.80 N / mm2, 12161.0 N / mm2, 11614.0 N / mm2 en 22750.0N / mm2voor Alstonia boonei, Triplochiton Scleroxylon, Terminalia Ivorensis, Terminalia superba en Lophira Alata, met de overeenkomstige variatiecoëfficiënten van respectievelijk 6%, 27%, 22%, 21% en 12%.

Ook zijn de gemiddelde waarden van buigsterktes 43.09 N / mm2, 54.07 N / mm2, 70.49 N / mm2, 83.63 N / mm2 en 97.79N / mm2Voor de Alstonia boonei, Triplochiton Scleroxylon, Terminalia Ivorensis, Terminalia superba en Lophira Alata, met de overeenkomstige variatiecoëfficiënten van respectievelijk 12% 16%, 19%, 19% en 16%.

Drie theoretische distributiemodellen (normaal, lognormaal en gumbel) werden aangepast aan de eigenschappen van het referentiemateriaal met behulp van de Kolmogorov Simonov-test.

De normale verdeling bleek het meest geschikt te zijn voor de houtdichtheid, en het theoretische verdelingsmodel voor de elasticiteitsmodulus en de buigsterkte dat het best past, is de lognormale verdeling. Op basis van de klassegrenzen van EN 338 werd sterkteklasse D18 toegekend Alstonia boonei, Triplochiton Scleroxylon en Terminalia Ivorensis.

Terminalia superba,, werd ingedeeld in sterkteklasse D24 en Lophira Alata werd ingedeeld in sterkteklasse D60. De afgeleide materiaaleigenschappen (trek- en druksterkte parallel en loodrecht op korrel, afschuifsterkte en afschuifmodulus) werden gegenereerd op basis van de referentie-eigenschappen op basis van EN 384.

De gegenereerde statistische gegevens over de materiaaleigenschappen en belastingsstatistieken gerapporteerd in verschillende internationale referenties werden gebruikt voor de op betrouwbaarheid gebaseerde analyses en kalibratie van de Eurocode 5-ontwerpcriteria voor een drie-scharnierend massief houten portaalframe.

Tweeëndertig foutmodi werden geïdentificeerd voor de frame- en grenstoestandfunctie die voor elke foutmodus werden ontwikkeld. Component- en systeembetrouwbaarheidsanalyses werden geïmplementeerd met behulp van de eerste-ordebetrouwbaarheidsmethode en genetische algoritmen.

De modus voor het falen van de dakspar-verbinding bleek overheersend te zijn. De impliciete veiligheid voor de overheersende modus bleek goed overeen te komen met de door het frame geïmpliceerde systeembetrouwbaarheid.

Dit is een aanwijzing dat de systeembetrouwbaarheid van houtconstructies de betrouwbaarheid is van de kritieke faalwijze. Er werden onzekerheidsgevoelige wiskundige modellen ontwikkeld voor het voorspellen van materiële veiligheidsfactoren.

De modellen werden aanbevolen voor gebruik in een voorgestelde Nigeriaanse nationale bijlage bij de Eurocode 5.

INHOUDSOPGAVE

Titelblad i
Verklaring ii
Certificering iii
Toewijding iv
Erkenning v
Samenvatting vi
Inhoudsopgave viii
Lijst van figuren xv
Lijst met tabellen xxi
Lijst met platen xxvi
Lijst met bijlagen xxvii
Notaties xxviii

HOOFDSTUK EEN: INLEIDING 1

1.1 Preambule 1
1.2 Probleemstelling en rechtvaardiging van onderzoek 3
1.3 Doel en doelstellingen 4
1.4 Onderzoekshypothesen 4
1.5 Reikwijdte en beperking 4

HOOFDSTUK TWEE: LITERATUUROVERZICHT 7

2.1 Preambule 7
2.2 Basismateriaaleigenschappen van hout 10
2.2.1 Achtergrond 10
2.2.2 Variabiliteit van stijfheid en sterkte in constructiehout 13
2.2.3 Achtergrond van de geteste houtsoorten 15
2.3 Sterkteklassen van hout 19
2.3.1 Het classificatiesysteem voor houtsterkte 19
2.3.2 Systeem voor houtclassificatie in de Nigeriaanse praktijkcode (NCP 2) 22
2.4 Effectbelastingduur op houtconstructies 23
2.4.1 De Eurocode 5 Load Duration Factor Kmod 24
2.5 Houtblootstelling aan vuur 25
2.5.1 BS 5268: Deel 4-1978 Brandontwerpvereisten 31
2.5.2 Beoordeling van de brandwerendheid volgens Eurocode 5 31
2.6 Genetische algoritmen 33
2.6.1 Selectie operator 34
2.6.2 Selectiemechanismen 34
2.6.3 Roulettewiel selectie 35
2.6.4 Lineaire ranking selectie 35
2.6.5 Toernooiselectie 35
2.6.6 Elitarisme 36
2.6.7 Codering 36
2.6.8 Crossover en mutatie 36
2.7 Constructieve veiligheidsconcepten 36
2.7.1 Theoretisch kader voor structurele betrouwbaarheid. 39
2.7.2 Monte Carlo-simulatiemethode 42
2.7.3 Betrouwbaarheidsmethode van de eerste en tweede orde 43
2.7.4 Probabilistische transformatiemethode (PTM) 45
2.7.5 Structurele betrouwbaarheid met behulp van genetische algoritmen 47
2.7.6 Betrouwbaarheidsanalyse met behulp van kunstmatige neurale netwerken (ANN) 50
2.7.7 Eigenschappen die van invloed zijn op betrouwbaarheidsanalyse en ontwerp van houtconstructies 51
2.8 Probabilistische kalibratie van materiaalveiligheidsfactoren 51

HOOFDSTUK DRIE: MATERIALEN EN METHODEN 53

3.1 Preambule 53
3.2 Materialen 54
3.3 Methoden van laboratoriumexperimenten en gegevensanalyse 56
3.3.1 Bepaling van dichtheid en vochtgehalte 56
3.3.2 Driepuntsbuigtestmethode 62
3.3.3 De vierpuntsbuigtestmethode 63
3.3.4 Aanpassingsfactoren voor buigsterkte 63
3.3.5 Afgeleide materiaaleigenschappen 73
3.3.6 Vochtaanpassingsfactoren 75
3.3.7 Uitkeringen Aanpassing en testen van goede pasvorm 76
3.3.8 Kansdichtheidsfunctie 78
3.3.9 Karakteristieke waarden van materiaaleigenschappen 80
3.3.10 Percentielwaarden van materiaaleigenschappen 80
3.3.11 Variantieanalyse van de eigenschappen van referentiemateriaal 81
3.3.12 De tweezijdige variantieanalyse (tweeweg-ANOVA) 81
3.3.13 Toewijzing van krachtklassen 82
3.4 Methodologie voor de betrouwbaarheidsanalyse en kalibratie 83
3.4.1 Storingsmodi 85
3.4.2 Uitvalstatus in uiterste grenstoestand 85
3.4.3 Servicegrensstaat Storingsmodus 87
3.4.4 Framegeometrie 88
3.4.5 Effect van acties en lastcombinatie 88
3.4.6 Structurele analyse 89
3.4.7 De Eurocode 5 ontwerpwaarden 90
3.4.8 Limiettoestandfuncties voor de verschillende storingsmodi 91
3.4.9 Evaluatie van de grenstoestandfuncties 105
3.4.10 Opzetten van betrouwbaarheidsanalyse door genetisch algoritme 107
3.4.11 Systeembetrouwbaarheidsanalyse 112
3.4.12 Statistische modellen van materiaaleigenschappen van hout 113
3.4.13 Statistieken van laadparameters 115
3.4.14 Statistieken van andere parameters 116
3.4.15 Op betrouwbaarheid gebaseerde kalibratie 117
3.4.16 Methoden voor codekalibratie 118
3.4.17 Methode van gestandaardiseerde FORM-gevoeligheidscoëfficiënten 119
3.4.18 Codekalibratie met minimale fout 121
3.5 Opzet van de numerieke experimenten 122
3.5.1 Hoofddirectory 124
3.5.2 Formulierlijst 124
3.5.3 Installatiemap voor distributiemodellen 125
3.5.4 Directory voor distributietransformatie 125
3.5.5 Directory variatiecoëfficiënt 125
3.5.6 Faalkans-directory 125
3.5.7 Systeem betrouwbaarheid directory 125
3.5.8 Windbelastingsmap 126
3.5.9 Directory met materiaaleigenschappen 126
3.5.10 Directory voor genetisch algoritme 126

HOOFDSTUK VIER: RESULTATEN EN DISCUSSIE 127

4.1 Experimentele resultaten en discussie 127
4.1.1 Testresultaten en bespreking van vochtgehalte 127
4.1.2 Resultaten en bespreking van dichtheidstests 127
4.1.3 Driepuntsbuigtestresultaten en discussie 128
4.1.4 Elasticiteitsmodulus en buigsterkte uit de vierpuntsbuigtest 130
4.1.5 Wiskundige overdrachtsmodellen voor buigsterkte en elasticiteitsmodulus 131
4.1.6 Vochtgecorrigeerde dichtheid 139
4.1.7 Aan vocht aangepaste elasticiteitsmodulus 139
4.1.8 Vochtgecorrigeerde buigsterkte 140
4.1.9 Uitkeringen Aanpassing en testen van goede pasvorm 141
4.1.10 Distributiemodel voor dichtheid 142
4.1.11 Distributiemodel voor Elasticiteitsmodulus 143
4.1.12 Distributiemodel voor buigsterkte 145
4.1.13 Skeweness en excessieve kurtosis van dichtheid 146
4.1.14 Skeweness en excessieve kurtosis van de elasticiteitsmodulus 150
4.1.15 Scheefheid en overmatige kurtosis van buigsterkte 154
4.1.16 Percentielwaarden 157
4.1.17 Karakteristieke waarden van de eigenschappen van referentiemateriaal 160
4.1.18 Karakteristieke waarde van de afgeleide materiaaleigenschappen 161
4.1.19 Bartlet's Test 164
4.1.20 De tweezijdige variantieanalyse (tweeweg-ANOVA) 166
4.1.21 Toewijzing van krachtklassen 167
4.2 Betrouwbaarheidsanalyse resultaten en discussie 172
4.2.1 Betrouwbaarheid van componenten en systeem van frame 172
4.2.2 Gevoeligheidsanalyse 177
4.2.3 Betrouwbaarheid van het portaalframe in brand 182
4.2.4 Betrouwbaarheidsanalyse van het frame onderhevig aan windactie 192
4.2.5. Effect van Frame Rafter Slope op de framebetrouwbaarheid 193
4.2.6 Gevoeligheidsanalyse als gevolg van verandering in framegrootte (standaardgroottefactor = 1.0) 194
4.2.7 Effect van houtserviceklasse op de betrouwbaarheid van het kozijn 195
4.2.8 Effect van slankheid van framebalken 196
4.2.9 Effect van driftbeperking op de betrouwbaarheid van de zwaaimodus 197
4.2.10 Effect van variabele / totale belastingsverhouding van frameveiligheid 198
4.2.11 Effect van belastingparticipatie op frameveiligheid 199
4.2.12 Effect van wijziging in distributiemodel van materiële eigendom 200
4.2.13 Effect van verandering in distributiemodel van belastingsparameters 201
4.2.14 Effect van verandering in variatiecoëfficiënt van materiaaleigenschappen en belasting 202
4.3 Op betrouwbaarheid gebaseerde kalibratie 204
4.3.1 Kalibratie van materiaalveiligheidsfactoren 204
4.3.2 Effect belastingsverhouding op de berekende materiaalveiligheidsfactor 209
4.3.3 Effect van materiaalvariatiecoëfficiënt op de berekende materiaalveiligheidsfactor 210
4.3.4 Samenvatting 215

HOOFDSTUK VIJF: CONCLUSIE EN AANBEVELING 217

5.1 Conclusie 217
5.2 Aanbevelingen 219
REFERENTIES 221

INLEIDING

1.1 Preambule

Veel landen hebben hun eigen praktijkcodes ontwikkeld of zijn deze aan het ontwikkelen, gebaseerd op de meest recente beschikbare database. Elk land moet zijn ontwerpcodes ontwikkelen vanwege de diversiteit in geografische en ecologische omstandigheden.

In de meeste landen van het Gemenebest, waaronder Nigeria (Auta en Mastenikov, 2006; SNiP, 2004; Onundi, et al, 2009), is het ontwerp of onderzoek van fysieke constructies en faciliteiten in overeenstemming met de vereisten van de British Standard-praktijkcode.

De voormalige Britse ontwerpcode voor houtconstructies, BS 5268, is gebaseerd op de toegestane spanningsmethode. De code is in april 2010 ingetrokken en vervangen door de Eurocode 5. De Eurocode 5 is gebaseerd op het grenstoestandconcept. Bijgevolg is BS 5268 sinds die datum niet gehandhaafd.

De intrekking van BS 5268 en de invoering van Eurocode 5 heeft grote gevolgen voor Nigeria en andere landen van het Gemenebest.

In Nigeria was de praktijkcode voor het ontwerp van houtconstructies grotendeels gebaseerd op de ingetrokken toelaatbare spanningsontwerpcode. Het impliceerde dat de NCP 2 nu zonder basis is gelaten.

De behoefte aan lokale inhoud bij de aanleg van infrastructuur is een serieuze technische uitdaging voor ontwikkelingslanden (Aguwa en Sadiku, 2011). Dit is duidelijk over de noodzaak om het lokale hout te sorteren uit elk land dat de nieuwe houtontwerpbenadering van de Eurocode wil gebruiken.

REFERENTIES

Afolayan, JO en Abubakar, I. (2003). Op betrouwbaarheid gebaseerd ontwerpprogramma voor eenrichtingsplaten van gewapend beton in overeenstemming met BS 8110 (1985). Nig. Journaal. van Engg. Ahmadu Bello University, Zaria. 11 (2) blz. 1-5.

Afolayan, JO (2004). Kosteneffectieve trillingscriteria voor houten vloeren. Asian Journal of Civil Engineering (Building and Housing) 5 (1-2) pp 57-67.

Afolayan, JO (2005) Op waarschijnlijkheid gebaseerd ontwerp van gelijmde houten balken met dunne vliezen. Asian Journal of Civil Engineering (Building and Housing). 4 (1-2) pp 75-84.

Afolayan, JO en Abdulkareen, YO (2005). Effectief materiaalgebruik in de houtindustrie: probleem van gelijmde balken met dunne vliezen. Asian Journal of Civil Engineering (Building and Housing) 6 (1-2) pp 55-65.

Afolayan, JO en Opeyemi, DA (2008). Betrouwbaarheidsanalyse van statische paalcapaciteit voor beton in samenhangende en cohessionloze bodems. Research Journal on Applied sciences 3 (5) pp 407-411.

Vul uw e-mailadres:

Geleverd door TMLT NIGERIA

Word nu lid van meer dan 3,500+ lezers online!


=> VOLG ONS OP Instagram | FACEBOOK & TWITTER VOOR LAATSTE UPDATES

ADS: KNOCK-OFF DIABETES IN SLECHTS 60 DAGEN! - BESTEL HIER

AUTEURSRECHT WAARSCHUWING! Inhoud op deze website mag niet opnieuw worden gepubliceerd, gereproduceerd, gedistribueerd, geheel of gedeeltelijk, zonder toestemming of erkenning. Alle inhoud wordt beschermd door DMCA.
De inhoud op deze site is met goede bedoelingen geplaatst. Als u eigenaar bent van deze inhoud en van mening bent dat uw auteursrecht is geschonden of geschonden, neemt u contact met ons op via [[Email protected]] om een ​​klacht in te dienen en zullen er onmiddellijk acties worden ondernomen.

Tags: , ,

Reacties zijn gesloten.