Analiza stateczności stalowych wież telekomunikacyjnych o parametrach losowych

Abstract

Tematem pracy jest zastosowanie uogólnionej metody perturbacji stochastycznej do wyznaczenia probabilistycznych momentów obciążenia krytycznego stalowych wież telekomunikacyjnych. Obciążenia te wyznacza się przy pomocy Stochastycznej Metody Elementów Skończonych dla losowo określonych parametrów geometrycznych przekroju i modułu Younga stali konstrukcyjnej. Wykorzystując metodę funkcji odpowiedzi, oblicza się wartości oczekiwane i odchylenia standardowe sil krytycznych, które można wykorzystać przy montażu kolejnych urządzeń nadawczych, a także - do wyznaczania wskaźników niezawodności tych konstrukcji. Przeprowadzana analiza ma również na celu weryfikację wrażliwości konstrukcji na parametry projektowe przyjęte jako zmienne losowe.The main aim of this paper is the stability analysis of the steel telecommunication tower with random parameters using the Generalized Stochastic Finite Element Method. The Taylor expansion with random coefficients of nth order is used to express all random state parameters and to determine the basic probabilistic characteristics of the critical load. The Response Function Method assists to determine higher order partial derivatives of the structural response instead of the Direct Differentiation Method employed widely before and sufficient to assure high quality of the resulting moments. The magnitude of the critical force is examined in terms of random Young modulus as well as of the main structural members diameter to show how much extra load (in the new telecommunication equipment) may be applied in the future at this tower to prevent the structural failure. Further application of this methodology is seen in the reliability analysis and reliability-based topology optimization of such steel structures.