این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی عمران مدرس، جلد ۲۳، شماره ۶، صفحات ۳۵-۵۱
عنوان فارسی ارزیابی عملکرد روش‌های برمبنای شاخص اعتماد و روش‌های شبیه‌ساز در محاسبه قابلیت اعتماد سازه‌ها
چکیده فارسی مقاله چکیده:
محاسبه احتمال خرابی مسائل سازه­ای با توابع شرایط حدی خطی معمولا به سبب مفاهیم ساده و نیاز به محاسبات کم، در سطحی پایین و توسط روش‌های مرتبه اول صورت می­پذیرد. این روش‌ها تنها برای ارائه تخمینی از احتمال خرابی سازه مناسب بوده و خصوصا زمانی که تابع بیان کننده عملکرد سازه خطی باشد، در ارائه پاسخ نهایی دقیق هستند. اما زمانی که تابع حدی غیرخطی باشد، به دلیل مشکلات ذاتی موجود در این روش، از برآورد دقیق سطح ایمنی سازه ناتوان هستند. برای چنین مسائلی لازم است از روش‌های دقیق برآورد احتمال خرابی نظیر روش‌های شبیه‌سازی استفاده نمود. استفاده از مفاهیم موجود در روش‌های مرتبه اول و دوم قابلیت اعتماد در کنار بکارگیری یک الگوریتم بهینه­ساز، کاهش حجم محاسبات را در پی خواهد داشت اما این عامل سبب می­شود که فرضیات و ساده سازی­ها، مشتق­گیری از توابع و برآورد حساسیت احتمال خرابی نیز جزیی از روند طراحی سازه باشد. می­توان ثابت نمود برای بسیاری از مسائل طراحی با تابع شرایط حدیِ غیرخطی، پاسخ ارائه شده توسط این روش‌ها یا قیود احتمالاتی مسئله را ارضا نخواهد کرد، یا پاسخ ارائه شده اقتصادی­ترین گزینه طراحی نیست. همچنین بسیاری از روش‌های موجود در این گروه از ارائه پاسخ برای مسائل با احتمال خرابی­های پایین، مخصوصا زمانی که متغیرهای مسئله توابع چگالی غیرنرمال دارند، ناتوان هستند. لذا در پژوهش حاضر به بررسی عملکردِ روش‌های مختلف در برآورد قابلیت اطمینان مسائل مختلف سازه‌ای پرداخته شده است. برای دستیابی به این موارد ، سه مسئله مختلف سازه‌ای توسط هفت روش متداول در برآورد احتمال خرابی مورد بررسی قرار داده شده‌اند. اولین مسئله به منظور بررسی صحت نتایج حاصل ارائه شده است. در این مسئله احتمال خرابی یک تیر بتن مسلح توسط روش مونت‌کارلو (MCS) محاسبه شده و با نتیجه حاصل از روش دقیق گرادیانی موجود در مطالعات پیشین مقایسه شد. نتایج حاصل از حل این مسئله بیانگر خطای 0.5 درصد در نتایج بوده که دقت نتایج را بیان می‌دارد. همچنین در ادامه، تحلیل دو مسئله تیر فولادی سه دهانه، سیستم لرزه‌ای دو درجه آزادی با استفاده از هفت روش مونت‌کارلو، شبیه‌سازی زیرمجموعه‌ای (SS)، نمونه‌گیری بااهمیت (IS)، نمونه‌گیری خطی (LS)، شبیه‌سازی وزنی (WSM) و روش‌های مرتبه اول (FORM) و دوم (SORM) قابلیت اعتماد نیز در دستور کار قرار داده شد. نتایج بیانگر این بوده که روش شبیه‌سازی زیرمجموعه‌ای دارای دقت بالایی در حل مسائل غیرخطی و پیچیده بوده و روش شبیه‌سازی وزنی کاهش قابل ملاحظه‌ای در تعداد فراخوانیِ تابع شرط حدی نشان داده است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله شاخص قابلیت اعتماد،روش‌های شبیه‌ساز،روش‌های تحلیلی،تابع شرایط حدی،عدم قطعیت،
عنوان انگلیسی Evaluation of the Performance of Methods based on Reliability and Simulation Methods in Calculating the Reliability of Structures
چکیده انگلیسی مقاله Calculating the failure probability of structural problems with linear boundary condition functions is usually done at a low level and by first-order methods due to simple concepts and the need for few calculations. These methods are only suitable for providing an estimate of the probability of structural failure, and especially when the function expressing the performance of the structure is linear, they are accurate in providing the final answer. But when the limit function is nonlinear, due to inherent problems in this method, they are unable to accurately estimate the safety level of the structure. For such problems, it is necessary to use accurate methods of estimating the probability of failure, such as simulation
methods. The use of concepts in the first and second order methods of reliability along with the use of an optimization algorithm will reduce the volume of calculations, but this factor causes assumptions and simplifications, derivation of functions and estimating the sensitivity of failure probability is also a part of the structure design process. It can be proven that for many design problems with nonlinear boundary condition function, the answer provided by these methods will not satisfy the probabilistic constraints of the problem, or the answer provided is not the most economical design option. Also, many existing
methods in this group are unable to provide answers for problems with low failure probability, especially when the variables of the problem have non-normal density functions. Therefore, the present study has investigated the performance of these methods in dealing with various structural problems, and the strengths and weaknesses of each method are discussed. Three different issues have been studied in this research with seven analytical and simulation method, to achieve this goal. The first problem is to verify the results. In this case, the failure probability of a reinforced concrete beam was calculated by the Monte Carlo Simulation (MCS) and compared with the results obtained from the precise gradient method used in previous studies. The results of this problem showed a 0.5% error in the results, indicating the accuracy of the responses. The existence of very small differences between the results obtained from Monte Carlo and the results of previous researchers in estimating the integral of failure probability related to the discussed problems, indicates the high accuracy of the Monte Carlo method, and it is possible to use the results obtained from Monte Carlo as a suitable criterion in the analysis of these problems. used to compare the results. Also, analysis of two problems including three-span steel beam, two-degree-of-freedom seismic system using seven methods including MCS, SS, IS, LS, WSM, FORM and SORM were also put on the agenda. The results indicate that SS has high accuracy in solving nonlinear and complex problems. WSM has shown a significant decrease in the number of function calls. The LS method has a great performance in calculating the reliability of problems with a low failure probability. Therefore, in general, it can be stated that the first-order method (FORM) is the simplest safety estimation method (with low accuracy for non-linear functions) and simulation methods are the most accurate methods (with conceptual complexity or high calculations).
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله شاخص قابلیت اعتماد,روش‌های شبیه‌ساز,روش‌های تحلیلی,تابع شرایط حدی,عدم قطعیت
نویسندگان مقاله کوثر یزدان نجاد |
پژوهشگر پسادکتری- گروه عمران-دانشگاه کردستان

پرویز عبادی |
استادیار، دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی عمران، واحد شهرقدس، دانشگاه ازاد اسلامی، تهران، ایران

علی رشیدی |
کارشناس ارشد مهندسی سازه، دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی عمران، واحد شهرقدس، دانشگاه ازاد اسلامی، تهران، ایران

نشانی اینترنتی https://mcej.modares.ac.ir/article_12658_06565dea589c1b2dc57f52bb371acbf3.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات