مطالعه تطبیقی روش اولین مرتبه قابلیت اطمینان بر مبنای تندترین شیب جهت تحلیل قابلیت اطمینان سازه‌ها

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد سراوان

2 دانشگاه زابل

چکیده

برآورد احتمال خرابی سازه­ها به ازای عدم قطعیت بارهای وارده از جمله بار انفجار، بارهای ثقلی و جانبی و نیز تغییر در خصوصیات مصالح اجزای سازه­ای در برآورد سطح ایمنی حائز اهمیت است. از این رو، تحلیل قابلیت اعتماد سازه می‌تواند برآورد مناسبی از سطح ایمنی سازه به واسطه تغییر بارهای وارده و نیز کاهش مقاومت ارائه دهد. در این مقاله سه الگوریتم روش اولین مرتبه قابلیت اطمینان (FORM)  بر مبنای تندترین شیب، برای ارزیابی احتمال خرابی اجزای فولادی که بر مبنای آیین­نامه فولاد ایران طراحی شده­اند، بکار گرفته شده است.. روش FORM بر اساس طول گام دینامیکی با نام روش اصلاحی هاسوفر- لیند و راکویتز- فیزلر (MHF-RF) ارائه شده است طول گام دینامیکی بر اساس یک تابع شایسته در هر تکرار عددی بین 0 و 5/1 تنظیم می‌گردد. خصوصیات همگرایی از جمله کارایی و تعداد تکرار روابط اولین مرتبه قابلیت اطمینان FORM مانند روش‌های هاسوفر- لیند، راکویتز- فیزلر HL-RF، گرادیان و روش ارائه‌شده MHL-RF باهم با چهار مثال شامل یک عضو فولادی کششی، یک تیر چند دهانه تحت خمش، یک اتصال فولادی تحت بار کششی و یک ستون تحت بار محوری مقایسه می­شوند.  نتایج نشان می‌دهند که همه روش‌های قابلیت اطمینان بر مبنای تندترین شیب، همگرایی خوبی دارند، اما روش MHL-RF نسبت به روش­های HL-RF و گرادیان از کارآمدی بالاتری برخوردار است. اجزاء فولادی طراحی‌شده بر اساس آیین­نامه ساختمان ایران یک سطح اطمینان خوبی تحت بار محوری با یک شاخص اطمینان در حدود 5/2 تا 3 را می­توانند از خود نشان دهند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparative Study of First Order Reliability Method Based on Steepest Descent Search Directions for Reliability Analysis of Steel Structures

نویسندگان [English]

  • Hamed Makhdoumi 1
  • Behrooz Keshtegar 2
1
2
چکیده [English]

The reliability assessment of structures under uncertainties in external loads including blast, gravity and lateral loads and also material properties change, is important to determine the reliable levels of structures. Therefore, the reliability analysis can be provided a suitable management from the reliable levels subjected to the increasing the loads and decreasing the resistance of structures. In this paper, three algorithms of first order reliability method (FORM) using steepest descent search direction are applied to evaluate the failure probabilities of structural steel problems which are designed by the Iranian National Building code. The FORM formula is modified based on a dynamic step size which is dynamically adjusted based on the merit functions between 0 and 1.5 named as modified Hasofer-Lind and Rackwitz-Fiessler (MHL-RF) method. The convergence performances for both robustness and efficiency of the gradient method, HL-RF and  proposed MHL-RF were compared through four steel examples including a bar structure under tensile capacity, a multi-span beam under bending capacity, a connection under tension load and a column under axial force. The results illustrated that the all structural reliability methods-based steepest descent search direction are robustly converged, but the MHL-RF method is more efficient than the HL-RF and gradient method. The designed steel components by the Iranian National Building code where shown a good confidence levels with the reliability index in the range from 2.5 to 3.0.

کلیدواژه‌ها [English]

  • HL-RF Method
  • Reliability Analysis
  • Modified HL-RF
  • STEEL STRUCTURES
  • Limit State Function