تحلیل حساسیت مبتنی بر قابلیت اطمینان سازه‌ها‌ی قاب خمشی فولادی تحت اثر برخورد وسیله‌ی نقلیه‌ی سنگین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

2 واحد مشهد

چکیده

در چند دهه­ی اخیر، با گسترش حوادث غیرطبیعی مانند آتش­سوزی، انفجار و برخورد وسایل نقلیه، مطالعه­ی رفتار سازه­­ها تحت اثر بارگذاری‌های نامتعارف مورد توجه پژوهشگران و مهندسین سازه قرار گرفته است. در این تحقیق، سازه­ها­ی قاب خمشی فولادی 2 و 5 طبقه­ تحت اثر ضربه­ی ناشی از برخورد وسیله­ی نقلیه­ی سنگین، با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌­ در مصالح و بارهای اعمالی، به کمک نرم­افزارOpenSees  مدل‌سازی گردیده و تحلیل حساسیت مبتنی بر قابلیت اطمینان متغیرهای تصادفی مورد مطالعه در نرم­افزارMATLAB  انجام ‌شده است. سپس تأثیرهرکدام از متغیرها با استفاده از روش‌های شبیه­سازی براساس توابع شرایط حدی مبتنی بر حداکثر دوران مجاز تیر دهانه­ی آسیب­دیده­ی­ قاب­ها بررسی گردیده است. نتایج این مطالعه نشان می­دهد که در سازه­­های موردنظر، متغیرهای تصادفی جرم و سرعت وسیله­ی نقلیه و مقاومت تسلیم مصالح، تأثیرگذارترین متغیرها در محاسبه­ی احتمال خرابی بوده­اند و روش شبیه‌سازی زیرمجموعه­ای بر مبنای تکنیک متغیر کنترل (CSS) نسبت به روش مونت‌کارلو (MCS)، با تعداد نمونه­ی کمتر و زمان اجرای کوتاه­تر، احتمال خرابی را با خطای قابل قبولی تخمین زده است. همچنین نتایج این تحقیق نشان می­دهد که با افزایش تعداد طبقات ساختمان، احتمال خرابی آن در اثر برخورد وسیله­ی نقلیه افزایش می‌یابد به طوری که براساس نتایج این مطالعه، مقدار پارامتر دوران تیر دهانه­ی آسیب­دیده­ی قاب 5 طبقه نسبت به 2 طبقه تحت توابع LSF1، LSF2 و LSF3 به ترتیب معادل 55، 18 و 33 درصد افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Sensitivity based Reliability Analysis of Steel Moment-Resisting Frame Structures under the Impact of the Heavy Vehicle Collision

نویسندگان [English]

  • Abbasali Sadeghi 1
  • Hamid kazemi 2
  • Maysam Samadi 1
1 Department of Civil Engineering, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Over recent decades, regarding the spread of unusual events such as fires, explosions, and vehicle collisions, the study of the behavior of structures subjected to abnormal loadings has been taken into account by the researchers and structural engineers. In this study, 2 and 5-story steel moment-resisting frame structures have been considered under the heavy vehicle collision impact. They are modeled in OpenSees software two-dimensionally with regarding to uncertainty in materials and applied loads and the sensitivity based reliability analysis of the studied random parameters is performed in Matlab software. Then, the effect of each of the variables is investigated using simulation-based methods according to limit state functions based on the maximum permitted beam rotation of damaged bay of frames. The results of this study presented that the random variables such as mass and velocity of vehicle and yield strength of material were the most influential parameters in calculating the failure probability in representative structures. Also, the control variates-based subset simulation (CSS) method compared to Monte Carlo Simulation (MCS) approach estimated the failure probability with permissible error rate, less sample number and the minimum computer processing time duration. Furthermore, the results of this research indicated that by increasing the number of stories of the building, the probability of its failure due to vehicle collision increased. According to the results of this study, the value of beam rotation of damaged bay parameter of the 5-story frame compared to 2-story one has increased by 55, 18 and 33% under the LSF1, LSF2 and LSF3 functions, respectively

کلیدواژه‌ها [English]

  • Impact
  • Steel Moment-Resisting Frame
  • Heavy Vehicle Collision
  • Sensitivity based Reliability Analysis