بررسي اثر انحناي اوليه تصادفي اعضا در قابليت اعتماد قاب‌هاي فولادي

Effect of Random Initial Crookedness of Members on Reliability of Steel Frames

در اين مقاله اثر ناكاملي‌هاي هندسي اوليه در قاب‌هاي فولادي به دو شكل يعني ناكاملي هندسي موجود در مختصات گره‌هاي اتصالي اعضاي سازه به يكديگر و ناكاملي هندسي ناشي از وجود انحنا در راستاي اوليه و تيوري اعضاي مختلف سازه ـ كه كمتر در مطالعات گذشته به صورت متغيرهايي تصادفي در تحليل‌هاي وارد شده ـ ظرفيت باربري و قابليت اعتماد اين سيستم‌ها مطالعه شده است. به اين منظور با انجام تحليل استاتيكي و غيرخطي پوش‌اُور و با استفاده از روش‌هاي مرتبه اول قابليت اعتماد و شبيه‌سازي مونت‌كارلو قابليت اعتماد سيستم‌هاي مورد نظر محاسبه مي‌شوند. علاوه بر اين با به‌كارگيري تحليل حساسيت به روش مشتق‌گيري مستقيم كه در ساختار شي گراي نرم‌افزار OpenSees پياده‌سازي شده، اهميت هر يك از متغيرهاي تصادفي مذكور از نظر ميزان تاثيري كه در رفتار سيستم دارند ارزيابي مي‌شود. نتايج به‌دست آمده نشان مي‌دهند كه برخي از ناكاملي‌هاي هندسي مذكور از اهميت ويژه‌اي در قابليت اعتماد اين سيستم‌ها برخوردارند كه اين نشان‌دهنده اهميت تغييرات هرچند كوچك اين پارامترها در احتمال خرابي قاب‌هاي فولادي است.

In this paper the effect of two types of common initial geometric imperfections on the reliability of steel frames is investigated. These imperfections are the coordinates of connection nodes and crookedness of members. Most finite element reliability analyses in past literature neglect this source of uncertainty. For this purpose static non-linear pushover structural analysis is used from which reliabilities are estimated based on FORM and Monte Carlo sampling methods. Furthermore to investigate the importance of uncertain parameters, reliability sensitivity analysis is performed by use of the direct differentiation method which has been implemented in the object oriented software framework Open Sees. It is demonstrated that some of these geometric imperfections have significant influence on reliability assessment of steel frames