تحليل قابليت اطمينان سازه‌ي قاب خمشي فولادي تحت اثر برخورد وسيله‌ي نقليه‌ي سبك

Reliability Analysis of Steel Moment-Resisting Frame Structure under the Light Vehicle Collision

ضربه‌ي ناشي از برخورد وسايل نقليه به ستون‌­هاي خارجي ساختمان­‌ها، يكي از سناريوهاي تحقيقاتي برخورد مي‌­باشد. به اين ‌منظور، در اين تحقيق، تحليل قابليت اطمينان سازه‌­ي قاب خمشي فولادي 2 طبقه­ تحت اثر ضربه‌­ي ناشي از برخورد وسيله­‌ي نقليه­‌ي سبك، با در نظر گرفتن عدم قطعيت‌­ در مصالح و بارهاي اعمالي، با استفاده از روش­‌هاي مبتني بر شبيه‌­سازي انجام گرفته است. سازه‌­­ي مذكور به صورت دو ­بعدي در نرم‌­افزارOpenSees مدل‌سازي گرديده و تحليل حساسيت متغيرهاي تصادفي مورد مطالعه با استفاده از روش شبيه­‌سازي مونت‌كارلو به كمك نرم‌­افزارMatlab انجام ‌شده است. سپس توابع شرايط حدي بر مبناي حداكثر دوران مجاز تير دهانه­‌ي آسيب ­ديده ارائه گرديده است. در نهايت، احتمال خرابي و شاخص قابليت اطمينان قاب مذكور در سطوح عملكردي مختلف تحت اثر ضربه­‌ي ناشي از برخورد وسيله­‌ي نقليه­‌ي سبك با سرعت‌­هاي برخورد 20، 40، 60 و 80 كيلومتر بر ساعت بررسي و مقايسه شده است. نتايج نشان داد كه در سازه­‌ي مورد مطالعه، متغيرهاي تصادفي جرم و سرعت وسيله­‌ي نقليه و مقاومت تسليم مصالح، تأثيرگذارترين متغيرها در احتمال خرابي بوده و روش شبيه‌سازي زيرمجموعه‌­اي بر مبناي تكنيك متغير كنترل نسبت به روش مونت‌كارلو، با تعداد نمونه­‌ي كمتر و زمان اجراي كوتاه‌­تر، احتمال خرابي را با خطاي قابل قبولي تخمين زده است.

vThe Impact induced by vehicles collision to external buildings' columns is one of the research scenarios of collision. Therefore, in this study, the reliability analysis of steel moment-resisting frame structure with 2-story has been conducted under the impact of light vehicle collision considering uncertainty in material and applied loads using simulation-­based methods. The mentioned structure is modeled in OpenSees software two-dimensionally and the sensitivity analysis of the studied random variables is performed using Monte Carlo simulation-based method in Matlab software. Then, the limit state functions are proposed based on the maximum permitted beam rotation of the damaged bay. Finally, the failure probability and reliability index of the mentioned frame is investigated and compared according to performance levels under the impact of a light vehicle collision with speeds 20, 40, 60, and 80 Km­/­h. The results showed that the random variables such as mass and velocity of vehicle and yield strength of material were the most influential in the failure probability and the control variates-based subset simulation method compared to Monte Carlo method estimated the failure probability with a permissible error rate, less sample number, and short running duration.