Đánh giá độ tin cậy của dầm thép trên nền đàn hồi chịu tải trọng di động sử dụng mô phỏng monte carlo và phương pháp lấy mẫu HYPERCUBE LATIN

Từ khóa:

Xác suất tin cậy
dầm thép
nền đàn hồi
mô phỏng Monte Carlo
phương pháp lấy mẫu Hypercube Latin
chỉ số độ nhạy Sobol’.

https://doi.org/10.59382/j-ibst.2023.vi.vol3-2

Tóm tắt:

Dầm thép đặt trên nền đàn hồi là kỹ thuật được ứng dụng để giảm thiểu sự tác động của độ co giãn nhiệt và chấn động lên các công trình cầu đường, dân dụng và các công trình cần độ chính xác cao nhờ tính linh hoạt và khả năng chịu tải trọng lớn. Trong thực tế, quá trình sử dụng dầm thép đặt trên nền đàn hồi bị ảnh hưởng bởi tính ngẫu nhiên như vượt qua khả năng chịu tải, biến dạng không mong muốn, nền đất mất tính đàn hồi hoặc sự ăn mòn của môi trường. Bài báo này đề xuất phương pháp đánh giá xác suất tin cậy của dầm thép đặt trên nền đàn hồi chịu tải trọng di động với các tham số đầu vào là ngẫu nhiên rời rạc bằng kỹ thuật lấy mẫu hypercube Latin và mô phỏng Monte Carlo. Từ kỹ thuật đề xuất, độ tin cậy của dầm thép đặt trên nền đàn hồi chịu tải trọng di động đã được so sánh với phương pháp Monte Carlo truyền thống. Kết quả này cho thấy rằng kỹ thuật đề xuất có độ chính xác cao và tiết kiệm tài nguyên máy tính so với phương pháp Monte Carlo truyền thống. Cuối cùng ảnh hưởng của các tham số ngẫu nhiên đầu vào cũng đã được xem xét thông qua chỉ số độ nhạy Sobol’.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

[1]     Y. Wang, L. Tham, and Y. Cheung (2005), "Beams and plates on elastic foundations: a review," Progress in Structural Engineering and Materials, vol. 7, no. 4, pp. 174-182.

[2]     N. D. Beskou and D. D. Theodorakopoulos (2011), "Dynamic effects of moving loads on road pavements: a review," Soil Dynamics and Earthquake Engineering, vol. 31, no. 4, pp. 547-567.

[3]     R. T. Corrêa, F. Simões, and A. P. da Costa (2017), "Moving loads on beams on Winkler foundations with passive frictional damping devices," Engineering Structures, vol. 152, pp. 211-225, 2017.

[4]     P. C. Jorge, F. Simões, and A. P. Da Costa (2015), "Dynamics of beams on non-uniform nonlinear foundations subjected to moving loads," Computers & Structures, vol. 148, pp. 26-34.

[5]     H. Ding, L.-Q. Chen, and S.-P. Yang (2012), "Convergence of Galerkin truncation for dynamic response of finite beams on nonlinear foundations under a moving load," Journal of Sound and Vibration, vol. 331, no. 10, pp. 2426-2442.

[6]     D. Thambiratnam and Y. Zhuge (1996), "Dynamic analysis of beams on an elastic foundation subjected to moving loads," Journal of sound and vibration, vol. 198, no. 2, pp. 149-169.

[7]     S. Hügül (2005), "Vıbratıon Analysıs Of Systems Subjected To Movıng Loads By Usıng The Fınıte Element Method," Yüksek Lisans.

[8]     Y. Wang, Y. Wang, B. Zhang, and S. Shepard (2011), "Transient responses of beam with elastic foundation supports under moving wave load excitation," International journal of engineering and technology, vol. 1, no. 2, pp. 137-143.

[9]     J. J. Bartko and W. T. Carpenter Jr (1976), "On the methods and theory of reliability," The Journal of nervous and mental disease, vol. 163, no. 5, pp. 307-317, 1976.

[10]   X.-C. Nguyen (2000), "Phương pháp đánh giá độ tin cậy của khung bê tông cốt thép thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam," Viện KHCN Xây dựng (IBST), Hà Nội.

[11]   D.-D. Nguyen and T.-H. Nguyen (2022), "Reliability assessment for the critical buckling load of SDTS columns with the tubular cross-section," Materials Today: Proceedings, vol. 62, pp. 3786-3790.

[12]   D.-D. Nguyen and T.-H. Nguyen (2022), "Reliability evaluation of 2D semi-rigid steel frames accounting for corrosion effects," Journal of Materials and Engineering Structures «JMES»,vol. 9, no. 3, pp. 339-353, 2022.

[13]   N. L. Tran and T. H. Nguyen (2020), "Reliability Assessment of Steel Plane Frame’s Buckling Strength Considering Semi-rigid Connections," Engineering, Technology & Applied Science Research,vol. 10, no. 1, pp. 5099-5103, 2020.

[14]   M. D. McKay (1992), "Latin hypercube sampling as a tool in uncertainty analysis of computer models," in Proceedings of the 24th conference on Winter simulation, pp. 557-564 

[15]   J.-S. Park (1994), "Optimal Latin-hypercube designs for computer experiments," Journal of statistical planning and inference, vol. 39, no. 1, pp. 95-111.

[16]   P. Z. Qian (2012), "Sliced Latin hypercube designs," Journal of the American Statistical Association, vol. 107, no. 497, pp. 393-399.

[17]   N.-L. Tran and T.-H. Nguyen (2023), "Global sensitivity of reliability for the crane runway girder," Asian Journal of Civil Engineering, vol. 24, no. 5, pp. 1257-1266.

[18]   C. Xu et al. (2004), "Sensitivity analysis in ecological modeling," Ying yong sheng tai xue bao= The Journal of Applied Ecology, vol. 15, no. 6, pp. 1056-1062.