تحلیل حساسیت و خرابی اتصالات بتنی دال به ستون با استفاده از روش مونت کارلو مبتنی بر شبکه های عصبی

مطابق گزارشهایی که از تحقیقات اخیر در بررسی پارامترهای دخیل در مقاوم سازی و تحلیل قابلیت اعتماد اتصال دالهای بتنی متکی به ستونها ارایه شده است، شبیه سازی مونت کارلو روش مناسبی معرفی گردیده است. لیکن برای بدست آوردن احتمال خرابی مناسب، تعداد زیادی آنالیز جهت شبیه سازی مورد نیاز می باشد. این مساله حجم محاسبات لازم را افزایش می دهد. در تحقیق حاضر یک روش سودمند جهت بدست آوردن احتمال خرابی اتصال دالهای بتنی متکی به ستونها و تعیین میزان تاثیر پارامترهای آماری متغیر های تصادفی بر احتمال خرابی با ارایه فرمولبندی لازم تشریح می گردد. کلیه روابط پیشنهادی، بصورت تحلیلی اثبات می شوند و ضمن ارایه مثال عددی، کارآیی این روابط تبیین می شود. روش پیشنهادی بر پایه شبکه های عصبی تابع بنیادی شعاعی ارایه می گردد تا جایگزین تحلیل دقیق در روش مونت کارلو شده و حجم محاسبات کاهش یابد. بنابراین با یک روش ترکیبی از روش های عصبی و روش مونت کارلو روش نوینی در تحلیل قابلیت اعتماد دالهای بدون فولاد گذاری برشی ارائه می گردد. همچنین آنالیز حساسیت جهت تعیین پارامترهای موثر در تحلیل قابلیت اعتماد طراحی پانچ ارایه می گردد. ابعاد ستون ، مقاومت فشاری بتن، بار زنده، میلگردهای خمشی دال و ضخامت دال، بعنوان پارامترهای متغیر و احتمالاتی مورد ارزیابی دقیق در روش جدیدی مبتنی بر روش مونت کارلو قرار می گیرد و میزان تاثیر این پارامترها در خرابی اتصال دال به ستون براساس روابط دو آیین نامه معتبر اروپا،  EC۲(۲۰۰۴)وامریکا، ACI ۳۱۸_۱۱  بررسی گردیده است. نتایج صحت سنجی در روش پیشنهادی، بیانگر آنست که روش ترکیبی مونت کارلو و شبکه عصبی با توابع بنیادی شعاعی دارای سرعت مناسب و دقت کافی می باشد. همچنین مقایسه ضوابط دوآیین نامه مذکورنشان دهنده آنست که ضوابط EC۲(۲۰۰۴) طرح اقتصادی تری نسبت به آیین نامه امریکا(ACI) ارائه می کند. دلیل این امر در نظرگرفتن اثر میلگردهای خمشی در ظرفیت برش پانچ می باشد. میزان تاثیر این پارامتر طراحی به همراه سایر پارامترها تحلیل حساسیت گردید و نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که اگر چه در هردو آیین نامه ضخامت دال بیشترین اثر بر احتمال خرابی اتصال را دارا می باشد، اما در روابط آیین نامه اروپا، نسبت درصد فولاد خمشی دارای تاثیری در حدود پارامترهایی نظیر ابعاد ستون و مقاومت فشاری بتن می باشد و در روابط آیین نامه ACI پس از ضخامت دال، تنها مقاومت فشاری بتن تاثیر بسزایی در احتمال خرابی خواهد داشت. بنابراین می توان نتیجه گرفت اگرچه آرماتور خمشی، مقاومت خمشی دال را تامین می کند اما علاوه بر آن با کاهش میزان دوران دال، منجر به بهبود مقاومت برش پانج نیز می گردد. در مجموع روش پیشنهادی با توجه به  کاهش حجم محاسبات و دقت مناسب می تواند در بررسی سایر ضوابط طرح، بخصوص در مقاوم سازی هدفمند اتصالات بتنی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

Monte Carlo simulation ، Reliability Analysis ، Monte Carlo ، Concrete Slab ، Neural Network