ایمنی سازه ها بر پایه نظریه قابلیت اعتماد اثر میر شریفی

هر سازه مهندسی برای تحمل گروهی از بارها طراحی می شود که می توانند ناشی از عوامل داخلی ساز (بارهای مرده و زنده) و یا بر اثر عوامل خارجی (بارهای ناشی از باد, زلزله, سیل و...) به وجود آیند. در نقطه مقابل مقاومت اجزای سازه ای نیز بر اثر عوامل کارخانه ای یا اجرا دستخوش تغییراتی ناخواسته می شوند. با آنکه تغییرپذیری این بارها و مقاومت ها و تصادفی بودن آن ها برا هیچکس پوشیده نیست, اما تا سال 1960 هیچ تلاش جدی برای وارد کردن خصوصیات آماری بارها و مقاومت ها در طراحی سازه ها انجام نگرفته بود. در حدود سال های 1960 و بعد از آن مهندسین سازه شروع به نوشتن آیین نامه هایی کردند که خصوصیات تصادفی بارها و مقاومت مصالح را وارد طراحی های سازه ای نمایند. امروزه بیشتر آیین نامه هایی که بر اساس نظریه قابلیت اعتماد شکل می گیرند(از جمله آیین نامه ضرایب بار و کاهش ظرفیت LRFD) سعی بر آن دارند تا با بررسی شرایط آماری بارها و مقاومت های سازه ای, سازه هایی ایمن و اقتصادی طراحی نمایند.
یا تعریف شاخص قابلیت اعتماد برای سیستم های سازه ای به سوالاتی چون «چگونه یک سطح ایمنی بهینه و اقتصادی برای سازه فراهم می شود؟» , «سطح ایمنی کافی برای یک سازه کدام است؟» و «چگونه می توان ایمنی یک سازه را اندازه گیری یا ارزیابی نمود؟», پاسخ داده می شود. در این میان, آیین نامه های ساختمانی نقش مرکزی در ایجاد سطوح ایمنی و قابل اطمینان برای سازه ها داشته و به دنبال تامین حداقل سطح ایمنی مورد نظر برای سازه ها طراحی شده با مفاد وضوابط آن می باشند. هدف اصلی این کتاب فراهم نمودن ابزاری عملی برای درک بهتر دانشجویان مقطع کارشناسی و بالاتر و توسعه گستره دید آن ها در اصول مهندسی طراحی سازه با در نظر گرفتن مفهوم قابلیت اعتماد سازه ها می باشد. به ویژه, روش های مطرح شده در این کتاب می تواند در توسعه آیین نامه های طراحی, بهنیه سازی سازه ها, طراحی قابلیت اطمینان و ارزیابی منطقی و اصولی آن ها مفید و موثر باشد.
 فهرست مطالب

فصل اول: مروري بر تاريخچه نظريه قابليت اعتماد
1- مقدمه
2- نقش مركزي آيين‌نامه در فرآيند ساخت و ساز
3- چگونگي ايجاد سطوح و حاشيه ايمني در آيين‌نامه‌هاي مختلف از منظر تاريخي
3-1 روش تنش مجاز
3-2 طراحي به روش مقاومت نهايي (طراحي پلاستيك)
3-3 طراحي به روش حالات حدي
4- علت وارد شدن احتمالات در طراحي‌ها و پيدايش روشهاي آماري
5- تعريف قابليت اعتماد و معرفي آيين‌نامه‌هاي مبتني بر آمار
6- انواع عدم قطعيت
فصل دوم: مفاهيم پايه آماري در تئوري قابليت اعتماد سازه‌ها
1- مقدمه
1-1 مفهوم احتمال و قوانين مربوطه
2-2 انواع متغير‌هاي تصادفي و نمايشهاي نموداري
2- اميد رياضي و لنگر متغيرهاي تصادفي
3 - برخي از توابع چگالي احتمال متداول و كاربرد آنها
فصل سوم: مدل آماري بارهاي سازه‌اي و نحوة تحليل آنها
1- مقدمه
2- بارهاي ثقلي
2-1 بار مرده
2-2 بار زنده
2-3 بيشترين بار زنده
2-4 ارزيابي كلي بارهاي زنده
2-5 شكل ساده‌اي از آناليز آماري بارهاي زنده
2-6 شدت بارهاي زنده، تابعي از سطح تاثير
3- بارهاي محيطي
3-1 بار باد
3-2 بار برف
3-3 بار زلزله
4- تركيب بارها
4-1 تركيب بارها (تابعي از زمان)
4-2 مدل برجس براي تركيب بارها
4-3 قانون تركسترا
فصل چهارم: مدل آماري مقاومت اعضاي سازه‌اي و نحوة تحليل آنها
1- مقدمه
2- خواص آماري بتن
2-1 مقاومت فشاري بتن
2-2 مدول يانگ و مدول گسيختگي بتن (fr)
2-3 مقاومت فشاري بتن در ساختمان
3- خصوصيات آماري فولاد
3-1  مقاومت حد جاري شدن فولاد و مدول الاستيسيته
3-2 مؤلفه‌هاي آماري Fy
4- تأثير تغييرات ابعاد
5- تعيين تنشهاي مجاز بر اساس قابليت اعتماد مشخص
5-1 تعريف احتمال خرابي در آئين نامة WSD
5-2 تعيين تنش مجاز با توجه به احتمال خرابي
6- نتیجه‌گیری
فصل پنجم: ارتباط بين خصوصيات آماري اجزاء سازه‌اي با ...
1- مقدمه
2- تحليل خطي آماري
3- تحلیل مونت كارلو
4- آناليز مونت كارلو: توليد اعداد تصادفي مستقل يكنواخت
5- آناليز مونت كارلو: براي متغيرهاي تصادفي مستقل و غير يكنواخت
6- آناليز مونت كارلو: توليد اعداد تصادفي براي متغيرها با توزيع نرمال
7- آناليز مونت كارلو: براي متغيرهاي تصادفي نرمال همبسته
فصل ششم: تحليل ايمني سازه‌ها و تعيين شاخص قابليت اعتماد
1- مقدمه
2- حالات حدي
2-1 تعريف خرابي
2-2 توابع حالت حدي (توابع عملكرد)
3- بررسي حالت پايه
3-1 احتمال خرابي
3-2 فضاي متغيرهاي حالت حدي
4- شاخص قابليت اعتماد
4-1 متغيرهاي كاهش يافته
4-2 تعريف كلي شاخص قابليت اعتماد
4-3 شاخص قابليت اعتماد مرتبة اول ـ لنگر دوم
4-3-1 توابع حالت حدي خطي
4-3-2 توابع حالت حدي غيرخطي
4-4 تفسیر شاخص قابليت اعتماد مرتبة اول- لنگر دوم (مقدار ميانگين)
4-5 شاخص قابليت اعتماد هاسوفر - ليند
5- روش راكويتز- فيسلر
5-1 روش ماتريسي اصلاح شده
5-2 روش ترسيمي
5-3 متغيرهاي تصادفي همبسته (وابسته)
6- تحليل قابليت اعتماد با استفاده از شبيه‌سازي
فصل هفتم: قابليت اعتماد سيستم‌هاي سازه‌اي
1- مقدمه
2- سيستمهاي سري و موازي
2-1 سيستمهاي سري
2-2 سيستم‌هاي موازي
2-3 سيستمهاي موازي با اعضاي شكل‌پذير
2-4 سيستمهاي موازي با اعضاي ترد
2-5 سيستمهاي دوگانه (مركب)
3- كرانه‌هاي قابليت اعتماد براي سيستمهاي سازه‌اي
3-1 متغيرهاي بولين
3- 2 سيستمهاي سري با همبستگي مثبت
3- 3 سيستمهاي موازي با همبستگي مثبت
3- 4 كرانه‌هاي ديتلیوسن براي سيستمهاي سري
4- سيستمها با همبستگي‌هاي يكسان بين اعضاء
4- 1 سيستمهاي سري با همبستگي يكسان بين اعضاء
4- 2 سيستمهاي موازي با همبستگي يكسان بين اعضاي شكل‌پذير
5- سيستمها با همبستگي‌هاي غيرمساوي بين اعضاء
5-1 سيستم موازي با اعضاي شكل‌پذير
5-2 سيستم سري
6- نتیجه‌گیری
فصل هشتم: تدوين آئين‌نامه‌هاي طراحي براساس نظرية قابليت اعتماد سازه‌ها
1-مقدمه
2- روند شكل‌گيري آئين‌نامه‌ها
2-1 حـدود آئين‌نامه
2-2 اهداف آئين نامه
2-3 تابع نياز و فراوانی آن
2-4 معيار نزديكي به هدف (فضاي متريك)
2-5 قالب آئين نامه
3- درجه‌بندي ضرایب جزئي ايمني براي آئين نامه‌هاي سطح 1
4-  نحوة تدوين آئين‌نامة طراحي پل
4-1 حـدود عملكرد آئين نامه
4-2 اهداف آئين نامه
4-3 فراواني خواسته‌ها (تابع نياز)
4-4 سطح قابليت اعتماد هدف
4-5 ضرایب بار و مقاومت
5-نتيجه‌گيري
Referenceپ
پيوست1- مقادير مربوط به تابع توزيع تجمعي ...پ
پيوست1- ( ادامه) مقادير مربوط به تابع توزيع تجمعي ...
پيوست 2- جدول مربع خی
پيوست 3- مقادير تابع گاما  براي
پيوست 4- اعداد تصادفي يكنواخت مونت كارلو
واژه‌نامه