مناقشة طالبة الماجستير دعاء محمد رسول عبد قسم الهندسة المدنية / الانشاءات عن رسالة الماجستير الموسومة:
“Non-deterministic Simulation for Reliability Analysis of Steel Bridge Girders”
محاكاه غير حتميه لتحليل موثوقية عوارض الجسر الفولاذية
في تمام الساعة التاسعة من صباح يوم الثلاثاء المصادف 1/11/2022 على قاعة الأستاذ الدكتور خالد شاكر في قسم الهندسة المدنية / كلية الهندسة / جامعة بغداد: وقد تشكلت لجنة المناقشة من السادة:
- الأستاذ الدكتور / نزار كامل علي / هندسة الإنشاءات / جامعة بغداد – كلية الهندسة / رئيســـاً
- الأستاذ المساعد الدكتور / احسان علي صائب / هندسة الإنشاءات / كلية الاسراء – الجامعة / عضــــواً
- المدرس الدكتور / حيدر عامر احمد / هندسة الإنشاءات / جامعة بغداد – كلية الهندسة / عضــــواً
- الأستاذ المساعد الدكتور / صلاح رحيمة عبيد / هندسة الإنشاءات / جامعة بغداد – كلية الهندسة / مشرفــاً
عادة ما يرتبط تصميم هياكل الجسور بمستوى كبير من عدم الموثوقية الناتج عن الخطأ البشري وعملية البناء وأخطاء التصنيع.في هذه الحالة يجب قياس تأثير حالات عدم اليقين ونشرها للحصول على موثوقية النظام الهيكلي، لذلك توفر طرق موثوقية النظام أداة فعالة لتقييم أداء الجسور الحالية عند استخدام مؤشر احتمالية الفشل والموثوقية لتحديد المخاطر وبالتالي تقييم عواقب الفشل.
في هذه الدراسة اخذ جسر العوسج في العراق كنموذجا للدراسة، يتكون جسر العوسج المركب في العراق من ثلاثة عوارض بطول 33.2 متر. تهدف هذه الدراسة إلى التحقق من موثوقية واحتمال الفشل لحالة حد الخدمة وحالة الحد النهائي للعوارض الفردية والنظام بأكمله لثلاث فترات عمرية (1, 10, 50) سنة بسبب عدم اليقين في أبعاد المقطع العرضي، وطول الفضاء، ومعامل المرونة، والأحمال، بالإضافة إلى توقع عامل الحمل الديناميكي والنسبية لانحراف الجسر بسبب حمل المركبات الديناميكي العشوائي. تم أخذ الحمولة العسكرية من النوع 72A بسرعات 40 و50 و60 و70 كم / ساعة في الاعتبار، كما تم تضمين أربع فئات من خشونة الرصيف (جيدة جدًا وجيدة ومتوسطة وسيئة.)
بالنسبة للعارضة، يمكن التنبؤ بـاحتماليه الفشل مباشرة، بينما بالنسبة للجسر، فإنه يعتمد على فشل العوارض حيث تم النظر في افتراضات النظام المتوازي والمتسلسل مع الظروف غير المترابطة والمثالية لتقييم موثوقية الجسر بأكمله.
تم تحقيق الخصائص الإحصائية لعزم القصور الذاتي، وصلابة العارضة الفولاذية وقوة الوترة بواسطة محاكاة مونت كارلو باستخدام برنامج Matlab. تم إنشاء جميع المتغيرات المستقلة باستخدام مولدات الأرقام شبه العشوائية لوظائف برنامج Matlab التي تعتمد على الخصائص الإحصائية التي تم جمعها من الأدبيات ذات الصلة. وجد أن التوزيع الطبيعي يحاكي العشوائية في أبعاد المقطع العرضي، وعزم القصور الذاتي، ومعامل المرونة، والصلابة، والحمل الميت. التوزيع اللوغاريتمي الطبيعي يحاكي العشوائية في الحمل الحي. ومن ثم، فقد تم إجراء تحليل الحساسية لصلابة العوارض وقوة الوترة.
تم استخدام طرق التقريب من الدرجة الأولى وطريقه محاكاة مونت كارلو لتحليل عدم اليقين والموثوقية لأداء العارضة والجسر، والتي تشمل الانحراف والانثناء الاني. على الرغم من أن طريقة مونت كارلو تستخدم على نطاق واسع من أجل الموثوقية، إلا أن لها عيبًا يتمثل في متطلبات أحجام العينات الكبيرة جدًا لتقدير الاحتمالات الصغيرة للفشل. لذلك، تم اعتماد طريقة أخذ العينات المهمة لتقليل عدد عمليات المحاكاة المطلوبة.
نتائج مؤشرات موثوقية الانحراف للعوارض الفردية باستخدام طرق الموثوقية من الدرجة الأولى وطريقة مونت كارلو لثلاث فترات عمرية 1 و10 و50 وثلاث حالات تحميل متضمنة (أحمال ميتة، موزعة بشكل منتظم مع حافة السكين) أظهرت الأحمال العسكرية والأحمال الحية على الرصيف أنها أكبر من موثوقية الهدف البالغة 2.9، 2.2، 1.5، على التوالي للعارضة الداخلية، بينما تكون أصغر من موثوقية الهدف للعارضة الخارجية، إلا في حالة تحميل الأحمال العسكرية والأحمال الحية على الرصيف.
أظهرت نتائج موثوقية الجسر لحالة حد الخدمة، والتي تعتبر الجسر كنظام موازٍ، في الحالات غير المترابطة والمثالية أن مؤشرات الموثوقية تقريبًا 5-4 و4-2، على التوالي، والتي تكون أكبر من موثوقية الهدف. احتمال فشل العوارض والجسر في حالة الحد النهائي ضئيل.
كما تم الاستنتاج أن موثوقية نظام السلسلة تزداد مع زيادة الارتباط بين مقاومة العوارض. بينما في النظام الموازي، انخفضت الموثوقية مع زيادة الارتباط.
أظهرت نتائج معامل الحمولة الديناميكي للسرعات العسكرية 40 و50 و60 و70 كم / ساعة ولثلاثة أنواع من خشونة الرصيف (جيد جدًا وجيد ومتوسط) مدى 0.032-0.036 و0.065-0.073 و0.130 -0.146 على التوالي. هذه القيم أقل من عامل الحمولة الديناميكي في المواصفات القياسية العراقية لجسور الطرق البالغ 0.28 لطول الامتداد 33 م. بينما تتراوح بين 0.252-0.280 لخشونة الرصف الرديئة للطريق الرئيسي والتي هي ضمن قيمة المواصفات القياسية العراقية باستثناء السرعة 70 كم / ساعة والتي تبلغ 0.293. تتراوح نتائج الانحراف النسبي للجسر بسبب الأحمال العسكرية الديناميكية العشوائية من 0.31-0.39 و0.67-0.78 و1.35-1.57 و2.75-3.14 ملم على التوالي
