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 اولمروری بر تاریخچه نظریه قابلیت اعتماد

1- مقدمه

2- نقش مركزی آیین نامه در فرآیند ساخت و ساز

3- چگونگی ایجاد سطوح و حاشیه ایمنی در آیین نامه های مختلف از منظر تاریخی

3-1 روش تنش مجاز

3-2 طراحی به روش مقاومت نهایی (طراحی پلاستیك)

3-3 طراحی به روش حالات حدی

4- علت وارد شدن احتمالات در طراحی ها و پیدایش روشهای آماری

5- تعریف قابلیت اعتماد و معرفی آیین نامه های مبتنی بر آمار

6- انواع عدم قطعیت

فصل دوممفاهیم پایه آماری در تیوری قابلیت اعتماد سازه ها

1- مقدمه

1-1 مفهوم احتمال و قوانین مربوطه

2-2 انواع متغیر های تصادفی و نمایشهای نموداری

2- امید ریاضی و لنگر متغیرهای تصادفی

3 - برخی از توابع چگالی احتمال متداول و كاربرد آنها

فصل سوممدل آماری بارهای سازه ای و نحوه تحلیل آنها

1- مقدمه

2- بارهای ثقلی

2-1 بار مرده

2-2 بار زنده

2-3 بیشترین بار زنده

2-4 ارزیابی كلی بارهای زنده

2-5 شكل ساده ای از آنالیز آماری بارهای زنده

2-6 شدت بارهای زنده، تابعی از سطح تاثیر

3- بارهای محیطی

3-1 بار باد

3-2 بار برف

3-3 بار زلزله

4- تركیب بارها

4-1 تركیب بارها (تابعی از زمان)

4-2 مدل برجس برای تركیب بارها

4-3 قانون تركسترا

فصل چهارممدل آماری مقاومت اعضای سازه ای و نحوه تحلیل آنها

1- مقدمه

2- خواص آماری بتن

2-1 مقاومت فشاری بتن

2-2 مدول یانگ و مدول گسیختگی بتن (fr)

2-3 مقاومت فشاری بتن در ساختمان

3- خصوصیات آماری فولاد

3-1  مقاومت حد جاری شدن فولاد و مدول الاستیسیته

3-2 مولفه های آماری Fy

4- تاثیر تغییرات ابعاد

5- تعیین تنشهای مجاز بر اساس قابلیت اعتماد مشخص

5-1 تعریف احتمال خرابی در آیین نامه WSD

5-2 تعیین تنش مجاز با توجه به احتمال خرابی

6- نتیجه گیری

فصل پنجمارتباط بین خصوصیات آماری اجزاء سازه ای با ...

1- مقدمه

2- تحلیل خطی آماری

3- تحلیل مونت كارلو

4- آنالیز مونت كارلو: تولید اعداد تصادفی مستقل یكنواخت

5- آنالیز مونت كارلو: برای متغیرهای تصادفی مستقل و غیر یكنواخت

6- آنالیز مونت كارلو: تولید اعداد تصادفی برای متغیرها با توزیع نرمال

7- آنالیز مونت كارلو: برای متغیرهای تصادفی نرمال همبسته

فصل ششمتحلیل ایمنی سازه ها و تعیین شاخص قابلیت اعتماد

1- مقدمه

2- حالات حدی

2-1 تعریف خرابی

2-2 توابع حالت حدی (توابع عملكرد)

3- بررسی حالت پایه

3-1 احتمال خرابی

3-2 فضای متغیرهای حالت حدی

4- شاخص قابلیت اعتماد

4-1 متغیرهای كاهش یافته

4-2 تعریف كلی شاخص قابلیت اعتماد

4-3 شاخص قابلیت اعتماد مرتبه اول ـ لنگر دوم

4-3-1 توابع حالت حدی خطی

4-3-2 توابع حالت حدی غیرخطی

4-4 تفسیر شاخص قابلیت اعتماد مرتبه اول- لنگر دوم (مقدار میانگین)

4-5 شاخص قابلیت اعتماد هاسوفر - لیند

5- روش راكویتز- فیسلر

5-1 روش ماتریسی اصلاح شده

5-2 روش ترسیمی

5-3 متغیرهای تصادفی همبسته (وابسته)

6- تحلیل قابلیت اعتماد با استفاده از شبیه سازی

فصل هفتمقابلیت اعتماد سیستم های سازه ای

1- مقدمه

2- سیستمهای سری و موازی

2-1 سیستمهای سری

2-2 سیستم های موازی

2-3 سیستمهای موازی با اعضای شكل پذیر

2-4 سیستمهای موازی با اعضای ترد

2-5 سیستمهای دوگانه (مركب)

3- كرانه های قابلیت اعتماد برای سیستمهای سازه ای

3-1 متغیرهای بولین

3- 2 سیستمهای سری با همبستگی مثبت

3- 3 سیستمهای موازی با همبستگی مثبت

3- 4 كرانه های دیتلیوسن برای سیستمهای سری

4- سیستمها با همبستگی های یكسان بین اعضاء

4- 1 سیستمهای سری با همبستگی یكسان بین اعضاء

4- 2 سیستمهای موازی با همبستگی یكسان بین اعضای شكل پذیر

5- سیستمها با همبستگی های غیرمساوی بین اعضاء

5-1 سیستم موازی با اعضای شكل پذیر

5-2 سیستم سری

6- نتیجه گیری

فصل هشتمتدوین آیین نامه های طراحی براساس نظریه قابلیت اعتماد سازه ها

1-مقدمه

2- روند شكل گیری آیین نامه ها

2-1 حـدود آیین نامه

2-2 اهداف آیین نامه

2-3 تابع نیاز و فراوانی آن

2-4 معیار نزدیكی به هدف (فضای متریك)

2-5 قالب آیین نامه

3- درجه بندی ضرایب جزیی ایمنی برای آیین نامه های سطح 1

4-  نحوه تدوین آیین نامه طراحی پل

4-1 حـدود عملكرد آیین نامه

4-2 اهداف آیین نامه

4-3 فراوانی خواسته ها (تابع نیاز)

4-4 سطح قابلیت اعتماد هدف

4-5 ضرایب بار و مقاومت

5-نتیجه گیری

پیوست1- مقادیر مربوط به تابع توزیع تجمعی ...

پیوست1- ( ادامه) مقادیر مربوط به تابع توزیع تجمعی ...

پیوست 2- جدول مربع خی

پیوست 3- مقادیر تابع گاما برای

پیوست 4- اعداد تصادفی یكنواخت مونت كارلو

واژه نامه