Global Sensitivity Analysis and Surrogate Models for Evaluation of Limit States in Steel Truss Structures
Loading...
Date
2024-10-14
Authors
Kala, Zdeněk
ORCID
0000-0002-6873-3855Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
North Atlantic University Union (NAUN)
Altmetrics
Abstract
This article presents the global sensitivity analysis of the serviceability limit state of a steel truss using Monte Carlo simulations. The focus is on the probabilistic assessment of deflection, with failure probability defined as the likelihood of exceeding the deflection limit. Deflection is computed using the beam finite element method. A surrogate model is introduced to reduce computational costs. By integrating the surrogate and original models, significant CPU cost reductions are achieved. Furthermore, classical Sobol sensitivity analysis is used to examine the model outputs and analyze the significance of member loading and stiffness on the deflection. This study advances the use of surrogate models in global sensitivity analysis, enhancing computational efficiency and the understanding of interactions between input variables in the reliability assessment of steel truss structures.
Tento článek představuje globální citlivostní analýzu mezního stavu použitelnosti ocelového příhradového nosníku s využitím Monte Carlo simulací. Zaměřuje se na pravděpodobnostní hodnocení průhybu, přičemž pravděpodobnost poruchy je definována jako pravděpodobnost překročení mezní hodnoty průhybu. Průhyb je vypočítáván metodou konečných prvků pro nosníky. Pro snížení výpočetních nákladů je zaveden náhradní model. Integrací náhradního a původního modelu dochází k významné redukci nákladů na výpočetní výkon. Dále je použita klasická Sobolova citlivostní analýza k zkoumání výstupů modelu a analýze významu zatížení a tuhosti jednotlivých prvků na průhyb. Tato studie posouvá využití náhradních modelů v globální citlivostní analýze, zlepšuje výpočetní efektivitu a pochopení interakcí mezi vstupními proměnnými při hodnocení spolehlivosti ocelových příhradových konstrukcí.
Tento článek představuje globální citlivostní analýzu mezního stavu použitelnosti ocelového příhradového nosníku s využitím Monte Carlo simulací. Zaměřuje se na pravděpodobnostní hodnocení průhybu, přičemž pravděpodobnost poruchy je definována jako pravděpodobnost překročení mezní hodnoty průhybu. Průhyb je vypočítáván metodou konečných prvků pro nosníky. Pro snížení výpočetních nákladů je zaveden náhradní model. Integrací náhradního a původního modelu dochází k významné redukci nákladů na výpočetní výkon. Dále je použita klasická Sobolova citlivostní analýza k zkoumání výstupů modelu a analýze významu zatížení a tuhosti jednotlivých prvků na průhyb. Tato studie posouvá využití náhradních modelů v globální citlivostní analýze, zlepšuje výpočetní efektivitu a pochopení interakcí mezi vstupními proměnnými při hodnocení spolehlivosti ocelových příhradových konstrukcí.
Description
Citation
International Journal of Mechanics. 2024, vol. 18, issue 1, p. 27-35.
https://npublications.com/journals/mechanics/2024/a102003-005(2024).pdf
https://npublications.com/journals/mechanics/2024/a102003-005(2024).pdf
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en