Vol. 15 No. 05 (2025): Journal of Materials & Construction
##common.pageHeaderLogo.altText##
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng - Bộ Xây dựng

ISSN:

Website: www.jomc.vn

Khung kết hợp lấy mẫu quan trọng và lấy mẫu mô phỏng trong phân tích xác suất hư hỏng kết cấu giàn thép phi tuyến

Trương Việt Hùng , Lê Đình Tiến , Vũ Anh Tuấn

Keywords:

Lấy mẫu quan trọng
Lấy mẫu mô phỏng
Kết cấu giàn thép
Xác suất hư hỏng
Phi tuyến
Monte Carlo

Abstract

Trong phân tích độ tin cậy của kết cấu giàn thép phi tuyến, các phương pháp lấy mẫu mô phỏng như Monte Carlo Simulation (MCS), Latin Hypercube Sampling (LHS) và Quasi-Monte Carlo Sampling (QMCS) thường yêu cầu số lượng mẫu lớn để ước lượng xác suất hư hỏng thấp (dưới 0.1%), dẫn đến chi phí tính toán cao. Bài báo đề xuất một khung kết hợp giữa kỹ thuật lấy mẫu quan trọng nâng cao tự thích ứng (aEIS) và các phương pháp MCS, LHS, QMCS để giảm đáng kể số lượng mẫu cần thiết, đồng thời duy trì độ chính xác. Khung này tận dụng cơ chế dịch chuyển trung bình và điều chỉnh độ lệch chuẩn động của aEIS, kết hợp với khả năng bao quát không gian xác suất của MCS, LHS và QMCS. Một nghiên cứu điển hình trên giàn thép phẳng 39 thanh đã được thực hiện, cho thấy khung kết hợp, đặc biệt QMCS-aEIS, đạt hệ số biến thiên (COV) thấp hơn đáng kể so với EIS, cho phép giảm số mẫu mà vẫn đảm bảo độ chính xác. Kết quả này cung cấp một giải pháp hiệu quả cho các bài toán phi tuyến phức tạp, hỗ trợ tối ưu hóa thiết kế và đánh giá độ tin cậy trong kỹ thuật kết cấu.

User Navigation

PDF (Tiếng Việt)

How to Cite

Trương Việt Hùng, Lê Đình Tiến, & Vũ Anh Tuấn. (2025). Khung kết hợp lấy mẫu quan trọng và lấy mẫu mô phỏng trong phân tích xác suất hư hỏng kết cấu giàn thép phi tuyến. Tạp Chí Vật liệu & Xây dựng - Bộ Xây dựng, 15(05), Trang 58 – Trang 65. https://doi.org/10.54772/jomc.05.2025.1141

References

  1. Feng, J., Sun, Y., Xu, Y., Wang, F., Zhang, Q., & Cai, J. (2021). Robustness Analysis and Important Element Evaluation Method of Truss Structures. Buildings, 11(10), 436.
  2. Liu, F., Jin, D., Li, X. et al. (2024) Reduced-order modeling and solution method for nonlinear frequency response analysis of large space truss structures. Nonlinear Dyn 112, 10127–10145.
  3. Cao, T. S., Pham, H. A., Truong, V. H. (2024). An efficient algorithm for multi-objective structural optimization problems using an improved pbest-based differential evolution algorithm. Advances in Engineering Software 197, 103752.
  4. Truong, V. H., Pham, H. A., Tangaramvong, S. (2025). An efficient method for nonlinear inelastic truss optimization based on improved k-nearest neighbor comparison and Rao algorithm. Structures 71, 108158.
  5. Truong, V. H., Tangaramvong, S., Pham, H. A., Nguyen, M.C., Su, R. (2025). An efficient archive-based parameter-free multi-objective Rao-DE algorithm for bi-objective optimization of truss structures. Computers & Structures 308, 107647.
  6. Truong, V. H., Pham, H. A. (2021). Support Vector Machine for Regression of Ultimate Strength of Trusses: A Comparative Study. Engineering Journal 25(7), 157-166.
  7. Nguyen, H.H., Truong, V. H. (2024). Machine Learning-based prediction of seismic lateral deflection of steel trusses using nonlinear time-history analysis. Structures 69, 107369.
  8. Truong, V. H., Cao, T. S., Tangaramvong, S. (2024) A robust machine learning-based framework for handling time-consuming constraints for bi-objective optimization of nonlinear steel structures. Structures 2024, 62, 106226.
  9. Truong, V. H., Ha, M.H., Pham., H.A., Tran, D.H. (2020). Optimization of steel moment frames with panel-zone design using an adaptive differential evolution. Journal of Science and Technology in Civil Engineering (JSTCE)-HUCE 14(2), 65-75.
  10. Vu, Q.A., Cao, T.S., Nguyen, H.H., Truong, V.H., Ha, M.H. (2023). An efficient differential evolution-based method for optimization of steel frame structures using direct analysis. Structures 51, 67-78.
  11. Kroese, D. P., Brereton, T., Taimre, T., Botev, Z. I. (2014). Why the Monte Carlo method is so important today. WIREs Comput Stat. 6 (6), 386–392.
  12. Hasofer, A. M., Lind, N. C. (1974). An Exact and Invariant First Order Reliability Format. ASCE Journal of the Engineering Mechanics Division 100, 111-121.
  13. Hu, Z., Mansour, R., Olsson, M. et al. (2021) Second-order reliability methods: a review and comparative study. Struct Multidisc Optim 64, 3233–3263.
  14. Kahn, H., Harris, T. E. (1949). Estimation of Particle Transmission by Random Sampling. Monte Carlo Method. Applied Mathematics Series. 12. National Bureau of Standards.: 27–30.
  15. Zhao, Y., Wang, Z. (2022) Subset simulation with adaptable intermediate failure probability for robust reliability analysis: an unsupervised learning-based approach. Struct Multidisc Optim 65, 172.
  16. Truong, V. H., Kim, S.E. (2018). Reliability-based design optimization of nonlinear inelastic trusses using improved differential evolution algorithm. Advances in Engineering Software 121, 59-74.
  17. Kim, S.E., Truong, V. H. (2020). Reliability Evaluation of Semirigid Steel Frames Using Advanced Analysis. Journal of Structural Engineering 146(5), 04020064.
  18. Truong, V. H., Kim, S.E. (2017). An efficient method of system reliability analysis of steel cable-stayed bridges. Advances in Engineering Software 114, 295-311.
  19. McKay, M.D., Beckman, R.J., Conover, W.J. (1979). A Comparison of Three Methods for Selecting Values of Input Variables in the Analysis of Output from a Computer Code. Technometrics. 21 (2). American Statistical Association: 239–245.
  20. Iman, R.L., Helton, J.C., Campbell, J.E. (1981). An approach to sensitivity analysis of computer models, Part 1. Introduction, input variable selection and preliminary variable assessment. Journal of Quality Technology 13 (3), 174–183.
  21. Sobol’, I.M. (1967) On the distribution of points in a cube and the approximate evaluation of integrals. Comput. Math. Math. Phys. 7, 86–112.
  22. Holton, J.H. (1960) On the efficiency of certain quasi-random sequences of points in evaluating multi-dimensional integrals. Numer. Math 2, 84–90.

Most read articles by the same author(s)