فهرست مطالب
فصلنامه مدل سازی در مهندسی
پیاپی 15 (زمستان 1387)
- تاریخ انتشار: 1387/10/11
- تعداد عناوین: 7
-
مدل سازی و تحلیل لرزه ای ساختمان های خمشی فولادی با مخازن آب در بامصفحه 1اندرکنش بین مایع و جدار مخزن در مخازن بنا شده بر بام ساختمان ها در هنگام بروز زلزله و آسیب دیدگی ناشی از آن علاوه بر زیان های اقتصادی ممکن است باعث قطع آب، آتش سوزی های کنترل نشده و هم چنین با تاثیر در رفتار دینامیکی سازه، باعث تخریب موضعی و یا کلی سازه شود. در این مقاله سعی شده اندرکنش دینامیکی مخازن واقع در بام ساختمان های شهری به هنگام زلزله و اثر تحریکی آن در تشدید ارتعاشات بررسی شود. برای این منظور با استفاده از مطالعه عددی و مدل سازی سیستم ترکیبی سیال-جداره مخازن آب بام ساختمان های 5 و 15 طبقه، این سازه ها تحت تاثیر زلزله های مختلف قرار گرفتند. بر اساس نتایج این کار تحلیلی، محتوای فرکانسی زلزله های مختلف و نوع شتاب نگاشت مورد استفاده، تاثیر زیادی در ارتعاشات لرزه ای سازه ها نشان داد و تاثیر این مخازن آب بر روی ساختمان ها می تواند به بحرانی شدن لرزش و افزایش تغییرمکان ها منجر گردد. در ساختمان های با تعداد طبقات کم (یا پریود پایین) وابستگی پاسخ سازه به نوع شتاب نگاشت مورد استفاده خیلی زیاد است در صورتی که ساختمان های با تعداد طبقات بالا (یا پریود بالا) حساسیت کمتری به نوع و مشخصات طیفی زلزله نشان می دهد.کلیدواژگان: اندرکنش دینامیکی، مخزن، تحلیل تاریخچه زمانی، محتوای فرکانسی، رکورد زلزله، تحلیل غیرخطی
-
صفحه 9اخیرا کنترل پاسخ سازه ها از طریق افزایش قابلیت جذب و استهلاک انرژی ورودی در هنگام زلزله از محبوبیت خاصی برخوردار شده است. در میان میراگرهای مختلفی که تا کنون به این منظور به کار گرفته شده اند، میراگرهای جاری شونده فولادی گروه ADAS به علت حلقه هیسترزیس کامل و پایداری که دارند و با توجه برتری نسبی آن ها از لحاظ طراحی و کاربردشان توجه بسیاری از محققین را به خود معطوف کرده اند. در طرح لوزی شکل این گروه میراگر، علاوه بر اینکه از تاثیر کیفیت جوش های اتصال بر رفتار چرخه ای آن ها کاسته شده در صورت به کارگیری فولاد با مقاومت پایین در ساختشان، بدون تمرکز تنش قادر به تحمل سیکل های بارگذاری زیادی خواهند بوددر این مقاله ضمن مروری بر انواع میراگرهای موجود، به بررسی عددی افزودن میراگر فلزی لوزی شکل بر پاسخ لرزه ای قاب های فولادی که نیاز به بهسازی داشتند توسط نرم افزار SAP2000 پرداخته شده است. نتایج به دست آمده از تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی بر روی قاب خمشی پنج طبقه بیانگر40٪ کاهش تغییر مکان بام و (143٪- 53٪) افزایش در میزان بیشینه شتاب زلزله قابل تحمل و (58٪- 38٪) جذب و استهلاک انرژی ورودی زلزله بود. جایگزینی مهاربندهای معمولی موجود با سیستم مهاربند- میراگر لوزی در قاب ساده هفت طبقه، موجب کاهش برش پایه تا 72٪، افزایش (175٪- 54٪) در میزان بیشینه شتاب قابل تحمل، افزایش میرایی معادل موثر تا 20٪ و (74٪ - 65٪) جذب و استهلاک انرژی ورودی زلزله شد. به طور کلی با استفاده از مقاوم سازی مزبور، عملکرد سازه در هر دو دسته قاب از سطح عملکرد «فروپاشی» به «استفاده بی وقفه» بهبود یافتکلیدواژگان: ساختمان های فولادی، میراگر فلزی لوزی، سطح عملکرد سازه، برش پایه، استهلاک انرژی
-
صفحه 21در سال های اخیر احداث دیوارهای تثبیت شده مکانیکی با لایه های ژئوسنتتیک در حاشیه شبکه های حمل و نقل نظیر بزرگراه ها، خطوط راه آهن و هم چنین به عنوان کوله های پل و سایر دیوارهای نگهبان در مجاورت بناهای شهری، مورد توجه بسیار قرار گرفته است. دیوار تثبیت شده مکانیکی با ژئوسنتتیک، فن آوری اجرایی نسبتا نوینی در زمینه دیوارهای حائل است که در آن از سه عنصر اصلی المان های تسلیح کننده (شامل شبکه های پلیمری موسوم به ژئوگرید و یا لایه های ژئوتکستایل)، خاکریز کوبیده شده و پوشش خارجی استفاده شده است. استفاده از این نوع دیوارها و کوله ها مزایای متعددی نظیر انعطاف پذیری در برابر نشست بستر، پایداری و ایمنی بیشتر در مقابل زلزله و صرفه اقتصادی را به همراه دارد. به لحاظ مزایای اقتصادی و فنی ذکرشده در این دیوارها، توجه به تبیین رفتار این سازه ها در شرایط مختلف محیطی از جمله بارگذاری های لرزه ای بسیار حائز اهمیت است. در این مقاله با استفاده از مدل سازی عددی به روش تفاضل های محدود، رفتار این نوع دیوارها در مقابل بارگذاری دینامیکی تحلیل شده و سعی شده است تا از این طریق تاثیر عوامل مختلف نظیر نقش سختی عناصر تسلیح کننده و شرایط گیرداری پاشنه دیوار بر واکنش این نوع دیوارها در شرایط بحرانی بارگذاری لرزه ای مورد مطالعه قرار گیردکلیدواژگان: دیوارهای تثبیت شده مکانیکی، ژئوسنتتیک، سختی لایه تسلیح کننده، تحلیل عددی
-
صفحه 31جداسازی لرزه ای یک روش طراحی لرزه ای مقاوم است که به جای افزایش ظرفیت لرزه ای سازه، مبتنی بر کاهش نیاز لرزه ای می باشد. در این مقاله سعی شده است اثر دو نوع عمده جداگر لرزه ای در کاهش برش پایه و برش طبقات سازه مورد بررسی قرار گیرد. 4 سازه 2، 5، 8 و12 طبقه برای سه حالت با پای گیردار، با جداساز لاستیکی- سربی و با جداساز پاندولی- اصطکاکی همراه با سختی های متفاوت ایزولاتورها مدل سازی شده است.مدل های فوق تحت زلزله های منجیل، ناغان،طبس و السنترو به وسیله نرم افزار DRAIN-2DX آنالیز غیر خطی تاریخچه زمانی گردیده است. نتایج نشان می دهد که، جداگرهای لاستیکی سربی عموما جا به جایی بیشینه طبقات را در سازه های کوتاه نسبت به جا به جایی بیشینه بام این سازه ها در حالت گیردار افزایش می دهند. اما در مورد جداگرهای FPS نکته مثبتی که وجود دارد آن است که در اکثر موارد جا به جایی حداکثر آن ها از جا به جایی حداکثر سازه گیردار در بام بیشتر نمی باشد. با استفاده از ایزولاتورها، تعداد سیکل پاسخ تغییر مکانی سازه به خصوص در سازه های سخت تر(کوتاه تر) کاهش می یابد. در سازه های کوتاه تر ایزوله شده لرزه ای، کاهش بسیار بیشتری در درصد تشکیل مفاصل در اعضا نسبت به سازه گیردار مشابه، دیده می شود. عموما«استفاده از ایزولاتورها در سازه های کوتا ه (به خصوص برای شتاب نگاشت های غالب ایران) بسیار مفیدتر است.
کلیدواژگان: جداسازی لرزه ای، جداگر لاستیکی، سربی، جداگر پاندولی، اصطکاکی، جا به جایی طبقات، جا به جایی نسبی -
صفحه 47در این تحقیق مسئله بهینه سازی ستون های چندتکه با مقطع ثابت و متغیر بررسی شده است. متغیرهای بهینه سازی طول و شعاع ژیراسیون بوده و تابع هدف، مقدار بار بحرانی کمانش است. ملاک بهینه سازی بیشینه کردن نیروی کمانش است. مسائل مختلفی برای شرایط مرزی گوناگون از جمله یک سردرگیر، دوسردرگیر و دوسرپین دار حل شده است. برای مسائل مقطع متغیر فرض شده است که شعاع ژیراسیون به صورت خطی نسبت به طول تغییر می کند. نتایج مربوط به ستون یک تکه، دوتکه و سه تکه با شیب های متفاوت نیز آورده شده و نتایج مربوطه نیز مورد بررسی واقع شده است. برای پاره ای مسائل کاربردی که شعاع ژیراسیون و یا طول تکه ای از ستون باید ثابت باشد، بقیه متغیرها به جز مقادیر از قبل معلوم بهینه شده اندکلیدواژگان: بهینه سازی سازه، کمانش، تیر، ستون
-
صفحه 59برای بررسی عملکرد واقعی ساختمان ها در هنگام زلزله باید تحلیل غیر خطی صورت گیرد و بیشینه تغییر مکان ها و محل تشکیل مفاصل پلاستیک و نحوه توزیع آن ها بررسی شود. یک روش بررسی وضعیت سازه موجود، استفاده از شاخص خرابی می باشد. در این مقاله در مورد نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیر خطی به منظور بررسی آسیب پذیری لرزه ای سازه های موجود بحث می شود.
کلیدواژگان: مود شکست، شاخص خرابی، تحلیل دینامیکی -
صفحه 71امروزه به دلیل پیچیده شدن طراحی ها، بررسی رفتار سازه های دینامیکی به کمک اجزاء محدود بسیار مورد توجه قرار گرفته است و با ظهور کامپیوتر های قدرتمند استفاده از این روش ها توسط طراحان با شتاب بیشتری صورت می گیرد. روش دیگر دستیابی به یک مدل دینامیکی برای سازه های مکانیکی، ساختن مدل آزمایشگاهی برای سازه با انجام آزمون های ارتعاشی و تحلیل داده های اندازه گیری شده می باشد. به این فرایند در اصطلاح آزمون مودال می گویند که در طی سه دهه گذشته در تئوری و عمل توسعه بسیاری یافته است.
یکی از مهم ترین کاربردهای آزمون مودال، بهبود مدل های عددی سیستم های دینامیکی با مقایسه پارامترهای مودال حاصل از نتایج آزمون مودال و مدل های عددی می باشد. پس از بهبود مدل عددی، می توان با اطمینان از آن در تحلیل های بعدی مانند پیش بینی پاسخ به یک نیروی وارده بر سازه، کوپلینگ سازه ها، تحلیل تنش و غیره استفاده کرد.
در این مقاله مزایا، معایب و محدودیت های یکی از روش های بهبود مدلی دینامیکی سازه ها به نام روش حساسیت ویژه معکوس مورد بررسی قرار گرفته و در مرحله ابتدایی از ماکروالما ن ها برای مکان یابی خطاها استفاده شده است.
کلیدواژگان: بهبود مدل اجزاء محدود، آنالیز مودال، ماتریس جرم، ماتریس سختی، ماتریس خطا، آنالیز حساسیت
-
Modeling and Seismic Analysis of Buildings with Water Tanks on their RoofPage 1The existence of containers on buildings in large cities with high earthquake risk has caused many damaging problems during past earthquakes. In addition to financial losses, it might induce uncontrolled fire, water cut and local or global failure of the structure. In this study, the dynamic interaction of water containers built on roof of structures, is investigated by means of a nonlinear software based on Finite Element Method. The tank shell and its water have been modeled as a composite system and the interaction of container and water have been examined. This seismic control system with its limited potential capability as a tuned liquid damper (TLD) has been employed for 5 and 15-story structures, subjected to various earthquakes. The results gained from the present study can be helpful in investigating the tank’s support conditions and its installation. Based on the numerical results obtained in this paper, frequency content and other earthquake characteristics highly affect the role of water tanks on the seismic performance of lower rise buildings
-
Page 9Up to now many research projects have been conducted regarding vibration control of structures and reducing seismic demands of main structural members leading to better lateral performance. Passive metallic dampers as fuse elements has attracted many researchers according to their absorbing and damping capacity under severe cyclic loading condition. This lecture analytically investigates effect of adding rhombic metallic dampers on seismic performance of steel frames to be strengthened. Nonlinear time history analysis results of 5 story moment resisting frame showed (53% - 143%) increase in PGA amount that structure can resist and 40% reduction in roof displacement. Using dampers in bracing system in 7 story braced frame caused (54% - 175%) increase in PGA amount that structure can resist, increase in effective equivalent damping to 20% and 72% reduction in base shear. Using the damping strategy, seismic performance of both two type frames got improved from “collapse” level to “operational” level.
-
Page 21Nowadays reinforced Mechanically Stabilized Earth Walls (MSEW) with Geosynthetics, are used extensively as retaining walls and bridge abutments in urban and mountainous regions because their advantages. The MSEW is a new branch of construction technology which consists of three elements: compacted backfill, reinforced layers and facing elements. The mechanically stabilized earth Walls have many advantages compared with conventional reinforced concrete and concrete gravity retaining walls such as more flexibility against settlement on soft soils, higher safety during earthquakes and their cost effective. Because of these technical and economical advantages, study of the MSEW behavior in various load conditions like seismic loading is very important. In this paper results from a comprehensive numerical simulation by finite difference method that carried out to investigate the behavior of dynamic response of MSEW are presented. Numerical results illustrate the MSEW dynamic response for fixed toe and sliding toe conditions. Ultimately numerical simulation results show that the stiffness of reinforcement layers are great influence on dynamic load increment in geosynthetics layers.
-
Page 31Earthquake bas-isolation design for structures is based on demand reduction instead of seismic capacity increasing. The effectiveness of two types of seismic base-isolator on base shear and story shear reduction were investigated in this paper. Four structures (2, 5, 8 and 12 story buildings) with different cases including fixed base, laminated rubber bearing (LRB) and frictional pendulum system (FPS) and different isolator stiffness were modeled. The nonlinear time history analysis were performed on all modeled structures subjected to Manjil, Naghan, Tabas and El centro earthquake records. The results show that the LRB increases the maximum story displacement but decreases the story drifts. However, comparison of the results for FPS and fixed base show that the maximum roof displacements for FPS do not increase. Using the seismic isolator decrease the number of displacement response cycles and hinge formation.
-
Page 47In this study optimization problem of multi-segment column with uniform (constant) and variable section is investigated. Design variables defined to be the radius of gyration and length of each segment. The objective function is critical buckling load. The object (purpose) of optimization is maximization of the buckling load. Several problems with various boundary conditions including clamped–free, clamped–clamped and pinned–pinned are solved. For variable section problems, the variation of radius of gyration is a linear function of length assumed. Results for one-segment, two-segment and three-segment column with variable slope are presented. Furthermore for extending (developing) the algorithm, slop of each segment is defined as a optimization parameter and one-segment, two-segment and three-segment columns results are investigated. For a number of problems with constant radius of gyration or partly uniform segment, remaining variables except known values are optimized
-
Page 59In order to investigate the performance of the buildings during earthquake it is necessary to perform nonlinear analysis to determine maximum deformations and plastic hinges distribution. Damage analysis is an appropriate method to seismic assessment of the structure. In this paper it is discussed on the results of the nonlinear static and dynamic analysis of the structures in seismic vulnerability. IDARC is used in structural modeling and analyses purposes.
-
Page 71Apart from the analytical approach to develop a dynamic model for a mechanical structure, another approach is to establish an experimental model for the structure by performing vibration tests and subsequent analysis on the measured data. This process is known as ‘Modal Testing’. During the last three decades or so, modal testing has developed both in theory and in practice. One of the most important applications of modal testing is the validation of the mathematical models of dynamic structures by comparing the experimentally driven modal parameters with those of analytical models. Once the analytical model is validated, it can be used with confidence for further analysis such as response prediction, structural coupling, stress analysis, life time prediction, etc. In this article, the advantages and disadvantages (or limitations) of one of model updating methods are discussed. A 6 DOF lumped parameter system, is employed to investigate the effectiveness of the "Inverse Eigensensitivity Method" (IEM). Firstly the experimental data were simulated using the analytical model. Secondly error locations are found using macro elements. Finally, experimental dynamic properties obtained from the simulated experimental data are compared with the results of the finite element analysis and mass and stiffness error matrices are calculated by using Inverse Eigensensitivity Method" (IEM).
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.