شماره مدرك
21003
شماره راهنما
18028
پديد آورنده
اجودانيان، زهرا
عنوان
آناليز ديناميكي تاريخچه زماني قاب هاي شيب دار با مقطع متغير به روش باقيمانده وزني زماني
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
سازه
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1402
صفحه شمار
يازده، 93ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
روش گام¬به¬گام باقيمانده وزني زماني , روش المان مركب , قاب مقطع متغير , توابع پايه نمايي , آناليز ديناميكي , روش¬هاي بدون شبكه
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/08
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي عمران
دانشكده
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/02/12
كد ايرانداك
23207358
چكيده فارسي
امروزه با توجه به اهميت مباحث اقتصادي و زيست¬محيطي در طراحي سازه¬ها، كاهش مصرف مواد از اهميت ويژه¬اي برخوردار است. استفاده از اعضاي غيرمنشوري در قاب¬هاي شيب¬دار، به دليل بهره¬گيري از ظرفيت مقاطع متناسب با نياز سازه اين امكان را فراهم مي¬كند. براي بهينه¬سازي طراحي قاب¬ها، ارائه¬ روشي كارآمد و دقيق در آناليز ديناميكي سازه¬ها موثر واقع مي¬شود. در اين پژوهش رفتار ديناميكي قاب¬ها با مقطع متغير مورد بررسي قرار گرفته ¬است. براي رسيدن به آناليز خطي و ديناميكي، مدل رياضي مسئله معمولاً با معادله ديفرانسيل با مشتقات جزئي بيان مي¬شود. از جمله اين معادلات مي¬توان به معادلات موج اسكالر و الاستيك اشاره كرد. حل بسته معادلات ديفرانسيل پاره¬اي به ندرت وجود دارد؛ بنابراين محققين زيادي به توسعه روش¬هاي عددي براي به دست آوردن پاسخ¬هاي تقريبي مسئله پرداخته اند.
در بخشي از تحقيق حاضر روش گام¬به¬گام باقيمانده وزني زماني، جهت آناليز ديناميكي تاريخچه زماني قاب¬هاي شيب¬دار با مقطع متغير استفاده مي¬شود. ابتدا پياده¬سازي اين روش بر روي المان¬هاي مقطع متغير تحت موج¬هاي محوري و خمشي با در نظر گرفتن فرضيات برنولي، به¬صورت جداگانه انجام شده¬ است. سپس با تشكيل ماتريس سختي اعضا و تشكيل ماتريس سختي كل به حل انواع مسئله پرداخته¬ مي¬شود. پس از فرمول بندي، برنامه نويسي و صحت¬سنجي اين روش براي معادله ديفرانسيل مذكور، نتايج به دست آمده از پايداري خوبي برخوردار نخواهد بود؛ بنابراين مطالعات بيشتر براي ارائه¬ يك روش جديد براي حل مسائل انتشار موج محوري و خمشي صورت مي¬گيرد. ايده كلي اين روش استفاده از توابع شكل روش المان مركب براي تخمين ميدان جابجايي با رويكرد سختي ديناميكي است. در روش المان مركب توابع شكل ناشي از تئوري كلاسيك، با توابع شكل اجزا محدود به روش ريلي ريتز تركيب شده و توابع شكل جديد را تشكيل مي¬دهند. اين روش در دسته روش¬هاي بدون شبكه مرزي قرار مي¬گيرد. روش جديد، براي معادله ديفرانسيل مورد نظر فرمول¬بندي و پياده¬سازي و صحت¬سنجي مي¬شود. نتايج حاصل در روش جديد از دقت، پايداري حل و سرعت محاسباتي بسيار خوبي برخوردار است. با توجه به اينكه بسياري از روش¬هاي عددي نمي¬توانند بر روي مقاطع متغير نتايج قابل قبولي ارائه كنند، اين پژوهش مي-تواند يك گام در جهت طراحي بهينه قاب¬هاي مقطع متغير شيب¬دار بردارد.
چكيده انگليسي
Nowadays, due to the importance of economic and environmental issues in the design of structures, it is important to reduce the consumption of materials. The use of tapered members in sloped frames provides this possibility due to the use of the capacity of sections according to the needs of the structure. To optimize the design of frames, providing an efficient and accurate method in the dynamic analysis of structures is effective. In this research, the dynamic behavior of frames with variable cross-section has been investigated. To achieve linear and dynamic analysis, the mathematical model of the problem is usually expressed by a differential equation with partial derivatives. Among these equations, we can refer to scalar and elastic wave equation. The closed solution of partial differential equations rarely exists; Therefore, many researchers have developed numerical methods to obtain approximate answers to the problem.
In a part of the current research, the time-weighted residual step-by-step method is used for the dynamic time history analysis of sloped frames with variable cross section. First, this method has been implemented separately on variable cross-section elements under axial and bending waves, considering Bernoulliʹs assumptions. Then by forming the stiffness matrix of the members and forming the total stiffness matrix, all types of problems are solved. After formulating, programming and validating this method for the mentioned differential equation, the obtained results do not have good stability; Therefore, more studies are conducted to provide a new method to solve axial and bending wave propagation problems. The general idea of this method is to use the shape functions of the composite element method to estimate the displacement field with the dynamic stiffness approach. In the composite element method, the shape functions of the classical theory are combined with the shape functions of the finite element method, using Rayleigh-Ritz method, and form the new shape function. This method is included in the category of boundary meshless methods. The new method for the mentioned differential equation is formulated and implemented and validated. The results obtained in the new method have very good accuracy, stability and computational speed. Considering that many numerical methods cannot provide acceptable results on variable cross-sections, this research can take steps towards the optimal design of sloped variable cross-section frames.
استاد راهنما
بشير موحديان عطار , بيژن برومند قهنويه
استاد داور
مجتبي ازهري , مهدي زندي آتشبار