یک روش عددی برای تخمین زدن پاسخ دینامیکی سازه ها

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشگاه بناب، آذربایجان شرقی

2 دانشکده فنی و مهندسی خوی، دانشگاه صنعتی ارومیه

3 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه بناب، آذربایجان شرقی

چکیده

یک روش عددی نوین برای محاسبه پاسخ لرزه ای سیستم های خطی و غیرخطی پیشنهاد می شود. سیستم های تک درجه آزاد (SDOF) و چند درجه آزاد (MDOF) مورد بررسی قرار می گیرند. روش پیشنهادی روش بار ضربه (LIM) نامیده میشود؛ زیرا این روش در فرمولبندی خود از مفهوم بار ضربه ای استفاده می کند. روش LIM نخست برای تحلیل سیستم های خطی میرا که نسبت میرایی بزرگتر از 1 درصد دارند و سپس برای سیستمهای غیرخطی گسترش داده می شود. برای فرمولبندی روش LIM ابتدا معادله دیفرانسیل حاکم بر حرکت (DEOM) به فرم مناسبی اصلاح می شود تا بتوان از آن برای انتگرالگیری عددی استفاده کرد. سپس از این معادله در بازه زمانی با استفاده از روش ذوزنقه ای انتگرال گیری می شود. روابط مورد نیاز برای محاسبه پاسخ لرزه ای سیستم های دینامیکی با بازنویسی معادله به دست آمده و از طریق یک تکرار محاسباتی ساده به دست می آید. پاسخ لرزه ای چندین سیستم سازه ای خطی و غیرخطی تحت بارهای دینامیکی با استفاده از روش پیشنهادی LIM به دست می آیند. سپس یک مقایسه جزئی بین نتایج روش LIM با پاسخ های حاصل از روش های انتگرال دوهامل، نیومارک-بتا، و ویلسون- تتا انجام می پذیرد. نتایج به وضوح نشان میدهند که روش پیشنهادی LIM می تواند پاسخ تاریخچه زمانی جابجایی، سرعت، و شتاب سیستم های دینامیکی را با دقت و هزینه های محاسباتی معقول به دست دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

A Numerical Method for Estimating the Dynamic Response of Structures

نویسندگان [English]

  • Mehdi Babaei 1
  • Maysam Jalilkhani 2
  • Somayeh Mollaei 3
1 Department of Civil Engineering, University of Bonab, Bonab, East Azerbaijan, Iran.
2 Engineering, Faculty of Khoy, Urmia University of Technology, Urmia, Iran
3 Department of Civil Engineering, University of Bonab, East Azerbaijan, Iran
چکیده [English]

A novel numerical method is proposed for computing the seismic response of linear and nonlinear systems. Single-degree-of-freedom (SDOF) and multi-degree-of-freedom (MDOF) systems are covered. The method is called load impulse method (LIM) because it uses the load impulse concept in its formulation. LIM is first extended for analyzing linear damped systems whose damping ratios are almost greater than 1% and nonlinear systems in general. To formulate LIM, the governing differential equation of motion (DEOM) is modified to have appropriate form for numerical integration. Then, it is integrated over time step using trapezoidal integration rule. Rearranging the obtained equation, the required relations are generated for computing seismic response of dynamic systems through simple iteration. The seismic response of several linear and nonlinear structural systems under dynamic loads is determined through the proposed LIM. A detailed comparison is then carried out between the results of LIM and those obtained from Duhamel integral, Newmark-β, and Wilson-θ methods. The results clearly show that the proposed LIM can robustly estimate the displacement, velocity, and acceleration time-histories of the dynamic systems within satisfactory computational cost.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Load Impulse Method (LIM), Numerical method, Dynamic response, Linear and nonlinear analyses, structural vibration, Newmark-&beta
  • , Duhamel integral
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 04 خرداد 1400

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار