انتخاب روش بهینه­سازی
انتخاب روند محاسبه گرادیان­ها و تحلیل حساست
نحوه اعمال بار ناشی از زلزله
در این تحقیق با محاسبه طیف طرح الاستیک زلزله دلخواه، بصورت مستقیم به تحلیل طیف پاسخ (RSA) پرداخته می­ شود.اثرات ثانویه و اعمال و ماتریس جرم سازه بصورت سازگار مدل شده است. اکثر ضوابط طراحی روش تنش مجاز (ASD)[49] مبحث ۱۰ مقررات ملی ساختمان (۱۳۸۷) اعمال شده ­اند.
فصل سوم
روش تحقیق
۳-۱- مقدمه
در فصل قبل، به روش‌های بهینه‌سازی سازه‌های فولادی، تحت بارهای استاتیکی و جانبی لرزه­ای، اشاره شد. روش گرادیانی برنامه­ ریزی درجه دو متوالی (SQP) و روش اکتشافی الگوریتم ژنتیکی (GA)، دو روش مشهور در ادبیات فنی بهینه­سازی می­باشند که به اختصار به آنها اشاره گردید. در این فصل، نحوه انجام تحلیل استاتیکی، P-Delta، دینامیکی طیف پاسخ و جزئیات انجام روش SQP و GA، با بهره گرفتن از برنامه­نویسی در محیط MATLAB، بیان می‌گردد.
۳-۲- دلیل بکارگیری روش تحقیق
روش‌های متداول کنونی برای تبدیل بار ناشی از زلزله به بار استاتیکی معادل، توسط ضرایب پیشنهادی آیین‌نامه‌ها یا تجربه مهندسین طراح، که تقریب‌های زیاد در این نوع تبدیل‌ها به وجود می ­آورد، تاثیر بسزایی در نتایج حاصل از بهینه­سازی می­گذارند. در این تحقیق سعی بر این است که از ضرایب پیشنهادی آیین­ نامه­ لرزه­ای اجتناب شود. درنتیجه بارهای بدست آمده جهت تحلیل و طراحی، بسیار قابل اطمینان خواهند بود. همچنین با برنامه نویسی مبتنی بر FEM و انجام تحلیلهای استاتیکی، P-Delta و دینامیکی طیف پاسخ، نیازی به نرم افزارهای تجاری آماده وجود نخواهد داشت.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۳-۳-مراحل کار و جزئیات آنها
محاسبه پاسخ طیف الاستیک زلزله دلخواه، نخستین گام، جهت انجام تحقیق مورد نظر می­باشد. در طراحی سازه­های مقاوم در برابر زلزله، یک مهندس نیاز به خصوصیات دقیق­تری نسبت به خصوصیات تامین شده توسط شدت اصلاح شده مرکالی[۵۰]، در مورد زمین­لرزه دارد. برای رسیدن به این هدف، پاسخ یک نوسانگر ساده مانند SDOF[51] نشان داده شده در شکل ۳-۱ بسیار مهم می­باشد.
شکل ۳-۱- سیستم SDOF دینامیکی ساده
پاسخ جا به ­جایی نسبی این قاب برای یک مولفه مشخص از شتاب زمین به کمک انتگرال دوهامل[۵۲] برحسب حوزه زمان بدست می ­آید:

مقدار حداکثر بدست آمده از رابطه (۳-۱) بصورت زیر بیان می­ شود:

با ترسیم جا به ­جایی حداکثر در برابر زمان تناوب و میرایی دلخواه، طیف جا به ­جایی (Sd) حاصل می­ شود. بر اساس این طیف می­توان به طیف شبه سرعت (Spv) و طیف شبه شتاب (Spa) دست یافت ]۸۹[.

تابعی در محیط MATLAB جهت محاسبه پاسخ طیف طراحی الاستیک زلزله دلخواه نوشته شده است. در تابع نوشته شده، انتگرال دوهامل با بهره گرفتن از روش عددی خطی نیومارک[۵۳] ارائه شده در شکل ۳-۲ حل شده است و مراحل محاسبه طیف پاسخ الاستک اعمال شده ­اند. مراحل انجام روش عددی خطی نیومارک در ادامه آمده است.

شکل ۳-۲- روش عددی خطی نیومارک ]۹۰[
برای مثال، طیف پاسخ شبه شتاب مولفه افقی زلزله طبس برای میرایی ۵% ، بدین صورت می­باشد:
شکل ۳-۳- شتابنگاشت مؤلفه افقی زلزله طبس
شکل ۳-۴- طیف پاسخ شبه شتاب مؤلفه افقی زلزله طبس
در اینجا جهت تصدیق تابع نوشته شده از نرم افزار SeismoSignal V4.3.0 استفاده شده است:
شکل ۳-۵- صحت سنجی طیف پاسخ الاستیک
بنابراین برنامه نوشته شده کاملا صحیح می­باشد.
در گام دوم، برای کاهش تعداد متغیر­های طراحی مجهول، می­توان:
الف) خصوصیات مقطع مانند ممان اینرسی و اساس مقطع (مثلا y) برحسب سطح مقطع x، بصورت بیان کرد. و ضرایبی هستند که با بهره گرفتن از رویکرد خطای حداقل مربعات[۵۴]، بطوریکه خطایE با توجه به و کمینه شود محاسبه می­شوند :

با بهره گرفتن از دو شرط موجود در رابطه (۳-۴) ، می­توان مقادیر و را برای هر نوع مقطعی محاسبه نمود. باید دقت شود که هنگام استفاده از این روش، نباید از تمام مقاطع موجود از یک پروفیل (مثلا W) یا مقاطع گوناگون از پروفیل­های مختلف (مثلا W و HSS با هم) استفاده نمود، زیرا ممان اینرسی و اساس مقطع، همیشه توابعی افزایشی از سطح مقطع نمی­باشند.
ب) استفاده از روش درونیابی، که در این تحقیق از روش درون­یابی اسپلاین فضایی[۵۵] استفاده شده است ]۹۱[.
جهت مقایسه دو روش گفته شده، از پروفیل­های IPB جدول اشتال با مشخصات زیر استفاده می­ شود:
جدول ۳-۱- مشخصات برخی از پروفیل­های IPB جدول اشتال

IPB

A

Ix

Sx

Iy

cm2

cm4

cm3

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...