پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله

پایان نامه کارشناسی ارشد

مهندسی عمران – مهندسی زلزله

موضوع

شناسایی ماتریس­های مشخصه سیستم با استفاده از حل معکوس معادلات حرکت در حوزه فرکانس در سازه ها با   نامنظمی در توزیع جرم، سختی و میرایی در ارتفاع

استاد راهنما : پروفسور محسن غفوری آشتیانی

استاد مشاور: دکتر مجید قاسمی

1392

چکیده

هدف این مطالعه، بررسی کارامدی روش شناسایی مستقیم ماتریس­های مشخصه سیستم­ها (ماتریس­های جرم، سختی و میرایی) با استفاده از حل معکوس معادلات حرکت در حوزه فرکانس در سازه­های منظم و نامنظم دو و سه بعدی است. این روش شناسایی توسط آشتیانی و قاسمی ارائه شده و در مورد قاب­های دو بعدی مورد برررسی قرار گرفته است. این روش شناسایی  بر پایه حل معکوس معادلات حرکت در حوزه فرکانس است و با اعمال تحریک اجباری به درجات آزادی محدودی از سازه و اندازه­گیری پاسخ­های سازه در تمام یا بخشی از درجات آزادی در نظر گرفته شده، فرایند شناسایی مستقیم انجام می­گیرد. در حالت عدم نوفه، این روش قادر به شناسایی دقیق تمامی خصوصیات سازه است و نتایج به پارامتر میرایی وابستگی ندارند. در حالت وجود نوفه در پاسخ­ها و نیروی ورودی، با تعریف پارامتر نیروی ماندگار و با استفاده از روش بهینه سازی حداقل مربعات و کمینه نمودن تابع هدف (مجموع مربعات نیروی ماندگار معادلات حرکت در همه­ی نقاط فرکانسی منتخب)، بهینه­ترین مقادیر برای ماتریس­های مشخصه تعیین می­شود ]1[.

برای این هدف سازه­های دو و سه بعدی غیر برشی مدل­سازی و با متمرکز کردن جرم طبقات در تراز سقف و فرض صلب بودن سقف­ها، درجات آزادی در تراز سقف طبقات محدود شده و با در نظرگیری درجات آزادی در محل مرکز جرم طبقات، ماتریس جرم به صورت ماتریس قطری در نظر گرفته شده است. ماتریس سختی و میرایی با استفاده از مفهوم نرمی محاسبه شده­اند، بگونه­ای که از جایگزینی ماتریس سختی سازه ثانویه­ای با هندسه مشابه و مقاطع متفاوت نسبت به سازه مورد نظر، ماتریس میرایی نامتناسب ویسکوز تشکیل شده است. نامنظمی­های در نظر گرفته شده در حالت 2 بعدی و افزایش درجات آزادی موجب افزایش خطای پارامترهای شناسایی شده است. این در حالی است که روش مورد نظر به نامنظمی پیچشی حساسیت نشان نداده است

افزایش میزان میرایی دقت نتایج شناسایی ماتریس­های مشخصه را کاهش داده و ماتریس میرایی بیشترین حساسیت را به افزایش میرایی از خود بروز داده است. با تغییر محل بارگذاری از طبقه اول، دقت شناسایی درایه­های ماتریس­های مشخصه متعلق به طبقات پایین­تر از طبقه بارگذاری در حالت استفاده از شبه پاسخ­های فرکانسی سرعت و جابجایی کاهش یافته است. همچنین درایه­های پیچشی ماتریس­های مشخصه سازه­های سه بعدی با خطای بیشتری نسبت به سایر درایه­ها شناسایی شده­اند.

حالت استفاده از شبه پاسخ­های فرکانسی سرعت و جابجایی، با افزایش خطا در تخمین پاسخ­های سرعت و جابجایی در فرکانس­های خارج از فرکانس بارگذاری و همچنین فرکانس­های کمتر از یک هرتز مواجه بوده است. در سازه­هایی که فرکانس­های مودی آن خارج از فرکانس بارگذاری و یا محدوده فرکانسی مورد استفاده جهت بهینه یابی قرار داشته است، افزایش خطا در شناسایی فرکانس­های مودی مورد نظر ایجاد شده است. همچنین شکل­های مودی به افزایش میزان میرایی حساسیت نشان داده­اند. در سازه­های سه بعدی نیز خطای شناسایی مؤلفه­های انتقالی شکل­های مودی با افزایش نسبت میرایی، افزایش داشته است.

براي دانلود متن کامل پايان نامه کليک کنيد

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 609