تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,487,462 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,214,312 |
ارائه فرمولبندی جدید برای تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی ارتعاشات سازههای تحت بارگذاری زلزله | ||
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز | ||
مقاله 3، دوره 54.1، شماره 114، خرداد 1403، صفحه 22-35 اصل مقاله (1006.87 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/ceej.2023.54564.2209 | ||
نویسندگان | ||
محمدرضا حنفی؛ مهدی بابایی قلعه جوق* ؛ پیمان نرج آبادی فام | ||
گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بناب | ||
چکیده | ||
یک روش عددی سریع و کارآمد تحت عنوان روش نیوتن- کاتس- تتای چهار نقطهای (Newton-Cotes-4P-θ Method)، برای تحلیل تاریخچه زمانی سیستمهای سازهای یک درجه آزادی (SDOF) تحت اثر زلزله ارائه شده است. این روش از فرمول عددی نیوتن- کاتس- تتای چهار نقطهای برای حل معادله حرکت استفاده کرده و سیستمهای خطی و غیرخطی را نیز پوشش میدهد. در این روش هرگونه بارگذاری از نوع نیروهای خارجی وابسته به زمان و یا تحریک لرزهای، قابل اعمال به سیستم دینامیکی بوده و تحلیل آن امکانپذیر است. مزیت مهم فرمولبندی جدید سهولت اجرا، سادگی محاسبات و دقت بالای آن در مقایسه با سایر روشهای مشابه خود مانند انتگرال دوهامل و روشهای نیومارک- بتا (Newmark-) و ویلسون- تتا (Wilson-) میباشد. متعاقباً سطح دقت روش ارائهشده در حد روشهای شبه تحلیلی انتگرال دوهامل بوده و سرعت پردازش آن نیز، مشابه روشهای انتگرالگیری گامبهگام نیومارک- بتا و ویلسون- تتا میباشد. قابل ذکر است که فرمولبندی جدید ارائهشده برخلاف روش نیومارک- بتا غیرخطی، نیاز به اجرای یکروند مستقل مانند تکرار نیوتن، برای لحاظ اثرات غیرخطی ندارد؛ بلکه تکرار یک سری محاسبات ساده منجربه همگرایی رفتار غیرخطی خواهد شد. علاوهبرآن، روش حاضر در هنگام تحلیل سیستمهای دارای دوره تناوب کمتر از 0.15 ثانیه و نسبت میرایی کمتر از 0.02، عملکرد بهتری دارد و دارای پایداری مؤثر، سرعت همگرایی بالا و دقت کافی جهت تحلیل سیستمهای دینامیکی بوده و بهسادگی قابلیت اجرا دارد. نتایج عددی، مؤثربودن روش جدید را در مقایسه با انتگرال دوهامل و روشهای نیومارک- بتا و ویلسون- تتا نشان میدهد. | ||
کلیدواژهها | ||
پاسخ لرزهای؛ تحلیل غیرخطی؛ سیستم یک درجه آزادی؛ تحلیل تاریخچه زمانی؛ روش نیوتن- کاتس- تتای چهار نقطهای | ||
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
مراجع | ||
Al-Subari L, Hanafi M, Ekinci A, “Effect of geosynthetic reinforcement on the bearing capacity of strip footing on sandy soil”, SN Applied Sciences, 2020, 2 (9), 1484. https://doi.org/10.1007/s42452-020-03261-5 Babaei M, Jalilkhani M, Ghasemi SH, Mollaei S, “New methods for dynamic analysis of structural systems under earthquake loads”, Journal of Rehabilitation in Civil Engineering, 2022, 10 (3), 81-99. https://doi.org/10.22075/jrce.2021.23323.1506 Babaei M, Jalilkhani M, Mollaei S, “A numerical method for estimating the dynamic response of structures”, Journal of Civil and Environmental Engineering, 2021, 29 (1), 1-19. https://doi.org/10.22034/jcee.2021.41770.1963 Babaei M, Hanafi MR, “A novel method for nonlinear time-history analysis of structural systems: improved newton-cotes-hermite-5p method”, Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, 2022. https://doi.org/10.1007/s40996-024-01345-5 Babaei M, Alidoost M R & Hanafi M R, "A Novel Numerical Method for Nonlinear Time History Analysis of MDOF Structures: Newton-Cotes-Hermite-4Point", Journal of Structural and Construction Engineering, 2023, 1 (1), 1-20. https://doi.org/10.22065/jsce.2023.400538.3134 Bathe K-J, “Finite element procedures Prentice-Hall”, New Jersey, 1996, 1037, 1. Bathe K, Finite Element Procedures, Watertown, MA: KJ Bathe, Beijing, China: Higher Education Press, 2016. Chang SY, “Studies of newmark method for solving nonlinear systems:(ii) verification and guideline”, Journal of the Chinese institute of engineers, 2004, 27 (5), 663-675. http://doi.org/10.1080/02533839.2004.9670914 Chopra AK, “Dynamics of structures: theory and applications to earthquake engineering”, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 2012, 134-143. Chopra AK, Goel RK, Chintanapakdee C, “Statistics of single-degree-of-freedom estimate of displacement for pushover analysis of buildings”, Journal of Structural Engineering, 2003, 129 (4), 459. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2003)129:4(459) Clough R, Penzien J, “Dynamics of structures, 3rd Ed”, McGraw-Hill, US, 1975, 186-190. Ekinci A, Hanafi M, Aydin E, “Strength, stiffness, and microstructure of wood-ash stabilized marine clay”, Minerals, 2020, 10 (9), 796. https://doi.org/10.3390/min10090796 Ekinci A, Hanafi M, Ferreira PMV, “Influence of initial void ratio on critical state behaviour of poorly graded fine sands”, Indian Geotechnical Journal, 2020, 50 (5), 689-699. https://doi.org/10.1007/s40098-020-00416-4 Fahmi A, Zavaragh SR, Hanafi MR, Rahimpour H, Zinatloo-Ajabshir S, Asghari A, “Facile preparation, characterization, and investigation of mechanical strength of Starchy NaCl-binder as a lightweight construction material”, Scientific Reports, 2022, 13 (1), 19042. https://doi.org/10.1038/s41598-023-46536-8 Ebeling RM, Green RA, French SE, “Technical report ITL-97-7: accuracy of response of single-degree-of-freedom systems to ground motion”, Prepared by Army Engineer Waterways Experiment Station Vicksburg Ms Information …, Washington, D.C, 1997. https://www.researchgate.net/publication/272682432_Accuracy_of_Response_of_Single-Degree-of-Freedom_Systems_to_Ground_Motion Evtushenko YG, Stoer J, “Numerical optimization techniques”, Springer, US, 1985, 436-437. Fombrun CJ, “Structural dynamics within and between organizations”, Administrative Science Quarterly, 1986, 31 (3), 403-421. https://doi.org/10.2307/2392830 Ge X, Gong J, Zhao C, Azim I, Yang X, Li C, “Structural dynamic responses of building structures with non-viscous dampers under Kanai-Tajimi spectrum excitation”, Journal of Sound and Vibration, 2022, 517, 116556. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2021.116556 Hanafi M, Abki A, Ekinci A, Baldovino JDJA, “Mechanical properties of alluvium clay treated with cement and carbon fiber: relationships among strength, stiffness, and durability”, International Journal of Pavement Engineering, 2022, 24 (1), 2094928. https://doi.org/10.1080/10298436.2022.2094928. Hanafi M, Aydin E, Ekinci A, “Engineering properties of basalt fiber-reinforced bottom ash cement paste composites”, Materials, 2020, 13 (8), 1952. https://doi.org/10.3390/ma13081952 Hanafi M, Ekinci A, Aydin E, “Triple-Binder-Stabilized marine deposit clay for better sustainability", Sustainability, 2020, 12 (11), 4633. https://doi.org/10.3390/su12114633 Hanafi M, Ekinci A, Aydin E, “Engineering and microstructural properties of alluvium clay stabilized with portland cement and coal bottom ash for sustainable future”, KSCE Journal of Civil Engineering, 2022, 26 (12), 5049-5066. https://doi.org/10.1007/s12205-022-2388-z Izadifard RA, Mollaei S, Omran MEN, “Preparing pressure-impulse diagrams for reinforced concrete columns with constant axial load using single degree of freedom approach”, International Journal of Advancements o ISSN: 0976-4860 Research Article Research Article e i in Technology, 2016, 7 (173), 2-6. https://doi.org/10.4172/0976-4860.1000173 Kazakov KS, “Dynamic response of a single degree of freedom (SDOF) system in some special load cases, based on the Duhamel integral”, International Conference on Engineering Optimization (EngOpt 2008), Rio de Janeiro, Brazil, 1-5 June 2008. Kurt N, Cevik M, “Polynomial solution of the single degree of freedom system by Taylor matrix method”, Mechanics Research Communications, 2008, 35 (8), 530-536. https://doi.org/10.1016/j.mechrescom.2008.05.001 Li P, Wu B, “An iteration approach to nonlinear oscillations of conservative single-degree-of-freedom systems”, Acta Mechanica, 2004, 170 (1), 69-75. https://doi.org/10.1007/s00707-004-0112-3 Mollaei S, Fahmi A, Jahani D, Babaei Golsefidi Z, Babaei R, Hanafi MR, “A predictive model for the strength of a novel geopolymer construction material produced by autoclaved aerated concrete waste”, International Journal of Sustainable Construction Engineering and Technology, 2022, 14 (1), 148-167. https://doi.org/10.30880/ijscet.2023.14.01.015 Malakiyeh MM, Shojaee S, Bathe K-J, “The bathe time integration method revisited for prescribing desired numerical dissipation", Computers and Structures, 2019, 212, 289-298. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2018.10.008 Meirovitch L, “Elements of vibration analysis((Book))”, New York, McGraw-Hill Book Co., 1986, 574, 1986. Nguyen QH, Hanafi M, Merkl J-P, d'Espinose de Lacaillerie J-B, “Evolution of the microstructure of unconsolidated geopolymers by thermoporometry”, Journal of the American Ceramic Society, 2021, 104 (3), 1581-1591. https://doi.org/10.1111/jace.17543 Newmark N, “A method of computation for structural dynamics”, Journal of the Engineering Mechanics Division, 1959, 85 (3), 67-94. Noh G, Bathe K-J, “The Bathe time integration method with controllable spectral radius: The ρ∞-Bathe method”, Computers and Structures, 2019, 212, 299-310. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2018.11.001 Paz M, Leigh W, “Structural dynamics: theory and computation”, Springer, US, 1997, 220-264. Paz M, Leigh W, “Damped single degree-of-freedom system”, Structural dynamics: theory and computation, 2004, 1, 31-48. Veletsos A, Newmark N, Chelapati C, “Deformation spectra for elastic and elastoplastic systems subjected to ground shock and earthquake motions”, Proceedings of the 3rd World Conference On Earthquake Engineering, Wellington, New Zealand, 10 January 1965. Wen W, Wei K, Lei H, Duan S, Fang D, “A novel sub-step composite implicit time integration scheme for structural dynamics”, Computers and Structures, 2017, 182, 176-186. https://doi.org/10.1016/j.compstruc.2016.11.018 Wu J-S, “Analytical and numerical methods for vibration analyses”, John Wiley and Sons, US, 2013, 350-356. Zhang J, Liu D, Liu Y, “Degenerated shell element with composite implicit time integration scheme for geometric nonlinear analysis”, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 2016, 105 (7), 483-513. https://doi.org/10.1002/nme.4975 Zhang J, Liu Y, Liu D, “Accuracy of a composite implicit time integration scheme for structural dynamics”, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 2017, 109 (3), 368-406. https://doi.org/10.1002/nme.5291 | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 396 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 161 |