Skip to main content
SUPERVISOR
Bijan Boroomand,Bashir Movahedianattar
بیژن برومندقهنویه (استاد راهنما) بشیر موحدیان عطار (استاد راهنما)
 
STUDENT
MOSTAFA SADEGHI GOOGHARI
مصطفی صادقی گوغری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Investigating the response of multi-story structures under base excitation using Time-weighted residual method
Investigating the response of multi-story structures under base excitation using Time-weighted residual method Mostafa Sadeghi Googhari ( mostafa.sadeghi96@cv.iut.ac.ir ) Date of Submission: September 15, 2020 Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran Degree: M.Sc Language: Farsi Supervisor’s: Dr. Bijan Boroomand ( boromand@cc.iut.ac.ir ) Dr. Bashir Movahedian ( b.movahedian@cc.iut.ac.ir ) In this study, a new solution method based on the use of exponential functions is used to solve basic excitation problems in structures consisting of one-dimensional members. This method is called the step-by-step time-weighted residual method. The basis of this method is the use of pre-integration method in solving equilibrium equations. In this method, the problem solving time is divided into several subsets and the response of the acceleration field in each time interval is considered as a combination of an unknown function in terms of spatial variable and a series consisting of valid exponential base functions in a strong form of equation with constant coefficients. In the mentioned method, the initial conditions are satisfied accurately and the equilibrium equations are satisfied using the time-weighted residual method. Also, by satisfying the boundary conditions at both ends of each element and at the end of each time step, fixed coefficients are determined. In the time-weighted residual method, at each time step the information is stored on the coefficients of the exponential functions and only at the end of each step, these coefficients are corrected using a suitable recursive relation. In this research, using the mentioned method, the problems of base excitation in rods, bending structures, multi-storey frames and tall structures are solved. In this study, various types of base excitation are expressed and the formulation of the time weighted residual method for the application of each of them is developed. Then, this method has been used to analyze the time history of structures under various base excitation, including changes in earthquake acceleration, and the efficiency of this method in terms of accuracy and cost reduction of calculations compared to the finite element method that is the basis of most commercial software. Also in the final part of this study,various structural modeling methods including discrete modeling and continuous modeling and equivalence relations between these models are presented. Using these modeling methods, the behavior of tall structures under basic excitations has been investigated and the cost of calculations and errors of various models have been estimated. To reduce continuous modeling errors, a correction factor for the stiffness of the continuous model has been used. This coefficient has been obtained by fitting the response curves. Key words: Time-weighted residual method, Scalar wave propagation, Exponential basis function, Basic excitation, Discrete Model, Continuous modeling.
در این پایان‌نامه، از یک روش حل جدید بر مبنای استفاده از توابع پایه نمایی برای حل مسائل تحریک پایه در سازه‌های متشکل از اعضای یک بعدی استفاده شده است. این روش تحت عنوان روش گام به گام باقی‌مانده وزنی زمانی نامیده می‌شود. مبنای این روش به کار گیری روابط پیش انتگرال گیری در حل معادلات تعادل است. در این روش زمان حل مسأله به چندین زیر بازه افراز گردیده و پاسخ میدان شتاب در هر زیر بازه زمانی، به صورت ترکیب یک تابع مجهول بر حسب متغیر مکانی و سری متشکل از توابع پایه نمایی صدق کننده در فرم قوی معادله با ضرایب ثابت در نظر گرفته می‌شود. در روش مذکور شرایط اولیه به صورت دقیق و معادلات تعادل با استفاده از روش باقی‌مانده وزنی زمانی ارضاء می‌شوند. همچنین با ارضاء شرایط مرزی در دو انتهای هر المان و در انتهای هر گام زمانی ضرایب ثابت تعیین می‌شوند. در روش گام به گام باقی‌مانده وزنی زمانی، در هر گام زمانی اطلاعات بر روی ضرایب توابع پایه نمایی ذخیره شده و فقط در انتهای هر گام، با استفاده از یک رابطه بازگشتی مناسب این ضرایب اصلاح می‌شوند. این امر منجر می‌شود که پیشروی حل در زمان نیاز به انتخاب نقاط درون دامنه نداشته باشد، همچنین موجب کاهش هزینه محاسبات می‌گردد. در این پژوهش با استفاده از روش مذکور به حل مسائل تحریک پایه در میله، سازه‌های خمشی، قاب‌های چند طبقه و سازه‌های بلند پرداخته می‌شود. در این پایان‌نامه انواع تحریک‌های تکیه‌گاهی بیان و فرمول‌بندی روش باقی‌مانده وزنی زمانی برای اعمال هر یک از آن‌ها بسط داده می‌شود. در ادامه از این روش جهت آنالیز تاریخچه زمانی سازه‌ها تحت تحریک‌های تکیه‌گاهی مختلف از جمله تغییرات شتاب زلزله استفاده شده است و میزان کارایی این روش از نظر دقت و کاهش هزینه محاسبات نسبت به روش المان محدود که مبنای اکثر نرم افزارهای تجاری است مقایسه گردیده است. همچنین در بخش پایانی این پایان‌نامه، انواع روش‌های مدل‌سازی سازه‌ها شامل مدل‌سازی گسسته و مدل‌سازی پیوسته و روابط معادل‌سازی بین این مدل‌ها ارائه شده است. با استفاده از این روش‌های مدل‌سازی رفتار سازه‌های بلند تحت تحریک‌های پایه بررسی و هزینه محاسبات و خطای مدل‌های گوناگون برآورد گردیده است. جهت کاهش خطاهای مدل‌سازی پیوسته از یک ضریب اصلاحی برای سختی مدل پیوسته استفاده شده است. این ضریب به کمک برازش منحنی‌های پاسخ به دست آمده است. کلمات کلیدی روش گام به گام باقی‌مانده وزنی زمانی، انتشار موج اسکالر، توابع پایه نمایی، تحریک پایه، مدل گسسته، مدل‌سازی پیوسته

ارتقاء امنیت وب با وف بومی