روش المانهای کاربردی اصلاح شده مبتنی بر مفهوم انرژی جهت تحلیل سازه ها در محدوده تغییر شکلهای کوچک

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی دانشکده مهندسی عمران

2 دانشجوی دکتری

چکیده

در این مقاله فرمولبندی روش المانهای کاربردی اصلاح شده جهت تحلیل خطی سازه ها در محدوده تغییر شکلهای کوچک بیان می شود. همانند روش المان کاربردی، سازه بصورت مجموعه ای از المان های صلب در نظر گرفته می شود، با این تفاوت که هر دو المان از سازه به وسیله تنها یک فنر که دارای سختی محوری، برشی و چرخشی است به یکدیگر متصل می شوند. تغییرشکلها در سازه بکمک اصل حداقل انرژی پتانسیل کل محاسبه می شوند. نتایج نشان میدهد تحلیل یک تیر کنسولی با روش پیشنهادی، حتی با مدلی که شامل حداقل تعداد المان است، خطای محاسباتی کمتر از ۲ درصد دارد. در حالی که حل همین مسئله به کمک روش المانهای کاربردی با همین ابعاد المان، بیش از ۳۱ درصد خطای محاسباتی دارد. همچنین زمان محاسباتی روش پیشنهادی، کمتر از ۴۰ درصد زمان محاسباتی در روش المانهای کاربردی با ۱۰ سری فنر اتصال می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Modified application of modified elemental elements, based on the concept of energy, for analyzing structures, in the range of small deformations

نویسندگان [English]

  • HamidReza Tavakoli 1
  • Mohammadreza Shokri 2
1 Associate Professor
2 Ph.D. Student
چکیده [English]

In this paper plastic hinges generation in elements, story drift and performance level of frames for various location of column removal and lateral force resisting systems are investigated. The obtained results provide better insight into the influence of lateral force resisting system on dynamic response and seismic safety of special steel frames under progressive collapse. The obtained results provide better insight into the influence of lateral force resisting system on dynamic response and seismic safety of special steel frames under progressive collapse. In this paper, applied element method for linear analysis of structures based on energy concept has been developed and introduced as modified applied element method. This method considers the structure as a set of rigid elements. Both elements of the structure are connected by a spring that contains normal, shear and rotation stiffness. Springs stiffness can be calculate according to the properties of the materials. Considering principle of minimum total energy potential for the structure, deformation in the structure are calculated. This method, with a very good accuracy and low analytical time, estimates the linear behavior of the structure in the range of small deformations. In this paper, first, the formulation of the modified applied elements method for the analysis of the behavior of linear structures in the small range of deformation is expressed, then, compare the accuracy and speed of this method with applied element method and theoretical values. The results show that in analyzing a cantilever beam with the proposed method, even with a model that includes the minimum number of elements, the error rate is less than 2 percent. However, solving this problem by applied element method with the same dimensions of element, has more than 31% of the error rate. The calculation time of the proposed method is less than 40% of the calculation time in the applied element method with 10 series of connection springs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Applied element method
  • Principle of Minimum Total Energy Potential
  • Small Deformations
  • Linear Analysis