پایان نامه بررسي بردارهاي ريتز وابسته به بار و روش MPA پژوهش کامل در حوزه مهندسی عمران - زلزله میباشد و در 2 فصل تنظیم شده است. در این پایان نامه، جنبه‌هاي عملي كاربرد كامپيوتري بردارهاي ريتز وابسته به بار، خصوصيات همگرايي و بسط آن به حالتهاي عمومي تر بارگذاري و استراتژي‌هاي توسعه براي تحليل ديناميكي سيستمهاي غير خطي ارائه شده است.شما میتوانید فهرست مطالب پروژه را در ادامه مشاهده نمایید.

پایان نامه بصورت فایل قابل ویرایش ورد(WORD) در 147 صفحه برای رشته کامپیوتر و IT در پایین همین صفحه قابل دانلود میباشد. شایسته یادآوری است که پروژه از ابتدا تا پایان ویرایش وتنظیم , سکشن بندی (section) ، نوشتن پاورقی (Footnote) و فهرست گذاری اتوماتیک کامل شده وآماده تحویل یا کپی برداری از مطالب مفید آن است.

استفاده از بردارهاي ويژه، براي كاهش اندازة سيستمهاي سازه‌اي يا ارائه رفتار سازه به وسيلة تعداد كمي از مختصات هاي عمومي (تعميم يافته) – در فرمول بندي سنتي – احتياج به حل بسيار گرانقيمت مقدار ويژه دارد.

يك روش جديد از تحليل ديناميكي كه نياز به برآورد دقيق فركانس ارتعاش آزاد و اشكال مدي ندارد توسط ويلسون Wilson يوان (Yuan) و ديكنز (Dickens)(1.17) ارائه شده است.

روش كاهش، بردارهاي ريتز وابسته به بار (WYD Ritz vectors) كه D, Y, W (حروف اختصاري نويسندگان) بر مبناي بر هم نهي مستقيم بردارهاي ريتز حاصل از توزيع مكاني و بارهاي مشخص ديناميكي مي‌باشد. اين بردارها در كسري از زمان لازم براي محاسبة اشكال دقيق مدي، توسط يك الگوريتم بازگشتي ساده بدست مي‌آيند. ارزيابي‌هاي اوليه و كاربرد الگوريتم در تحليل تاريخچه زماني زلزله نشان داده است كه استفاده از بردارهاي ريتز وابسته به بار منجر به نتايج قابل مقايسه يا حتي بهتري نسبت به حل دقيق مقدار ويژه شده است.

در اينجا هدف ما تحقيق در جنبه‌هاي عملي كاربرد كامپيوتري بردارهاي ريتز وابسته به بار، خصوصيات همگرايي و بسط آن به حالتهاي عمومي تر بارگذاري مي‌باشد. به علاوه، استراتژي‌هاي توسعه براي تحليل ديناميكي سيستمهاي غير خطي ارائه خواهد شد. نيز راهنمايي‌هايي براي توسعه الگوريتمهايي براي ايجاد بردارهاي ريتز تهيه شده است.

فهرست مطالب

فصل اول  تحليل ديناميكي با استفاده از بردارهاي ريتز وابسته به بار

بخش اول  تحليل ديناميكي

1-1- مقدمه. 2

1-2- اصول اوليه تحليل ديناميكي.. 4

1-3- تعادل ديناميكي.. 4

1-4- روش حل گام به گام. 5

1-5- روش برهم نهي مودي.. 6

1-6- تحليل طيف پاسخ.. 6

1-7- حل در حوزة فركانس.... 6

1-8- حل معادلات خطي.. 7

بخش دوم  محاسبة بردارهاي متعامد بر جرم و سختي

2-1- مقدمه. 8

2-2- روش جستجوي د ترميناني (Determinant search method)8

2-3- كنترل ترتيب استورم. 9

2-4- متعامدسازي گرام ـ اشميت... 10

2-5- تكرار زيرفضاي بلوكي.. 10

2-6- حل سيستمهاي منفرد. 11

2-7- ايجاد بردارهاي ريتز وابسته به بار11

بخش سوم  كليات روش LDR

3-1- روش جداسازي دو مرحله اي در تحليل سازه‌ها 13

3-1-1- جداسازي مسائل خطي ديناميكي به وسيلة برهم نهي مستقيم برداري.. 13

3-2- استفاده از بردارهاي ريتز در ديناميك سازه‌ها14

3-2-1- روش ريلي براي سيستمهاي تك درجة‌ آزادي.. 14

3-2-2- تحليل ريلي- ريتز براي سيستمهاي چند درجة‌ آزادي.. 15

3-3- توليد خودكار WYD Ritz vectors براي تحليل ديناميكي.. 17

3-4- تاثير فرمول بندي اجزاي محدود بر ايجاد بردارهاي ريتز وابسته به بار19

3-4-1- ماتريس جرم. 20

3-4-2- بردار بارگذاري.. 21

بخش چهارم  ارتباط بين الگوريتم بردارهاي ريتز وابسته به بار و روش Lanczos

4-1- روش Lanczos23

4-1-1- محتواي طيفي بردار آغازين.. 25

4-1-2- تعداد بردارهاي توليد شده با استفاده از اين روش.... 25

4-1-3- بازة مقادير ويژة مساله ويژه25

4-2- خواص اساسي بردارهاي ريتز وابسته به بار25

4-3- نكاتي در مورد تعامد بردارهاي پاية ريتز وابسته به بار26

4-4- تحليل سيستمهاي با ميرايي.. 26

4-4-1- روند حل براي ميرايي متناسب (با ماتريس سختي)27

4-4-2- روند حل براي ميرايي غير متناسب... 29

4-5- فلسفة اساسي فراسوي بردارهاي ريتز وابسته به بار30

بخش پنجم  توسعة تخمين خطا براي روش كاهش بردارهاي ريتز وابسته به بار

5-1- تخمين‌هاي خطاي مكاني براي ارائه بارگذاري.. 32

5-2- ارائة بارگذاري به وسيلة پايه بردارهاي ريتز وابسته به بار32

5-3- تخمين‌هاي خطا با استفاده از مجموع بارهاي ارائه شده35

5-4- تخمين خطا بر اساس معيار اقليدسي بردار خطاي نيرو37

5-5- روشهاي جمع‌بندي براي آناليز برهم نهي مستقيم بردار39

5-5-1- روش تصحيح استاتيكي.. 40

5-5-2- روش شتاب مدي.. 40

5-5-3- مقايسة روشهاي تصحيح استاتيكي، شتاب مودي و بردارهاي ريتز وابسته به بار41

5-6- رابطه ميان بردارهاي ريتز WYD و حل مقدار ويژة دقيق.. 42

بخش ششم  الگوريتمي جديد براي ايجاد بردارهاي ريتز

6-1- استقلال خطي بردارهاي ريتز وابسته به بار45

6-1-1- روش Lanczos و از دست دادن تعامد. 45

6-1-2- بردارهاي ريتز وابسته به بار و مساله از دست دادن تعامد. 46

6-1-3- باز متعامد سازي انتخابي.. 46

6-1-4- كاربرد كامپيوتري متعامدسازي انتخابي.. 48

6-2- تنوع محاسباتي الگوريتم بردارهاي ريتز وابسته به بار48

6-2-1- بردارهاي ريتز LWYD (وابسته به بار اصلاح شده)48

6-2-2- كاربرد كامپيوتري با استفاده از فرم كاهش يافته سه قطري.. 51

6-3- كاربرد عددي روي سيستمهاي سادة سازه اي.. 51

6-3-1- برنامة كامپيوتري CALSAP. 51

6-3-2- توضيح مدل رياضي براي كاربرد عددي.. 53

6-3-3- ارزيابي گونه‌هاي محاسباتي الگوريتم بردارهاي ريتز وابسته به بار53

بخش هفتم  تحليل ديناميكي غيرخطي با برهم نهي مستقيم بردارهاي ريتز

7-1- منبع و حد رفتار غيرخطي.. 61

7-2- تكنيك هاي راه حل براي تحليل ديناميكي غيرخطي.. 62

7-3- روشهاي انتگرال گيري مستقيم.. 63

7-4- روشهاي برهم نهي بردار64

7-5- گزينش بردارهاي انتقال براي روشهاي برهم نهي.. 65

7-6- خط مشي هاي حل سيستم هاي غيرخطي كلي.. 66

7-7- خط مشي حل سيستمهاي غيرخطي محلي.. 67

بخش هشتم  توصيف فيزيكي الگوريتم بردارهاي ريتز وابسته به بار و ارايه چند مثال عددي

8-1- مقايسه حل با استفاده از بردارهاي ويژه و بردارهاي ريتز. 69

بخش نهم  تحليل ديناميكي با استفاده از بردارهاي ريتز

9-1- معادله حركت كاهش يافته. 76

نتيجه. 79

ملاحظات نهائي.. 81

مراجع.. 82

فصل دوم  آناليز استاتيكي فزاينده غيرخطي مودال (MPA)

بخش اول  آناليز استاتيكي فزاينده غيرخطي (POA)

1-1- مقدمه. 85

1-2- پيدايش روش غير خطي استاتيكي.. 86

1-3- فرضيات اساسي.. 87

1-3-1- كنترل بر اساس نيرو يا تغييرمكان Displacment Control Force vs.87

1-3-2- الگوهاي بارگذاري Pattern Shape Load. 87

I) الگوي مدي.. 88

II) الگوي دوم (يكي از دو صورت زير استفاده شود)89

انواع توزيع بار پيشنهادي:89

توضيح الگوي D:89

1-3-3- تبديل سازه چنددرجه آزاديMDOF به سازه يك درجه آزادي معادلSDOF. 90

1-3-4- تغيير مكان هدف... 93

1-3-5- حداكثر شتاب زمين.. 97

1-4- روش آناليز استاتيكي غيرخطي.. 97

1-5- روش گام به گام در محاسبه منحني ظرفيت با استفاده از آناليز فزاينده استاتيكي غيرخطي.. 97

1-5-1- روش گام به گام محاسبه منحني ظرفيت... 98

1-6- محدوديتهاي POA.. 101

بخش دوم  روش MPA

2-1- معادلات حركت... 104

معادله حركت... 104

2-2- معرفي سيستمهاي مورد بررسي.. 105

2-3- حركت زمين انتخاب شده106

2-4- روند تقريبي تحليل.. 107

2-4-1- بسط مدي نيروهاي موثر. 107

2-4-2- ايده اساسي.. 108

2-5- روش UMRHA.. 108

2-5-1- سيستمهاي خطي.. 108

2-5-2- سيستمهاي غيرالاستيك.... 109

2-6- آناليز استاتيكي فزاينده غيرخطي مودال.. 119

2-6-1- سيستمهاي الاستيك.... 119

2-6-2- سيستمهاي غيرخطي.. 120

2-7- خلاصه MPA.. 124

2-8- برآورد روش.... 125

2-8-1- روند فعلي.. 125

2-8-2- برآورد MPA : ساختمانهاي متقارن.. 127

2-8-3- صحت روش MPA:129

2-8-4- برآورد MPA : ساختمانهاي غير متقارن.. 131

مراجع.. 134

فهرست شکل ها و جدول ها

شكل 1-1- ايده آل سازي سازه با جرم گسترده3

شكل 2-1 دنباله عبارات قطري ماتريس فاكتورگيري شده9

شكل 3-1: نيروهاي اينرسي و الاستيك در مقابل فركانسهاي مدي.. 22

شكل 5-1: مقايسه ميزان خطا با در نظرگيري تعداد مختلف بردارهاي ريتز. 38

جدول 6-1: تعداد عمليات لازم براي روندهاي متعامدسازي.. 48

شكل 6-1: مدل فرضي يك سكوي دريايي.. 52

شكل 6-2 : ارايه بارگذاري موج معيار خطاي اقليدسي.. 54

شكل 6-3 : ارايه بارگذاري زلزله معيار خطاي اقليدسي.. 55

شكل 6-4: سطح تعامد باقيمانده با استفاده از الگوريتمهاي مختلف... 55

شكل 6-5 : حداكثر خطا در نيروي برشي تير(بارگذاري موج)56

شكل 6-6 : حداكثر خطا در نيروي برشي تير(بارگذاري زلزله)56

شكل 6-7: اشكال مدي براي همگرايي بارگذاري زلزله. 58

شكل 8-6- اشكال مدي براي همگرايي بارگذاري موج.. 59

جدول 6-2:حداكثر خطا در نيروي برشي تير (%)60

شكل 8-1: تير با دو انتهاي گيردار تحت تأثير يك بار متمركز در وسط... 69

جدول 8-1: حداكثر تغيير مكان و لنگر. 70

شكل 8-2: تير طره تحت آزمايش تاريخچه زماني زلزله. 71

جدول 8-2: تناوبهاي حساب شده، با استفاده از روش بردار ويژه يا ريتز. 72

جدول 8-3: حداكثر نيروي پي، با استفاده با تعداد گوناگون بردارهاي ريتز و ويژه72

شكل 8-3: پاسخ لرزه اي قائم.. 73

جدول 8-4 : مشاركت جرمي براي مقادير ويژه دقيق.. 74

جدول 8-5 : مشاركت جرمي براي بردارهاي ريتز وابسته به بار75

شكل 9-1: مقايسه ميزان خطا با در نظر گيري تعداد مختلف بردارهاي ريتز وابسته به بار و بردارهاي ويژه دقيق 78

شکل 1-1: شکل های مختلف توزيع بار88

شکل 1-2: تبديل سازه چنددرجه آزادي به سازه يك درجه آزادي معادل.. 90

شکل 1-3 : ايده آل سازي دوخطي.. 91

شکل 1-4 : FEMA 273. 92

شکل 1-5 : FEMA 356. 92

شکل 1-6 : رابطه بين R و C1. 94

شکل 1-7 : بردارهاي شكل استفاده شده در مطالعه حساسيت... 95

شکل 1-8 : حساسيت به بردار شكل انتخاب شده96

شكل(2-1) : توزيع جرم و يا سختي.. 104

شكل 2-2 : پلان انتخاب شده براي ساختمانهاي نامتقارن در پلان.. 105

شكل 2-3 : مدها و تناوبهاي طبيعي براي سيستمهاي انتخاب شده (a) U1 (b) U2 (c) U3. 106

شكل 2-4: حركت زمين مفروض.... 107

شكل 2-5 :نمونه اي از بسط مدي براي سيستم U2: ............... 108

شكل 2-6: جداسازي مدي تغيير مكان بام(ساختمان متقارن) در مركز جرم Peff,i=-sixLA25. 110

شكل 2-7: جداسازي مدي تغيير مكان بام(ساختمان U1) در قاب راست Peff,i=-sixLA25. 111

شكل 2-8 :جداسازي مدي تغيير مكان بام(ساختمان U2) در قاب راست Peff,i=-sixLA25. 112

شكل 2-9: جداسازي مدي تغيير مكان بام(ساختمان U3) در قاب راست Peff,i=-sixLA25. 113

شكل 2-10 : مقايسه تغيير مكان تقريبي بام در قاب راست(U1) با استفاده از روش UMRHA و NRHA.. 114

شكل 2-11 : مقايسه تغيير مكان تقريبي بام در قاب راست(U2) با استفاده از روش UMRHA و NRHA.. 115

شكل 2-12: مقايسه تغيير مكان تقريبي بام در قاب راست(U3) با استفاده از روش UMRHA و NRHA.. 116

شكل 2-13: مقايسه راندگي تقريبي بالاترين طبقه در قاب راست(U1) با استفاده از روش UMRHA و NRHA 117

شكل 2-14: مقايسه راندگي تقريبي بالاترين طبقه در قاب راست(U2) با استفاده از روش UMRHA و NRHA 118

شكل 2-15: مقايسه راندگي تقريبي بالاترين طبقه در قاب راست(U3) با استفاده از روش UMRHA و NRHA 119

شكل 2-16: منحني هاي PO سيستم U1 كه تغيير مكان هدف در CM در نظر گرفته شد. 121

شكل2-17: منحني هاي PO سيستم U2 كه تغيير مكان هدف در CM در نظر گرفته شد.122

شكل 2-18 : منحني هاي PO سيستم U3 كه تغيير مكان هدف در CM در نظر گرفته شد.122

شكل 2-19: مشخصات n امين مود سيستم يكدرجه آزادي غيرخطي با توجه به منحني pushover123

شكل2-20: ميانگين راندگي طبقات حاصل از NRHA و چهار روش عنوان شده در FEMA356. 126

شكل2-21 : ميانگين چرخش پلاستيك حاصل از NRHA و چهار روش عنوان شده در FEMA356. 126

شكل2-22 : ميانگين راندگي طبقات حاصل از NRHA و MPA با در نظر گيري تعداد مود مختلف(با لحاظ )127

شكل2-23 : ميانگين چرخش پلاستيك تيرهاي داخلي حاصل از NRHA و MPA با در نظر گيري تعداد مود مختلف (با لحاظ )128

شكل2-24: ميانگين نسبت راندگي تيرهاي داخلي حاصل از NRHA و MPA با در نظر گيري تعداد مود مختلف (با لحاظ يا بدون لحاظ )129

شكل2-25 : ميانگين نسبت پاسخ r*MPA براي نيروي محوري ستون و رانش طبقه. 130

شكل2-26 : ميانگين نسبت پاسخ r*MPA براي لنگر خمشي ستون و رانش طبقه. 130

شكل 2-27: تغيير مكان كف و رانش طبقات حاصل از MPA به ترتيب از بالا به پايين (a) پلان متقارن (b)U1(c)U2(d)U3. 132

شكل 2-28: تغيير مكان كف و رانش طبقات حاصل از MPA وNRHA براي قاب راست سيستم U2 با استفاده از CQC و ABSSUM... 133