تحلیل دینامیکی اندرکنش خاک و سازه با استفاده از روش اجزای محدود مرزی مقیاس‌شده مجزا

امین غضنفری تهران, ناصر خاجی, مهدی یزدانی

چکیده


در سال­های اخیر، توسعه روش­های عددی برای تحلیل لرزه­ای سازه­ها به‌عنوان یک موضوع تحقیقاتی مهم شناخته شده است. هدف از انجام این تحقیق، توسعه روش نیمه­تحلیلی اجزای محدود مرزی مقیاس‌شده مجزا برای در نظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک و سازه است. در این تحقیق، روند حل مسائل اندرکنش دینامیکی خاک و سازه با استفاده از روش اجزای محدود مرزی مقیاس­شده مجزا برای اولین بار، توسعه یافته است. برای غیر درگیر کردن معادلات حاکم بر مسائل اندرکنش، یک فرض اولیه ترکشن بر روی مرز اندرکنش اعمال شده است. برای حل این مسائل لازم است که از دو نقطه مرجع جداگانه برای گسسته­سازی محیط خاک و محیط سازه استفاده شود. بدین‌صورت که ابتدا محیط خاک با استفاده از روش اجزای محدود مرزی مقیاس­شده مجزا مورد تحلیل قرار گرفته، سپس از نتایج به‌دست‌آمده، برای تحلیل محیط سازه به کمک روش حاضر، استفاده شده است. در نهایت، به‌منظور بررسی صحت نتایج به‌دست‌آمده از روش حاضر، به حل چندین مثال عددی، با مقادیر متفاوت مدول الاستیسیته برای محیط خاک پرداخته شده است که نتایج به‌دست‌آمده در مقایسه با نتایج حاصل از روش اجزای محدود، حاکی از دقت و انعطاف­پذیری بالای روش حاضر برای در نظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک و سازه است. علاوه بر این، تعداد المان­های مورد استفاده در روش حاضر به‌مراتب کمتر از تعداد المان­های به کار رفته در روش اجزای محدود است که این امر منجر به کاهش هزینه­های محاسباتی خواهد شد.


موضوع


روش اجزای محدود مرزی مقیاس‌شده مجزا، اندرکنش خاک و سازه، تحلیل دینامیکی، حوزه فرکانس.

مراجع


Chopra, A.K. and Gupta, S. (1982) Hydrodynamic and foundation interaction effects in frequency response functions for concrete gravity dams. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 10(1), 89-106.

Lofti, V., Roesset, J.M. and Tassoulas, J.L. (1987) A technique for the analysis of the response of dams to earthquakes. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 15(4), 463-490.

Medina, F. and Domínguez, J. (1989) Boundary elements for the analysis of the seismic response of dams including dam-water-foundation interaction effects. I. Engineering Analysis with Boundary Elements, 6(3), 152-157.

Domínguez, J. and Medina, F. (1989) Boundary elements for the analysis of the seismic response of dams including dam-water-foundation interaction effects. II. Engineering Analysis with Boundary Elements, 6(3), 158-163.

Yazdchi, M., Khalili, N. and Valliappan, S. (1999) Dynamic soil-structure interaction analysis via coupled finite-element-boundary-element method. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 18, 499-517.

Wolf, J.P. (2003) The Scaled Boundary Finite Element Method. John Wiley & Sons Inc.

Khodakarami, M.I. (2012) A Method of Scaled Boundary-Finite Element with Diagonal Coefficient Matrices for Solving Continuum Mechanics Problems. Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy (Ph.D.) in civil engineering, Department of Earthquake Engineering, Faculty of Civil & Environmental Engineering, Tarbiat Modares University (in Persian).

Khodakarami, M.I. and Khaji, N. (2014) Wave propagation in semi-infinite media with topographical irregularities using decoupled equations method. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 65, 102-112.

Khaji, N. and Khodakarami, M.I. (2011) A new semi-analytical method with diagonal coefficient matrices for potential problems. Engineering Analysis with Boundary Elements, 35(6), 845-854.

Khodakarami, M.I. and Khaji, N. (2011) Analysis of elastostatic problems using a semi-analytical method with diagonal coefficient matrices. Engineering Analysis with Boundary Elements, 35(12), 1288-1296.

Khaji, N. and Khodakarami, M.I. (2012) A semi-analytical method with a system of decoupled ordinary differential equations for three-dimensional elastostatic problems. International Journal of Solids and Structures, 49(18), 2528-2546.

Khodakarami, M.I., Khaji, N. and Ahmadi, M.T. (2012) Modeling transient elastodynamic problems using a novel semi-analytical method yielding decoupled partial differential equations. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 213-216, 183-195.

Khaji, N. and Mirzajani, M. (2013) Frequency domain analysis of elastic bounded domains using a new semi-analytical method. Acta Mechanica, 224(7), 1555-1570.

Mirzajani, M., Khaji, N. and Khodakarami, M.I. (2016) A new global nonreflecting boundary condition with diagonal coefficient matrices for analysis of unbounded media. Applied Mathematical Modelling, 40(4), 2845-2874.

Khaji, N. and Yazdani, M. (2016) Determination of stress intensity factors of 2D fracture mechanics problems through a new semi-analytical method. Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures, 39(4), 467-478.

Yazdani, M., Khaji, N. and Khodakarami, M.I. (2016) Development of a new semi-analytical method in fracture mechanics problems based on the energy release rate. Acta Mechanica, 227(12), 3529-3547.

Yazdani, M. and Khaji, N. (2018) Development of a new semianalytical approach for 2D analysis of crack propagation problems. Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures, 41(6), 1344-1363.


ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.


تماس با ما حامیان مجله تمامی حقوق این سایت متعلق به فصلنامه علوم و مهندسی زلزله است