منابع مقاله درباره دینامیکی، رفتار پایدار، تحلیل مسیر

حالتی که سازه فاقد گسیختگی مربوط به کابلهاست) و این به دلیل شلشدگی برخی از کابلها در سازه میباشد که منجر به کاهش سختی سازه میشود. پس هر چه سختی سازه کمتر شود، فرکانس مربوط به مدهای ارتعاشی نیز کمتر خواهد بود.
۲- در این مطالعه، ضرایب تشدید دینامیکی مربوط به نیروی محوری اعضا محاسبه شده است. ضریب تشدید دینامیکی۷۶ به عنوان نسبتی از ماکزیمم نیروی محوری عضو در حالت آسیب دیده به حالت عادی تعریف میشود و بزرگترین ضرایب بهدستآمده برای هر عضو مطابق با کابل گسیختهشده (R.C) و همچنین نیروی پیشتنیدهی اولیهی عضو (I.F) میباشد. بیشترین ضریب تشدید دینامیکی مربوط به اعضای مدولهای شماره ۱ و ۲ میباشد.
۳- نیروهای محوری به دست آمده از نیروی تسلیم کابلها و ظرفیت فشاری دستکها کمتر
میباشد.
۳-۳-۵- مطالعه تحلیل مسیر جایگزین دینامیکی بر روی بافتارهای کشبستی
Shekastehband و همکارانش بر روی تأثیر از دست دادن ناگهانی عضو تحت بار خارجی بر روی دو بافتار کشبستی مطابق شکلهای ۳-۱۳ و ۳-۱۴ پرداختند. نتایج تحلیل دینامیکی بر روی این بافتارهای کشبستی به نحوی انجام شدهاست که تا زمان t = 2s، سازه بدون حذف عضو میباشد و تحت تراز پیشتنیدگی ۶۰ % بار نهایی قرار گرفته است اما پس از t = 2s، عضو سازه به طور ناگهانی حذف میشود. با از دست دادن ناگهانی عضو دو حالت خرابی پیشرونده کلی و خرابی پیشرونده جزئی مطابق شکلهای ۳-۱۹ و ۳-۲۰ اتفاق میافتد.
شکل ۳-۱۹: نمای شماتیک از خرابی پیشرونده جزئی [۷]
شکل ۳-۲۰: نمای شماتیک از خرابی پیشرونده کلی [۷]
با مقایسهی شکلهای ۳-۱۹ و ۳-۲۰ میتوان مشاهده نمود که در خرابی پیشرونده جزئی با حذف عضو، سازه همچنان پایدار باقی میماند و میتواند بار تحمل کند، در حالی که در خرابی پیشرونده کلی با حذف عضو، سازه دچار ناپایداری کلی شده است. آنها در این مطالعه، به بررسی تأثیر پارامترهای تراز خودتنش، لاغر عضو فشاری و میرایی بر روی رفتار سازه ناشی از دست دادن ناگهانی عضو پرداختند و به نتایج زیر دست یافتند:
۱- با حذف اعضای بحرانی در سازه (عضو بحرانی عضوی است که دارای بیشترین نیرو میباشد)، سازه ممکن است که دچار خرابی پیشرونده کلی یا جزئی شود. همچنین اثرات آسیبپذیری سازه ناشی از حذف اعضای غیر بحرانی هم ممکن است در برخی حالات بیشتر از حذف اعضای بحرانی باشد؛
۲- آسیبپذیری سازه ناشی از حذف اعضای کناری، بیشتر از حذف اعضای میانی میباشد؛
۳- با افزایش تراز خودتنش و افزایش لاغری دستکها در بافتارهای کشبستی، حساسیت سازه ناشی از حذف ناگهانی عضو بیشتر میشود و عمدتاً با افزایش تراز خودتنش و لاغری دستکها، رفتار سازه از حالت خرابی پیشرونده جزئی به کلی تغییر میکند.
۴- همچنین نتایج به دست آمده نشان میدهد که حساسیت بافتار۱ نسبت به بافتار۲ ناشی از دست دادن عضو بیشتر میباشد، یعنی هرچه سازه انعطفپذیرتر باشد حساسیت آن نسبت به از دست دادن عضو بیشتر خواهد بود.
۵- با کاهش میرایی در بافتارهای کشبستی مورد مطالعه، شدت پاسخ منحنیهای پاسخ تغییرمکان-زمان به دلیل حذف ناگهانی عضو افزایش مییابد. همچنین با کاهش میرائی، رفتار نوسانی سازه ممکن است به خرابی پیشرونده کلی یا جزئی تغییر کند.
۳-۳-۶- تأثیر بارگذاریهای استاتیکی و هارمونیکی بر روی رفتار دینامیکی سازههای کشبستی
Moussa و همکارانش [۱۰۳] بر روی رفتار دینامیکی سازههای کشبستی تحت اثر بارهای استاتیکی و دینامیکی (هارمونیکی) مطالعه کردند. شکلهای ۳-۲۱ و ۳-۲۲ به ترتیب مدول تشکیل دهنده سیستمهای کشبستی و خود سیستمهای کشبستی مورد مطالعه را نشان میدهد. آنها در این مطالعه به نتایج زیر دست یافتند:
شکل۳-۲۱: مدول تشکیلدهنده سیستمهای کشبستی [۱۰۳]
شکل۳-۲۲: سیستمهای کشبستی شامل چند مدول [۱۰۳]
۱- هر چه مقدار کوتاهشدگی کابلها بیشتر باشد، شدت فرکانس نیز بیشتر خواهد بود.
۲- با بررسی ۹ مد شکل اول به این نتیجه رسیدند که شکل مد طبیعی اول، بیشترین وابستگی را به مقدار تنش موجود در کابلها دارد.
۳- هر چه تعداد مدولهای سیستم کشبستی بیشتر باشد، مقدار فرکانس مربوط به مد ارتعاشی اول کمتر خواهد بود.
۴- هر چه مقدار نیروی محوری در اعضا تحت بارگذاری استاتیکی بیشتر باشد، شدت فرکانس ارتعاشی نیز بیشتر خواهد بود (شکل ۳-۲۳).
شکل ۳-۲۳: مقدار کشش در کابلها با توجه به شدت فرکانس مد ارتعاشی اول برای یک مدول تنها [۱۰۳]
۵- در بارگذاری دینامیکی سیستم کشبستی که تحت بارگذاری هارمونیکی F=F_0 sin⁡(ωt) قرار گرفتند، هرچه مقدار ضریب تشدید نیروی دینامیکی یعنیF_0 بیشتر باشد، مقدار حداکثر تنش موجود در کابل، بیشتر بوده و مقدار فرکانس ار تعاشی نظیر آن نیز بیشتر خواهد بود (شکل ۳-۲۴).
شکل۳-۲۴: مقدار تنش موجود در کابلها با توجه به شدت فرکانس بارگذاری [۱۰۳]
۳-۳-۷- رفتار دینامیکی و کنترل ارتعاش یک سازهی کشبستی
Bel Hadji Ali و Smith [104] مطالعات خود را بر روی رفتار دینامیکی و کنترل ارتعاش سازههای کشبستی انجام دادند (شکل ۳-۲۵ و شکل ۳-۲۶) و به نتایج زیر دست یافتند:
شکل۳-۲۵: سازهی کشبستی شامل پنج مدول [۱۰۴]
شکل۳-۲۶: نمای سازه کشبستی از بالا همراه با شمارهگذاری گرههای فوقانی [۱۰۴]
۱- با افزایش مقدار تراز خودتنیدگی در سازهی کشبستی، مقدار میرایی کاهش پیدا میکند (شکل ۳-۲۷).
شکل ۳-۲۷: منحنی میرائی برحسب تراز خودتنش [۱۰۴]
۲- با افزایش مقدار تراز خودتنش، فرکانس ارتعاشی مربوط به مد اول سازه افزایش پیدا میکند. شکل ۳-۲۸ این نتیجه را با مقایسهی روش آزمایشگاهی و عددی نشان میدهد.
شکل ۳-۲۸: مقدار فرکانس مد اول ارتعاشی سازه با توحه به تراز خودتنش به دو روش آزمایشگاهی و عددی [۱۰۴]
Bel Hadji Ali و Smith همچنین با استفاده از مسائل بهینهسازی توانستند کنترل ارتعاش یک سازه کشبستی را انجام دهند. آنها کنترل ارتعاش را به عنوان یک مسئلهی بهینهسازی که تابع هدف در آن سنجش فاصله بین فرکانس خارجی و نزدیکترین فرکانس طبیعی تحت یک تراز خودتنیدگی خاص میباشد به صورت زیر بیان نمودند:
〖max 〗⁡〖F_1 (x)=|f_n (x)-f_ex (x)|〗(۳-۵)
subject to :
g_(x,max)=x_(i,max)-x_i ∀i=1, . . . , 10
g_(x,min)=x_i-x_(i,min) ∀i=1, . . . , 10
که در آن، xT={x1,x2,…,x10} بردار مربوط به جابهجایی دستکهای فعال میباشد. همچنین f_ex فرکانس خارجی و f_n نزدیکترین فرکانس سازه به فرکانس خارجی میباشد و فرکانسهای طبیعی تحت یک تراز خودتنیدگی تعریفشده پس از اعمال تنظم دستکهای فعال محاسبه میشوند. این مسئلهی بهینهسازی میتواند با استفاده از روش PGSL بهینهسازی شود. آزمایشات عددی اولیه نشان میدهد که ترکیبی از کوتاه شدن و زیاد شدن طول دستکها میتواند به عنوان یک راه حل رضایتبخش برای این مسئله باشد. از اینرو، استفاده از یک مسئله با دو تابع هدف، میتواند به جای یک تابع هدف مناسبتر باشد. تابع هدف دوم میتواند کمینه کردن عبارت زیر باشد:
F_2 (x)=∑_(i=1)^10▒x_i^2 (3-6)
که این راه حلها تحت عنوان بهینهسازی Pareto یا راه حلهای غیرمستقیم۷۷ شناخته میشوند که در این مطالعه ابتدا از روش PGSL و سپس از روش بهینهسازی Pareto استفاده شده است.
شکل زیر، یک نمونه از جابهجایی گره ۳۹ را در حالت کنترلشده و کنترلنشده نشان میدهد. همانطوری که مشخص است، مقدار جابهجایی این گره در حالت کنترل شده کمتر شده است.
شکل۳-۲۹: جابهجایی گره ۳۹ برای حالت کنترل شده و کنترل نشده [۱۰۴]
۳-۳-۸- مطالعهی عددی و آزمایشگاهی بر روی رفتار ناپایدار سیستمهای کشبستی بر اثر گسیختگی کابلها و کمانش دستکها
در این مطالعه Shekastehband و همکارانش به بررسی رفتار پایداری بافتار کشبستی
(شکل ۳-۳۰) به ازای خرابی موضعی ناشی از گسیختگی ناگهانی کابل و کمانش دستکها پرداختند. همچنین آزمایشات مربوط به خرابی در دو مرحله انجام شده است:
شکل ۳-۳۰: پلان بافتار مورد مطالعه شامل ۹ مدول هرمی شکل با آرایش هندسی منظم [۸]
در ابتدا سازه تا ۵ KN تحت بارگذاری قرار داده شده و در همین تراز بار، یکی از کابلهای بحرانی دچار گسیختگی میشود.گسیختگی کابل منجر به خرابی موضعی (بدون هر گونه خرابی پیشرونده) در سازه میشود. در مرحلهی دوم آزمایش، سازه تحت ترازی از بارگذاری قرار میگیرد که در آن دستک شروع به کمانش میکند. در این مرحله از آزمایش، فروجهش دینامیکی اتفاق افتاده که منجر به خرابی پیشرونده جزئی در سازه میشود. پس از وقوع کمانش میباشد. پس از وقوع فروجهش دینامیکی، سازه تحت بارگذاری مجدد قرار گرفته و چهار فروجهش دینامیکی در سازه بوجود میآید.
آنها در این مطالعه به نتایج زیر دست یافتند:
۱- در انتخاب ناکاملی اولیه مربوط به دستکها باید دقت کافی را نمود، چرا که ناکاملیهای اولیه
میتواند منجر به تغییر در نوع مکانیزم خرابی سازه از خرابی موضعی به خرابی پیشرونده در سازه شود. بنابراین در فرآیند طراحی، باید یک مقدار مناسب برای ناکاملیهای اولیه در نظر گرفته شود.
۲- گسیختگی ناگهانی در اتصالات مربوط به دستکها پس از وقوع کمانش، باعث میشود که انرژی سینماتیکی آزاد شده در حین فروجهش دینامیکی، افزایش یابد که منجر به تغییر نوع مکانیزم خرابی، از خرابی موضعی به خرابی پیشرونده جزئی میشود. این پدیده، اهمیت مقاومت اضافی پس کمانشی در رفتار خرابی سازه را نشان میدهد.
۳- ضرایب میرایی، پارامتر تعیین کنندهای در رفتار خرابی و نوسانی سیستمهای کشبستی میباشند، چرا که تغییر در ضرایب میرایی ممکن است باعث تغییر در نوع مکانیزم خرابی سازه از خرابی موضعی به خرابی پیشرونده جزئی گردند.
۳-۴- نتیجهگیری
همانطوری که مشخص است مطالعات صورت گرفته بر روی سازههای کشبستی به دو دسته عمده مطالعات استاتیکی و دینامیکی تقسیم شده است. مطالعات فرمیابی، مکانیزم، خودتنش و بررسی رفتار پایداری استاتیکی این سازهها تحت اثر بار خارجی از جمله زمینههای مهم در بخش مطالعهی استاتیکی محسوب میشود. در این راستا میتوان به روشهای فرمیابی، تشخیص مکانیزم طراحی و پیادهسازی خودتنش، تحلیل رفتار پایداری و تعیین مکانیزمهای خرابی تحت بارگذاری خارجی با در نظر گرفتن پارامترهای مهم در طراحی این سازهها اشاره کرد. همچنین در مطالعات دینامیکی، بیشتر به رفتار نوسانی این سازهها تحت بارگذاریهای هارمونیکی و تأثیر ازدست دادن ناگهانی عضو در این بافتارها و پیدا کردن روشهای کنترلی از جمله روشهای کنترل فعال و غیر فعال به منظور به حداقل رساندن ارتعاشات این سازهها ناشی از

مطلب مشابه :  منابع پایان نامه ارشد با موضوع(حسان، رثای، ابیات

دیدگاهتان را بنویسید