محاسبه کاهش سختی خمشی تکیه گاهها در تیرها به روش معکوس با داده های ارتعاش آزاد در حضور یک سیستم یک درجه آزادی آزمون :پایان نامه کارشناسی ارشد عمران گرايش سازه

محاسبه کاهش سختی خمشی تکیه گاهها در تیرها به روش معکوس با داده های ارتعاش آزاد در حضور یک سیستم یک درجه آزادی آزمون :پایان نامه کارشناسی ارشد عمران گرايش سازه

پایان نامه ای که معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته عمران  و با عنوانمحاسبه کاهش سختی خمشی تکیه گاهها در تیرها به روش معکوس با داده های ارتعاش آزاد در حضور یک سیستم یک درجه آزادی آزمون ، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران  در ۶۶ صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب عمران  قرار گیرد.

 

چکیده محاسبه کاهش سختی خمشی تکیه گاهها در تیرها به روش معکوس با داده های ارتعاش آزاد در حضور یک سیستم یک درجه آزادی آزمون:

در این تحقیق کاهش سختی خمشی تکیه گاه‌های سیستم حاصل از ترکیب تیر با فرمول بندی تیر اولر برنولی و سیستم یک درجه آزادی جرم و فنر بصورت تحلیلی مورد بررسی قرار می‌گیرد. سیستم جرم و فنر دارای مشخصات فیزیکی معلوم و محل قرار گیری معلوم است . ابتدامسئله ارتعاش آزاد براي تير بدون در نظر گرفتن جرم وفنر مورد بررسي قرار گرفته و شکل مدهاي ارتعاش به دست آمدند و برای حل کل سیستم از روش‌های کلاسیک تئوری ارتعاشات استفاده شده است.باتوجه به معادلات نهایی حاصل(که در آن فرکانس طبیعی وسختی تکیه گاه‌ها وجود دارند) با داشتن فرکانس‌ها و با پیگیری حل معکوس مسئله پارامتر سختی خمشی تکیه گاه محاسبه می‌شود.حل نهایی بدست آمده با استفاده از روش اجزإ محدود صحت سنجی شده است.مقایسه نتایج روش پیشنهادی و روش اجزإ محدودتطابق بسیار مناسبی را نشان می‌دهند.پس از حل به روش اجزاء محدود با استفاده از فرکانس‌های بدست آمده از روش اجزإ محدود حل معکوس پیگیری شده است.

 

 

پیشگفتار

پيدا کردن محل و ميزان آسيب يا حصول اطمينان از سالم بودن اعضا در سازه‌ها يکي از مسائل مورد بحث در بررسي سازه‌ها است. برخي سازه‌ها (براي مثال پل‌ها) به واسطه اهميتي که دارند لازم است به صورت مداوم کنترل شوند. گسترش آسيب و در نتيجه آن خارج شدن آن‌ها از خدمت رساني مي‌تواند تبعات جبران ناپذيري داشته باشد. در هنگام زلزله، خرابي اين گونه سازه‌ها، خسارت جاني سنگيني را به علت تأخير در کمک رساني، که مي‌توانست از طريق آن‌ها صورت گيرد، به جامعه تحميل مي‌کند. براي رسيدن به پاسخ‌هاي مناسب در اين‌باره، راهکارهاي مختلفي ارائه شده است. در حال حاضر استفاده از آزمايش‌هاي غير مخربي نظير اشعه x يا استفاده از امواج فراصوت متداول‌ترين روش براي دستيابي به اين مهم است. اين روش‌ها، به خصوص در اجزاي طويل، وقت‌گير و پر هزينه‌اند. تشخيص آسیب به کمک اندازه‌گيري خصوصيات ديناميکي مي‌تواند در اين سازه‌ها مزاياي زيادي داشته باشد.

اين مسئله در سازه‌هايي که به همه نقاطشان دسترسي وجود ندارد پر رنگ‌تر مي‌شود. رسيدن به حل تحليلي کاربردي در اين زمينه مي‌تواند مسئله پيدا کردن محل و ميزان آسيب را ساده‌تر و کم هزينه‌تر کند.

پايش سلامت سازه‌ها[۱] در سال‌هاي اخير، به يکي از زمينه‌هاي مهم تحقيقات در جامعه‌ي مهندسي عمران تبديل شده است تا آنجا که صدها محقق و پژوهشگاه[۲] از سراسر جهان تلاش مي‌کنند تا تکنيک‌هاي نويني در زمينه‌ي رديابي خسارت با اندازه‌گيري پاسخ سيستم و الگوريتم‌هاي پيچيده ابداع کنند، در نتيجه مجلات[۳] بسياري به طور انحصاري به اين موضوع اختصاص پيدا کرده‌اند.

 

فهرست مطالب

فصل ۱-     مقدمه  ۱

۱-۱-   پیشگفتار  ۲

۱-۲-    تاریخچه مطالعات… ۴

فصل ۲-   حل مستقیم.. ۷

۲-۱-    معادلات ارتعاش تیر اویلر- برنولی.. ۸

۲-۱-۱-     بحث و بررسی درستی روابط ارایه شده ۱۳

۲-۱-۲-     آزمون همگرایی در مدلهای عددی.. ۱۳

۲-۲-    معادلات ارتعاش برای سازه دو درجه ازادی.. ۲۲

۲-۲-۱-     روش سه قطری در زیر سازه های سری]۴۰و۳[ ۲۳

۲-۲-۲-     تعیین جرم و سختی تیر. ۲۹

۲-۲-۳-      بررسی درستی روابط ارایه شده سیستم دو درجه آزادی.. ۳۰

فصل ۳-   حل معکوس سازه. ۴۳

۳-۱-    پیشگفتار ۴۴

۳-۲-    روش حل  ۴۴

فصل ۴-   نتيجه‌گيري و راهكارهاي قابل انجام در ادامه تحقيقات… ۴۸

۴-۱-    پیشنهادات براي ادامه‌ي تحقيقات در حوزه‌ي شناسايي مشخصات سيستم‌ها ۴۹

 

فهرست شکلها

شکل ‏۲‑۱ تير ساده با دو فنر پيچشي در دو انتها ۱۰

شکل ‏۲‑۲ شکل مودهای ۱و۲ برای نسبتهای مختلف طول به ارتفاع  ( )،  ( )،     ( ) ،  ( ) ۱۶

شکل ‏۲‑۳ شکل مودهای ۱و۲ برای نسبتهای مختلف طول به ارتفاع  ( )،  ( )،     ( ) ،  ( ) ۱۹

شکل ‏۲‑۴ شکل مودهای ۱و۲ برای نسبتهای مختلف طول به ارتفاع  ( )،  ( )،     ( ) ،  ( ) ۲۲

شکل ‏۲‑۵سازه کلی متشکل از دو سیستم یک درجه آزادی.. ۲۳

شکل ‏۲‑۶ سازه هم ارز بصورت دو جرم و فنر متصل بصورت سری.. ۲۴

شکل ‏۲‑۷ زیر سازه های سری.. ۲۵

شکل ‏۲‑۸سیستم دو درجه آزادی الف : تیر با جرم و سختی و  در مورد دلخواه ب : سیستم جرم و فنر با جرم و سختی و .. ۲۸

 

فهرست جداول

جدول ‏۲‑۱ مقايسه فرکانس‌هاي طبيعي مدل‌هاي تحليلي تير ساده اولر برنولی با مدل‌هاي اجزا محدود براي نسبت‌هاي مختلف طول به ارتفاع. ۱۵

جدول ‏۲‑۲ مقايسه فرکانس‌هاي طبيعي مدل‌هاي تحليلي تير با یک سر مفصل و یک سر با سختی EI با فرمول بندی اولر برنولی با مدل‌هاي اجزا محدود براي نسبت‌هاي مختلف طول به ارتفاع. ۱۸

جدول ‏۲‑۳ مقايسه فرکانس‌هاي طبيعي مدل‌هاي تحليلي دو سر با سختی EI با فرمول بندی اولر برنولی با مدل‌هاي اجزا محدود براي نسبت‌هاي مختلف طول به ارتفاع. ۲۱

جدول ‏۲‑۴ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۲۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 33

جدول ‏۲‑۵ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۴۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 33

جدول ‏۲‑۶ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۱۰۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 34

جدول ‏۲‑۷ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۲۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 34

جدول ‏۲‑۸ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۴۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 35

جدول ‏۲‑۹ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۱۰۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 35

جدول ‏۲‑۱۰ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =۰ ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۲۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 37

جدول ‏۲‑۱۱ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =۰ ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۴۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 37

جدول ‏۲‑۱۲ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =۰ ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۱۰۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 38

جدول ‏۲‑۱۳ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =۰ ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۲۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 38

جدول ‏۲‑۱۴ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =۰ ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۴۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 39

جدول ‏۲‑۱۵ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =۰ ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۱۰۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 39

جدول ‏۲‑۱۶ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۲۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 41

جدول ‏۲‑۱۷ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۴۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 41

جدول ‏۲‑۱۸ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۱۰۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.6) 42

جدول ‏۲‑۱۹ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۲۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 42

جدول ‏۲‑۲۰ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۴۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 43

جدول ‏۲‑۲۱ مقایسه فرکانسهای طبیعی حاصل از مدل تیر اولر برنولی( =EI ,  =EI) ارائه شده و تحلیل اجزا محدود(با نسبت طول به ارتفاع ۱۰۰و محل سیستم یک درجه آزادیLm=0.2) 43

جدول ‏۳‑۱ ترکیب های انتخاب شده برای حل معکوس… ۴۷

جدول ‏۳‑۲ نتایج حل معکوس برای ترکیب های انتخابی(جدول ‏۳‑۱) ۴۸