کنترل دو سازه میان و بلند مرتبه ?? و ?? طبقه بتنی با استفاده از پنج نوع متفاوت از کنترل کننده ها تحت اثر زلزله هایی با خصوصیات لرزه ای و محتوای فرکانسی متفاوت می باشد. این کنترل کننده ها به ترتیب عبارتند از: • یک میراگر جرمی تنظیم شده (stmd) • دو میراگر جرمی تنظیم شده (mtmd) • یک میراگر جرمی تنظیم شده فعال (hmd) • سیستم های ترکیبی ?(hmd-tmd) • سیستم های ترکیبی ? ((active force-tmd تحلیل تاریخچه زمانی این سیستم ها با استفاده از دو شتاب پایه میدان دور، ال سنترو و میدان نزدیک، بم انجام شده است. اهداف اصلی پژوهش عبارت اند از : • ارزیابی تاثیر کنترل کننده های مختلف بر کاهش پاسخ سازه ها • ارزیابی عملکرد سازه های کنترل شده با تغییر پارامترهایی مانند نسبت جرم و میرایی کنترل کننده • مقایسه عملکرد سیستم های کنترلی متفاوت • تاثیر خصوصیات لرزه ای شتاب پایه ها بر پاسخ رفتار سازه های کنترل شده . تاثیرات تغییر بر پارامترهای اصلی در میراگرها بر عملکرد سازه مورد مطالعه قرار می گیرد. پارامترهای اصلی که منتج به عملکرد بهتر و بهینه سیستم می شوند، معرفی و مزیت و نقص های هر روش تجزیه و تحلیل می گردد. نتایج تحلیل حاکی از آن است که این سیستمها راه حل مناسبی جهت ارتقای عملکرد سازه ها محسوب می شوند.

این پایان نامه به بهینه سازی سازه ها با استفاده از روش برنامه ریزی درجه دوم پیاپی می پردازد. فرآیند کار این گونه می باشد، نخست گونه های مختلف برنامه ریزی درجه دوم پیاپی بررسی خواهند شد. سپس، با بهره جویی از پنچ روش مختلف برنامه ریزی درجه دوم پیاپی ، بهینه سازی اندازه و شکل خرپاهای دو و سه بعدی انجام می پذیرد و توانایی این فن ها مورد ارزیابی قرار می گیرد. در ادامه کار، بر روی روش های مختلف تحلیل حساسیت مطالعه می شود. نتیجه ی آن، پیشنهاد روشی نو برای محاسبه مشتق های مرتبه دوم ، در طرح بهینه شکل سازه های پیوسته می باشد. همچنین، برای نشان دادن کارایی روش برنامه ریزی درجه دوم پیاپی در طرح بهینه سازه های پیچیده، به بهینه سازی سدهای بتنی دو قوسی پرداخته خواهد شد. به کمک سه برنامه رایانه ای نویسنده، بهینه سازی خرپاهای دو و سه بعدی، سازه های دو بعدی پیوسته و سد های بتنی دو قوسی، انجام می پذیرد. سرانجام، پیشنهادهایی برای پژوهش های آیندگان ارائه خواهد شد.

یافتن پاسخ دقیق هشت سازه ی خرپایی در زیر اثر بارهای گوناگون هدف اصلی این پایان نامه است. تحلیل ناخطی هندسی خرپاهای دو و سه بعدی در این نوشته انجام می پذیرد. ماتریس های سختی مماسی، بارهای بحرانی، نقطه های انشعاب و حدی و نیز نمودارهای مسیر ایستایی این سازه ها به طور تحلیلی به دست می آیند. در این میان، حالت های مختلف عامل های موثر در تحلیل مورد بحث قرار می گیرند. افزون بر این ها، درستی تحلیل-ها با روش عددی وارسی می گردند. می توان از نتیجه های این پایان نامه در مطالعه ی تحلیل ناخطی هندسی بهره جست. همچنین، وارسی درستی روش های عددی نوین و برنامه های رایانه ای آیندگان با این مسأله های سنگ نشانه امکان پذیر خواهد بود. هدف دیگر این پایان نامه، پیشنهاد راهکارهایی برای یافتن نقطه های بحرانی ساده است. افزون بر این ها، روش-های نویسنده و پژوهشگران دیگر با نمونه های عددی سنجش خواهد شد.

استفاده از ماده ی مرکب در سازه ها به علت ویژگی های مهندسی بهتر مانند نسبت بالای مقاومت و سختی به وزن رو به افزایش است. با پیدایش ماده پیزوالکتریک و کاربرد آن به عنوان حسگر و محرک در سازه های مرکب، نسل جدیدی از سازه ها تولید شدند که از مزیت های هر دو گونه ماده بهره می برند. در سال های اخیر، کاربرد سازه های هوشمند بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. دلیل اصلی آن، توانایی بالای این دسته از سازه ها برای استفاده در صنعت های هوافضا، هسته ای و مانند آن ها می باشد. برای پیش بینی رفتار الکترومکانیکی این دسته از سازه ها باید ابزارهای عددی و محاسباتی را بهبود بخشید تا پاسخ گوی نیازهای جدید باشد. از این رو، یک رابطه سازی ناخطی هندسی برای پوسته های متقارن محوری با لایه های حسگر و محرک پیشنهاد شده است. از روش نیوتن-رافسون برای رسیدن به پاسخ بهره جویی می شود. در پایان، رابطه سازی پیشنهادی به صورت عددی بررسی و پاسخ آن با پژوهش های پیشین مقایسه شده است.

رابطه سازی پیوندی ترفتز نخستین بار در دهه ی 70 میلادی، توسط ژیروسک و لئون برای بررسی ‏شبکه های نابهنجار صفحه های نازک خمشی پیشنهاد شد. در این رابطه سازی، دو میدان مستقل جابه ‏جایی برای درون و روی مرزهای جزء، تعریف می گردد. میدان داخلی به گونه ای انتخاب می شود که ‏معادله ی حاکم بر صفحه های نازک و ضخیم را برقرار کند. میدان مرزی با تابع های درون یاب مرزی به ‏درجه آزادی های گرهی وابسته می گردد. میدان مستقل مرزی به کمک تابعی پیوندی، سازگاری بین ‏جزء ها را در شکل ضعیف برقرار می کند. مزیت اصلی این گونه رابطه سازی وجود تابع اولیه گیری روی ‏مرز می باشد که نسبت به گونه ی روی سطح، ساده تر است و امکان آفریدن جزء های چند پهلویی را ‏برای شبکه بندی جزء های محدود فراهم می آورد. ‏ در این پژوهش، میدان مرزی صفحه های نازک خمشی بر پایه ی تیر اولر- برنولی به دست می آید. هم ‏چنین از تیر تیموشنکو برای یافتن میدان مرزی صفحه های ضخیم خمشی با نگره ی رایزنر- میندلین، ‏بهره جویی می شود. بر این پایه جزء مثلثی ‏tht‏ و جزء مربعی ‏qht‏ آفریده می شود. این جزءها به ‏ترتیب، 9 و12 درجه ی آزادی دارند. در پایان با آزمون های عددی گوناگون، دقت و کارآیی بسیار بالای ‏روش پیشنهادی و هم چنین نبود مشکل قفل برشی در صفحه ی ضخیم، ثابت خواهد شد. ‏

رابطه سازی این پایان نامه بر پایه ی حالت های کرنشی استوار است. در شیوه ی پیشنهادی, با بهره جویی از معیار های بهینگی, حالت های کرنشی کارآ در دسترس قرار می گیرند. افزون بر این, شرط برقراری معادله های ایستایی در رابطه سازی جزء وارد می گردد. بر این پایه, الگوی پنج گرهی فراگیر پدید می آید که برای ساخت یک جزء مستطیلی به کار می رود. افزون بر این، دو جزء مستطیلی پنج گرهی دیگر به شیوه ی تغییر مکانی سنتی و به صورت صریح رابطه سازی می شود. دقت و کارآیی این سه جزء پنج گرهی با حل چند آزمون نشانه بررسی می گردد. مقایسه بین پاسخ های سه جزء پیشنهادی و جزءهای سایر پژوهش گران، برتری های جزء ساخته شده بر پایه ی الگوی فراگیر را آشکار می سازد. با کم سازی درجه های آزادی, جزء چهار پهلوی چهار گرهی ssquad به دست می آید. این جزء شرط های ایستایی را برقرار می سازد و همگرایی مناسبی دارد. ناحساسی به مختصه ها و نسبت هندسی, و رهایی از خطای برش افزون از ویژگی های جزء ssquad می باشد. برای نشان دادن کارآیی جزء, شمار زیادی آزمون عددی انجام می پذیرد. در هر یک از این آزمون ها, مقایسه ی پاسخ های جزء پیشنهادی با جزء های مهم دیگر پژوهش گران, کارآیی و دقت بالای جزء ssquad را آشکار می کند.

در سازه های بزرگ همچون سدهای دوقوسی، بهینه سازی شکل سازه به دلیل هزینه های زیاد ساخت، از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف اصلی این پایان نامه، پیشنهاد یک الگوی ریاضی و ارائه الگوریتمی برای بهینه یابی شکل سدهای دوقوسی می باشد که افزون بر رعایت محدودیت های گوناگون، کمترین مقدار را برای حجم بدنه ی سد انتخاب کند. بهینه سازی سد قوسی به مقدار زیادی به نوع الگوی هندسی و چگونگی انتخاب متغیرهای طراحی وابسته است. برای گزینش هندسه ی سازه از الگوی سد دوقوسی سهمی گونه استفاده می شود و عامل های تعیین هندسه سازه به عنوان متغیرهای طراحی لحاظ می گردند همچنین از حجم بدنه ی سد به عنوان تابع هدف و محدودیت های متعدد هندسی و رفتاری برای انطباق بهتر با واقعیت در این بهینه سازی بهره جویی می شود. برای انجام تحلیل های سازه ای و محاسبه ی حجم بتن مصرفی از قابلیت زبان متغیرگونه ی نرم افزار ansys موسوم به apdl استفاده شده است. روش های گوناگونی برای حل مسأله ی بهینه سازی سد دوقوسی در دسترس است که یکی از کاراترین آنها فن برنامه ریزی درجه دوم پیاپی می باشد. این پژوهش نقص های روش برنامه ریزی درجه دوم را بررسی کرده و برای اصلاح آن ها روش برنامه ریزی درجه دوم پیاپی پذیرفتنی را معرفی می نماید. در پایان نیز، برای بررسی قابلیت و کارایی الگوی هندسی پیشنهاد شده و روش بهینه سازی مورد استفاده در این پایان نامه، نمونه هایی از بهینه سازی شکل سدهای دوقوسی بررسی شده است و نتیجه های قابل قبولی نیز به دست آمده است.

جسم هایی که در درون و یا روی سطح آن ها محرک و حسگر قرار گیرد و توانایی حس کردن و کنترل به هنگام داشته باشند، سازه های هوشمند گویند. در آغاز این پایان نامه، به رابطه های تنش و کرنش در صفحه های خمشی چندلایه ها پرداخته می شود. سپس، ویژگی های مواد مرکب و پیزوالکتریک بررسی خواهد شد. همچنین، مروری کوتاه بر رابطه سازی های سازه های هوشمند انجام می پذیرد. به دنبال این ها، جزءها و رابطه سازی پیشنهادی سازه های صفحه ای مرکب پیزوالکتریک می آید. برپایه ی این رابطه ها برنامه ی رایانه ای آماده می شود و تحلیل سازه های صفحه ای یک و چندلایه انجام می پذیرد. پاسخ های جزءهای پیشنهادی با دیگر مرجع های در دسترس مقایسه و درستی کار وارسی خواهد شد.

روش اجزای محدود یک ابزار توانا برای تحلیل سازه هایی است که زیر بارهای وارد دچار تغییرشکل های مومسان می گردند. در این گونه راه کار ها، دقت و بازده ی حل کشسان-مومسان، تا حد زیادی وابسته به شیوه به هنگام سازی تنش و متغیرهای داخلی مومسانی است. بنابراین، یکی از مهمترین گام ها در پیاده سازی تحلیل های کشسان-مومسان، به هنگام سازی تنش است که به وسیله تابع اولیه گیری از معادله های بنیادی مومسانی صورت می پذیرد. در این پژوهش، مبانی و پایه های نگره ی مومسانی بیان می شوند. از معیارهای تسلیم، رفتار مصالح زیر بارهای چرخه ای و قانون های سخت شوندگی سخن به میان خواهد آمد. چکیده ای از روش اجزای محدود در تحلیل های نموی کشسان-مومسان ارایه می گردد. پژوهش های پیشینیان در زمینه روش های تابع اولیه گیری در مومسانی به همراه توانایی ها و کاستی های هر یک تشریح می گردند. یک شیوه ی تابع اولیه گیری بر پایه ی نگاشت نمایی برای معادله های بنیادی در مومسانی چرخه ای رابطه سازی خواهد شد. عملگر مماسی سازگار از خطی سازی روش تابع اولیه گیری پیشنهادی استخراج می گردد تا نرخ همگرایی مرتبه دومِ روش نیوتن-رَفسون که به طور معمول در تحلیل های کشسان-مومسان استفاده می شود، حفظ گردد. معیار تسلیم دراکر-پراگر اثر فشار آب ایستا بر تسلیم شدن مصالح را درنظر می گیرد. برای این معیار با سخت شوندگی های همگن و پویای خطی، دو روش تابع اولیه گیری نمایی به همراه عملگرهای مماسی سازگار رابطه سازی می گردند. همچنین، رابطه های بنیادی به دو معادله دیفرانسیل معمولی کاهش می یابند. این معادله های دیفرانسیل، با استفاده از یک فن عددی مرتبه بالا به طور نسبتاً دقیقی قابل حل هستند. سرانجام، برای رابطه های بنیادی دراکر-پراگر سخت شونده پویای ناخطی، یک روش تابع اولیه گیری با توان وارسی خودکار خطا پیشـنهاد می گردد. روش های پیشنهادی بسیار دقیق و توانمند می باشند هم چنان که در آزمون های عددی گسترده، دقت و کارایی بالای آن ها نشان داده می شود.

روش تکراری رهایی پویا برای حل دستگاه معادله های حاکم بر رفتار سازه ی ایستا، به کار می رود. رابطه سازی و گام های این فن ارائه خواهند شد. شیوه های مختلف یافتن عامل های این راهکار معرفی می شوند. افزون بر این ها، به کاربردهای رهایی پویا اشاره می گردد. در ادامه ی کار، شرح رفتار ناخطی هندسی چندین سازه مانند: خرپاهای مستوی و فضایی و قاب ساختمانی، می آیند. به فرآیندهای پیشنهادی پژوهشگران برای تحلیل ناخطی سازه ها پرداخته خواهد شد. سپس، با مقایسه ی پاسخ های این راه حل ها، رتبه بندی روش ها انجام می پذیرد. از سوی دیگر، فن تکرار بردار وارون، برای به دست آوردن مقدار ویژه، با گام های رهایی پویا ترکیب می گردد و فرآیند نوی پیدا می شود. نمونه های عددی نشان می دهند که همگرایی در این شیوه بهبود قابل ملاحظه ای می یابد. درادامه ی این پژوهش، خطای راهکار میرایی جنبشی تحلیل می گردد و گام زمانی نوی به دست می آید. کاهش شمار تکرارها و زمان تحلیل این راهکار با حل مسأله های گوناگون آشکار خواهد شد.

بررسی پایداری سازه ها یکی از پیچیده ترین بخش های تحلیل ناخطی می باشد. عامل هایی چون نقص هندسی نخستین، چندین-بارگذاری، دگرگونی در ویژه گی های مادهی سازنده و تغییر دما در عضوها می توانند بر باربری نهایی سازه اثرگذار باشند. در این رساله، دو راهکار عددی برای یافتن مکان نقطه های بحرانی وابسته به عامل های گوناگون پیشنهاد می گردد. این روش های عددی برپایه ی شیوه ی نیوتنی رابطه سازی خواهند شد. در این راه، رابطه ی ایستایی و شرط بحرانی به شکل همزمان با بهره بردن از یک فرآیند نموی- تکراری برقرار می شوند. توانایی بررسی نقطه های حدی و چندشاخگی از برتری های روش پیشنهادی است. از سوی دیگر، برای برآورد تقریبی دامنه ی ربایش گرد نقطه ی ایستای پایدار همگرا، فن های نوینی برپایه ی مانده های وزنی رابطه سازی می شوند. در این راستا، شماری تابع درونیاب تعریف و تابع لیاپانوف برپایه ی آن برپا می گردد. این شیوه برای سامانه های خودگردان کارا می باشد. نمونه های عددی توانایی و کارایی روش های پیشنهادی را نشان خواهند داد.

این پایان نامه به طور گسترده ای فن های تحلیل سازه های با رفتار ناخطی هندسی را ارزیابی می کند. نخست، رابطه سازی معادله های ایستایی حاکم بر رفتار ناخطی هندسی سازه ها می آید. سپس، پاره ای از مشهورترین شیوه های تحلیل ناخطی مورد بحث و بررسی قرار می گیرند. این فن ها، به دو دسته ی سنتی و پیشرفته تقسیم می شوند. در ادامه، از سایر ویژگی های این راه حل ها در گام های پیش گویی و درست سازی سخن به میان می آید. در پایان، راه کارهای پیشرفته ی کمینه سازی بار نامیزان، صفحه ی قائم، صفحه ی قائم بهنگام، طول قوس استوانه ای، وارسی کار، کمینه سازی تغییرمکان نامیزان، وارسی تغییرمکان گسترش یافته، عمود برجریان بهبود یافته با حل 17 نمونه ی عددی ارزیابی و مقایسه می شوند. مثال های عددی شامل خرپاها و قاب های مستوی، خرپاها و قاب های فضایی و نیز پوسته ها می باشند. در فرآیند این مقایسه، معیارهایی چون: شمار تحلیل های همگرا و واگرا، توانایی گذر از نقطه های حدی، شمار کل گام ها و تکرارهای تحلیل و مدت زمان حل بررسی می گردد. همچنین، نویسنده راه کار نمو تغییرمکان توانمندی را پیشنهاد و با سه راه حل برتر مقایسه می کند.

هدف از این پژوهش به فرمان در آوردن رفتار سازه با به کارگیری چند نیروده در ساختار کنترل است. رابطه سازی میان نیروی کنترلی نیروده ها به گونه ای است که پاسخ های سازه کمینه گردند. در این راستا چندین شیوه ی نو پیشنهاد می شوند. در این راه کارها، مکان بهینه ی نیروده ها با حسابگر ارثی مشخص می گردد. برای پیش بینی شتاب زمین از شبکه ی عصبی در سامانه های کنترلی بهره جویی می گردد. در فصل پنجم این گزارش، دو نیروده در ساختار کنترل به کار رفته اند. رابطه ی میان نیروده ها به گونه ای بر پا می گردد که نیروی وارد بر مود یکم سازه صفر شود. این پیوند به کمک تحلیل مودال در دسترس قرار می گیرد. شبکه ی عصبی به کار رفته در این جا به صورت روی خط آموزش می بیند. برای ارزیابی این روش، چندین نمونه ی عددی با این فن به فرمان در می آیند. بررسی پاسخ های سازه نشان دهنده ی توانایی مناسب روش در به فرمان آوری رفتار سازه های کوتاه و میان مرتبه است. بنابراین، شیوه های دیگری برای کنترل سازه های بلند پیشنهاد شده است. ساختار کنترلی به کار رفته در این راه کارها از گونه ی حلقه ی باز است. شبکه ی عصبی به شکل خارج خط آموزش می بیند. همچنین، در سامانه ی کنترلی از سه، چهار و پنج محرک بهره جویی شده است. با افزایش شمار محرک ها، فرآیند کنترلی نتیجه ی بهتری در بر دارد.

واکاوی سازه های قابی با رفتار ناخطی شدید به کمک الگوهای رایج سختی با دشواری های بسیاری روبرو است. می توان پاره ای از این پیچیدگی ها را با بهره گیری از رابطه سازی های نرمی برطرف ساخت. به این سبب در این پایان نامه، یک الگوی نیرویی برای واکاوی ناخطی تیر تیموشنکوی دو و سه بعدی با تغییرشکل‏ های بزرگ پیشنهاد می گردد. ساختاره ها با بهره گیری از تابعی دو میدانه ی هلینگر-ریزنر بر پا می شوند. به کارگیری سطح تسلیم دو و سه بعدی ماده و فن جداسازی رشته ای، اثر اندرکنش نیروهای درونی را در رفتار ناخطی وارد می نماید. به سبب وجود حرکت های جسم سخت، ماتریس سختی جزء تیری در دستگاه مختصه های کلی ویژه است و نمی توان ماتریس نرمی برای جزء تیری به دست آورد. از این رو، رابطه سازی ها در دستگاه پایه انجام می پذیرد. بردارها و ماتریس های دستگاه پایه با فن هم چرخشی به مختصه های کلی انتقال می یابند. بهره گرفتن از شیوه ی هم چرخشی،امکان به کارگیری الگوی پیشنهادی برای سازه هایی با تغییرشکل‏ های بزرگ را فراهم می آورد. افزون بر این ها، دو راه کار چرخه ای و بدون چرخه برای یافتن ویژگی های جزءها پیشنهاد می شود. سرانجام، شیوه ای نو برای برپا ساختن ماتریس جرم جزء تیری به کار می رود. ماتریس جرم نویسنده، در هنگام واکاوی پویای ناخطی سازه های قابی با تغییرمکان های بزرگ، به هنگام می شود و اثر تغییرشکل‏ های سازه در دگرگونی پخش درایه های جرم میان درجه های آزادی را در کار وارد می سازد.

به هنگام سازی تنش و متغییرهای وابسته به آن، یکی از مهمترین بخش ها در واکاوی های جزء محدود ناخطی کشسان- مومسان است. این فرآیند با تابع نخستین گیری از رابطه های بنیادی ممکن می شود. این رابطه ها رفتار پس از تسلیم ماده را به دست می دهند. به سبب اثر بسیار در دقت و سرعت واکاوی، گزینش روش مناسب برای به هنگام سازی تنش از اهمیت ویژه ای برخوردار است. خاطرنشان می کند، دانستن رفتار واقعی سازه ها، به ویژه زیر بارهای چرخه ای، نیاز به الگوهای مومسانی پیچیده و ناخطی دارد. از این رو، تابع نخستین گیری از رابطه های بنیادی بیشتر با روش های عددی انجام می شود. این رساله به گسترش روش های به هنگام سازی تنش به ویژه در الگوهای ناخطی می پردازد. نخست، نگره ی جزء محدود ناخطی کشسان مومسان مروری کوتاه خواهد شد. شرح پایه های نگره مومسانی به همراه قانون های جریان وابسته و ناوابسته، معیارهای تسلیم و قانون های سخت شوندگی گوناگون می آیند. مهمترین و پرکاربردترین راه کار-های به هنگام سازی تنش، مانند شیوه های صریح و ضمنی معرفی می شوند. سپس، تابع نخستین گیری با روش نمایی، که یک روش نو و توانا است، برای الگوهای مومسانی وابسته به فشار خطی و نا خطی گسترش می یابد. برتری تابع نخستین گیری های نمایی برای یک الگوی مومسانی ناخطی پرکاربرد در صنعت های هوایی و خودروسازی به روشنی نشان داده می شود. همچنین، عملگرهای مماسی سازگار با این فرآیند به-دست می آیند. در ادامه، دو شیوه ی به هنگام سازی نو برپایه ی فن های اولری و نمایی برای الگوهای مومسانی ناخطی پیشنهاد می گردند. توانایی و برتری این رابطه سازی ها با آزمون های عددی گوناگون به نمایش در می آیند. افزون بر این، گسترش فن زاویه ای برای مومسانی چرخه ای به همراه کاربرد یک گروه نو از تابع نخستین گیری های رانگ-کوتای ضمنی نشان داده می شود. همچنین، برای یک معیار تسلیم کلی نو، تابع نخستین گیری برپایه ی نگاشت نمایی انجام می پذیرد.

در سال های اخیر، روش طرح مومسان برپایه‎ی کارکرد با هدف دستیابی به پاسخ بهتر ساختمان‎ها در زمین‎لرزه‎های شدید، گسترش پیدا کرده است. در این راه‎کار، نسبت تغییرمکان طبقه و سازوکار تسلیم سازه هدف‎های طرح می باشند. برش پایه از برپایی معادله‎ی کارمایه حساب می‎شود. کارمایه‎ی مومسان میرا از اختلاف بین دوکارمایه‎ی وارد به سازه و کرنشی کشسان آن به دست می‎آید. با بهره جستن از این کارمایه‎ی مومسان، طرح عضوهایی که نامزد تغییرشکل و تسلیم هستند، انجام می‎پذیرد. در این پایان نامه، رابطه سازی و ویژگی های این شیوه به نظرخوانندگان می‎رسد و روش دستیابی به برش پایه بررسی می‎شود. در ادامه، از این راه‎کار برای طرح موثرتر قاب‎های با میراگر بهره ‎جویی خواهد شد. در این راستا، رابطه‎ سازی‎های مورد نیاز به دست می‎آیند. سپس، چندین قاب خمشی با میراگرهای لزج خطی و مالشی طرح می‎گردند. سرانجام، ارزیابی کارکرد قاب های میرا و نامیرا با تحلیل‎های ناخطی پویا، شایسته بودن این شیوه را آشکار می‎سازد.

لایه لایه شدگی و از میان رفتن پیوند بین لایه های گوناگون که سبب به خطر افتادن کارایی و یک پارچگی می گردد، یکی از علت های مهم گسیختگی سازه های مرکب چندلایه می باشد. درآغاز این رساله، فن های مختلف آسیب یابی برای سازه های مرکب چندلایه دسته بندی می شوند. برای هر فرآیند، شرح کاستی ها و توانمندی های آن می آید. سپس ، به رابطه های تنش و کرنش در چندلایه های مرکب پرداخته خواهد شد. همچنین، مروری کوتاه بر نگره های سازه ای انجام می پذیرد. به دنبال این ها، درباره ی پژوهش های پیشینیان در تحلیل تیرها و صفحه های مرکب چندلایه سخن به میان می آید. باید آگاه بود، استفاده از یک الگوی تحلیلی دقیق با سرعت همگرایی زیاد در جزء ترک خورده، سبب دست یابی به پاسخ های درست در فرآیند حل مساله ی بهینه سازی و یافتن محل و اندازه ی لایه لایه شدگی می گردد. از این رو، یک جزء شش پهلوی سه بعدی دارای میان رویه برای واکاوی تیرهای مرکب چندلایه با لایه لایه شدگی پیشنهاد می شود. برای تحلیل صفحه های چندلایه ی خمشی و ساندویچی، برپایه ی نگره ی تغییرشکل برشی مرتبه ی بالا، یک جزء مثلثی صفحه ی خمشی با سازگاری 1c رابطه سازی می گردد. افزون بر این، اثر افزایش شمار گره ها و مرتبه ی تابع های درون یاب این جزء در تحلیل تنش های بین لایه ای صفحه های خمشی دارای لبه ی آزاد بررسی خواهد شد. سپس، با بهره جویی از نگره ی تغییرشکل برشی مرتبه ی بالا، یک رابطه سازی نو برای تحلیل کمانشی و پس کمانشی صفحه های چندلایه، با لایه لایه شدگی های میانی، زیر بار فشاری پیشنهاد می گردد. راست آزمایی هر یک از این جزءها با شماری از مساله های سنگ نشانه انجام می پذیرد. هدف دیگر این رساله، رسیدن به راه کاری نوین در آسیب یابی سازه های مرکب چندلایه است. فن شناخت آسیب با رابطه سازی یک مسأله ی وارون انجام می شود که درآن پاسخ های تحلیل جزءهای پیشنهادی در یافتن اندازه و جای لایه لایه شدگی به کار می روند. حل مسأله ی وارون با فن بهینه سازی و کمینه کردن تابع هدف و به دست آوردن عامل های بهینه ی لایه لایه شدگی انجام می پذیرد. یک فرآیند حسابگری زیستی بهبود می یابد تا مساله های آسیب یابی را با انبارسازی رایانه ای و نیز تلاش محاسباتی کم تری حل کند. سرانجام، درستی فرآیند آسیب یابی با حل شماری از مساله ها ارزیابی می شود.

در این پژوهش، ماتریس سختی دقیق ستون نامنشوری با مقطع تابعی درجه ای دارای پیوندهای نیمه سخت به دست می آید. نخست، بر پایه ی الگوی تغییر توانی ضریب کشسانی در ارتفاع مقطع، معادله ی دیفرانسیل مرتبه ی چهارم حاکم بر ستون اولر- برنولی رابطه سازی می شود. سپس، با بهره جویی از شرط های مرزی، برابری تغییرشکل دقیق عضو نامنشوری زیر اثر بارها و لنگرهای گرهی در دسترس قرار می گیرد. باید افزود، از اثر تغییرشکل های برشی چشم پوشی خواهد شد. همچنین، اثر نرمی پیوندها در شرط های مرزی وارد می شوند. در ادامه، با استفاده از شرط ایستایی و رابطه ی تغییر شکل عضو، درایه های ماتریس سختی عضو به دست می آیند. به دنبال این ها، ماتریس سختی دقیق عضو نامنشوری تابعی درجه ای در نمونه های عددی به کار می رود. ویژگی اصلی این ماتریس دقت و کلی بودن آن است. همچنین، توانایی الگوسازی عضوهای منشوری و نامنشوری با ماده ی تابعی درجه ای (fgm) با الگوی توانی و نمایی را دارد. شایان توجه است، توانایی واکاوی کشسان عضوهای نامنشوری با پیوندهای نیمه سخت از دیگر ویژگی های این ماتریس می باشد. افزون بر این ها، تحلیل قاب های مهاردار با ستون های نامنشوری از دیگر برتری های ماتریس پیشنهادی است. باید دانست، ماتریس سختی نویسنده، نسبت به ماتریس های همسان، از دقت و کارایی بیشتری برخوردار می باشد. ستادهای نمونه های عددی، دقت و درستی رابطه سازی نویسنده را نشان می دهند. باید افزود، ماتریس پیشنهادی می تواند برای تعیین بار بحرانی و تحلیل کشسان مرتبه ی دوم پایداری قاب های تخت به کار رود. سرانجام، پژوهش های ادامه دار برای آیندگان می آید.

به کارگیری جزءهای با هندسه ی خم دار برای سازه های منحنی شکل، به حذف بسیاری از خطاها می انجامد. از سوی دیگر، نیاز به شبکه بندی های ریز و زمان بر از بین می رود. جزءهای دایره ای ساده ترین و پرکاربردترین گونه در گروه تیرهای خم دار هستند. همچنین، در دسته ی با شعاع انحناء متغیر، عضوهای سهمی شکل با تابع هندسی مرتبه ی دو از اهمیت ویژه ای برخورداراند. فن جزء محدود شیوه ای فراگیر و کارآ برای پدیدآوردن هر گونه جزئی می باشد. در صورتی که تابع های پنداشتی در این روش دقت بالایی دارا باشند، می توان شبکه بندی های درشت برای رسیدن به پاسخ دقیق را به کار برد. در این پژوهش، معادله های ایستایی و رابطه های کرنش-تغییرمکان به کار می روند و تابع های درون یاب دقیق کرنشی به دست می آیند. دو جزء نو دایره ای پیشنهاد می شود که هر کدام دو گره و شش درجه آزادی دارند. ماتریس سختی صریح جزء یکم، با نازک پنداشتن تیر، و جزء دوم بر پایه ی نگره ی تیرهای ضخیم رابطه سازی می شوند. از سوی دیگر، ماتریس سختی صریح تیری خمیده با هندسه ی سهمی ارائه می گردد. باید دانست، تا کنون بسیاری از پژوهش گران، به سبب سادگی کار، تنها تیرهای دایره ای را الگوسازی کرده اند. وابسته بودن شعاع انحناء به متغیری مانند طول، به پیچیدگی های تحلیل سازه های خم دار می افزاید. در این پژوهش، تیری سهمی شکل، همانند جزءهای دایره ای، با دو گره و شش درجه آزادی پیشنهاد می شود. رابطه سازی جزء محدود این تیر، تنها بر پایه ی ماتریس تقریبی ماده به دست خواهد آمد. در ادامه، چند نمونه ی عددی برای راست آزمایی جزءهای پیشنهادی حل می گردند. دست آوردها نشان می دهند که با به کارگیری تنها یک جزء می توان به پاسخ هایی دقیق دست یافت. نتیجه ها آشکار می سازند که هیچ گونه خطای قفل برشی و غشایی و نیز سخت شوندگی در پاسخ ها وجود ندارد. ویژگی روش پیشنهادی این است که با در دست داشتن درایه های صریح ماتریس سختی به راحتی می توان هرگونه سازه ی پیچیده ای را تحلیل کرد.

تاکنون جزءهای زیادی برای تحلیل صفحه های تخت و خمشی پیشنهاد شده اند. پاره ای از این جزء ها را بر پایه ی روش ریتز بنا کرده اند. در این شیوه، کارآیی جزء را با افزایش درجه ی تابع میدان و نیز شمار درجه های آزادی جزء بیشتر می کنند. افزون بر این که دقت جزء در این فن ها چندان بالا نیست، به طور معمول، پیوستگی بین جزءها نیز برقرار نمی گردد. در رابطه سازی دسته ای دیگر از جزءها، از تابعی های درهم و پیوندی بهره می برند. شمار میدان های اصلی در این تابعی ها بیش از یک می باشد. با تعریف میدان های مستقل در فصل مشترک ها، تابعی های پیوندی در دسترس قرار می گیرند. برای آفرینش جزء های با کارائی زیاد، این تابعی ها ابزار قدرتمندی را فراهم می آورند. باید دانست، جزءهای پیوندی از چند میدان مستقل شکل می گیرند. به دلیل به کار بردن میدان مستقل برای جابه جایی مرزی، مهم ترین برتری تابعی های پیوندی، رهایی از شرط پیوستگی در مرزهای جزء می باشد. این شیوه ی رابطه سازی امکان وارد ساختن پاسخ تحلیلی معادله ی دیفرانسیل حاکم بر مسأله را دارد. در این رساله، پاسخ تحلیلی معادله ی دیفرانسیل حاکم بر سازه های صفحه ای در رابطه سازی جزء محدود وارد خواهد شد. از تابعی پیوندی برای انجام این کار بهره جویی می شود. در آغاز، معادله ی دیفرانسیل مسأله های تخت به صورت تحلیلی حل می گردد. با این فرآیند، تابع های تنش آیری به دست می آیند. سپس، با به کار بردن این تابع های تحلیلی در تابعی پیوندی تنش، ماتریس سختی و بردار نیروهای گرهی حساب می شود. ازسوی دیگر، با بهره جستن از راه کار هم چرخشی، تحلیل ناخطی هندسی مسأله های مستوی به انجام می رسد. در ادامه ی گزارش، پاسخ تحلیلی برای واکاوی ایستای صفحه های نازک و ضخیم خمشی به کار می رود. در این شیوه، از تابعی پیوندی ترفتز بهره جویی خواهد شد. یادآوری می کند، معادله ی دیفرانسیل حاکم برصفحه های نازک خمشی با معادله ی سازگاری مسأله های تخت، شکل یکسانی دارد. بررسی یافته ها، نشان دهنده ی دقت بسیار بالای جزءهای پیشنهادی می باشد. افزون بر این-ها، اثر مکان گره های میانی جزء مثلثی صفحه ی خمشی بر دقت تحلیل بررسی می گردد و جزءهای بهینه ی خمشی در دسترس قرار می گیرد. نتیجه ی کار، نشان می دهد. که دقت جزء در مکان بهینه ی گره ها بسیار بالا است.

رابطه¬سازی¬های این رساله، بر پایه¬ی کرنش استوار است. با بهره¬جویی از حالت¬های کرنشی، می¬توان ریشه¬ی برخی از گونه¬های خطا در روش جزء محدود را آشکار نمود. به سخن دیگر، حالت های کرنشی، توانایی آسیب¬یابی، بهبود و کارآسازی جزء را فراهم می آورند. حرکت¬های جسم سخت و کرنش ثابت، همگرایی جزء را تضمین می¬سازند. افزون بر این¬ها، حالت¬های کرنشی مرتبه¬ی بالا، کارآیی را افزایش می¬دهند. در شیوه¬ی پیشنهادی، با بهره¬جویی از معیار¬های بهینگی، حالت¬های کرنشی کارآ در دسترس قرار می¬گیرند. باید آگاه بود، برقراری شرط¬های ایستایی، افزون بر کاهش شمار مجهول¬های گرهی، توانمندی جزء را بالا می¬برد. دیگر شایستگی رابطه¬سازی نویسنده، توانایی وارد کردن شرط¬های مهم ایستایی است. با¬ برقراری قیدهای بهینگی پیشنهادی، میدان خطی کامل برای کرنش انتخاب می¬شود. این میدان، برای هندسه-های جزء سه¬پهلو و چهارپهلو به¬کار می¬رود. دقت و سرعت همگرایی پاسخ این جزء¬ها، در شمار زیادی آزمون¬های¬ عددی گوناگون سنجیده خواهد شد. همچون جزء¬های خوب سایر پژوهش¬گران، نخستین جزء چهارپهلوی این گزارش، در دو آزمون وصله¬ی توانا، برای شبکه¬های با واپیچیدگی زیاد، خطای نامناسب به¬وجود می¬آورد. از این¬رو، برای از میان برداشتن این کاستی، دو جزء چهارپهلوی کارآ با میدان کرنش مرتبه¬ی دوم ارائه می¬شود. در این جزء¬ها، اثر برقراری کامل و ناقص شرط¬های ایستایی در پاسخ وارسی می¬گردند. در ادامه، به¬کارگیری تابعی پیوندی در فضای حالت¬¬های کرنشی، جزء توانمند نوینی را در دسترس قرار می¬دهد. در این جزء، اثر بهره¬جویی از میدان¬های مرزی و درونی ناوابسته با کمک حالت¬های حرکتی بررسی خواهد شد. حتی در شبکه¬های درشت، دقت زیاد، ناحساسی به کجی هندسی، همسانگردی هندسی، نداشتن خطای برش افزون و گسترش¬ آسان به مسئله های ناخطی، پاره¬ای از ویژگی¬های رابطه¬سازی پیشنهادی این رساله به¬شمار می¬آیند. برای انتقال یافته¬های این گزارش، از فضای خطی به ناخطی، روش هم¬چرخشی به¬کار می رود. این فرآیند، به آفرینش جزء ناخطی کارآ می¬انجامد. برپایه¬ی حالت¬های حرکتی، گونه¬ی دیگری از رابطه¬سازی ناخطی هندسی، به¬طور یک¬راست به¬دست می¬آید. در پایان این رساله، راهکار پیشنهادی، برای واکاوی صفحه¬های خمشی نازک و پوسته به¬کار می¬رود. بر پایه¬ی تابعی پیوندی ترفتز با دو میدان جابه¬جایی ناوابسته، یک جزء کارآی صفحه خمشی آفریده خواهد شد. همچنین، جزء پوسته¬ی تخت برپایه¬ی حالت های کرنشی بنا می گردد.

راهکارهای گوناگون تحلیل پایداری کشسان ستون ها و قاب های نامنشوری در این پژوهش می آیند. این شیوه ها در دو دسته ی کلی: فن های تقریبی و روش های دقیق جای می گیرند. از کاستی ها و توانمندی های هر دوی این ها سخن به میان خواهد آمد. در ادامه، بر پایه ی حل دقیق معادله ی دیفرانسیل حاکم بر قاب های نامنشوری ساده و دروازه ایِ تخت، شیوه-ای نو برای تحلیل پایداری این گونه سازه ها پیشنهاد می شود. این قاب ها، پیوندها و تکیه گاه های نرم دارند. از راه حل نویسنده، برای یافتن بار کمانشی ستون های منشوری و نامنشوری هم می توان بهره جست. در این رساله، اثرهای ضریب شکل، نسبت نامنشوری، نرمی پیوندها و تکیه گاه ها، نسبت سختی و نسبت دهانه بر پایداری قاب های ساده و دروازه ای ارزیابی خواهند شد. همچنین، نمودارهایی، برای یافتن طول موثر ستون های این سازه ها در دسترس قرار می گیرد. افزون بر این ها، با تصادفی پنداشتن سختی پیوندهای تکیه گاهی، سختی پیوندهای تیر به ستون و سختی تکیه گاه جانبی، و بهره جستن از روش شبیه سازی مونت کارلو، پایداری این قاب های تخت ارزیابی می شوند.

پرکاربردترین شیوه ی واکاوی سامانه های پویا، تابع نخستین گیری عددی می باشد. دقت، پایداری و میزان خطا، معیار سنجش کارایی روش های عددی تابع نخستین گیری است. در نوشته ی پیش رو، الگوهای واکاوی پویای سازه و ویژگی های آن بررسی می شود. راه کارهای گوناگون تابع نخستین گیری عددی پژوهشگران در راستای زمان و به صورت دسته بندی می آیند. برای هر فرآیند، از کاستی ها و برتری ها سخن به میان خواهد آمد. همچنین، به ویژگی زمین لرزه های نزدیک و دور از گسل پرداخته خواهد شد. اثر این شتاب نگاشت ها بر سازه واکاوی می گردد. کارایی و دقت این راه کارها بر روی قاب های خمشی سنگ نشانه راستی آزمایی می شود. افزون بر این، به هر راهکار بر پایه ی کارایی آن نمره داده خواهد شد، و رتبه ی آن در میان سایر فن?ها آشکار میگردد.

چکیده ندارد.

پیوند تیرها به ستون ها در قاب های نیمه سخت، نه ساده و نه به طور کامل سخت اند. بر این پایه، تمام قاب های فولادی نیمه سخت می باشند. زیرا، پیوندهای آن ها زیر بار، مقدار مشخصی نرمی از خود نشان می دهند. در این پایان نامه، ماتریس سختی وتری کشسان جزء تیر- ستون دارای پیوندهای نیمه سخت، زیر اثر لنگرهای گرهی و بار گسترده میانی رابطه سازی می شود. سپس، بر پایه این ماتریس، تحلیل کشسان مرتبه دوم و پایداری قاب های فولادی دو بعدی با پیوندهای نیمه سخت انجام می-پذیرد. ویژگی اصلی این ماتریس، کلی بودن آن می باشد. زیرا، توانایی الگوسازی یک عضو قابی با هر گونه پیوندی را دارد. همچنین، نسبت به ماتریس های مشابه از دقت و کارایی بیشتری برخوردار است. از سوی دیگر، هر عضو تنها با یک جزء الگوسازی می شود و در روش اجزای محدود پیشنهادی، برای عضوهای کششی و فشاری رابطه های یکسانی به کار می رود. نمودار بار- تغییرمکان و مقدارهای عددی به دست آمده از روش های پیشنهادی با تحلیل های سایر پژوهشگران مقایسه می شوند و اثر نرمی پیوند بر مسیر ایستایی کشسان مرتبه دوم، بار کمانشی و رفتار قاب های فولادی بررسی می گردد. همچنین، با توجه به اهمیت و کاربرد پیوند های خورجینی در ایران، شیوه ای برای تحلیل این گونه قاب ها ارائه خواهد شد. بر پایه فن پیشنهادی، تمامی رابطه های تحلیلی قاب های نیمه سخت، قابل گسترش برای قاب های خورجینی می باشند. باید افزود، درستی این شیوه پیشنهادی نیز با حل نمونه های عددی تأیید می شود.