آنالیز اندرکنش دینامیکی خاک و سازه تحت اثر بار زلزله با استفاده از روش المان محدود با مرز مقیاس شده

فهرست :
فصل اول: مقدمه
۱-۱- تعریف مسئله ۱
۱-۲- مفهوم اندرکنش خاک و سازه ۴
۱-۳- روش¬های تحلیل اندرکنش خاک و سازه ۶
۱-۳-۱- روش زیرسازه ۶
۱-۳-۲- روش مستقیم ۹
۱-۴- خلاصه¬ای از روش¬های موجود برای مدل کردن حوزه نامحدود ۱۲
۱-۴-۱- روش¬های کلی ۱۲
۱-۴-۱-۱- روش المان مرزی ۱۳
۱-۴-۱-۲- روش لایه باریک ۱۳
۱-۴-۱-۳- شرایط مرزی غیر انعکاسی دقیق ۱۳
۱-۴-۱-۴- روش المان محدود با مرز مقیاس شده ۱۴
۱-۴-۲- روش¬های محلی ۱۴
۱-۴-۲-۱- شرایط مرزی انتقالی ۱۵
۱-۴-۲-۲- المان¬های نامحدود ۱۵
۱-۴-۲-۳- لایه¬های جاذب ۱۶
۱-۵- اهداف و خلاصه فصول پایان¬نامه ۱۷

فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده
۲-۱- مقدمه ۱۹
۲-۲-۲- روش¬های کلی (فراگیر) ۲۰
۲-۲-۱- روش المان مرزی ۲۰
۲-۲-۲- روش لایه باریک ۲۳
۲-۲-۳- شرایط مرزی غیر انعکاسی دقیق ۲۵
۲-۲-۴- روش المان محدود با مرز مقیاس شده ۲۷
۲-۳- روش¬های محلی (موضعی) ۳۲
۲-۳-۱- شرایط مرزی انتقالی ۳۲
۲-۳-۲- المان¬های نامحدود ۳۶
۲-۳-۳- لایه¬های جاذب ۳۷
۲-۴- نتایج ۳۹

فصل سوم: فرمولاسیون روش المان محدود با مرز مقیاس شده
مربوط به دامنه نامحدود در حوزه فرکانس و زمان
۳-۱- معرفی مختصات محلی (ξ, η ,ζ۴۰
۳-۲- معادلات اساسی الاستودینامیک همگن در مختصات دکارتی ۴۲
۳-۳- معادلات المان محدود با مرز مقیاس شده در حوزه فرکانس ۴۴
۳-۳-۱- انتقال هندسه محیط از مختصات دکارتی به مختصات جدید ۴۴
۳-۳-۲- تعیین معادلات حاکمه الاستودینامیک در مختصات جدید ۴۵
۳-۳-۳- توابع تغییرمکان گره¬ای در جهت شعاعی ۴۹
۳-۴- استفاده از روش باقی¬مانده وزنی ۵۱
۳-۵- ماتریس سختی دینامیکی ۵۳
۳-۶- حل معادله المان محدود با مرز مقیاس شده در سختی دینامیکی برای حوزه نامحدود ۵۵
۳-۷- معادله المان محدود با مرز مقیاس شده در حوزه زمان ۵۸
۳-۷-۱- معادله المان محدود با مرز مقیاس شده در پاسخ ضربه واحد شتاب ۵۸
۳-۷-۲- تقسیم¬بندی زمان ۶۰
۳-۷-۳- اولین گام زمانی ۶۱
۳-۷-۴- بازه زمانی Nام ۶۲
۳-۸- ماتریس سختی استاتیکی حوزه نامحدود ۶۳
۳-۹- خلاصه روش سری کاهش¬یافته توابع پایه در حوزه زمان ۶۴
۳-۱۰- خلاصه روش سری کاهش¬یافته توابع پایه در حوزه فرکانس ۶۵
۳-۱۱- نتایج ۶۶

فصل چهارم: فرمولاسیون روش المان محدود با مرز مقیاس شده
مربوط به دامنه محدود در حوزه فرکانس و زمان مقدمه
۴-۱- مقدمه ۶۸
۴-۲- معادله حرکت دامنه محدود در حوزه فرکانس و زمان ۶۹
۴-۳- ماتریس سختی استاتیکی حوزه محدود ۷۰
۴-۴- ماتریس جرم ۷۲
۴-۵- ماتریس میرایی ۷۳
۴-۶- نتایج ۷۴

فصل پنجم: ترکیب معادلات حاصل از روش (SBFEM) برای
حوزه محدود و نامحدود جهت لحاظ کردن اندرکنش خاک و سازه
۵-۱- مقدمه ۷۵
۵-۲- ترکیب معادلات حاصل از دامنه محدود و نامحدود تحت بارهای خارجی جهت لحاظ کردن اندرکنش خاک و سازه در حوزه زمان ۷۷
۵-۲-۱- آنالیز دینامیکی اندرکنش خاک و سازه تحت بارهای خارجی در حوزه زمان با استفاده از (SBFEM) ۷۷
۵-۲-۱-۱- با در نظر گرفتن اثز اندرکنش خاک و سازه (پی انعطاف¬پذیر) ۷۷
۵-۲-۱-۲- بدون در نظر گرفتن اثز اندرکنش خاک و سازه (پی صلب) ۸۰
۵-۲- ۲- آنالیز دینامیکی اندرکنش خاک و سازه تحت بارهای خارجی در حوزه زمان با استفاده از (SBFEM) و استفاده از سری کاهش¬یافته توابع پایه ۸۱
۵-۲-۲-۱- با در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه (پی انعطاف¬پذیر) ۸۱
۵-۲-۲-۲- بدون در نظر گرفتن اثز اندرکنش خاک و سازه (پی صلب) ۸۳
۵-۳- ترکیب معادلات حاصل از دامنه محدود و نامحدود تحت بارهای لرزه¬ای جهت لحاظ کردن اندرکنش خاک و سازه در حوزه زمان ۸۴
۵-۳-۱- آنالیز دینامیکی اندرکنش خاک و سازه تحت بارهای لرزه¬ای در حوزه زمان با استفاده از (SBFEM) ۸۴
۵-۳-۱-۱- با در نظر گرفتن اثز اندرکنش خاک و سازه (پی انعطاف¬پذیر) ۸۴
۵-۳-۱-۲- بدون در نظر گرفتن اثز اندرکنش خاک و سازه (پی صلب) ۸۶
۵-۳- ۲- آنالیز دینامیکی اندرکنش خاک و سازه تحت بارهای لرزه¬ای در حوزه زمان با استفاده از (SBFEM) و استفاده از سری کاهش¬یافته توابع پایه ۸۸
۵-۳-۲-۱- با در نظر گرفتن اثز اندرکنش خاک و سازه (پی انعطاف¬پذیر) ۸۸
۵-۳-۲-۲- بدون در نظر گرفتن اثز اندرکنش خاک و سازه (پی صلب) ۸۹
۵-۴- ترکیب معادلات حاصل از دامنه حوزه محدود و نامحدود تحت بارگزاری دینامیکی (بارهای خارجی و لرزه¬ای) جهت لحاظ کردن اندرکنش خاک و سازه در حوزه فرکانس ۹۰
۵-۵- نتایج ۹۲

فصل ششم: روش شکاف ممتد
۶-۱- روش¬های تجزیه ماتریس سختی دینامیکی حوزه نا¬محدود ۱۰۳
۶-۱-۱- تقریب سختی دینامیکی توسط سری پده ۱۰۴
۶-۱-۲- تجزیه سختی دینامیکی با استفاده از روش شکاف ممتد ۱۰۵
۶-۱-۲-۱- ساخت شرط مرزی انتقالی با مرتبه بالا ۱۱۰
۶-۱-۲-۲- ترکیب معادله حرکت حوزه محدود و معادله مربوط به حوزه نامحدود حاصل از روش شکاف ممتد تحت بار خارجی دینامیکی ۱۱۲
۶-۱-۲-۳- ترکیب معادله حرکت حوزه محدود و معادله مربوط به حوزه نامحدود حاصل از روش شکاف ممتد تحت بار لرزه¬ای ۱۱۴
۶-۱-۲-۴- استفاده از روش شکاف ممتد و اعمال روش سری کاهش یافته توابع پایه برای آنالیز سیستم تحت بار خارجی دینامیکی ۱۱۶
۶-۱-۲-۵- استفاده از روش شکاف ممتد و اعمال روش سری کاهش یافته توابع پایه برای آنالیز سیستم تحت بار لرزه¬ای ۱۱۸
۶-۲- نتایج ۱۲۰

فصل هفتم: مثال¬های عددی
۷-۱- مقدمه ۱۳۱
۷-۲- دیوار برشی به همراه بازشو ۱۳۳
۷-۲-۱- سازه در حالت پی صلب تحت بار خارجی دینامیکی ۱۳۴
۷-۲-۲- سازه در حالت پی منعطف تحت بار خارجی دینامیکی ۱۳۶
۷-۲-۳- سازه در حالت پی صلب تحت بار لرزه¬ای ۱۳۹
۷-۲-۴- سازه در حالت پی منعطف تحت بار لرزه¬ای ۱۴۱
۷-۳- دیوار برشی با ابعاد و مواد با خصوصیات متفاوت ۱۴۵
۷-۳-۱- سازه در حالت پی صلب تحت بار خارجی دینامیکی ۱۴۵
۷-۳-۲- سازه در حالت پی منعطف تحت بار خارجی دینامیکی ۱۴۷
۷-۳-۳- سازه در حالت پی صلب تحت بار لرزه¬ای ۱۵۰
۷-۳-۴- سازه در حالت پی منعطف تحت بار لرزه¬ای ۱۵۲
۷-۴- سد کوینا در چین ۱۵۶
۷-۴-۱- سد در حالت پی صلب تحت بار خارجی دینامیکی ۱۵۶
۷-۴-۲- سد در حالت پی منعطف تحت بار خارجی دینامیکی ۱۵۸
۷-۴-۳- سد در حالت پی صلب تحت بار لرزه¬ای ۱۶۲
۷-۴-۴- سد در حالت پی منعطف تحت بار لرزه¬ای ۱۶۴
۷-۵- ترکیب تونل و دیوار برشی ۱۶۸
۷-۵-۱- تونل و قاب سازه¬ای تحت بار خارجی دینامیکی ۱۶۹
۷-۵-۲- تونل و قاب سازه¬ای تحت بار لرزه¬ای ۱۷۲

فصل هشتم: نتایج و پیشنهادات
۷-۱- نتایج ۱۷۶
منابع ۱۸۰