Нелінійний аналіз у часі для 2D моделювання існуючої будівлі з використанням формул на основі гнучкості та переміщень
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.298870Ключові слова:
на основі гнучкості, на основі переміщення, аналіз у часі, каркасні структури, нелінійний аналіз, елемент каркаса Ейлера-БернулліАнотація
Об’єктом дослідження є реакція конструкції в часі між формулюваннями, а саме на основі сили (на основі гнучкості) та на основі зміщення.
Це дослідження мало на меті порівняти дві формули, а саме на основі переміщення та на основі сили (на основі гнучкості), щоб показати точність і надійності другої. У випадку нелінійної реакції в часі житлової двоповерхової залізобетонної будівлі, яка є репрезентативною для типового житлового будівництва в Італії в 1970-х і 1980-х роках з метою використання переваг формулювання на основі гнучкості, якщо порівняння виявиться переконливим.
У ході дослідження перший підхід є класичним двовузловим елементом рами Ейлера-Бернуллі на основі переміщень з недоліком дискретизації структури, таким чином збільшуючи кількість ступенів свободи та рівняння, щоб досягти необхідної точності. Іншим є двовузловий силовий елемент каркаса Ейлера-Бернуллі. Основна перевага другого елемента полягає в тому, що він є «точним» у відповідній теорії елемента фрейму. Це означає, що один елемент на елемент рами (промінь або колону) використовується для підготовки сітки рами, що призводить до зменшення загальної кількості ступенів свободи. Таким чином, зменшується кількість рівнянь, які потрібно вирішити, що призводить до економії часу з підвищеною точністю.
Представлено існуючу двоповерхову залізобетонну конструкцію, яка окремо зазнала трьох землетрусів, щоб провести порівняльне дослідження з точки зору реакції конструкції в часі між двома наведеними вище формулюваннями, а саме на основі сили (на основі гнучкості) та на основі зміщення. У результаті дослідження показано, що при підході, заснованому на гнучкості, не виникає помилки дискретизації, і всі керівні рівняння задовольняються точно, що робить можливість більш простого та швидкого чисельного моделювання. Запропонований підхід матиме велике застосування в області чисельного моделювання завдяки своїй легкості та точності. Ця елегантна формула є перспективною для майбутньої роботи завдяки своїм перевагам.
Посилання
- Belgasmia, M. (2021) Structural dynamics and static nonlinear analysis from theory to application. Engineering Science Reference, an imprint of IGI Global. Hershey.
- Walport, F., Arrayago, I., Gardner, L., Nethercot, D. A. (2021). Influence of geometric and material nonlinearities on the behaviour and design of stainless steel frames. Journal of Constructional Steel Research, 187, 106981. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2021.106981
- Alemdar, B. N., White, D. W. (2005). Displacement, Flexibility, and Mixed Beam–Column Finite Element Formulations for Distributed Plasticity Analysis. Journal of Structural Engineering, 131 (12), 1811–1819. doi: https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9445(2005)131:12(1811)
- Hjelmstad, K. D., Taciroglu, E. (2005). Variational Basis of Nonlinear Flexibility Methods for Structural Analysis of Frames. Journal of Engineering Mechanics, 131 (11), 1157–1169. doi: https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9399(2005)131:11(1157)
- Spacone, E., Filippou, F. C., Taucer, F. F. (1996). Fiber beamcolumn model for nonlinear analysis of R/C frames. I: Formulation, II: Applications. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 25 (7), 727–742. doi: https://doi.org/10.1002/(sici)1096-9845(199607)25:7<727::aid-eqe577>3.3.co;2-f
- Neuenhofer, A., Filippou, F. C. (1998). Geometrically Nonlinear Flexibility-Based Frame Finite Element. Journal of Structural Engineering, 124 (6), 704–711. doi: https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9445(1998)124:6(704)
- Reynders, E., De Roeck, G. (2010). A local flexibility method for vibration-based damage localization and quantification. Journal of Sound and Vibration, 329 (12), 2367–2383. doi: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2009.04.026
- Mourad, B., Sabah, M. (2015). Comparison between static nonlinear and time history analysis using flexibility-based model for an existing structure and effect of taking into account soil using Domain Reduction Method for a single media. KSCE Journal of Civil Engineering, 19 (3), 651–663. doi: https://doi.org/10.1007/s12205-015-0351-y
- Hjelmstad, K. D., Taciroglu, E. (2002). Mixed methods and flexibility approaches for nonlinear frame analysis. Journal of Constructional Steel Research, 58 (5-8), 967–993. doi: https://doi.org/10.1016/s0143-974x(01)00100-6
- Valipour, H. R., Foster, S. J. (2010). A total secant flexibility-based formulation for frame elements with physical and geometrical nonlinearities. Finite Elements in Analysis and Design, 46 (3), 288–297. doi: https://doi.org/10.1016/j.finel.2009.11.002
- Güney, D., Kurusçu, A. O. (2011). Optimization of the configuration of infill walls in order to increase seismic resistance of building structures. International Journal of the Physical Sciences, 6 (4), 698–706.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Mourad Belgasmia, Sabah Moussaoui, Rebadj Chabane
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
