دانشکده فنی دانشگاه تهران
سال:1386 | دوره:41 | شماره:1(پیاپی 103) |تعداد مقالات:15

روش ریتز یکی از روش های کاهش درجات آزادی می باشد. کارآیی روش ریتز بستگی به بردارهای استفاده شده دارد. مزیتی که روش ریتز بر روش مدی دارد این است که بردارهای ریتز با توجه به بار وارد بر سازه محاسبه می شوند. به همین دلیل بهتر می توانند تغییر شکل سازه تحت بار مورد نظر را تقریب بزنند. بر خلاف شکل مدها که مستقل از بار وارده می باشند. بردارهای ریتزی که بر اساس توزیع مکانی بار وارد بر سازه محاسبه می شوند بردارهای وابسته به بار نام دارند. هیومار و همکارش نوع دیگری از بردارهای ریتز که علاوه بر توزیع مکانی بار به محتوای فرکانسی بار نیز بستگی داشت معرفی کردند و آنها را بردارهای ریتز وابسته به فرکانس نامیدند. در این مقاله بردارهای ریتز جدیدی معرفی شده اند. این بردارها در تحلیل یک سازه می توانند جایگزین هر دو نوع بردارهای ذکر شده شوند. ثابت شده است این بردارها مستقل خطی هستند. با حل مثالهای مختلفی در حالت های دوبعدی و سه بعدی مشاهده شد که روش ریتز با استفاده از این بردارها موثر و بسیار کارآمد می باشد.

پیش بینی تقاضای کوتاه مدت آب شهری کمک موثری به مدیران و بهره برداران سیستمهای آب شهری می باشد تا بتوانند نسبت به مدیریت صحیح مصرف، مخازن، پمپها، شیرآلات و تصفیه خانه ها اقدام نمایند. مصرف کوتاه مدت آب تابعی از پارامترهای مختلف و متنوع مانند شرایط اقلیمی و هواشناسی، مناسبتهای فرهنگی، اقتصادی، اجتماعی و مصارف گذشته می باشد. به دلیل همین تنوع، پیش بینی مصرف کوتاه مدت به صورت تحلیلی بسیار مشکل و یا ناممکن می باشد. در این شرایط استفاده از سیستمهای هوشمند مانند شبکه های عصبی مصنوعی می تواند به عنوان یک گزینه راه گشا مطرح گردد. در این تحقیق با استفاده از شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه و با الگوریتم آموزشی پس انتشار خطا، میزان مصرف یک روزه آب شهر تهران بر اساس پارامترهای هواشناسی و داده های تاریخی مصارف گذشته پیش بینی می شود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با اطلاعات محدود قابل دسترس، شبکه عصبی با دو لایه نهان که به ترتیب دارای یک و هفت نرون می باشند توانسته است میزان تقاضای روزانه آب شهر تهران را با ضریب همبستگی بیش از 80 درصد و خطای متوسط حدود دو درصد تخمین بزند. بدیهی است با افزایش تعداد داده ها در یک دوره زمانی گسترده تر، میزان دقت مدل قابل بهبود می باشد. در این مقاله همچنین با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی، یک فرمول ساده برای پیش بینی میزان مصرف روزانه آب شهر تهران تولید شده است و با ورود داده های درجه حرارت هوا و مصرف آب روز قبل، میزان مصرف روز بعد بدست می آید. نتایج این تحقیق نشان میدهد که این فرمول قادر است میزان تقاضای روزانه آب شهر تهران را با میانگین خطای مطلق حدود 3 درصد، تخمین بزند.

در این تحقیق به مقایسه ظرفیت تقاطع ها و میادین پرداخته می شود. در پژوهش حاضر روش های برآورد ظرفیت میدان در کشورهای پیشرفته دنیا مورد بررسی قرار گرفته و سودمندترین و سازگاترین روش برای تحلیل میدان برگزیده شده است. روشی که در نهایت برای تحلیل میدان برگزیده شده، روش کشور استرالیا است. برای تحلیل تقاطع نیز از نرم افزار HiCAP استفاده شده است که این نرم افزار بر اساس مبانی نظری HCM2000 کار می کند. آنچه که از این تحلیل به دست می آید نمودار تاخیر - ظرفیت ورودی میدان و تقاطع است. از نتایج مهم دیگر این تحقیق این است که میدان درمقایسه با تقاطع در فضای یکسان در حجم های کم تا متوسط کارایی بسیار قابل توجه تری دارد. از نتایج مهم این تحلیل آن است که یک میدان دوخطه در فضای یکسان با تقاطع با قطر دایره محاطی 55 تا 60 متر حدود 3400 وسیله نقلیه در ساعت با تاخیر کمتر از تقاطع را از خود عبور می دهد.

چشمه اتصال از المانهای موثر در شکل پذیری قاب خمشی فولادی است. هدف اصلی این پژوهش بررسی تحلیلی شکل پذیری چشمه اتصال در تیرهای نابرابر در طرفین چشمه اتصال می باشد. نتایج حاصل نشان می دهد که شکل پذیری چشمه اتصال بسیار متاثر از اختلاف ارتفاع تیرهای طرفین چشمه اتصال است. در حالیکه در تحقیقات گذشته برای کلیه شرایط هندسی، شکل پذیری ثابتی برای چشمه اتصال فرض شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش اختلاف ارتفاع تیرهای طرفین ضریب شکل پذیری جزیی چشمه اتصال کاهش می یابد. بطوریکه در ستون های خارجی که فقط یک تیر متصل است این ضریب کمترین مقدار را دارد و در ستون های داخلی با تیرهای برابر یا تقریبا برابر این مقدار ماکزیمم است.

در این پژوهش، با استفاده از تئوری میدان فشاری اصلاح شده، مدلی برای رفتار برشی تیرهای پیوند بتنی ارائه می شود. این مدل قادر به در نظر گرفتن اثرات همزمان برش و خمش و همچنین نیروی محوری می باشد. مدل ارائه شده شامل یک فنر غیر خطی برشی، یک فنر محوری و چند فنر غیر خطی برای منظور کردن تغییر شکلهای خمشی است. در بخش آزمایشگاهی این پژوهش، شش عدد تیر پیوند با آرماتورگذاری های مختلف مورد آزمایش قرار گرفته اند. به منظور بررسی اثر دیافراگم کف سه عدد از این نمونه ها در امتداد طولی مقید شده اند. نتایج این آزمایش ها تطابق خوبی با نتایج محاسبه شده توسط روش پیشنهادی دارند. مدل پیشنهادی با نتایج تعداد زیادی از آزمایش های انجام شده توسط سایر پژوهشگران نیز مقایسه گردیده است. ظرفیت های بدست آمده از مدل پیشنهادی تطابق خوبی با نتایج آزمایش ها دارد. نتایج آزمایش تیرهای مقید شده نشان می دهند که صلبیت محوری دیافراگم کف می تواند مشخصات رفتاری تیرهای پیوند را به صورت جدی تغییر دهد.

در این تحقیق به بررسی تاثیر عدم قطعیتها در برآورد پتانسیل خطر لرزه ای پرداخته می شود. این عدم قطعیتها هم ناشی از پیچیدگی مساله و محدودیت شناسایی عوامل دخیل و هم ناشی از عدم توانایی در تعیین دقیق عوامل موثر می باشد.یکی از روشهای برآورد پتانسیل خطر لرزه ای روش احتمالی می باشد. در این روش لازم است تا با فرض توزیع احتمالی مناسب برای محل و فاصله رخداد زلزله از محل مورد نظر و با در نظر گرفتن یک توزیع احتمالی زمانی اقدام به تعیین احتمال رخداد سطوح مختلف شتاب (یا پارامترهای لرزه ای دیگر) نمود. در حال حاضر مناسب ترین روش برای تعیین پارامترهای لرزه ای روش حداکثر تمایل است. اما این روش به نوبه خود دارای نکات مبهم و سطح عدم قطعیت بسیار بالایی می باشد. در این مقاله سعی می شود تا به بررسی مشکلات و عدم قطعیت های این روش پرداخته شود.

رشد جمعیت، توسعه کاربریها و بالا رفتن مالکیت وسایل نقلیه در شهرها، موجب افزایش روز افزون تقاضای سفر و حجم وسایل عبوری از معابر شهری شده است. امروزه مساله زمان سفر در شبکه معابر شهری به دلیل افزایش تراکم، یکی از مهمترین مسائل کلان شهر هاست. بخش قابل توجهی از زمان سفر در شبکه حمل و نقل شهر های بزرگ مربوط به زمان تاخیر در تقاطعات است. از این رو، مساله روشهای کنترل تقاطع ها، به منظور کاهش تاخیر از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. استفاده از منطق فازی به عنوان مبنای کنترل در مسائل مهندسی، از سابقه مناسبی برخوردار است. در این مطالعه روشی برای کنترل تقاطع های چراغدار با استفاده از منطق فازی پیشنهاد و ارزیابی شده است. آزمایشهای گوناگون در محیط شبیه سازی ارایه شده نشان می دهد که برای حجم های مختلف اجرای این الگوریتم می تواند بهبود قابل توجهی را نسبت به الگوریتم کنترل از پیش زمانبندی شده و هوشمند القایی داشته باشد.

در این مقاله یک روش جدید با استفاده از ترکیب انرژی سازه و روش کنترل بهینه LQR برای کنترل فعال سازه ها پیشنهاد شده است. مزیت این روش حذف سعی و خطا در پیدا کردن نیروی کنترلی مناسب است..در این روش ماتریس بهره با استفاده ازمعادلات انرژی سازه بدست می آید و برای زلزله های مختلف ثابت می ماند. برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی، یک ساختمان سه طبقه با دو تاندون فعال در طبقه اول و سوم در نظر گرفته شده است. پاسخ سازه در روش پیشنهادی با دیگر روشهای استفاده شده در مقالات برای انتخاب ماتریس بهره کنترل بهینه تحت سه زلزله مختلف مقایسه شده اند. مقایسه تغییر مکانها و نیروهای کنترلی نشان می دهد اگرچه در روش پیشنهادی بیشینه تغییر مکانهای سازه اندکی بیشتر از بیشینه تغییر مکانهای روش کنترل بهینه می باشد اما نیروهای کنترلی به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابند. همچنین مقایسه نتایج اعمال روش برای ورودی زلزله با مقیاسهای مختلف نشان می دهد که کارایی الگوریتم پیشنهادی برای زلزله با شدتهای مختلف تغییر نمی کند.

در روش SIMP که یکی از متداول ترین روش های بهینه سازی توپولوژی سازه هاست، برای بیان توپولوژی، چگالی نسبی به عنوان تابعی از مختصات مساله تعریف می شود و در نقاط مختلف محدوده طراحی بین صفر و یک تغییر می کند. چگالی نسبی یک و صفر به ترتیب به معنای وجود و نبود ماده تفسیر می شوند. در این روش برای تحلیل مساله معمولا از روش اجزای محدود استفاده می شود و چگالی نسبی در هر المان ثابت فرض می شود. به این ترتیب چگالی نسبی المان ها متغیرهای طراحی خواهند بود و نیازی به تغییر در شبکه المان ها نیست. گاهی در نتایج به دست آمده توسط این روش مناطقی تشکیل می شوند که الگویی شبیه به صفحه شطرنج دارند. تشکیل این مناطق که به مناطق شطرنجی موسومند یک ناپایداری عددی در این روش به شمار می رود. در این مقاله الگوریتم جدیدی برای غلبه بر این ناپایداری ارائه می گردد که با استفاده از هموارسازی تنش ها و کرنش ها، مشکل مناطق شطرنجی را مرتفع خواهد کرد. به منظور صحت سنجی و ارزیابی کارایی الگوریتم پیشنهادی حذف مناطق شطرنجی، مسائل پایه و کاربردی مختلفی مدلسازی شده، نتایج آن با مراجع موجود مقایسه گردیده اند.

در این مقاله رفتار لرزه ای اتصال با صفحه انتهایی بلند به کمک روش اجزای محدود بررسی گردیده است. ابتدا اتصالی که تحت بارگذاری چرخه ای آزمایش گردیده بود، به کمک برنامه کامپیوتری Ansys مدل شده و ضمن مقایسه نتایج روش اجزای محدود با نتایج آزمایشگاهی، دقت مدل اجزای محدود ارزیابی گردید. پس از تایید مدل و رفتار آن، با تغییر دادن پارامترهای تاثیرگذار بر اتصال از جمله عمق ستون، ضخامت صفحه انتهایی و حضور سخت کننده خارجی، اثر هر یک از آنها به طور جداگانه در رفتار لرزه ای سازه اتصال بررسی گردیده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش عمق ستون رفتار لرزه ای اتصال بهبود می یابد و ضخامت صفحه انتهایی باید به گونه ای طراحی شود که ظرفیت خمشی نهائی آن از لنگر پلاستیک تیر بیشتر باشد و همچنین حضور سخت کننده خارجی نیز باعث بهبود رفتار لرزه ای اتصال می گردد.

در حال حاضر، بارگذاری دکلهای انتقال نیرو درایران با استفاده از آئین نامه بارگذاری مشانیر که در سال (1377) چاپ و منتشر شده است انجام گرفته و طراحی آنها با توجه به ضوابط و شرایط آئین نامه ASCE52 صورت می پذیرد. در آئین نامه بارگذاری فوق الذکربا متغیرهای تصادفی بارگذاری دکلها همچون بیشترین ضخامت یخ سالیانه، بیشترین ضخامت ماهیانه آن و یا بیشترین سرعت سالیانه باد و یا سرعت ماهیانه آن بصورت مقادیر قطعی و یقین اندیشانه برخورد می شود و ضرایب ایمنی جزئی بدون توجه به عدم قطعیتهای موجود برای هر جزء بار تعیین می گردد. در این مقاله ابتدا با تصادفی انگاشتن پارامترهای بار و مقاومت، قابلیت اعتماد اعضای دکلهای Kv 230 ، در چهار شر انتخابی (بندر عباس، یزد، تهران و شهرکرد) که بر اساس آئین نامه مشانیر طراحی شده اند، در دو حالت حدی فشار (کمانش) و کشش مورد ارزیابی قرار گرفته است. در قدم بعد، با استفاده از نتایج حاصله، شاخص قابلیت اعتماد هدف در دو حالت حدی فوق الذکر تعیین شده است. سپس با استفاده از روشهای کالیبراسیون موجود در ایمنی سازه ها ضرایب افزایش بار و کاهش مقاومت جدید به نحوی محاسبه و انتخاب شده اند تا شاخصهای قابلیت اعتماد اعضای جدید تا حد امکان به شاخصهای قابلیت اعتماد هدف انتخابی نزدیک بوده و به این ترتیب اعضایی با ایمنی یکنواخت طراحی شوند. در نهایت همانطورکه در نتایج ملاحظه خواهید نمود، با استفاده ازضرایب ایمنی جزئی حاصله علاوه بر ایجاد یکنواختی درایمنی اعضا طراحی شده می توان به میزان قابل توجهی از وزن دکلها کاست و آنها را اقتصادی و واقع بینانه تر طراحی نمود

در سال های اخیر استفاده از روش طراحی مبتنی بر عملکرد در سازه ها با توجه به خصوصیات این نوع طراحی گسترش یافته است. بکارگیری این روش در طراحی و ارزیابی پوشش تونل ها به منظور درک عمومی رفتار پوشش تونل و توده زمین با در نظر گرفتن اهداف عملکردی بسیار سودمند می باشد. از میان روش های متداول تحلیل و طراحی تونل ها، روش همگرایی - همجواری با نگرش و گام های روش تحلیل و طراحی مبتنی بر عملکرد، تطابق خوبی دارد. در این تحقیق سعی شده است با بهره گیری از مفاهیم روش همگرایی - همجواری و روال طراحی مبتنی بر عملکرد، روشی برای تعیین رفتار پوشش تونل با وجود پدیده هایی نظیر خواص غیرخطی، توده میزبان و فشار جانبی غیر یکنواخت پیشنهاد گردد. با توجه به حساسیت بیشتر تونل های سگمنتی به پدیده های فوق، این نوع پوشش مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی های انجام شده نشان دهنده دقت مطلوب نتایج حاصل از تحلیل و طراحی به روش پیشنهادی، با وجود ساده.سازی های صورت گرفته در آن هستند.

بررسی مسائل مربوط به اندرکنش بین مایع و جدار مخزن در مخازن بنا شده بر بام ساختمانها در هنگام بروز زلزله و آسیب دیدگی ناشی از آن در این مخازن از جمله موارد مهم در این زمینه می باشد. اثر این مخازن در حین زلزله علاوه بر زیانهای اقتصادی ممکن است باعث قطع آب، آتش سوزیهای کنترل نشده و همچنین با تاثیر در رفتار دینامیکی سازه، باعث تخریب موضعی و یا کلی سازه شود. در این مقاله سعی شده ضمن آشنایی با مخازن ذخیره مایعات به عنوان سازه های با ضریب اهمیت بالا، اندرکنش دینامیکی مخازن واقع در بام ساختمانهای شهری به هنگام زلزله بررسی گردد که در این رابطه به کمک مطالعه عددی و مدلسازی سیستم ترکیبی سیال - جداره مخازن آب بام ساختمان نمونه 5 طبقه، سازه مزبور تحت تاثیر دو زلزله مختلف قرار گرفت. از نتایج این کار تحلیلی می توان به اثر زیاد محتوای فرکانسی زلزله های مختلف و نوع شتاب نگاشت مورد استفاده، در ارتعاشات سازه ها و تاثیر این مخازن آب بر روی ساختمان ها اشاره کرد طوریکه در ساختمانهای با تعداد طبقات کم (یا پریود پایین) وابستگی پاسخ سازه به نوع شتابنگاشت مورد استفاده خیلی زیاد است.