تجزیه و تحلیل دینامیک سیستم های با یک درجه آزادی (DYANAS)
چکیده
واکنش دینامیک غیر خطی سیستم‌های SDOF دارای کاربرد گسترده‌ای در مهندسی زلزله است و گاهی اوقات به عنوان زمینه آزمونی برای روال‌های تحلیلی پیچیده شناخته می‌شود اما اغلب به عنوان پروکسی مستقیمی برای سازه‌های دست اول غالب، در خانواده روش‌های ساده‌سازی شده بارافزون-محور برای ارزیابی و/یا طراحی سازه‌ای لرزه‌ای در نظر گرفته می‌شود. این مقاله، DYANAS را به عنوان رابط کاربر گرافیکی مبتنی بر MATHWORKS-MATLAB ارائه می‌دهد که از پلت فرم عنصر متناهی OpenSees برای انجام تجزیه و تحلیل دینامیک غیر خطی نوسان‌سازهای یک درجه آزادی (SDOF) استفاده می‌کند. حیطه این نرم‌افزار منبع باز با توزیع آزاد، خدمت به عنوان ابزاری برای تحقیقات مهندسی زلزله است. مزایای اصلی ارائه شده توسط رابط DYANAS عبارتنداز: راحتی در تعریف پارامترهای مورد نیاز تجزیه و تحلیل، اجرای کارامد خود تجزیه و تحلیل‌ها و قابل دسترس بودن مجموعه‌ای از ابزارهای پس از پردازش درون بافته و راحت برای مدیریت و سازماندهی واکنش‌های سازه‌ای. انواع چارچوب‌های تجزیه و تحلیل دینامیک پشتیبانی شده عبارتنداز: تدریجی (افزایشی)، چند راهی و ابر. ملاحظه همزمان زوج‌هایی از سیستم‌های دینامیک غیر جفت، امکان اشاره معیارهای شدت به حرکت دوجهتی زمین را فراهم می‌سازد. در این مقاله، خلاصه‌ای از انوع چارچوب‌های تجزیه و تحلیل دینامیک که معمولا در مهندسی زلزه مبتنی بر عملکرد مورد استفاده قرار می‌گیرند ارائه می‌شود و به دنبال آن، توصیف دقیقی از نرم‌افزار و قابلیت‌های آن، شامل مجموعه‌ای از ابزارهای پس از پردازش، فراهم می‌شود. به منظور تعیین جایگاه مناسب این ابزار نرم‌افزاری در زیستگاه طبیعی مهندسی زلزله مبتنی بر عملکرد، چند کاربرد نمونه در انتهای مقاله فراهم شده است.
۵. نکات نتیجه‌گیری
این مقاله به ارائه DYANAS می‌پردازد که یک نرم افزار منبع باز مهندسی زلزله است. این نرم افزار، یک رابط کاربر گرافیکی مبتنی بر MATHWORKS-MATLAB است که در تعامل با چارچوب عنصر متناهی OpenSees می‌باشد و روشی ساده را برای مهندسان به منظور تعریف و اجرای تحلیل دینامیک سیستم‌های بازدهی یک درجه آزادی تحت محموعه‌های بزرگی از رکوردهای حرکت زمین القا شده توسط زلزله فراهم می‌آورد. بنابراین، هدف اصلی این نرم افزار، تعیین ارتباط بین شدت لرزه‌ای و مهندسی پارامترهای تقاضا با استفاده از هر یک از چند روش تحلیل دینامیک پر کاربرد در مهندسی زلزله مبتنی بر عملکرد است. تحلیل دینامیک تدریجی، هم به شکل سنتی خود و هم در یک فرمت «پشت به پشت» پشتیبانی می‌شود که می‌تواند امکان براورد شکنندگی لرزه‌ای وابسته به حالت را فراهم آورد. تحلیل‌های چند نواری و از نوع ابر نیز در مواردی پشتیبانی می‌شوند که در آن‌ها کاربر به دنبال استفاده از رکوردهای مقیاس‌بندی شده برای براورد واکنش لرزه‌ای در سطوح مختلف شدت لرزش نیست. بخش اعظم کاربرد این نرم افزار ناشی از روال‌های پس از پردازش است که نرم افزار به آن‌ها تجهیز شده است. این روال‌ها که همچنین در MATLAB نیز برنامه‌نویسی می‌شوند و می‌توان آن‌ها را از طریق رابط کاربر مجددا فراخوانی کرد، امکان الحاق مجدد منحنی‌های تحلیل دینامیک تدریجی را فراهم می‌کنند، و بنابراین، تبدیل سریع منحنی‌ها به معیارهای پیشنهادی شدت از قبیل اوج شتاب زمین یا مختصات طیفی را در دوره‌های مختلف ممکن می‌سازند. علاوه‌براین، در پایان تحلیل، کاربر می‌تواند بردارهای معیارهای شدت را با ارائه پارامتر تقاضای مهندسی یا برعکس به دست آورد و بنابراین، توضیحات بیشتر برای تقاضای لرزه‌ای احتمالی برای این سیستم‌های سازه‌ای ساده را تسهیل می‌کند. به طور کلی نشان داده شده است که GUI، ابزار مفیدی در زمینه مهندسی زلزله مبتنی بر عملکرد است که این امر به وسیله کاربردهای توضیحی فراهم شده ثابت می‌شود. DYANAS به طور رایگان توسط دانشگاه ناپلس فردیکو II تحت مجوز عمومی GNU v3.0 قابل دسترس در http://wpage.unina.it/georgios. baltzopoulos/software/dyanas.zip برای اهداف پژوهشی توزیع می‌شود. نرم افزار MATLAB و کد منبع Tcl/Tk در مخزن اختصاصی GitHub در https://github.com/georgebaltz/SDOF-OSEES. قابل دسترس هستند.
Abstract
Non-linear dynamic response of SDOF systems enjoys widespread application in earthquake engineering, sometimes as a testing ground for cumbersome analytical procedures, but often as a direct proxy of first-mode-dominated structures, within the family of simplified, pushover-based methods for seismic structural assessment and/or design. This article presents DYANAS, a MATHWORKS-MATLAB®-based graphical user interface that uses the OpenSees finite element platform to perform nonlinear dynamic analysis of single-degree-of-freedom (SDOF) oscillators. The scope of this open-source, freely distributed software is to serve as a tool for earthquake engineering research. The main advantages offered by the DYANAS interface are ease in the definition of the required analysis parameters and corresponding seismic input, efficient execution of the analyses themselves and availability of a suite of convenient, in-built post-processing tools for the management and organization of the structural responses. The types of dynamic analysis frameworks supported are incremental, multiple-stripe and cloud. Simultaneous consideration of pairs of uncoupled dynamic systems gives the possibility for intensity measures to refer to bidirectional ground motion. In the paper, an outline of the types of dynamic analysis frameworks typically used in performance-based earthquake engineering is provided, followed by a detailed description of the software and its capabilities, that include an array of post-processing tools. In order to properly place this software tool within its natural performance-based earthquake engineering habitat, some example applications are provided at the end of the paper.
5. Concluding remarks
This article was dedicated to the presentation of DYANAS, an opensource, earthquake engineering software. The software is a MATHWORKS MATLAB® -based graphical user interface that interacts with the OpenSees finite element framework and offers engineers an easy way to define and run dynamic analysis of yielding single-degree-of-freedom systems subjected to large suites of earthquake-induced ground motion records. Therefore, the main purpose of this software is to determine the relationship between seismic intensity and engineering demand parameters using any one of several dynamic analysis methods that are frequently used in performance-based earthquake engineering. Incremental dynamic analysis is supported in its traditional form and also in a “back-to-back” format that could allow state-dependent seismic fragility to be estimated. Multiple-stripe and cloud-type analyses are also supported, in cases where the user does not desire to use scaled records to estimate seismic response at different levels of shacking intensity. Much of the software’s utility stems from the postprocessing routines, with which it is equipped. These routines, which are also programmed in MATLAB and can be recalled via the user interface, permit the re-interpolation of incremental dynamic analysis curves, thus providing rapid conversion of the curves into alternative intensity measures, such as peak ground acceleration or spectral ordinates at various periods. Furthermore, at the end of analysis, the user can obtain vectors of intensity measure given engineering demand parameter, or vice versa, thus facilitating further probabilistic seismic demand elaborations for these simple structural systems. Overall, the GUI was shown to be a useful tool within the context of performancebased earthquake engineering, as demonstrated by the illustrative applications provided. DYANAS is freely distributed for research purposes by the University of Naples Federico II under a GNU general public license v3.0, obtainable at http://wpage.unina.it/georgios. baltzopoulos/software/dyanas.zip. The MATLAB and Tcl/Tk source code is available at a dedicated GitHub repository at https://github. com/georgebaltz/SDOF-OSEES.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
۱. پیشگفتار
۲. روش‌های تحلیل پویای PBEE
۲.۱. تحلیل دینامیکی تدریجی
۲.۲. تحلیل چندراهی
۲.۳. تحلیل ابر
۲.۴. تحلیل پویای تدریجی پشت-به-پشت
۲. ساختار نرم افزاری و رابط کاربر گرافیکی
۳.۱. تعریف ویژگی‌های نوسانگر، پارامتر تقاضای مهندسی و معیار شدت لرزه‌ای
۳.۲. اجرای IDA و IDA پشت به پشت
۳.۳. اجرای تحلیل ابر و چندلایه (چندنواری)
۳.۴. ورودی لرزه‌ای
۴.کاربردهای توضیحی
۴.۱. دو سیستم معادل SDOF که نشان دهنده دو جهت اصلی یک ساختمان هستند
۴.۲. اجرای تحلیل ابر از طریق پانل MSA GUI
۴.۳. تحلیل پویای تدریجی پشت به پشت برای براورد شکنندگی لرزه‌ای وابسته با حالت
۵. نکات نتیجه‌گیری
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Dynamic analysis methods for PBEE
2.1. Incremental dynamic analysis
2.2. Multiple-stripe analysis
2.3. Cloud analysis
2.4. Back-to-back incremental dynamic analysis
3. Software structure and graphical user interface
3.1. Definition of oscillator chara
3.2. Running IDA and back-to-back IDA
3.3. Running multiple-stripe and cloud analysis
3.4. Seismic input
4. Illustrative applications
4.1. Two equivalent SDOF systems representing both principal directions of a building
4.2. Running cloud analysis via the MSA panel of the GUI
4.3. Back-to-back incremental dynamic analysis for estimating statedependent seismic fragility
5. Concluding remarks
Acknowledgements
References
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه