تحلیل دینامیک سازه با تحلیل استاتیک چه تفاوتی دارد؟
تحلیل دینامیک سازه، مجموعه محاسباتی است که به منظور ارزیابی عملکرد سازه در هنگام اعمال بارهای دینامیکی مورد استفاده قرار می گیرد.
این محاسبات در سازه های ساده به صورت دستی و در سازه های پیچیده با استفاده از نرم افزارهای عددی قابل انجام هستند.
به طور کلی، مسائل دینامیک سازه دو تفاوت اصلی با مسائل استاتیک دارند:
تغییر بار نسبت به زمان:
مقدار بارهای دینامیکی با زمان تغییر می کند. به همین دلیل، در حین محاسبه عکس العمل های دینامیک سازه باید چندین خروجی متوالی برای تمام زمان های موجود در تاریخچه زمانی را تعیین کرد. بنابراین، تحلیل دینامیک پیچیده تر و زمانبرتر از تحلیل استاتیک خواهد بود.
تأثیر نیروی اینرسی:
به دلیل جابه جایی سریع سازه هنگام مواجهه با بارهای دینامیک، باید ممان اینرسی را در تحلیل دینامیک در نظر گرفت. دلیل این موضوع، تأثیر جدی این پارامتر بر رفتار سازه در بارگذاری دینامیک و جهت گیری آن برخلاف شتاب است.
روش های محاسباتی نیمه استاتیک متعددی مانند «روش طیف پاسخ» (Response Spectrum Method) در طراحی لرزه ای، برای ساده سازی تحلیل سازه و تحلیل دینامیک سازه ارائه شده اند.
با این وجود، اصول تئوری تمام این روش ها بر اساس دینامیک سازه بوده و اجرای تحلیل دینامیک برای بررسی دوره تناوب (پریود) طبیعی ارتعاش و حالت های درجه آزادی سیستم ضروری است.
مقایسه تحلیل استاتیک و دینامیک سازه را با مثال زیر ادامه می دهیم. تصویر سمت چپ، یک تیر ساده را نمایش می دهد که تحت بار استاتیک F قرار دارد.
در این شرایط، نیروی خارجی F و عکس العمل های تکیه گاهی، تنها نیروهای اعمال شده بر تیر هستند. در تصویر راست، همان تیر تحت بارگذاری دینامیک قرار می گیرد.
در این شرایط، تیر به سرعت جابجا می شود. از این رو، علاوه بر نیروی خارجی F و عکس العمل های تکیه گاهی، نیروی اینرسی نیز بر روی امتداد تیر توزیع خواهد شد.
مقدار نیروی اینرسی به نحوه حرکت تیر، بستگی دارد.
نکته جالب این است که نحوه حرکت تیر در این شرایط نیز به اندازه زیادی به ماهیت نیروی اینرسی بستگی دارد.
وجود نیروی اینرسی، تحلیل رفتاری سازه را دشوار می کند. این پیچیدگی با افزایش نرخ بارگذاری بیشتر خواهد شد.
عکس العمل سازه در برابر نیروهای اینرسی در این حالت بسیار شدیدتر از حالت استاتیک خواهد بود.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
