بررسی پدیده انتشار موج در سازه‌های دو بعدی با استفاده از ماتریس سختی دینامیکی/جبارزاده محمد جواد

با توجه به تقریب موجود در پاسخ تحلیلهای دینامیکی متداول بخاطر تأثیر طول المانها و نحوه توزیع جرم، جهت رفع این تقریب برنامه ای تحت عنوان WPS براساس فرمولبندی ماتریس سختی دینامیکی تدوین شده است که با استفاده از تبدیل فوریه سریع(FFT)، تعیین پاسخ دینامیکی سازه‌های دو بعدی را در محدوده الاستیک خطی بطور دقیق ممکن می سازد. روش تحلیل مشتمل بر تجزیه رکورد ورودی به وسیله FFT به‌هارمونیکهای تشکیل دهنده آن و تشکیل ماتریس سختی دینامیکی سازه و در نهایت حل آن در هر فرکانس است. پس از آن با معکوس تبدیل فوریه سریع( IFFT) پاسخ هر نقطه از سازه در حوزه زمان بدست می آید. مزیت این نوع فرمولبندی این است که تنها با استفاده از یک المان در مدلسازی اعضاء، پاسخ دینامیکی سازه با دقت قابل محاسبه است و دیگر لزومی ندارد که مانند روشهای معمول برای بدست آوردن جوابها دقیق تر از تعداد المانهای بیشتری در مدلسازی هر عضو استفاده شود. به این ترتیب به کمک این نرم افزار ارائه شده این امکان فراهم می شود که میزان دقت تحلیلهای متداول دینامیکی تحت مطالعه قرارگیرند و نشان داده می شود که در تحلیلهای متداول تعداد المانهای تشکیل دهنده هر عضو سازه برای بدست آوردن دقت مناسب در پاسخها وابسته به محتوای فرکانسی تحریک ورودی و مشخصات فیزیکی سازه هستند.
از طرف دیگر با توجه به تغییررفتار فولاد از نرم به ترد در بارگذاری های سریع، لزوم استفاه از یک روش دقیق در بررسی نرخهای کرنش ایجاد شده در سازه حائز اهمیت است. به کمک نرم افزار WPSو استفاده از رکورد جابجایی زلزله Northridge که نمونه‌هایی از شکست ترد فولاد در آن مشاهده شده است، نرخ کرنش در المانهای چند قاب نمونه مشتمل بر یک قاب هشت طبقه خمشی و سه قاب چهارطبقه بادبندی و خمشی با دهانه‌های متفاوت مطالعه شده و نشان داده شده است که بازه زمانی ورودی و طول اعضاء سازه بر مقدار نرخهای کرنش ایجاد شده تأثیر گذار است. به این ترتیب می توان الگوی آسیب دیدگی ناشی از شکست ترد در اثر سرعتهای زیاد بارگذاری در سازه‌های فولادی را پیش‌بینی کرد.