تحلیل دینامیکی قابهای بتنی هوشمند تحت بار زلزله به کمک روش عددی تفاضلات مربعی

در این مقاله ، به تعیین خیز دینامیکی یک قاب بتنی یک دهانه با پوشش لایه پیزوالکتریک روی تیر پرداخته می شود. برای مدلسازی ریاضی قاب بتنی ، تیر و ستون به کمک تئوری تیموشنکو به صورت ریاضی مدلسازی می شود. لازم به ذکر است منظور از مدلسازی ریاضی محاسبه روابط کرنش ، تنش ، انرژی و اعمال اصل همیلتون می باشد. به منظور حل عددی معادلات کوپل شده دینامیکی ، از روش عددی تفاضلات مربعی به همراه روش نیومارک استفاده شده است . هدف از این مقاله بررسی اثر پارامترهای مختلفی همچون ولتاژ خارجی اعمالی به لایه پیزوالکتریک ، پارامترهای هندسی تیر، ضخامت تیر و ستون روی خیز دینامیکی سازه می باشد. نتایج عددی نشان داد که بیشینه خیز دینامیکی برای ولتاژ منفی و مثبت به ترتیب ۳/۰۲ و ۶/۲۲ میلیمتر است که این نشان از کاهش ۵۱/۴۴ درصدی خیز دینامیکی با اعمال ولتاژ منفی دارد. همچنین ، افزایش ضخامت بتن از ۳ به ۵ سانتیمتر، خیز دینامیکی در حدود ۳۲/۸۸ درصد کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

تحلیل دینامیکی ، قاب بتنی هوشمند ، روش عددی ، مدلسازی ریاضی .