کتاب دینامیک سازه‌ها با SAP 2000

کتاب دینامیک سازه‌ها با SAP 2000 :

آموزش دینامیک سازه و مهندسی زلزله به همراه آموزش کاربردی و گام به گام SAP2000 در مسائل مهندسی: 

1. قابل استفاده جهت تدریس و حتی خودآموز دروس دینامیک سازه‌ها و مهندسی زلزله برای دوره‌های کازشناسی عمزان و معماری، همچنین تدریس کلیه مباحث موردنیاز جهت دانشجویان ارشد و دکتری سازه و زلزله
2. آموزش نرم افزار SAP2000 به روش گام‌ به گام در محاسبات استاتیکی و دینامیکی با حل مسائل متنوع
3. آموزش گام به گام جهت محاسبات زلزله انواع سازه‌ها در دفاتر مهندسین مشاور
4. آمادگی جهت آزمون‌های ورودی ارشد و دکتری با طرح نکات هوشمندانه در دینامیک سازه‌ها و مهندسی زلزله
5. آمادگی جهت آزمون‌های ارتقای پایه نظام مهندسی با طرح نکات کلیدی و به صورت کاربردی

فهرست مطالب:

پیش‌گفتار ویرایش پنجم

مقدمه

بخش اول / مدلسازی سازه‌ها به صورت سیستم یك درجه آزادی

فصل اول: سیستم‌های یک درجه آزاد نامیرا : 

۱-۱- درجات آزادی
۱-۲- سیستم‌های نامیرا
۱-۳- فنرهای موازی و سری
۱-۴- قانون حركت نیوتن
۱-۵- نمودار جسم آزاد
۱-۶- اصل دالامبر
۱-۷- حل معادله دیفرانسیل حركت
۱-۸- فركانس و دوره تناوب
۱-۹- دامنه حركت
۱-۱۰- خلاصه
۱- ۱۱- مسایل

فصل دوم: سیستم یك درجه آزاد میرا : 

۲-۱- میرایی لزج
۲-۲- معادله حركت
۲-۳- میرایی بحرانی
۲ -۴- سیستم فوق بحرانی
۲-۵-سیستم زیر بحرانی
۲-۶- كاهش لگاریتمی
۲-۷- خلاصه
۲- ۸- مسایل

فصل سوم: پاسخ سیستم یک درجه آزادی به بار هارمونیك : 

۳-۱- ارتعاش هارمونیك سیستم نامیرا
۳-۲- ارتعاش هارمونیك سیستم میرا
۳-۳- اندازه‌گیری میرایی در تشدید
۳-۴- روش عرض نوار نیم‌توان برای محاسبه میرایی
۳-۵- انرژی تلف‌شده در میرایی لزج
۳-۶- میرایی لزجی معادل
۳-۷- پاسخ به حركت تكیه‌گاه
۳-۸- نیروی منتقل شده به تكیه‌گاه
۳-۹- وسایل اندازه‌گیری ارتعاش
۳-۱۰ پاسخ سیستم یک درجه آزادی به نیروی هارمونیک با استفاده از نرمافزار SAP2000
۳-۱۱- خلاصه
۳-۱۲- مسایل تحلیلی
۳-۱۳- مسایل

فصل چهارم: پاسخ به بارهای دینامیکی کلی : 

۴-۱- انتگرال دو هامل-سیستم نامیرا
۴-۲- انتگرال دو هامل- سیستم میرا
۴-۳- پاسخ با استفاده از انتگرال‌گیری مستقیم
۴-۴- حل معادله حرکت
۴-۵ برنامه۲-محاسبه پاسخ با استفاده از انتگرال مستقیم
۴-۶- برنامه ۳- پاسخ به تحریک ضربه
۴-۷- پاسخ به نیروی دینامیکی کلی با استفاده از نرمافزار SAP2000
۴-۸- خلاصه
۴-۹- مسایل تحلیلی
۴-۱۰- مسایل

فصل پنجم: طیف پاسخ : 

۵-۱- تهیه طیف پاسخ
۵-۲- طیف پاسخ تكیه‌گاهی
۵-۳- طیف پاسخ سه جانبه
۵-۴- طیف پاسخ برای طراحی ارتجاعی
۵-۵- تأثیر شرایط خاک محل
۵-۶- طیف پاسخ سیستمهای غیر ارتجاعی
۵-۷- طیف پاسخ برای طراحی غیر ارتجاعی
۵-۸ – برنامه ۶ – طیف پاسخ لرزهای
۵-۹- خلاصه
۵- ۱۰- مسایل

فصل ششم: پاسخ غیر خطی سازه :

۶-۱- مدل یک درجه آزادی غیرخطی
۶-۲- حل معادله غیر خطی حرکت
۶-۳ – روش شتاب ثابت
۶-۴- روش گام به گام با شتاب خطی
۶-۵ – روش نیومارک-
۶-۶- رفتار ارتجاعی خمیری
۶-۷- الگوریتم روش گام به گام با شتاب خطی برای سیستم یک درجه آزادی با رفتار ارتجاعی خمیری
۶-۸– برنامه ۵- پاسخ برای رفتار ارتجاعی خمیری
۶-۹- خلاصه
۶-۱۰- مسایل

بخش دوم/ مدلسازی سازه‌ها به صورت ساختمان برشی ۱۶۰

فصل هفتم: ارتعاش آزاد ساختمان برشی :

۷-۱- معادلات سختی برای ساختمان برشی
۷-۲- فرکانسهای طبیعی و مودهای نرمال
۷-۳- خاصیت تعامد مودهای نرمال
۷-۴- خارج قسمت رایلی
۷-۵- برنامه ۸ – فرکانس طبیعی و تحلیل‌های مرکب مقدار ویژه
۷-۶- ارتعاش آزاد یک ساختمان برشی با استفاده از SAP2000
۷-۷- خلاصه
۷-۸- مسایل

فصل هشتم: تحریک ساختمان‌های برشی تحت اثر بارگذاری : 

۸-۱- روش جمع آثار مودها
۸-۲- پاسخ ساختمان برشی به حركت تكیه‌گاه
۸-۳- برنامه ۹- پاسخ برای جمع آثار مودها
۸-۴- تحریك نیروی هارمونیك
۸-۵- برنامه ۱۰- پاسخ هارمونیک
۸-۶- حرکت اجباری با استفاده از SAP2000
۸-۷- ترکیب مقادیر حداکثر مودهای پاسخ
۸-۸- خلاصه
۸-۹- مسایل
فصل نهم: كوچك كردن ماتریس‌های دینامیكی
۹-۱- تراكم استاتیكی
۹-۲- تراكم استاتیكی در مسایل دینامیكی
۹-۳ تراكم دینامیكی
۹-۴- تراكم دینامیكی اصلاح شده
۹-۵ برنامه ۱۲-کاهش مسیله دینامیکی
۹-۶- خلاصه
۹-۷- مسایل

بخش سوم / سازه‌های قابی مدل شده به صورت سیستم‌های چند درجه آزادی مجزا

فصل دهم: تحلیل دینامیكی تیرها : 

۱۰-۱- تابع شکل مقطع تیر
۱۰-۲- ماتریس سختی سیستم
۱۰-۳- خواص اینرسی- جرم متمركز
۱۰-۴- خواص اینرسی- جرم همساز
۱۰-۵- خواص میرایی
۱۰-۶- بارهای خارجی
۱۰-۷- سختی هندسی
۱۰-۸- معادلات حركت
۱۰-۹- نیروها در مختصات گرهی
۱۰-۱۰- برنامه۱۳-مدل کردن سازهها به صورت تیر
۱۰-۱۱ تحلیل دینامیکی تیرها با استفاده از نرم‌افزار SAP2000
۱۰-۱۲- خلاصه
۱۰-۱۳- مسایل

فصل یازدهم: تحلیل دینامیكی قاب‌های مسطح : 

۱۱-۱- ماتریس سختی عضو برای اثرات محوری
۱۱-۲- ماتریس جرم عضو برای اثرات محوری
۱۱-۳- انتقال مختصات
۱۱-۴- برنامه ۱۴- مدل‌سازی سازه به صورت قاب‌های مسطح
۱۱-۵- تحلیل دینامیکی قاب‌های دو بعدی با استفاده از نرم‌افزار SAP2000
۱۱-۶- خلاصه
۱۱-۷- مسایل

فصل دوازدهم: تحلیل دینامیكی قاب‌های شبكه‌ای : 

۱۲-۱- سیستم مختصات محلی و كلی
۱۲-۲- اثرات پیچشی
۱۲-۳- ماتریس سختی اعضای شبكه
۱۲-۴- ماتریس جرم همساز اعضای شبكه
۱۲-۵- ماتریس جرم متمركز اعضای شبكه
۱۲-۶- انتقال مختصات
۱۲-۷- برنامه ۱۵ – مدل‌سازی سازه‌ها به صورت قاب‌های شبکهای
۱۲–۸- تحلیل دینامیکی شبکهها با استفاده از نرم‌افزار SAP2000
۱۲-۹- خلاصه
۱۲-۱۰- مسایل

فصل سیزدهم: تحلیل دینامیکی قاب‌های سه بعدی : 

۱۳-۱- ماتریس سختی المان
۱۳-۲- ماتریس جرم المان
۱۳-۳- ماتریس میرایی المان
۱۳-۴- انتقال مختصات
۱۳-۵- معادلات دیفرانسیل حركت
۱۳-۶- پاسخ دینامیكی
۱۳–۷- برنامه ۱۶ – مدل‌سازی سازه‌ها به صورت قاب‌هایی فضایی(سه بعدی)
۱۳-۸- تعیین پاسخ دینامیکی قاب‌های سه بعدی با استفاده از SAP2000
۱۳-۹- خلاصه
۱۳-۱۰- مسایل

فصل چهاردهم: تحلیل دینامیكی خرپاها : 

۱۴-۱- ماتریس‌های سختی و جرم خرپای دوبعدی
۱۴-۲- انتقال مختصات
۱۴-۳- برنامه شماره ۱۷ مدل کردن سازه‌های خرپای دو بعدی
۱۴-۴- ماتریس‌های سختی وجرم خرپاهای فضایی
۱۴-۵- معادله حركت خرپاهای فضایی
۱۴ –۶- برنامه ۱۸ – مدل کردن سازه‌های خرپایی فضایی
۱۴-۷- تعیین پاسخ دینامیکی خرپا‌ها با استفاده از SAP2000
۱۴-۸- خلاصه
۱۴- ۹- مسایل

فصل پانزدهم: تحلیل دینامیکی سازه‌هابا استفاده از روش اجزای محدود : 

۱۵-۱- مسایل الاستیسیته صفحه‌ای (دو بعدی
۱۵-۲- خمش ورق
۱۵-۳- خلاصه
۱۵-۴- مسایل

فصل شانزدهم: پاسخ تاریخچه زمانی چنددرجه آزادی : 

۱۶-۱- معادلات نموی حركت
۱۶-۲- روش ویلسون-
۱۶-۳- الگوریتم حل گام به گام سیستم‌های خطی كمك روش ویلسون –
۱۶-۴- برنامه ۱۹- پاسخ به وسیله انتگرال‌گیری گام به گام
۱۶–۵-روش نیومارک – بتا
۱۶-۶- رفتار ارتجاعی – خمیری قابها
۱۶-۷- ماتریس سختی عضو
۱۶-۸- ماتریس جرم عضو
۱۶-۹- چرخش لولاهای خمیری
۱۶-۱۰- محاسبه نسبت شکل پذیری عضو
۱۶-۱۱- پاسخ تاریخچه زمانی سیستم‌های چند درجه آزادی با استفاده از SAP2000
۱۶-۱۲- خلاصه
۱۶-۱۳- مسایل

بخش چهارم / مدلسازی سازه‌ها با خواص گسترده

فصل هفدهم: تحلیل دینامیکی سیستم‌های با خواص گسترده : 

۱۷-۱- ارتعاش خمشی تیرهای یکنواخت
۱۷-۲- حل معادلات حرکت ارتعاش آزاد
۱۷-۳- فرکانس طبیعی و اشکال مودی تیرهای یکنواخت
۱۷-۴- شرایط تعامد بین مودهای متعامد
۱۷-۵- ارتعاش اجباری تیرها
۱۷-۶- تنش‌های دینامیکی در تیرها
۱۷-۷- خلاصه
۱۷-۸- مسایل

 فصل هجدهم: گسسته‌سازی سیستم‌های پیوسته : 

۱۸-۱-ماتریس دینامیکی برای اثرات خمشی
۱۸-۳- ماتریس دینامیکی برای اثرات پیچشی
۱۸-۴- خمش تیر با در نظر گرفتن اثر نیروی محوری
۱۸-۵- بسط ماتریس دینامیکی خمشی به سری‌های نمایی
۱۸-۶- بسط ماتریس دینامیکی محوری و پیچشی به سری‌های نمایی
۱۸-۷- بسط ماتریس دینامیکی متأثر از نیروی محوری به سری‌های نمایی
۱۸-۸- خلاصه

بخش پنجم / موضوعات ویژه تحلیل فوریه، میرایی مطلق، مختصات تعمیم یافته

فصل نوزدهم: تحلیل فوریه و پاسخ در حوزه فرکانس : 

۱۹-۱- تحلیل فوریه
۱۹-۲- پاسخ به باری که با سری فوریه نشان داده شده است
۱۹-۳- ضرایب فوریه برای توابع چندخطی
۱۹-۴- شكل توانی سری فوریه
۱۹-۵- تحلیل فوریه گسسته
۱۹-۶- تبدیل فوریه سریع
۱۹-۷- برنامه ۴-پاسخ در حوزه فركانس
۱۹-۸- خلاصه
۱۹-۹- مسایل

فصل بیستم: ارزیابی دقیق میرایی با استفاده از نسبت‌های میرایی مودال : 

۲۰-۱- معادلات ساختمان‌های برشی میرا
۲۰-۲- معادلات میرای مستقل
۲۰-۳- شرایط مستقل کردن ماتریس میرایی
۲۰-۴- برنامه۱۱-میرایی مطلق از روی نسبت‌های میرایی مودال
۲۰-۶ – مسایل

فصل بیست و یکم: مختصات عمومی و روش رایلی : 

۲۱-۱- اصل كار مجازی
۲۱-۲- سیستم یك درجه آزادی عمومی جسم صلب
۲۱-۳- سیستم یك درجه آزادی عمومی- كشسانی گسترده
۲۱–۴- نیروهای برشی و ممان‌های خمشی
۲۱-۵- معادله حرکت تعمیمیافته برای ساختمان‌های چند طبقه
۲۱-۶- تابع شکل
۲۱-۷- روش رایلی
۲۱-۸- روش رایلی اصلاح شده
۲۱-۹- دیوارهای برشی
۲۱-۱۰- خلاصه
۲۱-۱۱- مسایل

بخش ششم / ارتعاش تصادفی : 

فصل بیست و دوم: ارتعاشات تصادفی :

۲۲-۱- توصیف آماری توابع تصادفی
۲۲-۲- تابع چگالی احتمال
۲۲-۳- توزیع نرمال
۲۲-۴- توزیع رایلی
۲۲-۵- همبستگی
۲۲-۶- انتقال فوریه
۲۲-۷- تحلیل طیفی
۲۲-۸- تابع چگالی طیفی
۲۲-۹- فرایندهای تصادفی باریک و پهن
۲۲-۱۰ پاسخ به تحریک تصادفی: سیستم یک درجه آزادی
۲۲-۱۱- پاسخ به تحریک تصادفی: سیستم چند درجه آزادی
۲۲-۱۲- خلاصه
۲۲-۱۳- مسایل

بخش هفتم / مهندسی زلزله : 

فصل بیست و سوم: آیین‌نامه ساختمانی متحد UBC 1997- روش نیروی جانبی معادل :

۲۳-۱- حرکت زمین لرزه
۲۳-۲- روش نیروی جانبی معادل
۲۳-۳- روش‌های طراحی مقاوم در برابر زلزله
۲۳-۴- ضریب لرزه‌ای منطقه
۲۳-۵- نیروی برش پایه
۲۳-۶- توزیع نیروهای جانبی لرزه‌ای
۲۳-۷- نیروی برشی طبقه
۲۳-۸- لنگر پیچشی افقی
۲۳-۹- لنگر واژگونی
۲۳-۱۰- تاثیرات
۲۳-۱۱- فراوانی/قابلیت اطمینان- ضریب
۲۳-۱۲- محدودیت جابجایی نسبی طبقه
۲۳-۱۳- نیروی طراحی دیافراگم
۲۳-۱۴ – اثر بار زلزله
۲۳-۱۵ – سازه‌های نامنظم
۲۳-۱۶ – خلاصه
۲۳-۱۷- مسایل

فصل بیست و چهارم: آیین‌نامه ساختمانی متحد۱۹۹۷- روش دینامیکی :

۲۴- ۱- پاسخ‌های لرزه‌ای مودال ساختمانها
۲۴-۲- مقادیر کل طراحی
۲۴-۳- ضوابط UBC-97: روش دینامیکی
۲۴-۴ – مقیاس سازی نتایج
۲۴-۵- برنامه ۲۴ – UBC-1997: روش نیروی دینامیکی
۲۴-۶- خلاصه
۲۴-۷ – مسایل

فصل بیست و پنجم: آیین‌نامه بین‌المللی ساختمان IBC – ۲۰۰۰ :

۲۵- ۱- طیف پاسخ شتاب: ،
۲۵- ۲- طیف پاسخ شتاب اصلاح شده بر اساس خاک: و
۲۵- ۳- طیف پاسخ شتاب طرح: ،
۲۵- ۴- تعریف طبقه‌بندی خاک A، B،… F
۲۵- ۵- گروه کاربری لرزه‌ای (SUG) و ضریب اهمیت سکونت
۲۵-۶ – طبقه‌بندی طراحی لرزه‌ای (A,B,C,D,E,F)
۲۵-۷- منحنی طیف پاسخ طراحی در مقابل T
۲۵- ۸- تعیین زمان تناوب مبنا
۲۵- ۹- شیوه حداقل نیروی جانبی (آیین‌نامه IBC-2000: بخش ۱۶۱۶.۴.۱)
۲۵- ۱۰- شیوه تحلیل ساده شده (آیین‌نامه IBC-2000 بخش ۱۶۱۷.۵)
۲۵- ۱۱- روش نیروی جانبی لرزه‌ای معادل ] IBC-2000: بخش ۱۶۱۷.۴ [
۲۵- ۱۲- ضریب اطمینان / افزایشی
۲۵- ۱۳- تاثیر بار زلزله
۲۵- ۱۴- ساختمانهای نامنظم
۲۵- ۱۵- خلاصه
پیوست ۱
پیوست ۲
پیوست ۳
واژه‌نامه
فهرست موضوعی