معرفي يك روش بهينه براي مدلسازي ماكروي تحليل ديناميكي غيرخطي در خرابي پيش‌رونده (مطالعۀ موردي نرم افزار OpenSees)

Introducing an optimal method for macro modeling of nonlinear dynamic analysis in progressive collapse (A case study : OpenSees program)

انجام بهينه تحليل ديناميكي غيرخطي در خرابي پيش‌رونده يكي از مسائل بسيار مهمي است كه تاكنون به آن پرداخته نشده است. در تحليل خرابي پيش‌رونده استفاده از نرم‌افزارهاي ميكرومدل مانند ABAQUS و ANSYS باوجود دقت بالا در محاسبات، از سرعت كافي برخوردار نيستند و به همين دليل در كارهاي تحقيقاتي بيش‌تر از نرم‌افزارهاي ماكروي مانند OpenSees استفاده مي‌شود. در اين تحقيق نويسندگان اين مقاله تلاش كرده‌اند كه روشي كارآمد و مناسب را براي حذف المان‌ در نرم‌افزار كدباز OpenSees معرفي كنند. از آنجايي‌كه تحليل ديناميكي غيرخطي بهترين رفتار از سازه را نشان مي‌دهد؛ در اين مطالعه اين روش براي تحليل ديناميكي غيرخطي توسعه داده شده است. براي اين منظور الگوريتم توسعه داده شده در اين مقاله با ساير روش‌هاي موجود مقايسه شده است و دقت بالاي آن نمايش داده شده است. در روش توسعه داده شده مي‌توان دو يا چند ستون را به صورت همزمان و يا غيرهمزمان از مدل موردنظر حذف كرد و اثرات مربوط به زمان حذف‌هاي متوالي چند ستون را در آن مشاهده نمود. كاربرد روش گفته شده براي انجام تحليل ديناميكي غيرخطي افزاينده (NIDA) استفاده شده است و كاربرد آن براي ظرفيت نهايي سازه نشان داده شده است. استفاده از روش ارائه شده در اين مطالعه باعث بالا رفتن سرعت و دقت محاسبات در حذف چند ستون بصورت غيرهمزمان و همچنين ظرفيت نهايي سازه با استفاده از تحليل ديناميكي غيرخطي افزاينده مي‌شود. در پايان نيز كاربرد اين روش براي حذف ساير المان‌هاي سازه‌اي نظير تيرها، مهاربندها و ميانقاب‌آجري نيز بيان شده است.

Optimum implementation of nonlinear dynamic analysis (NDA) in progressive collapse is one of the most important issues that has not been addressed recently. Using detailed FE software like ABAQUS and ANSYS in progressive collapse analysis despite their accuracy is not appropriate because of consuming a lot of time. For this reason, many of researchers utilize the macro software such as OpenSees. In this study, authors tried to introduce an optimum and appropriate method for element removal in open program, OpenSees. Since nonlinear dynamic analysis shows the exact behavior of structure, this algorithm is developed for NDA. For this purpose, the developed algorithm has been compared with the other methods and it has been found that it has a high accuracy. Developed algorithm can remove one or more columns at the same or different time intervals and the effects of sequence column removals to their time durations can be seen. The application of the developed algorithm for nonlinear incremental dynamic analysis (NIDA) has been implemented and its application for an ultimate capacity of the structure has been shown. Analysis results showed that using of developed algorithm will lead to the speed and accuracy improvement of calculations in the sequence of columns removal and ultimate capacity of the structure using NIDA. At the end of this research, the application of this method has been shown for other element removal such as beams and infill walls.