⭕️تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی و بررسی انرژی های خروجی نرم افزار SAP2000:

انواع انرژی که نرم افزار برای شما محاسبه میکند:
Input Energy ورودی ، Kinetic Energy جنبشی ،Potential Energy پتانسیل ،Modal Damping Energy میرایی مودال ،Link Damper Energy میراگر ،Link Hysteretic هیسترتیک ،Error Energy خطا

توضیح مختصر در مورد هر یک از انرژی ها:

_انرژی ورودی سازه یا همان input که نرم افزار خروجی میدهد ، کل انرژی سازه است که بر مبنای تحلیل محاسبه شده است. این انرژی میبایست برابر با مجموع انرژی های "جنبشی"،"پتانسیل"،"میرایی مودال"،"میراگر"و"هیسترتیک" باشد. حال اگر این مجموعه انرژی ها برابر با انرژی ورودی محاسبه شده نباشد ، به صورت "انرژی خطا" یا "Error Energy" خروجی داده میشود.


انرژی جنبشی : انرژی به دلیل حرکت کردن جسم میباشد که مقدار آن برابر نصف جرم جسم در سرعت جسم به توان 2 است. این انرژی تا زمانی وجود دارد که جرم سرعت داشته باشد.
انرژی پتانسیل: انرژی ذخیره شده است که میتواند به انرژی جنبشی تبدیل شود. به عنوان مثال اگر یک فنر کشیده و نگه داشته شود ، انرژی پتانسیل درون فنر وجود دارد ، از لحظه ای که فنر رها میشود انرژی پتانسیل به جنبشی تبدیل میشود و این جنبش با توجه به میرایی فنر به تدریج کاهش پیدا میکند تا فنر بدون حرکت شود.

با توجه به این دو تعریف ، در زمان ارتعاش سازه تحت زلزله یا هر عامل دیگری ، در هر لحظه مقادیر انرژی جنبشی و پتانسیل تغییر قابل توجهی میکند و در انتهای کار که بار ارتعاش تحمیلی برداشته میشود به سبب میرایی سازه به تدریج از حرکت می ایستد و انرژی جنبشی صفر میشود.
به عنوان مثال اگر یک سازه الاستیک با درنظر گرفتن میرایی ذاتی برابر 0% را تحت تحلیل تاریخچه زمانی قرار دهید ، سازه از حرکت نمی ایستد و اگر انرژی ها را بررسی نمایید در آخرین زمان تحلیل شده مقدار بسیار زیادی انرژی جنبشی و پتانسیل دارید. در این مثال چون سازه الاستیک است انرژی هیسترتیک Link Hysteretic ندارید ، چون میرایی صفر در نظر گرفته شده است انرژی میرایی مودال Modal Damping ندارید و همچنین چون سازه دارای میراگر نیست ، انرژی میراگر Link Damper هم ندارید. (شکل 1)

انرژی میرایی مودال: انرژی ناشی از میرایی ذاتی معرفی شده به سیستم است که باعث میشود پاسخ سیستم ارتعاشی به تدریج کاهش پیدا کند . این مورد در Load case مربوط به تحلیل تاریخچه زمانی باید معرفی شود که مقدار آن معمولا 5% میرایی بحرانی در نظر گرفته میشود. اگر مقدار آن صفر معرفی شود ، انرژی میرایی مودال در سیستم محاسبه نمیشود و پاسخ تحلیل شده از سازه نادرست است.

انرژی میراگر ها: کار انجام شده توسط میراگر ها است. این انرژی در صورتی در سازه محاسبه میشود که میراگر را با المان link مدل کرده باشید. در صورتی که سازه دارای میراگر نباشد ، انرژی Link Damper صفر محاسبه میشود.

انرژی هیسترتیک: این انرژی ناشی از رفتار غیر خطی سازه است و از لحظه ای که اولین مفصل پلاستیک در سازه تشکیل میشود ، این انرژی در سازه بر اساس کار انجام شده توسط مفاصل پلاستیک مورد محاسبه قرار میگیرد.

خطای انرژی: این مقدار انرژی خطای آنالیز است که تفاوت بین مجموع انرژی های فوق با input energy میباشد . یکی از راه حل های رفع این موضوع استفاده از روش انتگرال گیری hilber-Hughes-taylor با مقدار alpha برابر 0 است. در مواردی که مقدار alpha برابر -0.33 وارد میشود ، ممکن است پس از تحلیل سازه مقداری خطای انرژی گزارش شود.

به عنوان مثال یک سازه با رفتار غیر الاستیک و دارای میراگر ویسکوز غیر خطی تحت تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی تمامی انرژی های فوق الذکر را دارا است که در شکل 2 مشاهده میکنید. همین سازه را بدون میراگر در شکل 3 مشاهده کنید.
markaztarahi.com
@omranworkshop
@mojtabamohebalian