مناقشة طالب الماجستير محمد صفاء محمد نوري عبد الرزاق قسم الهندسة المدنية / الانشاءات عن رسالة الماجستير الموسومة :
“Reliability Analysis and Dynamic Response of Uncertain Linear Frame Structures to Stochastic Excitation”
تحليل الموثوقية والاستجابة الحركية للهياكل الانشائية الخطية غير المؤكدة للإثارة العشوائية
في تمام الساعة التاسعة من صباح يوم الخميس المصادف 3/11/2022 على قاعة الأستاذ الدكتور خالد شاكر في قسم الهندسة المدنية / كلية الهندسة / جامعة بغداد: وقد تشكلت لجنة المناقشة من السادة:
- الأستاذ الدكتور / عبد المطلب عيسى سعيد / هندسة الإنشاءات / جامعة بغداد – كلية الهندسة / رئيســـاً
- الأستاذ الدكتور / عادل عبد الامير محمد/ هندسة الإنشاءات / جامعة النهرين – كلية الهندسة / عضــــواً
- الأستاذ المساعد الدكتور / صلاح رحيمة عبيد / هندسة الإنشاءات / جامعة بغداد – كلية الهندسة / عضــــواً
- الأستاذ المساعد الدكتور / احمد جبار حسين / هندسة الإنشاءات / جامعة بغداد – كلية الهندسة / مشرفــاً
في مسأل هندسة الزلازل الفعلية ، ان عدم الموثوقية لاتوجد في الإثارة الزلزالية فقط ولكن أيضًا في معلمات الهيكل. تنتج معظم العشوائية الهيكلية عن التباين في المعلمات الهندسية أو المادية وكذلك العشوائية الناتجة عن عملية التنفيذ والتفاوت في التصنيع.
تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق من الاستجابة الزلزالية وموثوقية هياكل الإطار مع التركيز على تباين المعلمات الهيكلية والعشوائية الناتجة في الاستجابة الهيكلية وكيف يؤثر هذا الاختلاف على احتمال الفشل وموثوقية النظام. تم النظر في دراستي حالة ، إطار بابي من طابق واحد وهياكل نموذجية لإطار متعدد الطوابق. تم اختيار تسجيل مركبة الشمال-الجنوب لزلزال El-Centro في عام 1940 في ولاية كاليفورنيا وزلزال علي الغربي، ميسان في العراق عام 2012 كإثارة هزة أرضية وتم تمثيلها من خلال علاقة الكثافة الطيفية للطاقة. تم دمج محاكاة مونت كارلو باستخدام برنامج MATLAB مع برنامج العناصر المحدودة ABAQUS باستخدام تشفير نصوص Python من أجل توليد العشوائية في المعلمات الهيكلية. يسمح هذا المزيج بتقديرات دقيقة إلى حد جيد لكل من المعلومات الإحصائية وتوزيع احتمالية الاستجابة محل الاهتمام. وتشمل المعلمات الهيكلية العشوائية ؛ أبعاد المقطع العرضي، معامل المرونة، طول العمود، والكتلة الفعالة، أي الأحمال الميتة والحية. تم إنشاء كل هذه المعلمات باستخدام مولدات الأرقام العشوائية الكاذبة باستخدام دوال MATLAB التي تعتمد على الخصائص الإحصائية التي تم جمعها من الأدبيات والمراجع ذات الصلة.
بين التحليل الإحصائي للخصائص الديناميكية و كثافة الاحتمال للعينات التي تم الحصول عليها أن لها توزيعًا لوغاريتميًا طبيعيًا. زاد احتمال فشل هيكل إطار البوابة الحتمية بشكل طفيف مع زيادة وقت الإثارة حيث انخفضت الموثوقية من 3.06 إلى 2.85 للحد الأقصى للانجراف البالغ 0.01 من ارتفاع الطابق ، بينما في حالة النظام غير الحتمي ، فإن الاحتمال يتأثر الفشل بشكل أكبر مع زيادة الفاصل الزمني للإثارة حيث انخفضت الموثوقية من 2.65 إلى 2.07. تؤثر العشوائية في صلابة النظام وكتلته على موثوقية النظام واحتمالية الفشل. بشكل عام ، يزداد احتمال الفشل بسبب العشوائية في صلابة وكتلة الهيكل. اظهرت نتائج تحليل الحساسية بسبب العشوائية في المعلمات الهيكلية لنظام SDOF أن طول العمود له أكبر تأثير بنسبة حوالي 73 ٪ على الاستجابة الديناميكية والموثوقية تليها الكتلة الفعالة بحوالي 6 ٪ وتقريبًا نفس التأثير الأقل لكل من عزم القصور الذاتي ومعامل المرونة بحوالي 2.5٪ على التردد الطبيعي للهيكل.
بالنسبة لنظام متعدد درجات الحرية MDOF ، أظهرت النتائج أن عشوائية المعلمات الهيكلية قد أثرت بشكل كبير على أنماط الاهتزاز. وهنا، يشير التحليل العشوائي لاهتزاز هيكل إطار متعدد درجات الحرية MDOF إلى أن الترددات الطبيعية لانماط اهتزاز واطئة الذبذبة أكثر حساسية لعدم اليقين في المعلمات الهيكلية من انماط اهتزاز الأعلى ذبذبة. الاستجابة الزلزالية للإزاحة النسبية للطوابق السفلية أكثر حساسية لعدم اليقين في معلمات النظام من الطوابق العليا. علاوة على ذلك، تشير نتائج التعجيل المطلق للطوابق إلى أن الطابق الأرضي لديه أقل خصائص التباين بسبب عدم اليقين في المعلمات الذي يشير إلى الارتباط العالي لـ إثارة الطابق الأرضي مع إثارة القاعدة. بشكل عام، تأثر احتمال الفشل بتغير المعلمات الهيكلية وأن احتمال فشل الطوابق الوسطى أكبر من الطوابق الأخرى وان القيمة الأقل لاحتمال الفشل هي في طابق السطح العلوي.
