کاربرد دینامیک سازه در مهندسی عمران چیست؟

دینامیک سازه در حوزه‌های مختلفی مانند عمران، دریا، هوافضا و دیگر حوزه‌های مرتبط با سازه‌های مهندسی کاربرد دارد. در ادامه به معرفی برخی از این کاربردها می‌پردازیم.

 

کاربرد دینامیک سازه در مهندسی عمران چیست؟

هنگامی که یک ساختمان در معرض زلزله، باد، لرزش و دیگر بارهای دینامیک قرار می‌گیرد، مقدار، جهت‌گیری و محل اعمال بارها در مدت بارگذاری به میزان زیادی تغییر می‌کند. عکس‌العمل ساختمان در این شرایط با شرایط بارگذاری استاتیک متفاوت است.

تاثیر اعمال بارهای استاتیک بر روی یک ساختمان، عمدتا به صورت ایجاد نیروهای داخلی و تغییر شکل آن است. در صورتی که تاثیر بارهای دینامیک، حرکت شتاب‌دار ناشی از لرزش و کاهش حرکت به دلیل اثر میرایی است. بارهای دینامیکی علاوه بر تغییر شکل ساختمان، با ایجاد نیروی اینرسی ناشی از حرکت شتاب‌دار، ساختمان را وادار به نشان دادن عکس‌العمل در برابر نیروی داخلی، تغییر شکل، حرکت، جابجایی، شتاب و غیره می‌کنند.

 

آسیب به ساختمان بر اثر زلزله

 

ساختمان، یک سازه مهندسی است که از اتصال چندین عضو به یکدیگر تشکیل می‌شود. با توجه به مصالح مورد استفاده، این سازه به انواع بتنی، فولادی، چوبی و کامپوزیتی تقسیم می‌شود. کاربری، ظاهر، طراحی، الزامات اجرایی، مصالح و سطح مقطع سازه‌های ساختمانی بسیار متنوع است. هنگامی که یک ساختمان نامنظم در معرض تنش قرار می‌گیرد، فعل و انفعالاتی بین برخی از عضوهای نامنظم آن به وجود می‌آید. این فعل و انفعالات باعث پیچش سازه می‌شوند. در محل اتصال عضوهای نامنظم، تمرکز تنش و تغییرشکل رخ می‌دهد.

 

شکست پل
                                            شکست سازه به دلیل گسترش ترک ناشی از تمرکز تنش در هنگام بارگذاری دینامیک

 

تمرکز تنش می‌تواند شکست سازه را در پی داشته باشد. به طور کلی، تحلیل یکنواخت بودن مقاومت جانبی ساختمان (عدم وجود نواحی تمرکز تنش) در شرایط بارگذاری زلزله، بارگذاری زلزله به همراه بارگذاری باد، بارگذاری مرده به همراه بارگذاری زنده و بارگذاری تصادفی ضروری است. علاوه بر این، انجام آزمایش‌های برجا نیز به درک بهتر ظرفیت باربری ساختمان کمک می‌کنند.