Analysis and design of frame structures under dynamic loads

Abstract

Bu tez, kiriş, kafes, kemer ve çerçeve yapıların statik, serbest titreşim ve zamana bağlı dinamik analizleri ve tasarımlan için güvenilir ve verimli bir bilgisayar programı geliştirilmesini kapsamaktadır. Kayma deformasyonlarının etkilerinin de göz önünde bulundurulduğu Mindlin-Reissner kiriş teorisine bağlı sonlu elemanlar metodu kullanılarak gerilmeler, şekil değiştirmeleri ve doğal frekanslar ve titreşim şekilleri hesaplanmıştır. Sonlu elemanlar metodu, kübik eğrilerle geometri tanımlama, ağ üretimini birleştiren otomatik analiz tekniği uygulanmaktadır.Anahtar kelimeler: Sonlu elemanlar metodu, Mindlin-Reissner kiriş elemanı, serbest titreşim analizi, zamana bağlı dinamik analiz, Newmark algoritması.

This thesis deals with the development of reliable and efficient computational tools to analyze and design in static, free vibration and transient dynamic situations of structures namely as, beams, trusses, arches and frames. The finite element method is used to determine the stresses, displacements, natural frequency and modal shapes based on Mindlin-Reissner assumptions which allow for transverse shear deformation effects. An automated analysis procedure is adopted which integrates finite element analysis, parametric cubic spline geometry definition and automatic mesh generation.Key words: Finite element method, Mindlin-Reissner beam element, free vibration analysis, transient dynamic analysis, Newmark's algorithm.