Thesis (M.Sc.) - Cairo University - Faculty of Engineering - Department of civil Engineering

Bibliography: p. 80-84.

Finite Element Analysis (FEA) has been used extensively for modeling of structures. However, the details and accuracy of FE models may be limited due to computational demand particularly, for problems requiring extensive iterations such as fragility analysis. Fragility analysis, defined as the conditional probability of reaching a performance limit state as a function of intensity measure, is an essential component in seismic risk analysis of building and infrastructure. Therefore, developing accurate fragility functions is critical for proper seismic risk assessment. In this research we propose a two stage framework to evaluate accurate fragility curves using nonlinear dynamic analysis without the expensive computational cost. First, we reduce the discrepancies between a detailed model and simplified model in order to reduce the computational expenses as much as possible while approximating the results of the simplified model to the detailed model. Then we calculate the fragility curves utilizing a nonlinear dynamic analysis without cumbersome run time. The framework is then applied to a four-story buckling restrained frame building to assess its feasibility

أتاح تحسين أدوات التحليل واستخدام الحواسيب القوية إجراء تحليل دقيق باستخدام طريقة العناصر المحدودة للمباني والهياكل الأساسية. ومع ذلك، قد يعوق الوقت الحسابي المفرط التمثيل الدقيق لبعض المنشأت باستخدام طريقة العناصر المحدودة. خاصة عندما يكون من الضروري إجراء نفس التحليل لعدة مرات. واحدة من هذه الحالات هي عندما يكون مطلوبا ايجاد منحنيات الهشاشة حيث يتم استخدام التحليل الديناميكي غير الخطي عدة مرات. يستخدم تحليل الهشاشة في العديد من مجالات تقييم أداء البناء والبنية التحتية. يمكن اشتقاق منحنيات الهشاشة لأنواع عديدة من المخاطر حيث تمثل احتمال الانهيار أو احتمال انتهاك شرط محدد مسبقا.تحليل الهشاشة غالبا ما يكون مكلفة حسابيا وبالتالي قد يتم إدخال بعض التبسيطات للمنشأ. ويمكن إدخال التبسيط بطريقتين. الأول هو استخدام نوع آخر من التحليل بدلا من التحليل الديناميكي غير الخطي مثل التحليل الاستاتيكي غير الخطي ولكن بعد ذلك تكون منحنيات الهشاشة المشتقة أقل دقة. النهج الثاني هو من خلال إدخال التبسيطات إلى النموذج المستخدم للتحليل ولكن بعد ذلك سوف تنحرف الاستجابة عن الاستجابة الفعلية و تنتج منحنيات هشاشة أقل دقة. وبناء على ذلك، نقترح في هذه الدراسة إطارا من مرحلتين لتقييم منحنيات الهشاشة الدقيقة باستخدام التحليل الدينامكي غير الخطي دون التكلفة الحسابية العالية المرتبطة بتحليل النموذج المفصل. في البداية يتم تطوير نموذجين ، الأول هو نموذج مفصل تعتبر استجابته الاستجابة الفعلية بينما يتم تبسيط النموذج الثاني لتقليل وقت المعالجة. يمكن تطبيق هذا التبسيط على العديد من العوامل ، مثل كثافة العناصر المحدودة ، وتمثيل الوصلات ، وما إلى ذلك. بعد ذلك، يتم تقليلالاختلافات بين النموذج المفصل والنموذج المبسط من أجل تقليل النفقات الحسابية قدر الإمكان مع تقريب نتائج النموذج المبسط إلى النموذج التفصيلي. في هذه المرحلة نستخدم تقنية معايرة تسمى تحديث نموذج العنصر المحدود.حيث يتم تشكيل دالة تضم الخطأ بين النموذج المفصل والنموذج المبسط ويتم استخدامتقنية تكرارية حيث تغيرالعوامل المختارة كل مرة حتى يتم تحقيق أفضل قيمة للدالة وتسمى العوامل المقابلة العوامل المحدثة. في المرحلة الثانية، نقوم بحساب منحنيات الهشاشة باستخدام تحليل ديناميكي غير خطي دون وقت تشغيل مرهق. ومن ثم فإن الإطار المقترح يحقق منحنيات هشاشة عالية الدقة دون نفقات حسابية عالية جدا.

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.