5-4-3-1. بررسیكلانرژیمصرفی. 100

5-4-3-2. بررسیهزینهكلانرژیمصرفی. 102

فصل6نتیجه‌گیریوپیشنهادات   104

فهرست اشکال

فصل1مقدمه  7

شکل1-1.بخش‌هایمختلفیكساختمانهوشمند 10

فصل2مروریبرمنابعمطالعاتی  18

شکل2-1.تعرفهقیمتانرژیالكتریكیبرایشهرنیویورك، 15 ماهفوریه 2011 (NYISO) 24

شکل2-2.معماریسیستم 33

شکل2-3.تعاملبینمصرف‌كنندهودستگاه 38

شکل2-4.منطقكاركردسیستمكنترلرهوشمند 39

فصل3مدل‌پیشنهادیكنترلرهوشمند 47

شکل3-1.دیاگرامسیستممدیریتبار. 48

شکل3-2.تقسیم‌بندیبارهایخانگی. 50

فصل4الگوریتمحلمسألهبرنامه‌ریزی   59

فصل5مطالعهموردیوتفسیرنتایج  66

شکل5-1.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 1 (تهویهمطبوع) 79

شکل5-2.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 2 (یخچال) 79

شکل5-3.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 3 (اجاقبرقی) 80

شکل5-4.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 4 (سیستمصوتیتصویری) 81

شکل5-5.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 5 (اتومبیلشارژی) 81

شکل5-6.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 6 (پمپآبی) 82

شکل5-7.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 7 (ماشینلباسشویی) 83

شکل5-8.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 8 (ماشینظرفشویی) 84

شکل5-9.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 9 (اتویبرقی) 84

شکل5-10.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریكشكل. 86

شکل5-11.كلمصرفانرژیالكتریكیدرساعاتشبانه‌روز. 86

شکل5-12.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 5 (اتومبیلشارژی) باپیكانرژی 5/2 كیلوات‌ساعت.. 90

شکل5-13.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 5 (اتومبیلشارژی) باپیكانرژی 5 كیلوات‌ساعت.. 90

شکل5-14.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 6 (پمپآبی) باپیكانرژی 5/2 كیلوات‌ساعت.. 92

شکل5-15.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 6 (پمپآبی) باپیكانرژی 5 كیلوات‌ساعت.. 92

شکل5-16.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 7 (ماشینلباسشویی) باپیكانرژی 5/2 كیلوات‌ساعت.. 93

شکل5-17.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 7 (ماشینلباسشویی) باپیكانرژی 5 كیلوات‌ساعت.. 93

شکل5-18.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 8 (ماشینظرفشویی) باپیكانرژی 5/2 كیلوات‌ساعت.. 94

شکل5-19.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 8 (ماشینظرفشویی) باپیكانرژی 5 كیلوات‌ساعت.. 94

شکل5-20.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 9 (اتویبرقی) باپیكانرژی 5/2 كیلوات‌ساعت.. 95

شکل5-21.نمودارتوزیعانرژیدستگاهشماره 9 (اتویبرقی) باپیكانرژی 5 كیلوات‌ساعت.. 95

شکل5-22.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریكشكلبرایپیك 5/2 كیلوواتساعت.. 96

شکل5-23.كلمصرفانرژیالكتریكیدرساعاتشبانه‌روزبرایپیك 5/2 كیلوواتساعت.. 96

شکل5-24.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریكشكلبرایپیك 5 كیلوواتساعت.. 97

شکل5-25.كلمصرفانرژیالكتریكیدرساعاتشبانه‌روزبرایپیك 5/2 كیلوواتساعت.. 97

شکل5-26.نمودارتوزیعانرژی 9 دستگاهدریكشكلتلفیقسناریو 1و2. 101

شکل5-27.نموداركلمصرفانرژیالكتریكیدرساعاتشبانه‌روزتلفیقسناریو 1و2. 101

فصل6نتیجه‌گیریوپیشنهادات   104

فهرست جداول

 

فصل1مقدمه  7

فصل2مروریبرمنابعمطالعاتی  18

جدول2-1.معرفیپارامترهایمدل. 40

فصل3مدل‌پیشنهادیكنترلرهوشمند 47

جدول3-1.جدولتعرفهمتغیربازمانبرایانرژیالكتریكی. 56

فصل4الگوریتمحلمسألهبرنامه‌ریزی   59

فصل5مطالعهموردیوتفسیرنتایج  66

جدول5-1.جدولترجیحاتمصرف‌كنندهومشخصاتدستگاه‌ها 69

این مطلب را هم بخوانید :

جدول5-2.تعرفهقیمتبرقدرساعاتشبانه‌روز. 88

فصل6نتیجه‌گیریوپیشنهادات   104

مقدمه

اگر توجه داشته باشیم كه منابع تامین انرژی محدود است و به همین علت بهای انرژی مصرفی بالاست می‌توان معنای واقعی مدیریت مصرف انرژی را درك كرد. متاسفانه در کشور ما فرهنگ صحیح استفاده از انرژی هنوز هم جایگاه مناسب خود را به دست نیاورده است؛ بگونه‌ای که آمار و ارقام[1] موجود در این زمینه حاکی از مصرف بی‌رویه انرژی حتی تا چندین برابر استانداردهای جهانی می‌باشد. با توجه به اینکه در کشور ما بیش از 90% انرژی‌ها[2] از منابع زیرزمینی و فسیلی تهیه می‌شود که منابعی محدود و پایان پذیر می‌باشند این مسأله از درجه اهمیت بالاتری برخوردار است لذا هوشمندسازی ساختمان در کشور ما یک امر بسیار مهم به شمار می‌آید که باید به یک عزم ملی تبدیل شود تا از این طریق هم به خودمان و هم به نسل‌های بعدی خدمت کنیم. راهكاری كه در این پژوهش ارائه شده است، می‌تواند گامی جهت توسعه هوشمندسازی خانه‌ها باشد.

• ساختمان هوشمند چیست؟

یك ساختمان هوشمند بنا به تعریف انستیتو ساختمان‌های هوشمند، بنایی است كه با استفاده بهینه از چند عنصر پایه شامل: سازه و سیستم و خدمات مدیریت و روابط درونی آنها، محیطی مناسب و دارای صرفه اقتصادی ایجاد می‌نماید. در ساختمان هوشمند بسیاری از اعمالی كه ساكنان از روی عادت و بصورت غیرارادی انجام می‌دهند توسط سیستم‌های هوشمند انجام می‌گردد كه باعث صرفه جویی در زمان و هزینه نیروی انسانی می‌گردد.

• سیستم‌های مدیریت و اتوماسیون ساختمان

امروزه عملكرد سیستم‌های مدیریت و اتوماسیون ساختمان در جهت كاهش هزینه‌های صنعت ساختمان و استفاده بهینه از تكنولوژی و بكارگیری فناوری ارتباطات و رایانه رو به رشد هستند كه در مجموع صرفه‌جویی انرژی را در بر خواهد داشت، بطوریكه صرفه‌جویی‌های ناشی از بكارگیری این سیستم‌ها در مدت زمان كوتاهی موجب جبران هزینه‌های مربوطه می‌شود. سیستم‌های كنترل هوشمند دارای انعطاف بالایی هستند و می‌توان براحتی آنها را با نیازهای مختلف منطبق نمود. همچنین در هنگام بهره‌برداری براحتی می‌توان عملیات تغییر و بهینه‌سازی برای راهبری بهتر و كاهش هزینه‌های انرژی را انجام داد.

با بكارگیری انواع و اقسام سنسورهای حسی در داخل و خارج ساختمان و با بكارگیری یك شبكه و سیستم واحد می‌توان بلادرنگ اطلاعات دما، فشار، رطوبت، دبی هوا، میزان اكسیژن و دی اكسیدكربن را در اختیار داشت و از آنها در جهت رسیدن به شرایط ایده‌آل استفاده كرد. دریك ساختمان هوشمند كه با امكانات نرم‌افزاری بوجود آمده می‌توان نمودارهای مختلفی را بر حسب زمان در اختیار داشت و از آنها در جهت بهبود كیفی شرایط زیستی برای ساكنین استفاده كرد.

• تعامل بین ساكنان و ساختمان هوشمند

در زمان كاركرد سیستم هوشمند ساكنان در جهت صرفه‌جویی مصرف انرژی حق بازكردن پنجره‌ها را نخواهند داشت و در ساختمانهای اداری قبل از اتمام ساعت كار، این سیستم بصورت اتوماتیك و متناوب شروع به خاموش كردن سیستم‌های تهویه مطبوع می‌كند. در یك ساختمان هوشمند با امكانات بوجود آمده می‌توان در هر زمان میزان مصرف انرژی سوخت و برق را بدست آورد و از آن در جهت كاهش مصرف انرژی و بهینه‌سازی مصرف سوخت در ساختمان بهره برد.

بخش‌های مختلف یك ساختمان هوشمند

جدول 1-1- دامنه اثرات اجتماعی خشكسالی……… 18

جدول 2-1- برخی از معروف­ترین روابط تعیین خشکی.. 26

جدول 3-1- تابع چگالی احتمال برخی از مهمترین توابع توزیع (اقتباس از رائو و حامد، 2000)…………………………….. 38

جدول 4-1- مقادیر آماره­های توصیفی حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه­های مطالعاتی……………………… 45

جدول 4-2- ضرایب همبستگی بین آماره­های توصیفی حداکثر روزهای بدون بارندگی و مختصات فیزیکی ایستگاه­……………………. 50

جدول 4-3- مقادیر آماره­های آزمون توالی و من- ویتنی    53

جدول 4-4- مقادیر آماره­های آزمون من- کندال (سطح معنی­داری 5 درصد)………….. 58

جدول 4-5- شاخص همگنی H متغییر روزهای بدون بارش در کل کشور 61

جدول 4-6- آماره­های گشتاورهای خطی مربوط به حداکثر دوره­های بدون بارش  64

جدول 4-7- نتایج شاخص H در هر یک از گروه­های استخراجی  67

جدول 4-8- مقادیر شاخص ZDIST در هر یک از گروه­های همگن مطالعاتی    68

جدول 4-9- مقادیر RSS برای توزیع­های مختلف…… 70

جدول 4-10- مقادیر رتبه­ های توابع مختلف در هر ایستگاه بر اساس مجموع مربعات خطا……………………………………. 73

جدول 4-11- مقادیر حداکثر تعداد روزهای بدون بارندگی در ایستگاه­های مطالعاتی………………………………………. 75

فهرست شكل‌ها

عنوان                                                                                                                 صفحه

شکل 1-1- متغیرهای هیدرولوژیک متأثر از خشکسالی.. 4

شکل 1-2- تغییرات زمانی متغیرهای هیدرولوژیک متأثر از خشکسالی   5

شكل1-3- انواع خشكسالی، مبانی تعریف و آثار هر كدام   7

شكل 1-4- خلاصه و طبقه­بندی رژیم­های خشك.. 16

شکل 3-1- نقشه پراکنش ایستگاه­های مطالعاتی.. 33

شکل 4-1- میانگین تعداد روزهای بدون بارندگی در مناطق مختلف ایران   50

شکل 4-2- ضریب تغییرات حداکثر تعداد روزهای بدون بارندگی ایران   51

شکل 4-3- تغییرات حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه تربت حیدریه   52

شکل 4-4- تابع خود همبستگی حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه اصفهان.. 60

شکل 4-5- تابع خود همبستگی حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه تبریز.. 61

شکل 4-6- توزیع ماهانه حداکثر دوره­های بدون بارش در هر یک از گروه­های مطالعاتی.. 63

شکل 4-7- نمودار گشتاورهای خطی L-CS در مقابل L-CK هشت منطقه همگن   66

شکل 4-8- دیاگرام نسبی مقادیر LCs در برابر LCk داده­های روزهای بدون بارش   68

شکل 4-9- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه کرمان(گروه 1). 79

شکل 4-10- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه مشهد(گروه 2). 79

شکل 4-11- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه تبریز(گروه 3). 80

شکل 4-12- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه آبادان(گروه 4). 80

شکل 4-13- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه سنندج(گروه 5). 81

شکل 4-14- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه بابلسر(گروه 6). 81

شکل 4-15- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه یاسوج(گروه 7). 82

شکل 4-16- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه انزلی(گروه 8). 82

شکل 4-17- تغییرات مکانی گشتاور ضریب تغییرات در هشت منطقه همگن   84

شکل 4-18- تغییرات مکانی گشتاور ضریب چولگی در هشت منطقه همگن   84

 

فهرست شكل‌ها

عنوان                                                                                                                 صفحه

شکل 4-19- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 2 ساله   85

شکل 4-20- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 5 ساله   86

شکل 4-21- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 10 ساله   86

شکل 4-22- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 20 ساله   87

شکل 4-23- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 50 ساله   87

شکل 4-24- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 100 ساله   88

این مطلب را هم بخوانید :

شکل 4-25- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 200 ساله   88

فصل اول

مقدمه

1-1- مقدمه

خشکسالی پدیده­ای اقلیمی است که به لحاظ آماری یک پدیده تصادفی محسوب می­شود و توسط شاخص­های متعددی مورد مطالعه قرار می­گیرد (نصری، 1387). خشکسالی معمولاً به عنوان دوره­ای از زمان که بارندگی به زیر آستانه متوسط می­رسد شناخته می­شود و معمولاً تعیین زمان شروع آن و تعاریف آن بسیار سخت و پیچیده است(امکی و همکاران، 1993). در اغلب منابع خشکسالی پدیده­ای طولانی مدت است که گاهی در دوره­های مرطوب نیز کشیده می­شود (ویلهایت و گلانتز، 1985).

تعاریف خشكی و خشكسالی با یكدیگر متفاوت هستند. برخلاف خشكی كه پدیدة دائمی اقلیمی است، خشكسالی در مناطق خشك و مرطوب رخ می‌دهد و حالتی طبیعی و نرمال از اقلیم می­باشد (چو و کارلیوتیس، 1970). قبل از پرداختن به بحث خشكسالی لازم است در مورد خشكی مطالبی بیان شود.

 1-2- معیارهای تعیین خشكی

ضرایب تجربی و فرمول­های متفاوتی برای تعیین معیارهای خشكی ابداع شده است كه بر اساس پارامترهایی كه هر كدام از این روابط برای تعیین شاخص خشكی در نظر گرفته است، می­توان آن­ها را به 5 گروه تقسیم نمود (کاویانی، 1380):

– روابطی كه معرف رابطه بین بارش سالانه و مجموع دما برای یك سال و یا دوره­های مختلف در طول فصل گرم می­باشند.

– روابطی كه بر اساس رابطه بین بارش و تبخیر استوار هستند.

– روابطی كه به وابستگی بین بارش، دما و رطوبت نسبی اهمیت بیشتری داده‌اند.

– روابطی كه كسری اشباع( كمبود رطوبت) و كسری تبخیر را مد نظر قرار داده­اند.

– روابطی‌كه رابطه بین میزان آب و مجموع دما را‌ به عنوان ضریب خشكی در نظر می‌گیرند.

انتخاب صحیح یك ضریب اقلیمی برای مناطق مختلف جهان آسان نیست، زیرا كاربرد هر رابطه اقلیمی در منطقه­ای بهترین جواب را می­دهد كه با اقلیم محل ابداع روش، شباهت و نزدیكی بیشتری داشته باشد.

از طرف دیگر محدودیت عناصر اقلیمی قابل سنجش عاملی است كه كارائی برخی روابط را تحت تأثیر قرار می­هد.

براساس روش ارائه شده توسط یونسكو كه به شاخص بیوكلیماتیك خشكی معروف است و در آن P بارندگی سالانه و ET تبخیر و تعرق بالقوه است، مناطق خشك به چهار گروه تقسیم می‌شوند (کاویانی، 1380):

 فهرست شکل‌ها
شکل ‏1‑1 تقریب‌ خطی‌ جابجایی در تئوری ‌لایه‌لایه‌ای برای مولفه‌های جابجایی لایه‌یI ام    12
شکل ‏1‑3- یک ورق بر اساس فرض‌های تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول، قبل و پس از تغییر شکل] 34
شکل ‏3‑4 یک المان مستطیلی هم‌دیس با چهار درجه آزادی در هر گره     [61…….90
شکل پ-2 نمایش تابع‌های شکل سلسله‌ مراتبی و مشتق اول آن‌ها ]‌ [61………………………………………………………………………………..93
شکل پ-3 تابع‌های‌شکل سلسله مراتبی المان میله ]‌ [62……………………………………………………………………………………………………..97
شکل پ-4 تابع‌های شکل سلسله مراتبی المان تیر ] [62……………………………………………………………………………………………………100

این مطلب را هم بخوانید :

شکل پ-5 تابع‌های‌شکل سلسله مراتبی مثلثاتی برای المان تیر  ]‌ [62…………………………………………………………………………………..102
شکل پ-6 تابع‌های شکل استاندارد لاگرانژی و سلسله مراتبی با یک‌چندجمله‌ای اضافه‌شده ] [61……………………………………………103

 

 چکیده
 در این پایان‌نامه تئوری‌های کلاسیک ورق، تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و تئوری دو‌متغیره پالوده شده برای مساله ارتعاش آزاد، با استفاده از روش‌های المان محدود استاندارد و المان محدود سلسله مراتبی بررسی‌ می‌گردد. تئوری دو‌متغیره پالوده شده یک تئوری تک‌لای معادل است، که در آن برای بیان میدان جابجایی از دو مولفه‌ی خمشی و برشی استفاده می‌گردد و مولفه‌ی خمشی در نیرو‌های برشی تاثیرگذار نیست‌، درحالی که مولفه‌ی برشی نیز تاثیری در گشتاور‌های خمشی ندارد. با حذف مولفه‌ی برشی، این تئوری به تئوری کلاسیک ورق شبیه خواهد شد. هم‌چنین این تئوری تغییرات کرنش برشی در راستای ضخامت ورق را سهموی در نظر‌گرفته و بنابراین نیاز به ضریب اصلاح برشی نمی‌باشد. روش المان محدود سلسله مراتبی یک روش پالایش شبکه‌بندی المان است، که در آن با افزایش مرتبه تابع‌های شکل به‌کار رفته برای تقریب جابجایی، در تعداد نقاط گرهی المان تغییری ایجاد نمی‌شود. در این پژوهش ویژگی‌های روش المان محدود سلسله مراتبی و تابع‌های ‌شکل‌ المان یک بعدی قابل استفاده، توضیح داده می‌شود، سپس روش استفاده از این تابع‌ها برای المان دو‌بعدی بیان می‌گردد. در ادامه فرمول‌بندی روش‌های المان محدود استاندارد و سلسله مراتبی برای تئوری‌های کلاسیک ورق لایه‌لایه به‌دست می‌آید و فرکانس‌ها برای شرایط مرزی گوناگون و با تغییر تعداد لایه‌ها با حل دقیق مقایسه‌ می‌گردد. مشاهده می‌شود، که در روش المان محدود سلسله مراتبی با استفاده از درجه‌های آزادی کمتر، پاسخ‌های دقیق‌تری نسبت به روش المان محدود استاندارد به‌دست می‌آید. هم‌چنین فرمول‌بندی المان محدود استاندارد و سلسله‌مراتبی برای تئوری تغییر شکل برشی مرتبه‌اول به‌دست می‌آید و اثر قفل برشی، با تغییر نسبت طول به ضخامت ورق بررسی می‌گردد. با استفاده از روش المان محدود سلسله‌مراتبی ضمن جلوگیری از اثر قفل برشی، نتیجه‌های فرکانس آزاد ورق از دقت بهتری نسبت به روش المان محدود استاندارد برخوردار است. پس از آن تئوری دو‌متغیره پالوده شده ورق ارایه‌ گردیده و معادله‌های حرکت و فرمول‌بندی روش‌های‌ المان محدود استاندارد و سلسله مراتبی برای آن به‌دست می‌آید. فرکانس‌های طبیعی در این تئوری برای ورق‌های عمودسانگرد لایه‌لایه متقارن و نامتقارن برای مودهای مبنا و بالاتر به روش حل دقیق، روش‌های المان محدود استاندارد و سلسله مراتبی به‌دست آمده است. با مقایسه نتیجه‌ها، برتری روش المان محدود سلسله مراتبی نسبت به روش المان محدود استاندارد مشاهده می‌گردد. سپس با تغییر پارامترهای مختلف ورق عمودسانگرد لایه‌لایه عمودچین و اریب‌چین مانند نسبت مدول‌های الاستیسیته، تغییر نسبت طول به ضخامت و تغییر نسبت طول به‌ عرض برای شرایط تکیه‌گاهی مختلف ورق، رفتار این تئوری به روش‌های المان محدود استاندارد و سلسله‌مراتبی بررسی و با نتیجه‌های حل دقیق این تئوری مقایسه می‌گردد.
کلمه‌های کلیدی: تئوری کلاسیک ، تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول ، تئوری دو‌متغیره‌ پالوده شده، روش المان محدود استاندارد، روش المان محدود سلسله مراتبی

1-

فصل اول

فصل اول: مقدمه
استفاده از مواد مرکب در سازه‌های هوافضا، خودروسازی و دریانوردی کاربرد گسترده‌ای دارد. به‌طورکلی مواد مرکب از دو بخش رشته و زمینه تشکیل می‌شود. رشته‌ها معمولا سخت‌تر و قوی‌تر از زمینه هستند و بار اصلی در ماده مرکب را تحمل می‌کنند و زمینه به عنوان محافظ رشته‌ها و هم‌چنین وسیله توزیع بار است. زمینه و رشته‌ها در دما و فشار کنترل شده‌ای به یکدیگر می‌چسبند و ماده مرکب را به وجود می‌آورند که از نظر ویژگی‌های مکانیکی از هر دو ماده متفاوت است. مواد مرکب را می‌توان برای استحکام، سختی، خستگی و مقاومت در برابر گرما و بخار با تغییردر جهت الیاف بهینه‌سازی کرد. ویژگی دیگر مواد مرکب نسبت به مواد معمولی، نسبت استحکام به وزن بالای آن‌ها است. اجزای سازه‌ای نظیر تیر و ورق از طریق رویهم‌گذاری لایه‌ها در زاویه‌های مختلف به‌منظور دستیابی به ویژگی‌های مطلوب ایجاد می‌شوند.
پدیده تشدید در اجزای سازه و سیستم‌های مکانیکی، عمر تجهیزات را کم می‌کند و حتی باعث شکست کامل و زودرس می‌گردد. تشدید، تحت تاثیر ویژگی‌های جرم و سختی سازه می‌باشد. آنالیز مودال، مودهای ارتعاشی و فرکانس‌های آن را به‌دست می‌آورد. این روش برای سازه‌های ساده قابل استفاده است. اما وقتی‌که سازه پیچیده می‌شود یا تحت بارگذاری‌های پیچیده قرار می‌گیرد، از روش تحلیل المان محدود برای به‌دست آوردن فرکانس‌های طبیعی و مودهای سیستم استفاده می‌گردد.

1-1 تاریخچه‌ای به روش‌های حل مسایل ارتعاش آزاد ورق‌ها

شروع مطالعه رفتار ارتعاشی ورق‌ها به انتهای دهه 1800 باز می‌گردد، زمانی که ریلی روش معروف خود را برای بررسی ارتعاش آزاد سازه‌ها ارایه داد. [3] پس از آن ریتز در سال 1909 روش ریلی را با در نظر‌گرفتن مجموعه‌ای از تابع‌های شکل آزمون بهبود بخشید، که هر‌کدام ضرایب دامنه مستقلی دارند. به این ترتیب روش ریلی-ریتز به یکی از روش‌های تقریبی پرکاربرد در زمینه بررسی رفتار ارتعاش سازه‌ها تبدیل شد. پس از آن، تحقیقات گسترده‌ای در زمینه ارتعاش ورق‌هایی با شکل‌های مختلف، شرایط مرزی و بارگذاری متفاوت صورت گرفت. بخش عمده‌ای از این مطالعه‌ها به ورق‌های نازک محدود می‌شود که در آن از اثر تغییر شکل‌های برشی صرف‌ نظر شده است. [8]
بر خلاف ورق‌های نازک، اثر تغییر شکل‌های برشی در ورق‌های ضخیم قابل ملاحظه است. صرف نظر‌کردن از اثر‌های برشی در این نوع ورق‌ها ، منجر به افزایش قابل ملاحظه مقدار فرکانس‌های ارتعاشی در جهت عدم اطمینان می‌شود. از این رو تئوری‌های تغییر شکل برشی مرتبه اول[1] مانند تئوری ریزنر–‌‌میندلین و دیگر تئوری‌های تغییر شکل برشی مرتبه‌های بالاتر[2] توسط محققین مختلف برای بررسی رفتار ارتعاش ورق‌ها مورد استفاده قرار گرفته است.
میندلین و همکارانش، ارتعاش ورق‌های مستطیلی ضخیم با شرایط مرزی چهار طرف مفصل و شرایط لوی را بررسی نمودند و حل تحلیلی آن‌ها را ارایه دادند. آن‌ها به این نتیجه رسیدند، که در ورق های چهار طرف مفصل سه دسته مود مستقل قابل حصول است. هم‌چنین در‌هم‌کنش سایر مودها برای ورقی با یک جفت مرز آزاد و جفت دیگر مفصلی مورد مطالعه قرار گرفت.
نور [9] در سال 1973 به بررسی ارتعاش آزاد ورق‌های مرکب لایه‌لایه‌ پرداخت. وی نتیجه‌های حاصل از تئوری کلاسیک ورق لایه‌لایه[3]، تئوری میندلین و تئوری الاستیسیته سه‌بعدی را با یکدیگر مقایسه نمود وبه این نتیجه رسید، که تئوری کلاسیک ورق برای تخمین رفتار ارتعاش ورق‌هایی با درجه عمودسانگردی بالا و نسبت ضخامت به طول بیشتر از 1/0 مناسب نیست. این در‌حالی‌است که نتایج تئوری میندلین، برای برآورد فرکانس‌های ارتعاش پایین در ورق‌های نسبتا ضخیم لایه‌لایه‌ای با نسبت ضخامت به طول کمتر از2/0 رضایت‌بخش است.
روش ریلی-ریتز در سال 1980 توسط داو و رانائل [10] برای ارتعاش آزاد ورق میندلین به‌کار برده شد. ایشان از تابع‌های تیر تیموشینکوف به عنوان تابع‌های شکل استفاده نمودند و ورق‌های مربعی با پنج ترکیب مختلف از شرایط مرزی را بررسی کردند. ایشان هم‌چنین این روش را برای حالتی بسط دادند که ورق تحت تنش‌های درون-صفحه‌ای است. براساس این روش لیو و همکارانش ارتعاش ورق‌های دایره‌ای و حلقوی شکل را برای شرایط مرزی متفاوت بررسی کردند. [11] این روش هم‌چنین در مطالعه ارتعاش ورق‌های متوازی الاضلاع و مثلثی با شرایط مرزی مختلف مورد توجه قرار گرفت.
تعداد زیادی از محققین، از روش المان محدود در بررسی ارتعاش آزاد ورق‌ها بهره جستند. به عنوان مثال راک و هینتون ]‌[59 ، المان‌های خمشی چهار ضلعی هم پارامتری را به منظور تحلیل ارتعاش ورق‌های ضخیم ونازک معرفی نمودند. چونگ و کواک [12] ، المان‌های حلقوی و قطاع شکل را برای مطالعه ارتعاش آزاد ورق‌های لایه‌لایه‌ای ضخیم با مرزهای منحنی شکل توسعه دادند. ردی و

3-9-8- سرانه کاربری وضع موجود در شهر به تفکیک منطقه و شهر 103

3-9-9- جمعیت و تراکم جمعیت شهر کرمانشاه در مناطق مختلف    104

3-9-10- تغییرات کالبدی فضایی شهر کرمانشاه….. 110

3-9-10-1-روند توسعه تاریخی و شکل گیری شهر کرمانشاه  110

3-9-10-2- دوران قبل از قاجار……………. 111

3-9-10-3- دوران قاجاریه………………… 111

3-9-10-4- دوران پهلوی………………….. 112

3-9-10-5- دوران حاضر…………………… 114

3-9-11- ویژگی­های اقتصادی شهر کرمانشاه……… 115

3-9-12- ساختار اشتغال در بخش های عمده فعالیت . 117

3-9-13- خصوصیات اجتماعی شهر………………. 119

3-9-14- آسیب­های جمعیتی و اجتماعی، فرهنگی شهر.. 120

فصل چهارم: یافته­های تحقیق

4- یافته های تحقیق………………………… 123

4-1- بررسی نحوه تراکم جمعیت در محلات مورد مطالعه. 123

4-2- مدل تحلیلی پژوهش و معرفی معیارهای مورد استفاده    125

4-2-1-هم سویی با گرایشات مردم…………….. 126

4-2-1-1- متوسط تراکم ساختمانی…………… 126

4-2-1-2- قیمت زمین…………………….. 128

4-2-2- استفاده بهینه از تأسیسات وضع موجود….. 130

4-2-3- ارتقاءِ کیفیت کالبدی……………….. 130

4-2-3-1- ریزدانگی بافت…………………. 130

4-2-3-2- سرانه خدمات محله­ای…………….. 133

4-2-4- کاهش ترافیک………………………. 135

4-2-4-1- ظرفیت سیستم حمل و نقل عمومی…….. 135

4-2-4-2- عرض معبر……………………… 137

4-3- فاصله از مرکز شهر…………………….. 139

4-4- تحلیل سلسله مراتبی……………………. 141

4-3-1- مقایسه زوجی گزینه­ها (محلات)…………. 145

4-5- اولویت­بندی محلات و تعیین تراکم بهینه…….. 146

4-6- مقایسه جمعیت محلات موجود با جمعیت محلات پیش­بینی شده تحقیق…………………………………………. 147

فصل پنجم: نتیجه­گیری

5-1- آزمون فرضیات…………………………. 150

5-1-1- آزمون فرضیه اول…………………….. 150

5-1-2- آزمون فرضیه دوم…………………….. 150

5-2- بحث، نتیجه­گیری و پیشنهادات…………….. 150

منابع و مآخذ…………………………….. 153

پیوست­ها…………………………………. 161

Abstract……………………………………. II

فهرست جداول

عنوان                                             صفحه

جدول شماره (2-1) تعداد سکونتگاههای شهری دنیا از سال 1950 تا 2025  21

جدول شماره (2-2) تحول نسبت شهرنشینی در قلمرو جغرافیایی جهان (2025-1985)……………………………………… 23

جدول شماره (2-3) تحول تراکم نسبی جمعیت در قلمروهای جغرافیایی جهان (2025-1985)………………………………… 24

جدول شماره (2-4) مقایسه شهر پایدار با شهرهای سنتی، صنعتی و مدرن   46

جدول شماره (2-5) مقایسه میانگین تراکم­های جمعیتی مناطق مرکزی و متروپلی شهرهای کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه. 62

جدول شماره (2-6) تراکم جمعیت مناطق غربی و شرقی ایران در ارتباط با معدل باران سالیانه………………………….. 65

جدول شماره (2-7) عوامل مؤثر در تعیین تراکم­های شهری 69

جدول شماره (2-8) ویژگی­های مباشران مسکن………… 70

جدول شماره (2-9) تأثیرات تراکم شهر بر روی تقاضای انرژی شهری  82

جدول شماره (3-1) درصد رشد جمعیت شهر کرمانشاه در فاصله زمانی (1390-1335)……………………………………… 95

جدول شماره (3-2) جمعیت تعداد خانوار و بعد خانوار شهر کرمانشاه 97

جدول شماره (3-3) ساختمان سنی – جنسی شهر کرمانشاه در سال 1390  98

جدول شماره (3-4) تحولات جمعیت و تقسیمات کشوری استان کرمانشاه در سال­های مختلف…………………………………. 100

جدول شماره (3-5) تعداد و تراکم جمعیت استان و درصد جمعیت آن نسبت به کل کشور در مقاطع مختلف زمانی………………… 101

جدول شماره (3-6) میزان جمعیت و تراکم جمعیت در شهر کرمانشاه   102

جدول شماره (3-7) سرانه کاربری­های وضع موجود در شهر کرمانشاه به تفکیک منطقه و شهر1382………………………………

…………………………………………. 103

جدول شماره (3-8) میزان جمعیت و تراکم­های کلی، خالص و ناخالص شهر کرمانشاه به تفکیک مناطق در سال 1376…………… 105

جدول شماره (3-9) تراکم مسکونی، خالص و مسکونی ناخالص و کلی مناطق شهری کرمانشاه در سال 1385………………………… 106

جدول شماره (3-10) جمعیت و مساحت و تراکم جمعیت شهر کرمانشاه در سال 1388………………………………………. 107

جدول شماره (3-11) توزیع نسبی جمعیت 10 ساله و بیشتر و وضع فعالیت به تفکیک جنسی (درصد) در سال 1390………………… 117

جدول شماره (4-1) جمعیت، مساحت و تراکم جمعیت محلات مورد مطالعه سال 1390………………………………………. 123

جدول (4-2) وضعیت تراکم ساختمانی محلات مورد مطالعه. 126

جدول (4-3) وضعیت قیمت هر مترمربع زمین در محلات مورد مطالعه    128

جدول (4-4) وضعیت ظرفیت تأسیسات در محلات مورد مطالعه 130

جدول (4-5) وضعیت ریزدانگی بافت در محلات مورد مطالعه 131

جدول (4-6) وضعیت ظرفیت خدمات محله­ای در محلات مورد مطالعه  133

جدول (4-7) وضعیت ظرفیت حمل و نقل عمومی در محلات مورد مطالعه   135

جدول (4-8) وضعیت عرض معابر در محلات مورد مطالعه… 137

جدول (4-9) وضعیت فاصله از مرکز شهر در محلات مورد مطالعه   139

جدول (4-10) مقیاس تعیین ارجحیت………………. 141

جدول (4-11) اولویت­بندی ارجحیت معیارها نسبت به یکدیگر براساس ضرایب ارجحیت ساعتی…………………………………………. 141

جدول (4-12) مقایسه زوجی گزینه­ها……………… 145

جدول (4-13) محاسبات انجام شده برای توزیع جمعیت در محلات مورد مطالعه…………………………………………. 147

فهرست نمودارها

عنوان                                             صفحه

نمودار شماره (2-1) درصد جمعیت شهرنشین دنیا از سال 1950 تا 2025    19

 

نمودار شماره (2-2) توزیع جمعیت شهری در نواحی مختلف دنیا طی سال­های 1950، 2011، 2025………………………………

………………………………………….. 20

نمودار شماره (2-3) تحول نسبت شهرنشینی در قلمرو جغرافیایی جهان 23

نمودار شماره (2-4) عوامل مؤثر بر نحوۀ توزیع تراکم جمعیت  26

این مطلب را هم بخوانید :

نمودار شماره (2-5)توزیع تراکم شهری در نواحی مختلف جهان در سال 1990………………………………………….. 61

نمودار شماره (3-1) رشد جمعیت شهر کرمانشاه در طی دوره زمانی 1390-1335………………………………………….. 95

نمودار شماره (3-2) نمودار هرم سنی – جنسی شهر کرمانشاه در سال 1390 98

نمودار شماره (4-1) نمودار گرافیکی سلسله مراتبی مدل AHP برای توزیع تراکم جمعیتی………………………………. 125

 فهرست اشکال

شکل (2-1) طرح شهر نامتمرکز و پراکنده………….. 42

شکل (2-2) تغییرات شیب تراکم از مرکز به پیرامون در مقاطع مختلف زمانی………………………………………….. 57

شکل (2-3)عوامل موثر بر تراکم و پراکنش شهری…….. 63

شکل (3-1) تعیین نقش اقتصادی کرمانشاه با مدل یاگرام سه گوش ژورژ شابو و بوژوگارنیه 1385…………………………………. 118

شکل (4-1) مقایسات دودویی معیارها و وزن هرکدام در محیط Expert choice…………………………………………. 142

شکل (4-2) وزن زیر معیارهای همسویی با گرایشات مردمی در محیط Expert choice…………………………………………. 143

شکل (4-3) وزن زیرمعیارهای کاهش ترافیک در محیط Expert choice   143

شکل (4-4) وزن زیرمعیارهای ارتقاءِ کیفیت کالبدی در محیط Expert choice…………………………………………. 144

شکل (4-5) وزن زیر معیارهای ظرفیت تاسیسات در محیط. 144

فهرست نقشه­ها

عنوان                                             صفحه

نقشه شماره (3-1) موقعیت استان کرمانشاه در کشور، شهرستان در استان، شهر کرمانشاه در شهرستان……………………………… 91

نقشه شماره (3-2) اقلیم استان کرمانشاه براساس تقسیم­بندی سیلیاتف    92

نقشه شماره (3-3) تراکم نسبی جمعیت شهر کرمانشاه در سال 1390    96

نقشه شماره (3-4) تقسیمات سیاسی استان کرمانشاه…. 100

نقشه شماره (3-5) موقعیت شهر کرمانشاه به تفکیک مناطق 105

نقشه شماره (3-6) نقشه شهر کرمانشاه به تفکیک محلات. 108