Yirmi katlı çelik bir bina çerçevesinin MIGI paralel işlem algoritması ile lineer olmayan dinamik analizi

Bu çalışmada ilgili yönetmeliklere uygun olarak tasarlanmış 20 katlı çelik bir bina çerçevesinin lineer olmayan dinamik analizi paralel işlem yoluyla gerçekleştirilmiştir. Dinamik analiz için, Northridge depremi sırasında Newhall istasyonunda ölçülmüş deprem ivmesi kayıtlarının Doğu-Batı bileşeni dikkate alınmıştır. Paralel işlem yöntemi olarak MIGI (Modified Iterative Group Implicit -Değiştirilmiş Döngülü Örtük Grup) algoritması kullanılmıştır. İkinci derece etkiler (P-$\Delta$ etkisi) yanında malzemenin lineer olmayan davranışı da dikkate alınmıştır. Bina çerçevesi bir otomatik ayrıştırıcı kullanılarak 2, 3, 4, 5 ve 6 farklı çözüm bölgelerine ayrılmış ve analizler IBM SP süper bilgisayarında ve bir SUN iş istasyonları ağında gerçekleştirilmiştir. Sayısal sonuçların incelenmesinden, MIGI algoritmasının doğru sonuçlar yerdiği, bunun yanında, birden fazla işlemci kullanımına izin vererek analiz performansını önemli derecede artırdığı görülmektedir. Ayrıca, işlemci sayısı arttıkça analizler çok daha kısa sürede tamamlanabilmektedir

Nonlinear dynamic analysis of a 20-story steel building frame with MIGI parallel processing algorithm

In this study, nonlinear dynamic analysis of a 20-story steel building frame designed following the related codes was performed through parallel processing. For the dynamic analysis, the East-West component of the Northridge-Newhall earthquake acceleration record was considered. As the parallel processing algorithm, the Modified Iterative Group Implicit (MIGI) Algorithm was adopted. Along with the second-order effects (P-$\Delta$), the nonlinear behavior of the material was considered. The building frame was decomposed into 2, 3, 4, 5 and 6 different domains using an automatic decomposer. The analyses are carried out on both an IBM SP supercomputer and a network of SUN workstations. As it is seen from the numerical results, MIGI algorithm produces correct results, and, increases the analysis performance significantly by allowing the use of multiple processors. Furthermore, analyses can be completed in a shorter time as the number of processors increases.

___

Bathe, K.-J. (1996), Finite Element Procedures, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J.
Chen, H.-M. (2002), Distributed Object-oriented Nonlinear Finite Element Analysis, Doktora tezi, Purdue University, West,Lafayette, Indiana, USA.
Dere (2002), "A parallel solution algorithm for nonlinear structural dynamics problems", Doktora tezi, Purdue University, West Lafayette, IN, USA.
Gupta, A. ve Krawinkler, H. (1999), "Seismic demands for performance evaluation of steel moment resisting frame structures", SAC Task 5.4.3, Report No. 132, The John A. Blume Earthquake Engineering Center, Dept. of Civil and Env. Eng., Stanford University, USA.
Hajjar, J. F. (1987), Parallel Processing for Transient Nonlinear Structural Dynamics of Three-dimensional Framed Structures, Doktora tezi, Cornell University, Ithaca, New York, USA.
Hajjar, J. F. and Abel J. F. (1988), "Parallel processing for transient nonlinear structural dynamics of three-dimensional framed structures using domain decomposition", Computers & Structures, 30, 1237-1254.
Hsieh, S. H. Yang, Y. S., Cheng W. C., Lu, M. D. ve Sotelino E. D. (1998), "MPE++: An object-oriented mesh partitioning environment in C++", Proc. of the Sixth East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction, Taipei, Taiwan, January 14-16, 313-318.
Newmark, N. M. (1959), "A method of computation for structural mechanics", Journal of Eng. Mechanics, ASCE, 85(EM3), 67-94.
Rajagopala, M. G. (1996), "Object-Oriented Parallel Second-Order Inelastic Analysis of Frames", Doktora tezi, Purdue University, West Lafayette, Indiana, USA.
UBC (1994), "Structural engineering design provisions", Uniform Building Code, Vol. 2, International Conference of Building Officials