مواد پلیمری مسلح شده با کربن و شیشه (carbon and glass fiber reinforced polymer (cfrp & gfrp)) دو ماده مناسب برای مقاوم سازی سازه های بتن مسلح می باشد. این مواد علیرغم داشتن مقاومت زیاد از شکل پذیری پایینی برخوردار است. از طرفی شکست زودرس (premature failure) مانند شکست پوسته شدن (cover sepration) و جداشدگی ورق frp از بتن (debonding) بخصوص ترک میانی(intermediate crack debonding )، افزایش در ظرفیت باربری عضو را محدود می سازد و از رسیدن عضو به ظرفیت کامل و شکل پذیری مناسب جلوگیری می کند. همچنین بتن غیر مسلح مقاومت بالا ترد شکن می باشد. اگر چه اکثر تیرهای بتن مسلح اجرا شده، تیرهای سراسری می باشند، اما تحقیقات بسیار کمی درنحوه عملکرد این گونه تیرهای مقاوم سازی شده با frp انجام گرفته است. تیرهای سراسری بخاطر نا معینی، جهت ایمنی و اقتصادی شدن، نیاز به باز پخش لنگر دارد، در حالی که تیرهای مقاوم سازی شده با frp از شکل پذیری کمی برخوردار است. همچنین روش طرح پیشنهادی آئین نامه ها مبتنی است بر نتایج تحقیقاتی تیرهای با تکیه گاه ساده مقاوم سازی شده با frp محققین می باشد. در این تز، عملکرد تیرهای سراسری (دو دهانه) بتن مقاومت بالا مقاوم سازی شده با سه نوع ماده کامپوزیتی، cfrp، gfrp و مواد دوگانه hybrid cfrp/gfrp بصورت آزمایشگاهی و تئوری پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته است. مقدار 9 عدد تیر دارای بتن مقاومت بالا سراسری (دو دهانه) با ابعاد 150×250×6000 میلیمتر ساخته شده و پس از مقاوم سازی هشت عدد آنها با استفاده از مقادیر مختلفcfrp، gfrp وhybrid cfrp/gfrp بارگذاری آنها تا مرحله تخریب انجام گرفت. پارامترهای مورد مطالعه در این آزمایش شامل نوع آرایش مقاوم سازی، مهار انتهائی u، نوع مواد مقاوم سازی (cfrp یا gfrp یا cfrp+gfrp)، مقدار مواد مقاوم سازی و بتن مقاومت بالا می باشد. نتایج آزمایشی نشان می دهد که استفاده از مهار انتهایی هرچند مانع شکست انتهایی اعضاء شده اما از شکست ic debonding جلوگیری نکرده است. در صورت افزایش مقدار cfrp در تیرهای مقاوم سازی شده، علیرغم افزایش در ظرفیت باربری، شکل پذیری و باز پخش لنگر اعضاء بشدت کاهش می یابد. این در حالیست که، مقاوم سازی با سیستم دوگانه hybrid gfrp-cfrp، علاوه بر افزایش ظرفیت باربری تیر سراسری، دارای مقدار بازپخش لنگر رضایت بخشی خواهد بود. درصورت مقاوم سازی تیر هم در ناحیه ممان مثبت و هم ممان منفی، بعد از شکست اول (حداکثر بار)، در ناحیه ممان منفی یا ممان مثبت، عضو دوباره قابلیت افزایش باربری از خود نشان داده است. همچنین مشخص گردید، بمنظور تامین چرخش مفصل پلاستیک لازم و حداقل باز پخش لنگر در تیرهای سراسری بتن مقاومت بالا مقاوم سازی شده با cfrp توامان در نواحی ممان منفی و مثبت، نباید مقدار شکل پذیری کمتر از 3 باشد. در نهایت یک مدل تحلیلی (تئوری) غیر خطی مبتنی بر خصوصیات مقاطع در لنگرهای مثبت ومنفی جهت پیش بینی عملکرد خمشی پیشنهاد شده است. از آنجا که در ساخت تیرها از بتن مقاومت بالا استفاده شده است، لذا ضرایب جدیدی بر اساس کرنش بتن جهت تخمین بلوک تنش معادل و محل اثر برآیند نیروهای فشاری ارائه شده و از آنها در مدل تحلیلی استفاده شده است. مقایسه نتایج آزمایشی و تئوری (تحلیلی) پیشنهادی نشان می دهد که مدل پیشنهادی غیر خطی از دقت خوبی برخوردار است. بنابراین این مدل برای مقاصد طراحی تیرهای سراسری بتن مسلح مقاوم سازی شده با frp قابل استفاده است.

استفاده از تیرهای‏عمیق در بعضی سازه‏های خاص از جمله ساختمان‏های بلند مرتبه، دیوارهای‏برشی و پل ها اجتناب ناپذیر بوده و بسیار مورد توجه می‏باشند. به‏دلیل پیچیدگی رفتار این تیرها، آیین‏نامه‏های موجود در تعریف آن وحدت نظر ندارند. از طرف دیگر برای بعضی سازه های قدیمی تر به دلیل تغییر کاربری آنها ممکن است بعضی از المانهای این سازه ها مانند تیر عمیق نیاز به تقویت داشته باشند . بررسی رفتار آزمایشگاهی تیر های عمیق ساخته شده از بتن مسلح تقویت شده به روش nsm هدف این تحقیق می باشد . در روش nsm (کاشت نوار cfrp در شکاف ایجاد شده در سطح بتن near surface mounted ) استفاده از cfrp داخل شکافهای بتن را میتوان یک روش ویژه برای تکمیل مقاوم سازی بتن در سازه ها به حساب آورد . در این روش شکافی با عمق کمتر از مقدار پوشش بتن به روی عضو بتنی ایجاد می شود و بعد نوارهای cfrp به ضخامت 2/1 میلیمتر و عرض 65/1 میلیمتر به داخل این شکاف ها چسبانده می شود . شش تیر ساخته شده که مقدار آرماتور برشی تیرهای گروه a بیشتر از تیرهای گروه b میباشد و تا مرحله گسیختگی تحت بارگذاری استاتیکی قرار گرفتند . یکی از این تیر ها در هر گروه به عنوان تیر مرجع ( بدون تقویتa-r , b-r ) و دو تیر دیگر باقیمانده هر گروه با آرایش مختلفی از ورقهای cfrp ( یکی به روش ebr (a-e b-e, )و دیگری به روش nsm ( b-n,a-n)) آزمایش شده و تغییرات در مقاومت برشی و رفتار تیر ها شامل کرنش های بتن و میلگرد کششی و خیز نسبت به تیرمرجع مقایسه گردید . نتایج بدست آمده نشان می دهد که سیستم nsm ظرفیت باربری تیر را تا 12درصد افزایش میدهد . و نیز نشان می دهد سختی در روش nsm نسبت به حالت دیگر تقویت کمتر بوده و خیز بیشتری پیدا می کند .چسبندگی بهتر مقاومت و شکل پذیری بالاتر اجازه می دهد که در صورت ترک خوردگی ور آمدن لایه cfrp رخ ندهد . بنابراین با این روش میتوان نسبت به حالتی که نوارها به روی سطح چسبانده می شوند به صورت موثرتری از این مصالح تقویتی استفاده کرد .

بررسی زلزله های مخربی که درسالهای اخیر رخ داده اند،نشان دهنده این است که اتصالات تیر ستون نقش بسیار مهمی در پایداری سازه های بتنی دارند. از اینرو در سالهای اخیر آیین نامه های معتبر جهانی توجه ویژه ای به طراحی لرزه ای اتصالات بتنی نموده اند. بدون یک طراحی صحیح، اتصالات می توانند آسیب پذیرترین عضو سازه ای باشند و باعث خسارات شدیدی به تیر و ستونها و در نهایت به کل سازه شوند. در گذشته به دلیل کمبود امکانات تحلیلی، فرضیات ساده کننده ای برای انجام محاسبات دستی لازم بود. به عنوان مثال اتصالات را صلب و یا کاملاً مفصلی فرض می نمودند. امروزه با گسترش امکانات تحلیل غیر خطی رایانه ای مشاهده می شود که اتصالات صرفاً صلب یا مفصلی نیستند. از این دیدگاه، منحنی لنگر- دوران در اتصالات، به عنوان مهمترین مشخصه رفتاری اتصالات مورد بررسی قرار می گیرد. تحلیل های انجام شده توسط نرم افزار های اجزاء محدودیجهت بدست آوردن نمودار لنگر-دوران بسیار وقت گیر و زمان بر هستند. راه های مختلفی برای مقاوم سازی اتصال و انتقال مفصل پلاستیک از بر اتصال به فاصله دورتر در تیر ارائه شده، که استفاده از frp بخاطر اجراء ساده تر و هزینه کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق ما به بررسی رفتار دو دسته از اتصالات خارجی تیر - ستون بتن مسلح می پردازیم. دسته اول اتصالاتی را در بر می گیرد که بر اساس آیین نامه aci-318 برای حالت شکل پذیری متوسط طراحی شده و هیچ گونه عملیاتی برای تقویت آنها انجام نگرفته است. دسته دوم نیز شامل همین اتصالات می باشد با این تفاوت که برای بهبود در رفتار اتصال و انتقال مفصل پلاستیک از الیاف پلیمرکربن یا همانcfrp استفاده شده است. در مجموع 216 اتصال پس از تایید سازگاری مدل عددی با مدل آزمایشگاهی، با استفاده از نرم افزار abaqus مدل سازی شده، و تحت اثر بارگذاری یک طرفه مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرند. سپس اثر مقاوم سازی اتصال با cfrp در پارامتر های لنگر مقاوم نهایی و دوران نهایی اتصال بررسی میگردد. از آنجا که تحلیل های انجام شده توسط نرم افزار های اجزاء محدودی بسیار وقت گیر و نیازمند صرف ساعتها وقت می باشد، از این رو در این تحقیق با نتایج 216 اتصال بهآموزش یک شبکه عصبی پرداخته شده تا رفتار لنگر-دوران هر اتصال عادی و مقاوم سازی شده را پیش بینی نماید. نتایج آموزش شبکه عصبی نشان می دهد که این ابزار رفتار لنگر-دوران یک اتصال را با دقت بسیار خوبی پیش بینی می کند.

چکیده در ستون پل های بتن مسلح پس از وقوع زلزله های شدید، جابجایی پسماند چشمگیری به وجود می آید. اما استفاده از ستون های پیش تنیده در پلها باعث بهبود پاسخ لرزه ای آنها می گردد، زیرا این ستونها دارای ظرفیت جابجایی بالا در هنگام زلزله و جابجایی پسماند ناچیز بعد از زلزله می باشند. باتوجه به اینکه مطالعه آزمایشگاهی در زمینه پل های با ستون پیش تنیده محدود می باشد، لذا در این تحقیق رفتار ستون های تحت اثر بار شبه استاتیکی رفت و برگشتی با کنترل جابجایی (displaciment control) مورد بررسی قرار می گیرد. مدل اجزا محدود با استفاده از نرم افزار opensees ساخته شده است. ابتدا جهت بررسی دقت مدل، مدلهای ساخته شده با نتایج آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. جهت افزایش دقت، مدل تحلیلی با استفاده از مصالح و مدل جدید ساخته شده و نیروی پیش تنیدگی با روش جدیدی اعمال می گردد. همچنین نتایج مدل تحلیلی ساخته شده در این تحقیق با نتایج تحقیقات پیشین مقایسه گردید. که نتایج حاصل از دقت کافی برخودار است. همچنین استفاده از مصالح جدید و وارد کردن مستقیم نیروی پیش-تنیدگی مدل دقیق تری را نسبت به مدل های تحلیلی پیشین ارائه می دهد. جهت بررسی بیشتر و دقیقتر عملکرد این ستونها، مقایسه ای بین این ستون و ستون بتن مسلح عادی انجام گرفته است. نتایج بررسی نشان می دهد که تحت بار لرزه ای مقدار جابجایی پسماند در ستون بتنی پیش تنیده بسیار رضایت بخش می باشد. در این تحقیق ستون های مستطیلی توپر و دایروی توخالی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی های انجام شده شامل تأثیر: میزان پیش تنیدگی، مکان پیش تنیدگی و پیش ساختگی می باشد. همچنین به بررسی تاثیر استفاده از شمع بر روی پاسخ لرزه ای و میزان جابجایی های پسماند پرداخته شده است. بررسی حالات مختلف نشان می دهد که کاهش میزان پیش تنیدگی بخصوص در حالت غیر چسبیده باعث کاهش میزان ظرفیت باربری و سختی شده و جابجایی پسماند را مقدار کمی افزایش می دهد. در پیش تنیدگی غیر چسبیده نیز انتقال مکان پیش تنیدگی از کناره ها به مرکز ستون تاثیر زیادی بر روی جابجایی پسماند و ظرفیت باربری نمی گذارد همچنین استفاده از شمع تکی در زیر ستون باعث کاهش جابجایی پسماند و ظرفیت باربری می گردد.

خوردگی قطعات فولادی در سازه های مجاور آب و نیز خوردگی میلگردهای فولادی در سازه های بتن آرمه ای که در معرض محیط های خورنده کلروی و کربناتی قرار دارند، یک مساله بسیار اساسی تلقی می شود که جایگزینی فولاد با frp یکی از راه های بسیار مناسب می باشد. با توجه به اثرات محصور شدگی تیوب های frp عملکرد آنها نسبت به اعضای معمولی بتن آرمه افزایش یافته است. به طور کلی سختی frp کمتر از فولاد است و ممکن است اثرات لاغری از حداکثر مقاومت ستون جلوگیری کند. تیوب های frp با ایجاد محصورشدگی برای هسته ی بتنی باعث افزایش ظرفیت باربری می شود. ضعف تیوب های فولادی در محیط های خورنده و قلیائی است همچنین به دلیل بالا بودن مدول الاستیسیته ی فولاد بخش بزرگی از بارهای محوری توسط ژاکت های فولادی تحمل شده که منجر به کمانش زود هنگام فولاد می شود که در ابتدا به تشریح آن پرداخته شده است. در ادامه به نحوه مدلسازی اجزاء محدود تیر- ستون های frp پر شده با بتن تحت بارهای محوری و لنگر خمشی و همچنین صحت سنجی روند مدلسازی انجام شده با نتایج آزمایشگاهی پرداخته شده است. در این پژوهش با بهره گیری از نرم افزار اجزاء محدود ansys به بررسی تیر- ستون های مدل شده تحت لاغری های مختلف در خروج از مرکزیت های متفاوت، اثرات ضخامت تیوب frp بر روی لاغری های مختلف و تاثیرات نحوه ی چیدمان الیاف frp با زوایای مختلف الیاف نسبت به محور طولی پرداخته شده است. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص شد که استفاده از معیار گسیختگی تسای- وو باعث بهبود نتایج عددی گردید. افزایش لاغری در روی تیر- ستون های frp باعث کاهش ظرفیت باربری آنها شد و با افزایش خروج از مرکزیت بار نهایی کاهش یافت.

در دو دهه اخیر به دلیل وقوع زلزله های مخرب و مرگبار در دنیا توجه مهندسین سازه و زلزله به ارزیابی رفتار واقعی تر سازه ها در حین زلزله و پیش بینی خسارات ناشی از آن و همچنین ماهیت خود زلزله بیشتر جلب شده است. بررسی عملکرد سازه ها بر اساس مفاهیم انرژی، رفتار واقعی تری از سازه ها را بدست می دهد. مطالعات انجام شده بر روی سازه ها چه در زمینه طراحی و چه در زمینه بهینه سازی بیشتر بر مبنای طراحی بر اساس عملکرد، تحلیل دینامیکی و . . . می باشد ولی تحقیقات اخیر نشان داده که مفاهیم انرژی و شاخص های خرابی در طراحی، آیتم های مهم و تاثیرگزاری می باشند که می بایست بر این مفاهیم نیز در طراحی سازه ها تکیه شود. همچنین طراحی سازه در آئین نامه ها بر اساس مفاهیم استاتیکی، مقاومتی و دینامیکی استوار است و تقریبا می توان گفت در این آئین نامه ها به مفاهیم انرژی اشاره ای نشده است. در این تحقیق، بهینه سازی قاب های خمشی فولادی بر اساس این مفهوم مد نظر است. بدین معنا که با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی و تکیه بر مفاهیم انرژی و با استفاده از الگوریتم بهینه سازی pso، قابهای خمشی به صورت بهینه طراحی می شوند. امید است نتایج این تحقیق مورد استفاده جامعه علمی و مهندسی کشور واقع شود.

چکیده در اثر آتش سوزی مقاومت و سختی بتن به شدت کاهش می یابد، و موجب ترک و یا پکیدن شدید و ورقه ورقه شدن بتن می شود، که به نوع دانه بندی، جنس دانه ها، تخلخل، رطوبت و عوامل دیگر بستگی دارد. بخاطر خصوصیات مناسب مواد مرکب پلیمری (frp)، امروزه استفاده از این مواد برای مقاوم سازی سازه های بتن مسلح بصورت گسترده استفاده می شود. مواد frp برای افزایش ظرفیت باربری محوری و شکل پذیری ستون، افزایش ظرفیت خمشی و برشی تیرها بکار می رود. در این مطالعه تاثیر مقاوم سازی با frp و همچنین اصلاح شکل روی ستون های آسیب دیده تحت آتش مورد بررسی قرار گرفته است. یک برنامه آزمایشگاهی به منظور بررسی ظرفیت محوری ستون های بتنی مربعی بدون آرماتور که تحت حرارت قرار گرفته و سپس توسط مواد سیمانی ترمیم شده و بعد ازآن با cfrp دورپیچ شده درنظر گرفته شد. نمونه های مربعی به ابعاد 300×100×100 میلی متر تحت حرارت قرار گرفته، همچنین جهت بررسی بیشتر اثر frp روی بتن آسیب دیده از آتش، نمونه های دایره ای با قطر 150 و ارتفاع 300 میلی متر بعد از آتش با cfrp محصور شدند. نمونه مربعی بعد از حرارت دهی به سه حالت مقاوم سازی شدند، سری اول مستقیم توسط دو لایه cfrp دورپیج شده؛ سری دوم توسط ملات سیمانی انبساطی به مقطع دایره ای اصلاح شکل شده و سری سوم توسط ملات سیمانی انبساطی به مقطع دایره ای اصلاح شکل شده سپس با ‍cfrp دورپیچ شدند. تمام نمونه های دایره ای و مربعی تحت آزمایش فشار قرار گرفته و نتایج آنها با هم مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که همه نمونه های مقاوم سازی شده افزایش مقاومت فشاری و کرنش نهایی را نشان می دهند. همچنین مقاوم سازی نمونه های مربعی شکل بوسیله اصلاح شکل باعث افزایش سختی می شود. اما مقاوم سازی نمونه های مربعی با frp باعث کمی افزایش در سختی می شود. اما سختی نمونه های دایره ای مقاوم سازی شده با ‍cfrp، افزایش نیافت.

انفجار به صورت آزاد شدن ناگهانی و سریع حجم بسیار زیادی از انرژی است که تولید نور، گرما، صدا و موج ضربه ای می نماید که می تواند به صورت احتراق گازها، انفجار هسته ای و یا در اثر انواع مختلف بمب باشد. با توجه به افزایش حملات تروریستی در سالهای اخیر وگسترش این حملات از مناطق استراتژیک و نظامی به مناطق مسکونی، تجاری و سایر مناطق عمومی، لزوم پیشگیری از این رویدادها و توجه به مبحث پدافند غیرعامل بیش از پیش مهم جلوه می کند. از آنجایی که مصالح بنایی در سازه های موجود و نو بنیاد در کشور به وفور به عنوان پرکاربردترین نوع دیوار به صورت باربر یا پارتیشن به کاررفته است، این تحقیق به بررسی اثر انحنا بر مقاومت دیوارهای بنایی غیر مسلح تحت بار انفجار پرداخته است. روندی که پیش روی تحقیق قرار گرفته به این شرح است که ابتدا دیوار بنایی به ابعاد0 3/2×30/2 متر و به ضخامت بیست و سه سانتیمتر را در نرم افزار آباکوس مدل کرده و تحت سه بار مختلف انفجار قرار داده ایم، این سه بار ناشی از خرج انفجاری به وزن صد کیلوگرم تی ان تی در فواصل پنج، ده و پانزده متری بوده است، سپس نمودارهای مربوط به جابجایی وسط دیوار در هر سه حالت را مورد بررسی قرار داده ایم. جهت مشخص شدن اثر انحنا بر مقاومت دیوار در برابر انفجار، چهار دیوار با انحناهای پنج، هفت ونیم، ده و پانزده سانتیمتر مدل شده و تحت سه بار گفته شده در بالا قرار گرفته اند، سپس نتایج جابجایی مرکز دیوار را در هر سه حالت برای هر دیوار نشان داده شده است. نهایتاًً نتایج با حالت دیوار بدون انحنا مقایسه شده اند. نتایج به صورت کلی اثر مثبت انحنا در عملکرد دیوار در برابر بار انفجار را نشان می دهد.

اخیرا تحقیقات زیادی بر روی میله گردهای frp، به عنوان یک ماده جایگزین میله گردهای فولادی در سازه های بتن آرمه مسلح شده صورت گرفته، و به افزایش استفاده از آن ها برای جلوگیری ازمشکل خوردگی میله گردها منجر شده است. علاوه برماهیت مقاوم در برابرخوردگی مواد frp، آن ها همچنین نسبت مقاومت به وزن بالادارا می باشند. بنابراین، مزایای فوق سبب می شود که بتن سبک وزن تقویت شده با میله گرد frp در محیط زیست دریایی (سازه های شناور، به عنوان مثال) استفاده شود. یکی از مشکلاتی که در استفاده از این نوع میله گردها وجود دارد، ضعف در مقاومت برشی آن ها می باشد. همچنین وقوع زلزله های متعدد ومرگبار در گوشه وکنار جهان، نگرش علمی وعملی برای سبک سازی ساختمان بوجود آورده که یکی از بهترین راهکار های علمی و عملی استفاده از بتن سبک می باشد. بتن سبک مسلح شده با میله گردfrp، یکی از راهکارهای کاهش وزن سازه همزمان بامقاومت در برابر خوردگی می باشد. ولی استفاده از آن با توجه به کم بودن مدول الاستیسیته میله گرد frp نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. اما تحقیقات در سازه بتن سبک با استفاده از میله گرد frp به عنوان یک آرماتور خمشی تا به امروز درسطح بسیار محدودی صورت گرفته است. در این پایان نامه به بررسی سهم برشی بتن در تیر بتن سبک مسلح شده با میله گرد frp، پرداخته شده است. جهت بررسی دقیق مقاومت برشی تیرهای بتن سبک با frp هشت عدد تیر با مقاومت فشاری یکسان و درصد میله گرد خمشی و نسبت a/d متفاوت ساخته شده و به مقایسه مقاومت برشی آن ها با هم و همچنین مقایسه آن ها با مقاومت برشی تیر بتن معمولی با میله گردfrp و تیر بتن سبک با میله گرد فولادی پرداخته شده است. همچنین نتایج تجربی، با برخی آیین نامه های معتبر و فرمول های پیشنهادی ارائه شده در مقالات گذشته مقایسه شده است.که بنابر نتایج بدست آمده، نتایج تجربی بیشترین همگرایی را با آیین نامه کانادا داشته وکمترین همگرایی با آیین نامه آمریکا بوده است. و بر طبق نتایج بدست آمده مقاومت برشی تیر با بتن معمولی بیشتر از مقاومت برشی تیر با بتن سبک می باشد.

در این پایان نامه به بررسی مقاطع مرکب و اتصال بکار رفته در آن پرداخته می شود. مدل ها برای اتصال تیر به ستون کناری یک ساختمان مسکونی با ارتفاع ستون cm 300 در نظر گرفته شده و به وسیله نرم افزار اجزای محدود abaqus ایجاد شده و تحلیل استاتیکی غیر خطی برروی آنها انجام می شود. نمودارهای ظرفیت وتنشهای گسترش یافته اتصالات تیر در بر ستون برای هر مدل محاسبه شده و نمودارها و نتایج با یکدیگر مقایسه می شوند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که وجود بتن در ستون دوبل، باعث تقویت چشمه اتصال شده و هسته بتنی کل نیروها و کوپل ایجاد شده در بر اتصال را جذب می کند و همچنین وجود بتن باعث افزایش درصد گیرداری و کاهش چرخش اتصال می شود. کلمات کلیدی: ستون دوبل پرشده با بتن، اتصال خمشی، قاب خمشی، تحلیل اجزاء محدود، مفصل پلاستیک، انعطاف پذیری، شکل پذیری

دیوار برشی، سازه ای است که در برابر بارهای جانبی مقاومت می نماید و موقعیت قرارگیری آن به همراه نیازهای معماری و تاسیساتی، باعث ایجاد بازشوهایی منظم در ارتفاع دیوار شده و آن را به دو دیوار کوپله که توسط تیرهای رابط در طبقات به یکدیگر متصل می شوند، تبدیل می نماید. وظیفه ی تیر رابط انتقال نیروی برشی می باشد. اجرای تیر رابط بتنی عمیق بخاطر آرماتورهای قطری بسیار مشکل و پرهزینه بوده، لذا جایگزین آن تیر رابط فلزی می باشد. بسیاری از خرابی سازه ها در اثر زمین لرزه های شدید، ناشی از تغییرمکان بیش از حد بوجود آمده در طبقات، المانهای سازه ای و غیرسازه ای می باشد، بنابراین یکی از اهداف بسیار مهم در طراحی مناسب لرزه ای، تعیین تغییرمکانهای نسبی واقعی غیرالاستیک بوجود آمده در سازه تحت اثر زمین لرزه های شدید است. در آئین نامه های طراحی لرزه ای، ماکزیمم تغییرمکانهای نسبی غیرالاستیک، با بزرگنمایی تغییرمکانهای نسبی الاستیک محاسبه می شود و ضریب بزرگنمایی را با داشتن ضریب رفتار بدست می آورند. در این تحقیق جهت بدست آوردن پارامترهای لرزه ای نظیر ضریب رفتار، ضریب رفتار ناشی از شکل پذیری، اندیس شکل پذیری، ضریب اضافه مقاومت، و نیز ضریب افزایش تغییرمکان، در سازه ی بتنی با دیوار برشی کوپله، رفتار لرزه ای سه مدل سازه ای7، 14و 21 طبقه ی قاب خمشی بتنی متوسط به همراه دیوار برشی کوپله ی بتنی متوسط یکبار با تیر رابط بتنی و بار دیگر با تیر رابط فلزی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی نشان داده مقدار ضریب رفتار و ضریب بزرگنمایی تغییر مکان با افزایش ارتفاع، کاهش یافتند و در سازه های با تیر رابط فلزی بیشتر از تیر رابط بتنی می باشد. همچنین میزان ضریب رفتار و ضریب بزرگنمایی تغییرمکان بدست آمده از این تحقیق، با مقادیر پیشنهاد شده ی آئین نامه ی 2800 مقایسه شده است.

در دو دهه اخیر به دلیل وقوع زلزله های مخرب و مرگبار در دنیا توجه مهندسین سازه و زلزله به ارزیابی رفتار واقعی تر سازه ها در حین زلزله و پیش بینی خسارات ناشی از آن و همچنین ماهیت خود زلزله بیشتر جلب شده است. بررسی عملکرد سازه ها بر اساس مفاهیم انرژی، رفتار واقعی تری از سازه ها را بدست می دهد. مطالعات انجام شده بر روی سازه ها چه در زمینه طراحی و چه در زمینه بهسازی بیشتر بر مبنای طراحی بر اساس عملکرد، تحلیل دینامیکی و . . . می باشد ولی تحقیقات اخیر نشان داده که مفاهیم انرژی و شاخص های خرابی در طراحی، آیتم های مهم و تاثیرگذاری می باشند که می بایست بر این مفاهیم نیز در طراحی سازه ها تکیه شود. همچنین طراحی سازه ها در آیین نامه ها بر اساس مفاهیم استاتیکی، مقاومتی و دینامیکی استوار است و تقریبا می توان گفت در این آیین نامه ها به مفاهیم انرژی اشاره ای نشده است. گستردگی استفاده از قاب های خمشی معمولی از یک طرف و آسیب پذیر بودن آنها از طرف دیگر، بررسی رفتار و مقاوم سازی آنها را در دستور کار این تحقیق قرار می دهد؛ بدین صورت که با افزایش شکل پذیری این نوع سازه ها می توان رفتار بهتری از آنها انتظار داشت. با انتخاب سازه ای با شکل پذیری معمولی، به روش تحلیل استاتیکی غیرخطی، دینامیکی غیرخطی و تاریخچه زمانی به ارزیابی و بررسی آنها پرداختیم. این نوع سازه به صورت قاب بتن مسلح 3 طبقه، 5 طبقه و 8 طبقه مدل سازی شده و با استفاده از نرم افزارهای sap2000 و perform-3d منحنی ظرفیت قاب ها تعیین و سپس رفتار کلی قاب ها و مقدار شاخص خرابی آنها بدست آمده است. در این تحقیق به تقویت سازه یکبار با بادبند و یکبار با استفاده از الیاف cfrp، ستون های سازه را به حالت 5 لایه محصور نموده و با تحلیل دوباره به مقایسه رفتار سازه ها پرداختیم.