دیوار برشی یکی از عناصر سازه ای مقاوم در برابر زلزله می باشد که در اکثر ساختمان های بتنی موجود یا مقاوم سازی شده به کار می رود. گاهی اوقات به دلیل محدودیت های معماری و همچنین مشکلات قالب بندی، دیوار برشی با یک خروج از محوریت نسبت به محور قابی که در آن قرار دارد ساخته می شود؛ همچنین در استفاده از دیوار برشی برای مقاوم سازی سازه های موجود، به دلیل محدودیت هایی که در حین اجرا وجود دارد، دیوار برشی با در نظر گرفتن خروج از مرکزیت نسبت به قاب اجرا می-شود. این در حالی است که در آیین نامه aci318 در مورد خروج از محوریت دیوار برشی به ضابطه ای اشاره نشده است. برای بررسی اثرات خروج از محوریت دیوار برشی، 3 قاب دو بعدی دارای دیوار برشی با تعداد طبقات 6 ، 9 و 12 در حالات مختلف خروج از محوری دیوار نسبت به قاب با استفاده از تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی توسط نرم افزار المان محدود abaqus مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل دینامیکی به صورت تاریخچه زمانی و با استفاده از زلزله های بم، طبس و کوجور انجام شد. قاب های دو بعدی اشاره شده، از ساختمان های مورد نظر که به صورت سه بعدی و با استناد به ویرایش سوم استاندارد 2800 ایران و آیین نامه آبا تحلیل و طراحی شده بودند، استخراج گردیده است. بررسی نتایج نشان می دهد که خروج از محوری دیوار برشی تاثیر مهمی بر روی رفتار کلی قاب ندارد ولی باعث می شود که برش خارج از صفحه قاب و لنگر پیچشی المان های مرزی و همچنین خمش خارج از صفحه دیوار برشی به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

سازه های طراحی شده در کشور زلزله خیزی مانند ایران باید از مقاومت و شکل پذیری کافی در برابر زلزله ها برخوردار باشند. از طرفی دیگر، طراحی ساختمانهای رایج در مناطق زلزله خیز باید به نحوی باشد که پاسخ آنها در مقابل زلزله های شدید، به محدوده غیرارتجاعی وارد شود تا از نظر اقتصادی مناسب باشد. در گذشته و اکنون نیز تمام سازه ها در محدوده ارتجاعی و بسته به شدت لرزه خیزی منطقه و اهمیت سازه طرح می شدند ولی اکنون در طرح لرزه ای و با صرفه لازم است تا از رفتار جذب کنندگی انرژی با تغییرشکلهای غیر ارتجاعی استفاده شود. طراحی لرزه ای سازه ها معمولاً بر این اساس است که عضوهایی در سازه پیش بینی شده باشند که در زلزله های شدید، رفتار غیرارتجاعی از خود نشان داده و انرژی لرزه ای را جذب نمایند. طراحی بر پایه اتلاف انرژی، مستلزم تعیین ضریب رفتار سازه ای(ضریب کاهش نیروئی زلزله) از طریق ایده ال سازی طیف پاسخ ارتجاعی می باشد. روش های مختلفی برای مقاوم سازی لرزه ای ساختمان های بتن مسلح وجود دارد که از جمله این روش ها می توان به کاربرد مهاربندهای فولادی در قاب های بتن مسلح اشاره کرد. بادبندهای همگرا، به عنوان متداولترین سامانه باربر جانبی که دارای هندسه مناسب و عملکرد خرپائی کامل است، توانسته است با تأمین سختی و مقاومت جانبی زیاد، عملکرد مطلوبی در زلزله ها داشته باشد. از مزیت های دیگر سامانه بادبندی همگرا، قابلیت تعمیرپذیری در صدمات شدید و نیز تشکیل یک مجموعه باربر جانبی مکمل با عملکرد مناسب و بصورت مختلط، می توان نام برد. طبق فلسفه طراحی لرزه ای، انتظار می رود که سامانه های مهاربندی همگرا تحت زلزله های شدید بتوانند پاسخ غیر ارتجاعی پایدار و مداومی از خود نشان دهند. استراتژی این فلسفه طراحی طوری است که تغییرشکل های پلاستیک فقط در بادبندها اتفاق افتاده و سایر قسمتهای سازه مثل ستونها، تیرها و اتصالات بدون پذیرفتن خرابی، زلزله های شدید را تحمل کرده و بارهای ثقلی سازه را تحمل نمایند. بدین مفهوم که بادبندها به عنوان عضو کنترل شونده توسط تغییرمکان و سایر اعضای سازه ای و اتصالات به عنوان عضو کنترل شونده توسط نیرو متمایز می شوند و در نتیجه رفتار شکل پذیر سازه تأمین می شود. رفتار سیکلی بادبندها شامل پدیده های کمانش ارتجاعی و غیرارتجاعی ، تسلیم بادبند، کمانش موضعی، کاهش ظرفیت در رفتار پس از کمانش و... می باشد. زلزله های شدید گذشته نشان داده اند که سیستم بادبندی همگرا، گرچه یک سیستم مناسب در مقابل بار جانبی و زلزله می باشد ولی ممکن است عملکرد خوبی نداشته باشند و رفتار ایده ال آنها که قبلاً ذکر شد، حاصل نشود. قابل ذکر است منحنی هیسترزیس مهاربندهای فولادی حالت متقارن ندارد و در کل می توان گفت مقاومت آنها در فشار بسیار کمتر از مقاومتشان در کشش می-باشد. نوع دیگری از مهاربندها وجود دارند که بخشی از نقاط ضعف مهاربندهای معمول در آنها اصلاح شده است. یعنی دارای منحنی هیسترزیس کاملا متقارن و پایدار هستند و هم در فشار و هم در کشش مقاومت بسیار مناسبی از خود نشان می دهند. این مهاربندها که به مهاربندهای کمانش تاب معروفند مکانیزمی دارند که جلوی کمانش شان تحت بار فشاری گرفته می شود و قبل از این که کمانش کنند به تسلیم می رسند و در نتیجه از تمام ظرفیت مقطع برای اتلاف انرژی (هم درکشش و هم در فشار) استفاده می شود. در این حالت هسته مرکزی مستقل از مکانیزم مقاوم در کمانش، می تواند تغییر طول دهد. به اقتضای مقاومت مواد و سطح و طولی از هسته که انتظار می رود در حالت الاستیک باشند و به تسلیم برسند، دامنه وسیعی از سختی و مقاومت برای بادبند می تواند حاصل شود. از آنجایی که از کمانش کلی و جزئی اجتناب می شود، ظرفیت غیر الاستیک زیادی حاصل می گردد. در مجموع افزودن مهاربند مقاوم در کمانش به قاب باعث بهبود شکل پذیری، سختی و مقامت سازه می شود. در صورتی که مکانیزم مقاوم درکمانش دارای ابعاد مناسبی باشند، هسته می تواند در فشار جاری شده و مقاومت فشاری و کششی یکسانی را با رفتار منظم هیسترزیس از خود بروز دهد. سوالی که در این زمینه مطرح است این است که کاربرد مهاربندهای کمانش تاب در ساختمان های بتنی چه تاثیری بر رفتار لرزه ای آن ساختمان دارد. یاد آوری می شود که در مورد کاربرد، طراحی، پارامترهای لرزه ای و در کل خصوصیات مهاربند کمانش تاب در آئین نامه های ملی ایران مطلبی وارد نشده است. بطور کلی می توان گفت هدف از این تحقیق بررسی رفتار لرزه ای و بعنوان نمونه تعیین ضریب رفتار قاب های بتن مسلح مقاوم شده و یا طراحی شده با مهاربندهای کمانش تاب می باشد. و با توجه به اینکه در مورد پارامترهای لرزه ای این نوع مهاربند اشاره ای در آئین نامه های ملی ایران صورت نگرفته است، این تحقیق می تواند در راستای تکمیل استاندارد 2800، ضریب رفتاری برای سازه های بتنی مهاربندی شده با مهاربند کمانش تاب پیشنهاد دهد. فرضیاتی که در راستای انجام این تحقیق در نظر گرفته شده است به قرار زیر می باشد . 1- فرض می شود که اتصال مهاربند به تیر و ستون توسط صفحه اتصال به درستی اجرا شود به گونه ای که این اتصال کاملا مفصلی باشد. 2- منحنی رفتاری مهاربند کمانش تاب که در این تحقیق استفاده می شود مشابه منحنی رفتاری بدست آمده از آزمایشات صورت گرفته در تحقیقات انجام شده می باشد. 3- همانطورکه از عملکرد مهاربند کمانش تاب انتظار می رود، فرض می شود که هیچ کمانش کلی و موضعی در مهاربند رخ نمی دهد. (کمانش کلی در نتایج تحلیل ها کنترل شده اند و فرض انجام شده تائید گردیده است) 4- همانطور که از عملکرد مهاربند کمانش تاب انتظار می رود، فرض می شود که انتقال نیروی محوری از هسته به ملات و پوسته صورت نمی گیرد و تنها خود هسته است که کل نیروی محوری اعم از فشاری و کششی را تحمل می کند. بنابراین در مدلسازی از این فرض استفاده شده است. در این تحقیق نوع سیستم های سازه ای که مورد بررسی قرار گرفته است، عبارت است از سیستم های باربر جانبی دوگانه، که شامل ترکیبی از قاب خمشی متوسط با انواع مهاربندهای معمولی و کمانش تاب می باشد. قاب های مفروض بصورت دو بعدی مدلسازی شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. در این تحقیق فرض بر طراحی سازه جدید است نه مقاوم سازی سازه های موجود. بنابراین شکل مهاربندی قاب با مهاربند کمانش تاب متفاوت با قاب با مهاربند معمولی است. در واقع سعی شده هر سیستم بطور جداگانه به نحوی طراحی گردد که امید باشد بهترین طراحی ممکن آن نوع سیستم با مشخصات هندسی مفروض است. بنابراین مهاربندهای کمانش تاب بصورت قطری تکی مدل شدند به این دلیل که بحث کمانش و لاغری در آنها مطرح نیست و همچنین استفاده از شکل ضربدری برای این نوع مهاربند مجاز نیست و در عوض مهاربندهای معمولی بصورت ضربدری در قاب مدل شده اند تا طول موثر آنها کاهش یافته و لاغری در این نوع مهاربند کمتر شده و طرح اقتصادی شود. روش انجام تحقیق به این صورت است که قاب های مفروض را مدلسازی کرده و مدل ها را بر طبق روش های ذکر شده در آئین نامه بتن ایران و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان و استاندارد 2800 طراحی و سپس به صورت غیرخطی (استاتیکی و تاریخچه زمانی) تحلیل شده اند. با بررسی عملکرد این قابها و نتایج بدست آمده، پیشنهادهایی ارائه شده است.

استاندارد asce41-06 به عنوان جدیدترین سری از استانداردهای طراحی بر اساس عملکرد، با استفاده از نتایج تحقیقات آزمایشگاهی و گزارشات علمی موجود مود شکست خمشی- برشی را برای ستون های بتن مسلح، مورد تجدید نظر قرار داده است. طبقه بندی مودهای شکست و همچنین احتمال رسیدن به هر یک از مودهای شکست، و پارامترهای موثر در مدل سازی و معیارهای پذیرش ستون های بتن مسلح در برنامه بازنگری مورد توجه بوده است. این پژوهش، تاثیر تغییرات اعمال شده را بر روی عملکرد لرزه ای سازه های بتن مسلح که بر اساس ویرایش سوم استاندارد 2800 و آیین نامه بتن ایران تحلیل و طراحی شده اند، مورد ارزیابی قرار داده است. سازه های مورد مطالعه سه قاب خمشی منظم سه بعدی با تعداد طبقات 4، 8 و12 بوده که با استفاده از روش استاتیکی غیرخطی و تاریخچه زمانی تحلیل شده اند. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که اعمال تغییرات مذکور در اصلاحیه استاندارد asce41-06 موجب تغییر چشمگیر در سطوح عملکردی سازه ها می شود. همچنین تحلیل استاتیکی غیر خطی بر روی آنها از روش های مختلف آیین نامه ای مانند "روش ضرایب تغییرمکان" fema-356، "روش طیف ظرفیت " atc-40، "روش خطی سازی معادل" و "روش ضرایب اصلاح شده" fema-440 انجام شده است. سپس نتایج تحلیل های استاتیکی غیرخطی با نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی مقایسه شده اند و دقت نتایج آنها با یکدیگر مقایسه شده است.استاندارد asce41-06 آخرین سری از استانداردهای مربوط به طراحی بر اساس عملکرد و بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود است که در آن نیاز نیرو-تغییرشکل در سطوح خطر لرزه ای با ظرفیت نیرو- تغییرشکل در سطوح مختلف عملکردی مقایسه می شود. گزارشهای علمی-تحقیقاتی موجود زمینه بررسی مجدد این قبیل استانداردها را تبیین کرده و در این راستا بازنگری پارامترهای مدل سازی و معیارهای پذیرش برای اجزای سازه های بتن مسلح مانند تیر ها، ستون ها و اتصالات بر مبنای داده های آزمایشگاهی و مدل های تجربی انجام شده است. این استاندارد بر روی معیارهایی که بیشترین تاثیر را بر روی عملکرد سازه دارند تمرکز نموده است. مطابق اثر زلزله های مهیب اخیرکه شکست ستون ها، دلیل اصلی فروریزش ساختمان ها و پل های موجود است، پارامترهای مدل سازی و معیارهای پذیرش ستون های قاب بتن مسلح ، در بازنگری مورد توجه قرار گرفته اند. در این پژوهش چگونگی ایجاد این تغییرات که بر پایه نتایج حاصل از مطالعات آزمایشگاهی است، بررسی شده است. سپس مقادیر معیارهای پذیرش در پیش استاندارد fema356 با توجه به اصلاحیه استانداردasce41-06 مورد ارزیابی قرار گرفته است. با توجه به تغییرات گسترده ای که در معیار های پذیرش ستون های قاب بتن مسلح انجام شده است و با توجه به اینکه مقادیر معیار های پذیرش در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود (نشریه 360) همان مقادیر پیش استانداردfema356 را گزارش می دهند، لازم است میزان تاثیر این تغییرات بر روی سطح عملکرد سازه های بتن مسلح مورد بررسی قرار گیرد. بنابراین، هدف از این تحقیق بررسی اثر تغییرات اعمال شده در معیارهای پذیرش ستون های بتن مسلح در سطوح عملکردی سازه های ساختمانی است. بدین منظور سطوح عملکردی، سازه های قاب خمشی بتن مسلح طراحی شده بر اساس استاندارد2800 و آیین نامه بتن ایران با اعمال اصلاحات فوق الذکر، مورد بررسی قرار گرفته اند. سازه های مورد مطالعه متشکل از سه قاب خمشی منظم سه بعدی با تعداد طبقات 4، 8 و12 بوده که توسط نرم افزار etabs تحلیل و طراحی شده و با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی بارژیم های مختلف بارگذاری و تحلیل تاریخچه زمانی توسط نرم افزار perform3d مورد ارزیابی عملکردی قرار گرفته اند.

با توجه به آسیب پذیری ساختمان های بنایی که درصد بسیار بالایی از ساختمان های موجود در کشور را شامل می شوند، لزوم توسعه روش های مناسب جهت مقاوم سازی اینگونه از ساختمان ها در مقابل زلزله احساس می گردد. یکی از روش های مقاوم سازی دیوارهای بنایی غیرمسلح استفاده از شبکه میلگرد با پوشش بتن در یک طرف یا دوطرف دیوار می باشد، که با این روش علاوه بر افزایش ظرفیت باربری جانبی دیوار، انسجام دیوار بیشتر شده و دیوار به صورت یکپارچه تر عمل می نماید. در چند سال اخیر این روش به عنوان روشی کارا و اقتصادی در بیشتر طرح های بهسازی ساختمان های بنایی موجود در کشور مورد استفاده مهندسین قرار گرفته است. با این حال به دلیل عدم وجود اطلاعات آزمایشگاهی در خصوص رفتار و عملکرد لرزه ای این دیوارها، عموماً طراحی آنها مبتنی بر ضوابط آیین نامه های بتنی و یا قضاوت مهندسی بوده است. در این پایان نامه تعدادی دیوار آجری که به روش فوق مورد تقویت قرار گرفته اند تحت بار رفت و برگشت، مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته و با توجه به نتایج حاصله، تاثیر این نوع مقاوم سازی برروی رفتار هیسترزیس دیوارها مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. به موازات کار آزمایشگاهی مطالعات و تحقیقات عددی بر روی این گونه از دیوارها انجام شده که با نتایج آزمایشگاهی این تحقیق مقایسه گردیده است.

روشهای تحلیلی فراوانی برای تحلیل غیرخطی قابهای بتن مسلح تا به امروز ارائه شده اند که شامل روشهای ساده تا پیچیده می باشند. در هر یک از این روشها وابسته به میزان ساده سازی تحلیلی و فرضیات بکار گرفته شده، دقت نتایج نیز متفاوت می باشد. اگرچه مدلسازی در محیط اجزای محدود به صورت دوبعدی و یا سه بعدی امکان مدلسازی دقیقتر را فراهم نموده و به دقت تحلیل می افزاید ولی به صورت قابل ملاحظه ای هزینه و زمان مدلسازی و تحلیل را افزایش می دهد. لذا از این روشها بیشتر برای مدلسازی جزئی و قسمتی از سازه استفاده شده و برای بررسی سازه های بزرگ لازم است از روشهای ساده تر استفاده شود. با این مقدمه، ارائه یک روش مدلسازی نسبتاً ساده و به دور از هزینه های مدلسازی و تحلیل میکروسکپی در محیط اجزای محدود نقش مهمی در تحلیل عددی قابهای بتن مسلح خواهد داشت. یکی از روشهایی که تا به امروز زیاد برای تحلیل قاب بتن مسلح بکار گرفته شده است، روش مدل فیبری می باشد. مدل فیبری پیوستگی بین بتن و میلگرد را کامل فرض نموده و از لغزش صرف نظر می کند. این در حالی است که فرض پیوستگی کامل بین بتن و میلگرد فرض چندان مناسبی نبوده و باعث اختلاف قابل ملاحظه بین پاسخهای تحلیلی و تجربی می شود. در تحقیق حاضر این روش مبنای کار قرار گرفته است ولی با از میان برداشتن فرض پیوستگی کامل بتن و میلگرد، اثر پیوستگی-لغزش در محاسبات و فرمولاسیون المان بتن مسلح اعمال شده است. علاوه بر این مدل که برای المانهای تیر-ستونی در دو حالت دو بعدی و سه بعدی ارائه شده است، برای مدلسازی قاب بتن مسلح نیاز به ارائه المان اتصال می باشد. لذا در این تحقیق المان اتصال جدیدی ارائه شده است که ضمن انعطاف پذیری برای مدلسازی انواع مختلف المانهای اتصال در یک قاب دو بعدی و سه بعدی، از قبیل اتصال میانی، کناری، گوشه و پای ستون، بتواند با المان تیر-ستون حاوی اثر پیوستگی-لغزش سرهم بندی شود. روش پیشنهاد شده برای مدلسازی المان اتصال، مواردی از قبیل اثر پیوستگی-لغزش میلگردهای گذرنده از درون اتصال، اثر بیرون کشیدگی میلگردهای مهار شده درون اتصال، اثر لغزش برشی، رفتار غیرخطی مصالح و اثر تغییر شکل برشی برای تیپهای های مختلف را لحاظ کرده است و از سادگی و سهولت کافی برای مدلسازی و تحلیل نیز برخوردار است. به کمک برنامه نویسی در محیط matlab و برای دو نوع تحلیل بار افزون و سیکلی، روش عددی پیشنهاد شده برای نمونه های متعدد دو بعدی و سه بعدی در مقایسه با نتایج تجربی مورد ارزیابی قرار گرفته است و دقت بسیار خوب برای آن نتیجه گیری شده است. علاوه بر اعتبارسنجی روش پیشنهادی، حساسیت سنجی روش نسبت به مشخصه های مختلف موثر در تحلیل غیرخطی از قبیل اثر پیوستگی-لغزش، اثر لغزش برشی، اثر بیرون کشیدگی میلگردها از درون اتصالات، تغییر شکل برشی و کمانش میلگردها انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد که لغزش برشی تاثیر قابل ملاحظه ای در پاسخ غیرخطی قابهای بتن مسلح ندارد. همچنین فرض پیوستگی کامل بین بتن و میلگرد باعث تخمین بیش از حد واقع با اختلاف قابل ملاحظه در حوزه های سختی و ظرفیت مقاومتی می شود. در برخی موارد این اختلافها در حوزه سختی و مقاومت به ترتیب به حدود 100 و 50 درصد نیز می رسد. علاوه بر این فرض پیوستگی کامل باعث می شود مسیر باربرداری و بارگذاری مجدد در رفتار سیکلی با نتایج تجربی اختلاف ملاحظه ای داشته باشد ولی با از میان برداشتن این فرض، دقت برآورد سختی و ظرفیت مقاومتی بسیار بهبود پیدا کرده و پاسخ تحلیلی با تجربی انطباق خوبی پیدا می کند. بررسی اثر طول مهاری میلگردهای مهار شده درون اتصالات نشان می دهد که در صورت عدم کفایت طول مهاری و ایجاد پتانسیل بیرون کشیدگی میلگرد از درون اتصالات، ظرفیت مقاومتی به صورت قابل ملاحظه ای کاهش یافته و میزان کاهش وابسته به مقدار طول مهاری می باشد. این در حالی است که سختی تغییر قابل ملاحظه ای پیدا نمی کند. نهایتاً روش پیشنهادی در این تحقیق به عنوان روشی کارآمد و با دقت بسیار خوب در تحلیل غیرخطی قابهای دوبعدی و سه بعدی بتن مسلح معرفی می شود.

پانلهای پرکننده به عنوان بخشهای داخلی و خارجی ساختمانهای بسیاری کاربرد دارد، ولی به صورت معمول جزء عناصر معماری محسوب شده و در طراحی از وجود آنها صرفنظر می شود. استفاده از میانقابها در قابهای ساختمانی، باعث تغییر در سختی، مقاومت و رفتار غیرخطی قابهای مرکب تحت بارهای جانبی، می‏گردد. بنابراین نمی توان از اثرات مثبت یا منفی آنها چشم پوشی کرد. از طرف دیگر در ارزیابی آسیب‏پذیری لرزه ای قابهای ساختمانی موجود، میانقابها دارای اهمیت ویژه ای هستند؛ زیرا در تحلیل آسیب‏پذیری لرزه ای یک ساختمان، باید کلیه اعضای سازه ای تأثیرگذار در ظرفیت باربری جانبی آن اعم از تیرها، ستون ها، سیستم های باربر جانبی و میانقاب ها، در نظر گرفته شوند. وجود بازشو در داخل میانقاب نیز موجب پیچیدگی رفتار آن می شود و مدل‏سازی آن را با مشکلاتی مواجه می سازد. همچنین یکی از نیازهای بهسازی لرزه ای در تحلیل سازه های قابی موجود، که در آن ها از میانقاب ها استفاده شده است، ارائه مدل ساده ای است که بتواند رفتار لرزه ای غیرخطی این قبیل میانقاب ها را به نحوی برآورد نماید که به سادگی در فرآیند تحلیل مورد استفاده قرار گیرد. تحقیقات سال های اخیر پیشرفت شایانی را در بررسی تحلیلی رفتار قاب‏های مرکب نشان می دهد‏، اما هنوز فقدان توصیه های طراحی پیشرفته و شیوه های تحلیلی مناسب احساس می گردد. با توجه به این مطالب اهمیت تحقیق بیشتر در رفتار قاب های مرکب روشن تر می شود تا کمبود های موجود در طراحی مهندسی قاب های مرکب و ارزیابی صحیح آن ها برطرف گردد. در این پایان‏نامه سعی شده است مبانی رفتاری میانقاب ها و اثر آن ها بر رفتار لرزه ای قاب های ساختمانی بیان شود. همچنین مدل قاب معادل برای میانقاب های دارای بازشو که در سال 1386 برای تحلیل استاتیکی غیرخطی( تحلیل رانشی یا بارافزون ) قاب‏های فولادی با میانقابهای آجری دارای بازشو ارائه شده است، بوسیله نرم افزار diana، صحت سنجی گردیده و این مدل برای طبقات و دهانه های بیشتر تعمیم داده شده است‏. سپس در نرم افزار diana، بارگذاری رفت‏و‏برگشتی‏ (چرخه‏ای)‏ بر روی مدل انجام شده است و منحنی هیسترزیس آن با منحنی هیسترزیس بدست آمده از آزمایش مقایسه گردیده است.

کلاف ها، مقاطع بتنی یا فولادی هستند که در فواصل معین در داخل و گوشه های دیوارهای بنایی اجرا می شوند. به طور کلی کلاف ها در هنگام وارد شدن نیروهای جانبی از فرو پاشی دیوار جلوگیری کرده و سبب افزایش مقاومت و شکل پذیری دیوار می شوند. این رفتار را در دیوار های آجری که در قابهای بتنی یا فولادی قرار گرفته اند نیز می توان مشاهده کرد با این تفاوت که در دیوارهای بنایی محصور شده با کلاف، قسمت بنایی نقش اصلی مقاومت در برابر بارهای جانبی را داراست و المان های کلاف تنها به عنوان عناصر کمکی بشمار می روند ولی در قاب های فولادی یا بتنی که با دیوار بنایی پر می شوند، قاب ها عناصر اصلی مقاوم در برابر بارجانبی بوده و دیوارهای بنایی (بسته به سختی آن) تنها به عنوان یک قید مهاری در نظر گرفته می شوند. در این تحقیق به بررسی رفتار درون صفحه ای دیوارهای محصور شده با کلاف های بتنی پرداخته می شود و نحوه شکل گیری ترک و تغییر شکل دیوار در هنگام تاثیر نیروهای جانبی مورد مطالعه قرار می گیرد. مطالعات انجام گرفته را می توان به دو بخش کلی تقسیم بندی کرد. در بخش اول به مطالعه آزمایشگاهی رفتار درون صفحه ای 2 نمونه دیوار بنایی کلاف دار و 1 نمونه دیوار بنایی شاهد تحت بار جانبی چرخه ای پرداخته می شود. هدف از این آزمایش ها بررسی نقص حاصل از طول گیرداری ناقص در محل اتصال کلاف افقی و قائم در دیوارهای بنایی کلاف دار موجود و نیز تاثیر محصور شدگی در رفتار لرزه ای دیوارهای بنایی می باشد. با بررسی نتایج حاصل از این آزمایش ها مشخص گردید که وجود گیرداری ناقص در محل اتصال دو کلاف افقی و قائم باعث افت مقاومت در مرحله نهایی بارگذاری می شود و تاثیری در مقاومت حداکثر دیوار ندارد، البته برای تعمیم نتیجه حاصله قطعا نیازمند آزمایشات بیشتری می باشد. در بخش دوم، با ساخت مدل های تحلیلی و اعتبارسنجی آن ها، رفتار لرزه ای دیوارهای بنایی کلاف-دار به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته و نقش پارامترهای موثر همچون وجود بازشو و چیدمان دیوارها بررسی شده است. با استفاده از نتایج تحلیل انجام شده یک مدل سه خطی جامع برای شبیه سازی رفتار لرزه ای دیوارهای بنایی کلاف دار با اعمال اثرات اندرکنشی دیوارهای مجاور، وجود بازشو و اثرات طول مهاری آرماتور ارائه گردیده است.

پیش بینی رفتار بتن در اغلب موارد برای تمام الگوهای مختلف بارگذاری توسط یک قانون یا مدل مشخصه عمدتاً بسیار سخت و دشوار می باشد. رفتار غیر خطی بتن به سبب این است که انرژی در بتن از روش های مختلف اتلاف می شود. این اتلاف انرژی ناشی از تحولات صورت گرفته در ریز ترکها، ریز خرد شدگی ها و جریان خمیری و تسلیم بتن می باشد. هر یک از این مکانیزم ها بسته به طبیعت بارگذاری و میزان قدرت آن، نوع اختلاط مصالح، شکل، جهت و توزیع ریز ترک ها و حفره ها و تاثیر متقابل بین این پارامترها می تواند موثر بر قانون مشخصه بتن باشند. بنابراین به تئوری یک پارچه ای با پشتوانه ای از دانش طبیعت غیر همسانگرد بتن و اثر مکانیزم های فعال انرژی مناسب نیاز است تا بتوان کلیه تاریخچه بارگذاری را محاسبه کند. در این رساله از تئوری ترکیبی ارتجاعی، خمیری، خسارت و شکست استفاده شده است تا با ترکیب مکانیزم های مختلف بتواند رفتار بتن را پیش بینی کند. این رساله قانون ساختاری یا مشخصه (اساسی) رفتاری سه بعدی جدیدی را برای تخمین رفتار غیر خطی بتن ارائه می کند. این قانون قابلیت تعیین رفتار مواد شبه ترد را که وابسته به فشار و غیر وابسته به فشار باشند، تحت مسیرهای بارگذاری، باربرداری و بارگذاری مجدد به خوبی دارا می باشد. هدف اصلی پیشنهاد این قانون مشخصه ارائه قواعد مرتبط به تولید مدل رفتاری چرخه ای (تاریخچه ای) است که به طور کامل بتواند مدل رفتاری بتن را در سازه های سه بعدی بتنی است. به منظور تولید این قانون، تابع پتانسیل خمیری-شکست-خسارت به کار گرفته شده تا رفتار سخت شوندگی و نرم شوندگی را بتوان بر اساس وجود یا حصول ترک ها، ریز ترکها، خردشدگی ها و ریز خرد شدگی ها به راحتی در بتن مدل نمود. تابع پتانسیل جدید بکار رفته در قانون مشخصه بر اساس تئوری هندسه چند گون نوشته شده است. به منظور ساخت تابع پتانسیل از روابط رویه های مشتق پذیر و تحدب و همواری سطح و نتایج آزمایشگاهی بر روی بتن استفاده شده است. همچنین برای اتحاد و یکپارچگی بین تئوری های مختلف در روابط قوانین مشخصه کلیه روابط بر پایه قوانین ترمودینامیک نوشته شده است. در ادامه براساس تئوری های خمیری و مکانیک شکست و خسارت محیط های پیوسته قانون مشخصه ارائه شده است و در انتها به منظور صحت سنجی و تطبیق قانون مشخصه با نتایج آزمایشگاهی، نتایج حاصل شده از مدل با نتایج آزمایشگاهی ارائه شده توسط برخی از محققین مورد مقایسه قرار گرفته است.

در سال های اخیر تحقیقاتی بر روی رفتار کلی قاب های فولادی دارای میانقاب بتن مسلح انجام گرفته است، اما در این پژوهش به ارزیابی تاثیر اتصال میانقاب بتن مسلح به قاب فولادی پیرامونی، بر روی رفتار لرزه ای این سیستم پرداخته شده است. برای این منظور از نرم افزار اجزاء محدود abaqus برای انجام تحلیل های اجزا محدود استفاده شده است. در این تحقیق ابتدا چند نمونه آزمایشگاهی در نرم افزار مدلسازی گردیده اند تا روند مدلسازی و صحت آن کنترل گردد، سپس یک ساختمان 8 طبقه با استفاده آیین نامه های موجود طراحی شده است و یکی از قاب های این ساختمان را که دارای میانقاب بتنی می باشد را انتخاب کرده و مدل های نهایی از این قاب استخراج گردیده اند. قاب های استخراج شده عبارتند از قاب یک طبقه و قاب سه طبقه. در این قاب ها چهار رویکرد مختلف به منظور اتصال میانقاب به قاب پیرامونی مورد ارزیابی قرار گرفته است که در حالت اول میانقاب فاقد اتصال برشی با قاب پیرامونی، در رویکرد دوم میانقاب در سطوح مشترک با تیرها و ستون های فولادی دارای اتصال برشی سراسری، در رویکرد سوم میانقاب تنها در سطح مشترک با تیرهای فولادی دارای اتصال برشی بوده، و در رویکرد آخر اتصال میانقاب به قاب پیرامونی تنها در سطوح مشترک میانقاب و ستون های فولادی اتفاق می افتد. در حالتی که میانقاب بصورت سراسری به قاب پیرامونی متصل شده است سختی و مقاومت افزایش قابل توجهی در مقایسه با سایر حالت ها از خود نشان می دهد که میزان افزایش بسته به جزئیات اتصال و نوع رفتار مدل متغیر است، بطوریکه در مدل های یک طبقه، در حالتی که میانقاب به تیرهای قاب فولادی متصل گردیده از لحاظ سختی جانبی و مقاومت نهایی رفتاری نزدیک به حالتی را نشان می دهد که در آن میانقاب بصورت سراسری به قاب پیرامونی متصل گریده بود. در نمونه سه طبقه رفتار قاب مرکب در حالتی که میانقاب به ستون ها متصل گردیده به حالتی که میانقاب به تیرها متصل شده بود نزدیکتر شده و بعبارتی نقش اتصال میانقاب به ستون ها در این نمونه ها پررنگ ترشده بود. علاوه برین در هر یک از جزئیات اتصال توزیع تنش ها و کرنش ها و شروع خرابی ها مورد ارزیابی قرار گرفته است.

برای مقاوم کردن سازه ها در برابر بارهای جانبی نظیر زلزله، سیستم های مقاوم مختلفی مورداستفاده قرار می گیردکه هرکدام ازاین سیستم ها معایب و محاسنی دارند و گاهی اوقات برای رفع معایب یک سیستم،ازترکیب آن با سیستم دیگراستفاده می شود.در این تحقیق دو دسته ساختمان های فولادی دارای سیستم قاب خمشی و ساختمان های با سیستم دوگانه یا ترکیبی قاب خمشی و دیواربرشی بتنی در دو سطح شکل پذیری متوسط و زیاد و به دو روش تنش های مجاز وحالات حدی با تعداد طبقات 3،5،8،12و15 طبقه بر اساس استاندارد 2800 و ویرایش قبلی و فعلی مبحث دهم مقررات ملی ایران به صورت سه بعدی طراحی شده و در گام بعد سطح عملکردی کلیه سازه های فوق در دو سطح خطر مورد ارزیابی قرار گرفته است. به منظور ارزیابی سطح عملکرد ساختمانهای مذکورتمامی آنها در نرم افزار perform 3dبه صورت سه بعدی مدل شده و تحلیل بارافزون بر روی آنها از روش های مختلف آیین نامه ای چون "روش ضرایب تغییرمکان" در fema-356،" روش طیف ظرفیت" در atc-40، "روش خطی سازی معادل" و "روش ضرایب اصلاح شده" در fema-440 انجام شده است . سپس نتایج تحلیل های بار افزون با نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی مقایسه شده اند و دقت نتایج آنها با یکدیگر مقایسه شده است . در پایان نیز دو دسته ساختمان طراحی شده از لحاظ میزان مصالح مصرفی مورد مقا یسه قرار گرفته است.

برای جلوگیری از خطرات و خسارات ناشی از زمین‍لرزه، بایستی اثرات آنرا بر سازه ها پیش بینی نمود. تجربیات حاصل از عملکرد ساختمانهای بتنی مسلح در زمین‍لرزه های اخیر نشان داده است که این سازه ها هر چند مدرن و بر اساس ضوابط آئین نامه های ساخته شده باشند، آسیب دیده و حتی منهدم می‍شوند. در سازه هایی که براساس آیین نامه های کنونی مانند 2800 و ubc طراحی و ساخته می شوند عملکرد مصونیت جانی مفروض می باشد، ولی در روش طراحی براساس عملکرد، آسیب دیدگی واقعی ساختمان در سطوح خاصی از لرزش زمین در مقایسه با معیار های مقرر شده قابل قبول، مورد ارزیابی قرار می گیرد به همین منظور در این تحقیق تعداد 72 قاب خمشی بتن مسلح با شکل پذیری متوسط و کم بر اساس آیین نامه بتن ایران و آیین نامه 2800 زلزله ایران طرا.....

استفاده از میانقاب ها در قاب های ساختمانی، باعث تغییرات قابل ملاحظه ای در سختی، مقاومت و رفتار غیرخطی قاب های مرکب تحت بارهای لرزه ای داخل صفحه و خارج از صفحه می گردد. اندرکنش بین قاب و میانقاب تحت این قبیل بارها، باعث تغییر در رفتار قاب و پاسخ آن می شود. در هنگام وقوع زلزله، میانقاب های مصالح بنایی با قاب محیطی برخورد نموده و نیروهای اندرکنشی ایجاد شده بین آنها باعث افزایش ظرفیت باربری، میرایی و سختی جانبی قاب مرکب می گردد. از طرفی میانقاب های مصالح بنایی غیرمسلح معمولاً رفتاری ترد یا نیمه ترد دارند و تحت بارهای درون صفحه، متحمل خسارت های سازه ای و غیرسازه ای به صورت ترک های جزئی تا خردشدگی و انهدام کامل می شوند. گسیختگی میانقاب ها هنگام رخداد زلزله در جهت خارج از صفحه، می تواند منجر به تلفات مالی و جانی سنگینی گردد؛ زیرا در این شرایط، در اثر ترک خوردگی و خردشدگی دیوار و همچنین به علت نیروهای ماند عمود بر سطح میانقاب، پرتاب قطعاتی از دیوار به سمت خارج از صفحه میانقاب می تواند ایمنی جانی ساکنین داخل و خارج از ساختمان را به مخاطره بیاندازد. همچنین در هنگام وقوع زلزله، بین نیروهای داخل صفحه و خارج از صفحه میانقاب اندرکنش وجود دارد، به گونه ای که با افزایش میزان بار در یک جهت، مقاومت در جهت دیگر کاهش می یابد. رفتار سازه ای قاب های مرکب را می توان به دو بخش اصلی رفتار داخل صفحه و خارج از صفحه تقسیم بندی نمود. از اثرات اندرکنشی بارهای داخل صفحه و خارج از صفحه معمولاً در تحقیقات چشم پوشی شده است و این درحالی است که در زلزله های گذشته اثر توام نیروهای داخل صفحه و خارج از صفحه بر رفتار قاب ها مشخص شده است. به علت پیچیدگی رفتار میانقاب ها و همچنین عدم وجود یک مدل تحلیلی دقیق و در عین حال ساده برای آنها، در تحلیل و طراحی قاب های مرکب از اثر میانقاب ها چشم پوشی می شود. اما باید دانست، این قبیل اغماض ها موجب ایجاد خطاهایی در پیش بینی سختی جانبی، مقاومت و شکل پذیری سازه می گردد که در نهایت ممکن است منجر به طرح غیر اقتصادی قاب شود. چشم پوشی از اثر میانقاب ها از نظر پارامتر مقاومت در جهت اطمینان است زیرا این دیوارها با مقاومت اضافی که به قاب می دهند در تحمل نیروی زلزله و در نتیجه پایداری کل سازه تأثیر مثبتی دارند. اما این نادیده گرفتن همیشه در جهت اطمینان نیست. به این ترتیب که میانقاب یک سختی اضافی را به قاب تحمیل می کند و در نتیجه در هنگام زلزله آن قاب سهم بیشتری از نیروی زلزله را جذب می کند که برای آن نیرو طراحی نشده است. رفتار میانقاب های مصالح بنایی تحت نیروهای درون صفحه و عمود برصفحه، توسط محققین به صورت آزمایشگاهی و تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته است. در حالی که مطالعات آزمایشگاهی و نظری محدودی در سال-های گذشته در رابطه با رفتار خارج ازصفحه میانقاب های بنایی صورت گرفته است و هنوز بسیاری از مسائل بحث برانگیز مانند حالت های مختلف شکست در قاب مرکب، تاثیر عواملی نظیر سختی نسبی قاب و میانقاب، وجود بازشو، نوع قاب، شکل هندسی، نوع بارگذاری و جزئیات درگیری بین قاب و میانقاب باقی مانده اند. با توجه به این مطالب اهمیت تحقیق بیشتر در رفتار قاب های مرکب روشن تر می شود تا کمبود های موجود در طراحی مهندسی قاب های مرکب و ارزیابی صحیح آن ها برطرف گردد. با توجه به تحقیقات محدودتری که در گذشته بر روی رفتار خارج از صفحه میانقاب ها صورت گرفته و همچنین ابهاماتی که در عملکرد میانقاب ها تحت این نیروها مشاهده شده در پژوهش حاضر تلاش شده است که رفتار قاب های مرکب بتنی تحت نیروهای داخل صفحه و خارج از صفحه مورد بررسی قرار بگیرد. در این پایان نامه با روش تحلیل غیرخطی المان محدود، اثر رفتار خارج از صفحه میانقاب های آجری بر رفتار درون صفحه آنها در قاب های بتنی مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. هدف از این بررسی ساده سازی این اندرکنش به صورت یک رابطه یا ضریب ساده برای تحلیل درون صفحه ی قاب های بتنی دارای میانقاب می باشد. برای این منظور صحت مدل سازی غیرخطی قاب مرکب به ترتیب در دو حالت درون صفحه و برون صفحه با نتایج آزمایش های موجود و روابط تجربی بررسی گردید تا از دقت مدل اطمینان حاصل شود. برای بررسی اثر بارگذاری خارج از صفحه بر رفتار داخل صفحه، تحلیل بارافزون نمونه در راستای داخل صفحه برای مقادیر متفاوت فشار خارج از صفحه انجام گردید. نتایج تحلیل ها بیانگر این امر است که با افزایش فشار خارج از صفحه ظرفیت داخل صفحه کاهش می یابد و با استفاده از نتایج تحلیل های متعدد، ضرایبی برای کاهش مقاومت داخل صفحه به ازای مقادیر متفاوت بارهای خارج از صفحه ارائه شده است. همچنین اثر این ضرایب در مدل دستک فشاری قاب مرکب نیز بررسی شده است

در این تحقیق به منظور تعیین معیار شکست بنایی آجری یکسری آزمایشهای دومحوره بر روی پانلهای بنایی آجری دوغاب ریزی شده مسلح و غیرمسلح تمام مقیاس صورت گرفته است. مصالح مورد استفاده در ساخت پانلهای مزبور متناسب با مصالح ساختمانی متداول و مورد استفاده در ساخت و ساز عمومی کشور ایران می باشد. تحقیق حاضر مشتمل بر دو بخش اصلی 1- انجام آزمایشهای مورد نیاز و 2- ارائه معیار شکست تحلیلی (مدل ماکرو) می باشد. آزمایشهای انجام شده در بخش اول تحقیق شامل 1- آزمایش مصالح و واحدهای معادل بنایی 2- آزمایش دومحوره فشار-فشار تعداد 21 پانل بنایی آجری دوغاب ریزی شده غیرمسلح تمام مقیاس و 3- آزمایش دومحوره کشش-فشار تعداد 5 پانل بنایی آجری دوغاب ریزی شده مسلح تمام مقیاس می باشد. در راستای تحقق اهداف تحقیق حاضر و به منظور انجام آزمایشهای دو محوره پانلهای بنایی در شروع برنامه تحقیقی حاضر یک سامانه آزمایشی ویژه طراحی و ساخته شد. متغیرهای مربوط به نمونه پانلهای بنایی غیرمسلح مورد مطالعه شامل امتداد بند افقی ملات (?) و نسبت تنشهای اصلی (?_1/?_2 ) است بعلاوه کلیه پانلهای بنایی مسلح مورد مطالعه نیز دارای امتداد بند افقی صفر درجه و درصد آرماتورهای افقی و عمودی ثابت و یکسان می باشند. نمونه واحدهای معادل بنایی مورد آزمایش در این تحقیق شامل تعداد 120 منشور (با امتداد بندهای افقی 0، 22.5، 45 و 5/67 درجه) آزمایش شده تحت بارگذاری فشاری تک محوره، تعداد 21 مجموعه مرکب آزمایش شده تحت خمش برای تعیین مقاومت کششی و تعداد 6 مجموعه مرکب آزمایش شده برای تعیین مقاومت برشی واحد معادل بنایی می باشد که علاوه بر این تعداد قابل ملاحظه ای از اجزاء بنایی به منظور تعیین خواص مکانیکی و فیزیکی آنها مورد آزمایش قرار گرفته است. براساس نتایج بدست آمده از آزمایش نمونه پانلهای بنایی غیر مسلح مشخص گردید که امتداد بند افقی موثر بر مقاومت پانلهای مزبور میباشد که این موضوع نشان دهنده رفتار غیرایزوتروپیک پانلهای بنایی مورد مطالعه نیز خواهد بود. لازم به ذکر است که با مقایسه سطوح شکست آزمایشگاهی بدست آمده در این تحقیق با سطوح شکست آزمایشگاهی ارائه شده توسط محققین دیگر مشخص گردید که در سری نمونه های اخیر به دلیل وجود لایه میانی بتنی به طور قابل ملاحظه ای از میزان غیرایزوتروپی بنایی کاسته شده است. همچنین نتایج و مود شکست بدست آمده از آزمایش نمونه پانلهای بنایی مسلح نشان می دهد که الگوی تسلیح بکار رفته در آنها تضمین عملکرد هماهنگ و یکپارچه هر سه لایه نمونه های مورد آزمایش را می نماید که این موضوع موید انتخاب صحیح برای آرایش تسلیح و نحوه چیدمان نمونه پانلهای بنایی مورد مطالعه می باشد. در بخش دوم تحقیق حاضر که اختصاص به ارائه معیار شکست تحلیلی برای نمونه پانلهای بنایی مورد مطالعه دارد براساس نتایج آزمایشگاهی بدست آمده از آزمایشهای دو محوره پانلهای بنایی مسلح و غیرمسلح معیارهای شکست tsai-wu، hill-coulomb و hoffman اصلاح شده ارائه گردیده است که ضمن قابلیت کلیه آنها برای نمایش رفتار مجموعه بنایی مورد مطالعه به دلیل پاره ای مسائل بعضی از آنها نسبت به برخی دیگر دارای رجحان و برتری می باشند. لازم به ذکر است که با بکارگیری معیارهای شکست ماکروی ارائه شده در این تحقیق امکان تحلیل کلیه المانهای ساختمانهای بنایی بدون مدلسازی میکروی بنایی (که شامل لحاظ نمودن و مدلسازی کامل اجزاء بنایی (آجر، ملات و المان اینترفیس) میباشد) بلکه از طریق مدلسازی ماکروی بنایی که در آن از یک مصالح معادل به عنوان جایگزین کلیه اجزاء بنایی استفاده شده است فراهم خواهد شد.

وزن المان های سازه ای و غیرسازه ای ساختمانها بعنوان بخش عمده ای از بارهای مرده یکی از مهمترین عوامل موثر بر جذب نیروی ناشی از زلزله است، کاستن آن منجر به کاهش ابعاد اعضای سازه ای می شود. یکی از روش های کاهش وزن سازه استفاده از بتن سبک در اعضای سازه ای و غیرسازه ای است که با توجه به زلزله خیزی ایران در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است. بی تردید استفاده از بتن سبک در اعضای سازه ای نیازمند تأمین حداقل مقاومت آئین نامه ای است. برای جبران اثر کاهش مقاومت ناشی از بکار بردن سبکدانه، می توان از مواد تقویت کننده بتن سبک استفاده کرد. برای تامین این نظر، نانوسیلیس از جمله تقویت کننده هایی است که علاوه بر افزایش سرعت هیدراسیون سیمان، با هیدروکسیدکلسیم نیز واکنش داده و ژل سیلیکات کلسیم هیدراته (c-s-h) تشکیل می دهد که به مراتب مستحکم تر از هیدروکسید کلسیم است. بنابراین در این تحقیق خصوصیات مکانیکی بتن سبک شامل مقاومت فشاری، خمشی و شکافتگی و نیز مدول ارتجاعی در صورت افزودن نانوسیلیس بررسی شده است. آزمایش ها نشان داد که خصوصیات مکانیکی بتن سبک در صورت افزودن نانوسیلیس بهبود می یابد. در ادامه منحنی لنگر – انحنای یک مقطع بتنی دارای خواص مکانیکی تعیین شده، مورد بررسی قرار گرفته است. شکل پذیری انحنائی این مقطع در حالتی که با بتن سبک مدلسازی شود کمتر از حالتی است که از بتن سبک دارای نانوسیلیس مدلسازی شده است. در پایان رفتار یک ساختمان 6 طبقه در چهار حالت ساخته شده از بتن معمولی تحت بار ناشی از مصالح معمولی و سبک و نیز ساخته شده از بتن سبک در دو حالت دارای نانوسیلیس و بدون آن، تحت بار ناشی از مصالح سبک تحلیل شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از مصالح سبک، برش پایه سازه را کاهش می دهد. در صورتی که از بتن سبک در تیرهای ساختمان استفاده شود، سختی کل سازه کاهش می یابد اما با افزودن نانوسیلیس به بتن سبک این سختی بیشتر می شود لیکن به سختی سازه ساخته شده از بتن معمولی نمی رسد.

میانقابهای آجری به دلایل معماری و همچنین سازه ای به صورت گسترده ای در ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند. بطور معمول میانقاب های بنایی عناصر معماری محسوب شده و وجودشان توسط مهندسان صرفنظر می گردد. وجود میانقابها باعث ایجاد تغییرات عمده ای در خواص سازه ها می گردد لذا در نظر نگرفتن نقش میانقابها در فرآیند تحلیل و طراحی امری معقول نمی باشد. از این رو در سالهای اخیر پژوهش های گسترده ای در این زمینه انجام شده است که منجر به ارائه مدل های مختلفی برای مدلسازی میانقابها گشته است. از میان مدلهای ارائه شده در این زمینه مدل دستک فشاری بعلت سادگی و دقت نسبتا قابل قبول برای مدلسازی داخل صفحه میانقاب، بیشتر از سایر مدلها مورد استفاده قرار می گیرد. طی رخداد یک زلزله میانقاب بطور همزمان در جهت داخل و خارج صفحه تحت اثر نیرو قرار می گیرد، این اثر همزمانی نیروها در بسیاری از مدل های معرفی شده برای مدلسازی رفتار داخل صفحه میانقابها از جمله مدل دستک فشاری نادیده گرفته می شود. از این رو در این تحقیق به رفتار میانقاب تحت اثر همزمان نیروهای داخل و خارج از صفحه پرداخته می شود. مطالعات انجام گرفته در این تحقیق را می توان به دو بخش کلی تقسیم بندی کرد در بخش اول به بررسی رفتار خارج از صفحه میانقاب پرداخته شد نتایج حاصل از تحلیل ها در این بخش نشان می دهد که آسیب داخل صفحه اثر بسیار مهمی در سختی و ظرفیت خارج از صفحه میانقاب دارد همچنین با مطالعه پارامترهای موثر در رفتار خارج از صفحه میانقابها، نشان داده شد که مطالعات بیشتری در این زمینه مورد نیاز است. در بخش دوم به بررسی اثرات همزمانی نیروهای داخل و خارج صفحه پرداخته شد، نتایج حاصل از تحلیل ها در این بخش نشان می دهد که همزمانی نیروهای داخل و خارج از صفحه اثر ناچیزی بر ظرفیت داخل صفحه داخل صفحه میانقاب دارد اما از سختی و مقاومت خارج از صفحه میانقاب می کاهد.

ارتعاشات زمین لرزه می تواند باعث ایجاد برخورد بین ساختمان های مجاور با فاصله درز انقطاع ناکافی شود. خطر برخورد بویژه در نواحی مسکونی پرجمعیت شهر های بزرگ اهمیت بیشتری می یابد. چون در این نواحی بدلیل محدودیت زمین، اندازه درز انقطاع محدود می شود. هدف از این پژوهش مدلسازی سازه های مجاور هم و بررسی اثرات برخورد می باشد. بدین منظور ابتدا مطالعات گذشته و مدل های تعریف شده برای برخورد مورد بررسی قرار گرفته و با توجه به مدلهای موجود، از مدل ویسکو الاستیک غیرخطی برای شبیه سازی عددی برخورد لرزه ای سازه ها استفاده شده است. سپس با ساده سازی سیستمهای ساختمانی به مدل های ساده شده ی یک و چند درجه آزادی، تاثیر پارامترهای مختلف مانند پریود سازه، سختی، شکل پذیری، فاصله ی بین دو سازه ی مجاور و یا سازه های موجود در یک سری و برخورد بین چند سازه، در رفتار قبل و پس از برخورد سازه ها مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه نتایج گام قبل در قابهای بتن مسلح مجاور هم مورد کنترل قرار می گیرد. به منظور بررسی اثر برخورد بر نیاز شکل پذیری و تغییرمکان بین طبقه ای سازه ها، ابتدا قابهای ساختمانهای مورد نظر بر اساس روش طراحی مستقیم بر اساس تغییرمکان و برای یک تغییرمکان نسبی از پیش تعیین شده، طراحی شده و با قرار دادن مدلهای مختلف سازه ای در کنار یکدیگر تاثیر ارتفاع، میزان درز انقطاع و ارتفاع طبقات بر عملکرد لرزه ای سازه های مجاور هم مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از تحلیل های تاریخچه زمانی و نیز دینامیکی افزاینده، استفاده شده است. نتایج تحلیل ها، نشان می دهد تاثیر برخورد به شدت وابسته به اختلاف فاز موجود در ارتعاش سیستمهای مجاور هم می باشد و البته این اختلاف فاز به نوبه خود وابسته به سختی، جرم و ظرفیت هر یک از سیستمهای سازه ای و میزان تغییرشکلهای پلاستیک تحمیل شده به آنها می باشد. اثرات برخورد در سیستمهای سازه ای با ارتفاع طبقات یکسان که اختلاف ناچیزی در پریود اولیه آنها وجود دارد و ضریب کاهش مقاومت نسبتاً یکسانی در طراحی آنها منظور شده ناچیز است. اما باید به اثرات موضعی برخورد خصوصاً در حالت برخورد کف یک سازه به ستون سازه مجاور توجه لازم صورت گیرد.

بررسی های انجام شده نشان می دهد، که در زلزله های مختلف بیشترین آسیب ها و خسارات ،متوجه ساختمان های مصالح بنایی است. یکی از روش های بهسازی لرزه ای در برابر نیروهای ناشی از زلزله، جداسازی ساختمان از بستر خاک است. این پژوهش رفتار ساختمان متکی بر بستر لغزشی را مورد مطالعه قرار داده است. در این بررسی سازه از خاک زیر آن به وسیله یک لایه مصالح سنگی مناسب جدا شده و ساختمان روی بستر اصطکاکی می لغزد، به طوری که شتاب های اعمال شده در حد قابل توجهی کاهش می یابد. از مهم ترین پارامترها و متغیر های مورد توجه در این پژوهش اثر قطر مصالح سنگی مورد استفاده و ضخامت لایه بر روی رفتار ساختمان مصالح بنایی می باشد، لایه لغزشی با استفاده از روش المان گسسته مدلسازی شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که کاهش قطر مصالح سنگی و افزایش ضخامت لایه منجر به کاهش بیشتر شتاب ورودی به سازه می شود. همچنین رفتار دینامیکی ساختمان های بنایی با پایه های ایزوله شده، و نیز پایه های ثابت، با ایجاد مدل سه بعدی بررسی شده است. نتایج این مطالعه بیانگر عملکرد مناسب سازه های جداسازی شده با مصالح بنایی، نسبت به سازه هایی با پایه های ثابت می باشد.

ساختمان های مصالح بنایی، یکی از قدیمی ترین و رایج ترین انواع سیستم های ساختمانی در ایران می باشند. تجربه زلزله های اخیر موید آسیب پذیری این ساختمان ها در زلزله می باشد که موجب زیان های مالی و جانی قابل توجهی شده است. بنابراین لازم است مقاوم سازی این قبیل ساختمان ها به طور جدی مورد توجه قرار گیرد. یکی از روش های مقاوم سازی ساختمان های بنایی در برابر زلزله استفاده از پوشش بتن مسلح است که از یک لایه بتن و شبکه میلگرد تشکیل می شود و ظرفیت باربری جانبی دیوار را افزایش می دهد. به دلیل عدم وجود اطلاعات آزمایشگاهی در خصوص رفتار و عملکرد لرزه ای این دیوارها، طراحی روکش بتن مسلح بیشتر مبتنی بر ضوابط آیین نامه های بتنی و یا قضاوت مهندسی است. تا کنون چندین تحقیقات آزمایشگاهی و تحلیلی برای بررسی رفتار این گونه دیوارها انجام شده است اما نیاز به مطالعات بیشتر همچنان وجود دارد. به دلیل هزینه های زیاد تحقیقات آزمایشگاهی، به کارگیری مدل های عددی برای این منظور می توانند موثر باشند. در این پایان نامه با استفاده از مدلسازی عددی تعدادی دیوار آجری که به روش فوق تقویت شده و تحت بار رفت و برگشتی مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته بوده اند، مطالعه پارامتریک بر روی اثر مشخصات مختلف روکش بتن مسلح از جمله ضخامت روکش بتنی، مقدار میلگردهای تسلیح و همچنین نیروی فشاری محوری وارد بر دیوار، بر رفتار دیوارها انجام شد و نتایج به دست آمده مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. به منظور کاهش هزینه و زمان اجرا و وزن دیوار تقویت شده، استفاده از روکش بتن مسلح به صورت جزئی روی دیوار، با توجه به مود گسیختگی مورد انتظار، قابل تامل می باشد. در این پایان نامه حالات مختلف مقاوم سازی به صورت جزئی مدلسازی و تحلیل شده اند و برای هر یک از این حالات، مطالعات پارامتریک با فرض عرض لایه تقویت و سایر پارامترهای ذکر شده، به عنوان متغیر، انجام و نتایج به دست آمده بررسی شده اند.

این تحقیق نتایج تحلیل غیرخطی شش سیستم سازه ای بتن مسلح با تعداد طبقات 8 و 12 و 15 را ارائه می کند. این سازه ها شامل سیستم دوگانه (قاب-دیوار) در یک جهت و سیستم مقاوم قاب خمشی در جهت دیگر( در دو نوع ویژه و متوسط) می باشد که بر اساس استاندارد 2800 و آیین نامه بتن ایران تحلیل و طراحی شده اند. سه تحلیل تاریخچه زمانی(th)، طیف ظرفیت(csm)و طیف نقطه تسلیم(yps) در راستای قاب-دیوار بر روی این سازه ها انجام شده است. در این تحلیل ها رفتار خمشی-محوری کلیه المان ها غیر خطی و رفتار برشی دیوار خطی در نظر گرفته شده است. همچنین افت مقاومت در طیف تقاضای زلزله های اعمال شده در نظر گرفته نشده است. نتایج نشان می دهد روش yps در زلزله هایی که سازه را تا حد زیادی وارد ناحیه غیر خطی می کند، دقت کافی ندارد. همچنین این روش برای تعیین پاسخ، حساسیت بالایی به جابجایی تسلیم تعیین شده دارد. از این رو راهکارهایی برای رفع این کاستی ها ارائه شده است. همچینن با بررسی سهم دیوار برشی و قاب خمشی از نیروی برش پایه نشان داده شده است که سهم قاب ها از برش پایه در سازه های کمتر از 15 طبقه، همیشه کمتر از 30% است.

یک دیوار در حین زلزله تحت اثر میدان سه مولفه ای شتاب زمین و در نتیجه آن نیروهای همزمان درون صفحه و خارج از صفحه قرار می گیرد. این در حالی است که در اعضای ساخته شده با مصالح ترد، اعمال یک نوع نیرو بر عضو مورد نظر می تواند مقاومت آن عضو در برابر نیروهای دیگر را تحت تاثیر قرار دهد. تاکنون تحقیقات قابل توجه آزمایشگاهی و عددی در زمینه رفتار دیوارهای آجری تحت نیروهای زلزله انجام شده است که عموما رفتار درون صفحه و یا خارج از صفحه دیوار را به طور جداگانه و بدون در نظر گرفتن امکان اندرکنش بین این دو نوع بارگذاری در رفتار آنها، مورد بررسی قرار داده اند. در این پایان نامه مراحل انجام و نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده بر روی پانل های کوچک آجری تحت اثر همزمان نیروهای درون صفحه و خارج از صفحه ارائه شده است. نتایج آزمایش ها نشان دهنده وجود اندرکنش قابل توجه بین ظرفیت های درون صفحه و خارج از صفحه می باشد. به طوریکه در اثر وجود نیروی خارج از صفحه، از مقاومت درون صفحه دیوار کاسته می شود. در کنار مطالعات آزمایشگاهی، منحنی اندرکنش برای پانل های آزمایش شده با استفاده از یک روش ساده تحلیلی که در اینجا ارائه شده است نیز استخراج شده است. همچنین مطالعات عددی بر اساس آزمایش های انجام شده با هدف استخراج روابط اندرکنش در دیوارهای آجری انجام شده است. با انجام مطالعات جامع پارامتری، پارامترهای اصلی موثر بر اندرکنش نیروهای درون صفحه و خارج از صفحه شناسایی و تاثیر آنها بر اندرکنش بررسی شده است. مطالعات پارامتری نشان داد که نسبت ابعادی دیوار و خواص مکانیکی الاستیک و غیر الاستیک مصالح بنایی در کشش، بیشترین تاثیر را بر میزان اندرکنش در دیوارهای آجری دارند. در نهایت بر اساس نتایج حاصل از این تحقیق، روابطی برای استخراج منحنی اندرکنش یک دیوار خاص ارائه گردید و دقت آن مورد ارزیابی قرار گرفت.

در این تحقیق به منظور تعیین مقاومت قطری پانل های آجری یکسری آزمایش بر روی پانل های بنایی آجری غیرمسلح مطابق با استاندارد astm-e-519 انجام شده است.مصالح مورد استفاده در ساخت پانل های مزبور متناسب با مصالح ساختمانی متداول و مورد استفاده در ساخت وساز عمومی کشور می باشد. در این تحقیق به بررسی تاثیر زوایای مختلف آجرچینی بر مقاومت قطری و مدول برشی پانل های آجری پرداخته شده است. بدین منظور تعداد 9 نمونه پانل آجری با زوایه های 0و22.5 و 45 درجه ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفت . با مطالعه نتایج بدست آمده از این آزمایش ها و آزمایش های استاندار انجام یافته در این تحقیق مشخص شد که با افزایش زاویه بند افقی آجرچینی از 0درجه تا 45 درجه مقاومت قطری افزایش و مدول برشی کاهش می یابد در ادامه رابطه ای برای برآورد مقاومت قطری و مدول برشی پانل های آجری برای زوایای مختلف آجرچینی ارائه شده است.

پیچیدگی ماهیت مکانیزم انتقال برش در سطوح ترک خورده موجب شده تا ارزیابی و تحلیل عملکرد سازه های بتن مسلح بدون استفاده از مدلهای رفتاری مناسب از دقت قابل قبولی برخوردار نباشد. سطوح تماسی و ترک خورده به عنوان نقاط حساس و تاثیرگذار در رفتار کلی سازه های بتن مسلح شناخته شده اند. در حقیقت پاسخ سازه، مودهای گسیختگی و حتی ظرفیت نهایی المانهای بتن مسلح می تواند متاثر از مکانیزم انتقال تنش در سطوح ترک خورده و تماسی باشد. از طرفی شناخت و بیان انواع مکانیزمهای انتقال تنش در تحلیلهای مبتنی بر روش اجزاء محدود بسیار حائز اهمیت است. بنابراین شناخت انواع مکانیزمهای گسیختگی و خرابی و همچنین انواع ساز و کارهای انتقال تنش در سطوح ترک خورده و تماسی و نیز سطوح تاثیرگذار یکی از موارد اساسی در بررسی و ارزیابی پاسخ و تعیین میزان شکل پذیری انواع سازه های بتن مسلح می باشد. در ابتدا، ماهیت انتقال برش از طریق آرماتور عبوری (عمل شاخه ای) بصورت آزمایشگاهی تحت بارگذاریهای چرخه-ای و تکراری و همچنین بارگذاری دوجهته مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به داده های حاصله از مطالعه آزمایشگاهی در این تحقیق و همچنین دسته بندی داده های آزمایشگاهی دیگر محققین، مکانیزم انتقال برش به واسطه آرماتورهای عبوری مدنظر قرار گرفته است. تئوری تیر بر بستر ارتجاعی به عنوان ابزار پیشنهادی در این مورد معرفی شده و سپس با ارائه رابطه ای مناسب برای تغییرات سختی فنرهای بستر در حین بارگذاری، اندرکنش غیرخطی آرماتور و بستر بتنی آن درنظر گرفته شده و به وضعیت تیر بر بستر غیر ارتجاعی توسعه یافته است. با دسته بندی و مطالعه آماری داده های آزمایشگاهی موجود، رابطه مذکور برای بارگذاری چرخه ای و تکراری تعمیم یافته است. با در اختیار داشتن مشاهدات آزمایشگاهی بارگذاری دوجهته، اندرکنش راستاهای مختلف بارگذاری بر ظرفیت شاخه ای در معادلات مربوطه لحاظ گردیده است. در ادامه مدل و رویکرد پیشنهادی، برای مطالعه مکانیزم باربری روسازیهای بتن مسلح تعمیم و توسعه داده شده است. همچنین با توجه به تئوری تیر بر بستر ارتجاعی، با ارائه یک ریز مدل مکانیزم شاخه ای مد نظر قرار گرفته و از این طریق تغییرات سختی بستر و همچنین اندرکنش غیرخطی بتن بستر و آرماتور به نحو مناسبی شبیه سازی شده است. مکانیزم انتقال تنش از طریق بتن ترک خورده با توسعه مدل چگالی تماسی مد نظر قرار گرفته است. تابع چگالی تماسی اولیه با لحاظ نمودن تاثیر مسیر بارگذاری، مقاومت فشاری بتن، اندازه سنگدانه و زبری سطح ترک اصلاح شده است. با توجه به اعتبارسنجیهای گسترده بصورت جداگانه برای هر مکانیزم و نیز بصورت ترکیبی، دقت مناسب و همچنین کارایی قابل قبول فرضیات و مدلهای پیشنهادی نشان داده شده است. از سوی دیگر مقایسه با نتایج موجود آزمایشگاهی کارایی و دامنه کاربرد گسترده مدلهای پیشنهادی را نشان می-دهند.

ارزیابی عملکرد سازه های بنایی در نتیجه بارگذاری جانبی، به دلیل رفتار شکننده و ناهمسانگرد اجزای آن ها از پیچیده ترین و مهم ترین مسائل غیرخطی به شمار می رود. در ادبیات فنی برای مدلسازی عددی این گونه سازه ها، دو روش ریزمدلسازی و درشت مدلسازی پیشنهاد شده که در تحلیل سازه های با ابعاد بزرگ، روش درشت مدل به دلیل سهولت آن در فرآیند مدلسازی و تحلیل، از کاربرد بیشتری برخوردار است. تاکنون مدل های توسعه یافته معدودی به منظور به کارگیری این روش پیشنهاد شده که از آن جمله می توان به مدل پلاستیسیته رانکین- هیل اشاره کرد. این مدل با وجود عملکرد نسبتاً مناسب در پیش بینی رفتار دیوارهای بنایی، به دلیل مشکلاتی نظیر؛ عدم اعمال کاهش سختی در چرخه های بارگذاری، باربرداری و بارگذاری مجدد و ضعف در ارزیابی عملکرد نمونه های با سربار زیاد چندان مطلوب نمی باشد. مشکلات همگرایی نیز از دیگر معایب این مدل است. در این رساله، برمبنای توسعه ی مدل رانکین- هیل به کمک مدل پلاستیک- خرابی لی و فنوز و با در نظر گرفتن موارد عنوان شده، مدل جامع پلاستیک- خرابی ناهمسانگردی در فضای تنش مسطح پیشنهاد شده که علاوه بر داشتن ویژگی های ناهمسانگرد مدل رانکین- هیل از مشخصه های خرابی مدل لی و فنوز نیز برخوردار است. به منظور به کارگیری مدل پیشنهادی، برنامه ی جامعی (شامل: پیش پردازنده، پردازنده و پس پردازنده) برمبنای روش اجزای محدود نوشته شد که در حل محلی نگاشت بازگشتی آن از مدل پیشنهادی استفاده شده است. راست آزمایی این برنامه و مدل پیشنهادی، به کمک مجموعه ای از نمونه های تک المان و نمونه های ترکیبی (تشکیل یافته از چندین المان) در شرایط مختلف بارگذاری انجام شده است. همچنین به منظور سرعت بخشی و بهبود روند همگرایی برنامه، فرآیند نگاشت بازگشتی براساس روشی تحت عنوان روش ذوزنقه ای توسعه داده شد. جهت ارزیابی عملکرد مدل در شناسایی رفتار ناهمسانگرد مصالح بنایی به ویژه در ترکیبات تنش، نمونه های پانل قطری مصالح بنایی در زوایای مختلف بند ملات به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت که علاوه بر نمونه های عنوان شده، مجموعه ای از آزمایش های استاندارد نیز بر روی اجزای مصالح بنایی انجام شده است. نتایج آزمایش های صورت گرفته برروی نمونه های مصالح بنایی با زوایای متفاوت بند ملات نشان داده است که با افزایش زاویه بند ملات از صفر تا 45 درجه نسبت‎ به امتداد بارگذاری، مشخصه های مکانیکی مصالح بنایی شامل؛ مقاومت فشاری، مقاومت کشش قطری و مدول الاستیک برشی کاهش می یابد. درخصوص مدول الاستیسیته فشاری بیشترین و کمترین مقدار به ترتیب در نمونه های با زاویه بند ملات صفر و 5/22 درجه می باشد. همچنین نتایج به دست آمده از راست آزمایی برنامه و مدل پیشنهادی در نمونه‎ های تک المان و ترکیبی، حاکی از عملکرد مناسب آن در ارزیابی رفتار نمونه های با بارگذاری چرخه ای و یکنوا است. به طوری که در بارگذاری چرخه ای، روند کاهش مقادیر سختی و در بارگذاری یکنوا در نمونه های با سربار زیاد، عملکرد مدل پیشنهادی در مقایسه مدل رانکین- هیل بسیار مطلوب ارزیابی می شود. همچنین شبیه سازی نمونه های پانل قطری آزمایش شده برای زوایای مختلف بند ملات، به خوبی قابلیت مدل را در شناسایی رفتار ناهمسانگرد مصالح بنایی نشان می دهد.

معایب موجود در رفتار لرزه ای مهاربندهای معمولی همچون شکل پذیری و اتلاف انرژی کم و همچنین داشتن منحنی هیسترزیس نامتقارن باعث شده محققان به فکر استفاده از مهاربندهای کمانش تاب بیافتند . این نوع مهاربندها علاوه بر تامین سختی جانبی زیاد، بدلیل داشتن منحنی هیسترزیس متقارن ( که نشان دهنده استفاده حداکثر از ظرفیت مقطع مهاربند هم در فشار و هم در کشش برای اتلاف انرژی می باشد ) شکل پذیری و میزان استهلاک انرژی سازه را افزایش می دهد. در این پژوهش رفتار لرزه ای قاب های بتنی چهار، هشت، دوازده و شانزده طبقه(سه دهانه و پنج دهانه)، که با مهاربند کمانش تاب مهاربندی شده اند، با استفاده از انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی بوسیله نرم افزار opensees ، بررسی شده است. نتایج بدست آمده با رفتار لرزه ای قاب های مشابه بدون مهاربند و دارای مهاربندهای متعارف، مقایسه گردیده و همچنین سطح عملکرد آنها بررسی شده است . نتایجی که از این تحقیق بدست آمده حاکی از آن است که استفاده از مهاربندهای کمانش تاب رفتار لرزه ای کل سازه را نسبت به حالتی که مهاربند معمولی استفاده شده باشد بهبود می بخشد و باعث می شود که اتلاف انرژی بیشتری در سازه صورت گیرد و سازه در سطح عملکرد بهتری قرار گیرد .

در سال های اخیر ترمیم و تقویت اعضای بتن مسلح با استفاده از پلیمر کامپوزیت های مسلح شده با الیاف frp به عنوان روشی کارامد مطرح بوده است. در این زمینه محققین بسیاری تاثیر استفاده از این کامپوزیت ها را در رفتار اعضای بتن مسلح مورد مطالعه و آزمایش قرار داده اند.از میان اعضای بتن مسلح موجود در یک سازه ،اتصالات نقش چشمگیری در تعیین رفتار کلی سازه دارند به نحوی که تغییرات سختی و مقاومت و نحوه شکست آن ها ، رفتار سایر اعضا را تحت تاثیر قرار می دهد. در این عضو خاص از یک سو به علت تراکم زیاد میلگرد ها و از طرفی به دلیل مسائل اجرائی ضعف های بسیاری به وجود می آید.آیین نامه های طراحی مربوط به قبل از سال 1997 میلادی میلگردگذاری عرضی خاصی را برای این منطقه پیشنهاد نمی کنند.و سازه های ساخته شده بر اساس این آیین نامه ها در این عضو ضعف های دارند .در این تحقیق با استفاده از نرم افزار آباکوس و با استفاده از مدل خسارت خمیری موجود در این نرم افزار برای مدل سازی بتن و با استفاده از مدل های رفتاری مناسب برای میلگرد و همچنین ورق های کامپوزیتی چند نمونه از اتصالات آزمایش شده توسط سایر محققین مدل سازی شده است. اندرکنش موجود بین این مصالح از جمله اثر جداشدگی بین ورق کامپوزیتی و بتن و همچنین اثر پیوستگی-لغزش بین بتن و میلگرد با استفاده از المان های چسبنده و فنرهای غیرخطی در نظر گرفته شده است.مدل های ایجاد شده تحت اشکال مختلف تقویت بررسی و سعی شده است تا با استفاده از این روش ها ضعف های موجود در آن ها مرتفع و نوع شکست در آن ‎ها تغییر داده شود.همچنین تاثیرات پدیده جداشدگی ورق در رفتار کلی عضو در هر یک از حالات مختلف تقویت دیده شده است.

در مواردی از طراحی نیاز به کاهش وزن یک المان سازه ای مهمتر از افزایش مقاومت آن است. این موضوع در سازه های بلند و سنگین (پل ها) بیشتز حائز اهمیت است. از طرفی با توجه به ارتباط مستقیم نیروی ناشی از زلزله با جرم ساختمان، کاهش جرم (بار مرده) موجب کاهش بارهای جانبی ناشی از زلزله می شود. استفاده از بتن سبک سازه ای به مقدار قابل توجهی بارهای مرده سازه را کاهش می دهد که نتیجه آن کاهش بار ناشی از زلزله می شود. لکن استفاده از بتن سبک که مدول ارتجاعی کمتری نسبت به بتن معمولی دارد، در فرایند بارگذاری زودتر به مرحله ترک خوردگی می رسد. برای رفع این اشکال و بالا بردن ظرفیت ترک خوردگی بتن سبک از الیاف فولادی در طرح اختلاط آن استفاده می شود که در حد قابل توجهی گسترش ترک ها کنترل شده و خواص مکانیکی بتن سبک بهبود می یابد. علیرغم ضرورت استفاده از بتن سبک سازه ای در ساختمان ها مسائلی همچون اندازه ی المان ها، اتصالات، جزئیات و نوع آرماتور گذاری و رفتار دینامیکی سازه های بتن مسلح دارای بتن سبک، نیاز به بررسی و مطالعه بیشتری دارد. این مطالعه به منظور استفاده از بتن سبک سازه ای دو هدف ذیل را دنبال می کند: 1. تولید بتن سبک سازه ای با حداقل وزن مخصوص خشک و مشخصات فیزیکی و مکانیکی مناسب و بررسی اثر الیاف فولادی بر مشخصات مکانیکی آن 2. بررسی رفتار شبه لرزه ای بتن سبک سازه ای مسلح به الیاف فولادی از طریق انجام آزمایش بر روی تیرهای دو سر ساده تحت بارگذاری تناوبی به منظور دستیابی به اهداف مورد نظر، مشخصات مکانیکی بتن سبک برای دو حالت بدون الیاف و دارای الیاف با درصد مختلف (5/0، 75/0 و 1) از طریق آزمایش های استاندارد تعیین گردید. سپس با طراحی و ساخت پنج نمونه تیر بتن مسلح مشتمل بر سه تیر بتن سبک مسلح دارای الیاف فولادی(5/0، 75/0 و 1) و یک نمونه تیر بتن مسلح دارای بتن سبک بدون الیاف فولادی و یک نمونه تیر شاهد (بتن معمولی) مورد آزمایش تحت بار دو نقطه ای متمرکز به صورت چرخه ای قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با استفاده از الیاف فولادی ویژگی های مکانیکی بتن سبک به طور جدی بهبود می یابد، به طوری که در نمونه بتن سبک دارای 1% حجمی الیاف فولادی نسبت به نمونه بتن سبک بدون الیاف، مقاومت مشخصه آن 5/21 درصد، مدول ارتجاعی 14 درصد، کرنش نظیر مقاومت مشخصه 31 درصد، مقاومت کششی شکافتگی 46 درصد و مقاومت کششی خمشی 274 درصد افزایش می یابد.

آیین نامه های رایج، از نظر پیش بینی عملکرد سازه ها در برابر زلزله، ضعیف هستند. در چند سال اخیر، روش طراحی بر اساس عملکرد مورد توجه پژوهشگران و آیین نامه های جدید قرار گرفته است. هدف از طراحی بر اساس عملکرد این است که بتوان سازه ای ساخت که عملکرد آن در مقابل زلزله های مشخص قابل پیش بینی باشد. در زمینه روش طراحی بر اساس عملکرد تاکنون تحقیقات زیادی صورت گرفته است، اما در این پایان نامه سعی شده است که از دیدگاه روش طراحی بر اساس عملکرد ساختمان های بتن مسلح دارای دیوار برشی با مقاومت بالا مورد مطالعه قرار گیرند. برای این منظور در این پایان نامه 100 تحلیل غیرخطی برای 25 سازه در دو دسته ی 15 و 30 طبقه که در دو گروه ترکیبی 9 و 16، از مقاومت های مختلف بتن در مجموعه های 24،40،60 و 80 مگاپاسکال انجام گرفته است. این سازه ها ابتدا با استفاده از نرم افزار etabs بر مبنای استاندارد 2800 و آییننامه بتن ایران تحلیل و طراحی شده اند. در ادامه به منظور ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه ها، از روش های تحلیل غیرخطی استفاده شده است. بدین منظور یکی از دیوارهای سازه سه بعدی بعدی را جهت تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی در نرم افزار idarc مدلسازی کرده و نتایج حاصل از آن مورد ارزیابی لرزه ای قرار گرفته اند. سپس با استفاده از طیف ظرفیت روش atc-40، نقاط هدف سازه ها تعیین شده و در این نقاط، سطوح عملکرد سازه ها بر اساس ضوابط fema-356 مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج حاصل از تحلیل های غیرخطی و ارزیابی عملکرد دیوارها، تعداد زیادی از آن ها در صورت اعمال معیارهای پذیرش بر اساس دوران خمیری مطابق fema-356 ، نمی توانند سطح عملکرد ایمنی جانی که مطلوب استاندارد 2800 است، را تأمین کنند.

جلوگیری از فروریزش سازه¬ها یکی از مبانی طراحی¬های لرزه¬ای متداول است. اغلب سازه¬ها پس از رخداد زلزله دچار تغییرمکان نسبی ماندگار شده و بهره¬برداری از ساختمان، نا¬ممکن و در مواردی بازسازی، هزینه¬های سنگینی را طلب می¬کند. در طول دو دهه گذشته، محققین سازه و زلزله، سیستم¬های لرزه¬ای جدیدی را معرفی کرده¬اند که به سیستم¬های مرکزگرا معروفند و علاوه بر قابلیت استهلاک انرژی و کاهش خسارت به سازه، تغییرشکل¬های ماندگار کمتری به سازه تحمیل می¬کنند. افزودن سیستم مرکزگرا به دیوارهای برشی پیش-ساخته، حرکت گهواره¬ای آن را افزایش داده وتغییرمکان نسبی ماندگار در بالاترین تراز دیوار را کاهش می¬دهد. در این پژوهش سه نمونه آزمایشگاهی که شامل دو نمونه دیوار برشی بتن مسلح پیش¬ساخته¬ ترکیبی و یک نمونه دیوار برشی بتن مسلح پیش¬ساخته جایگزین می¬شود و یک نمونه دیوار برشی بتن مسلح پیش¬ساخته با ابعاد واقعی با تمام جزئیات در نرم¬افزار اجزای محدود مدل¬سازی شده و پس از انجام تحلیل غیرخطی عددی، پاسخ آن در برابر بارهای جانبی ناشی از زلزله و بارهای ثقلی مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق در مجموع 53 مدل عددی ساخته شد که از این تعداد 19 تا برای صحت¬سنجی و دیگر نمونه ها برای تحلیل پارامتری به کار گرفته شدند. نتایج به دست آمده نشان می¬دهد که نحوه مدل¬سازی در تطبیق با فیزیک نمونه-های آزمایشگاهی به خوبی انجام شده است. پارامترهای موثر در تأمین حرکت گهواره¬ای دیوار و رفتار لرزه¬ای آنها نیز در تحلیل¬های عددی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نتایج حاصل از بررسی نمونه طراحی شده با ابعاد واقعی و تحلیل عددی آن، نشان داد که می¬توان هرگونه از دیوارهای مشابه را به صورت استاتیکی غیرخطی تحلیل و طراحی نمود.

چکیده هدف اصلی از طراحی لرزه ای تامین ایمنی جانی در هنگام وقوع زلزله و تعمیر پذیر بودن سازه خسارت دیده، پس از وقوع زلزله است. تجربه زلزله های اخیر نشان داده است که ساختمان های طراحی شده با آیین نامه های مبتنی بر نیرو از نظر محدود نمودن خسارت وارده بر سازه دقت لازم را ندارند. این امر سبب پیدایش نسل جدید آیین نامه های مبتنی بر عملکرد شده است. در این آیین نامه ها بر اساس تغییرشکل های غیرارتجاعی اعضا، سطوح عملکرد تعریف می شود و بر این مبنا طراحی صورت می گیرد. بنابراین لازم است میان سطوح عملکرد و خسارت های ایجاد شده در اعضا، ارتباط مناسب برقرار شود. برای ارزیابی و برآورد خسارت اعضا معیارهایی تحت عنوان شاخص های خسارت تعریف شده اند. شاخص های خسارت معیارهایی هستند که شامل چند متغیر خسارت بوده و اثرات آن متغیرها را روی خسارت عضو نشان می دهند. یکی از مهمترین شاخص های خسارت موجود، شاخص خسارت پارک و انگ (1987) است. شاخص خسارت پارک-انگ، خسارت اعضای بتن مسلح را به صورت ترکیب خطی از بیشینه تغییرشکل ها و انرژی چرخه ای جذب شده به صورت زیر ارائه می دهد: d_pa=?_m/?_u +?_pa (??de)/(q_y ?_u ) به صورت تحلیلی مقدار d_pa برای حالت بدون خسارت برابر صفر بوده و برای فروریزش سازه، باید برابر با یک باشد. ضریب ? بیان کننده کاهش مقاومت عضو در رفتار چرخه ای است و سهم خسارت های ناشی از استهلاک انرژی یا خسارت مقاومتی عضو را مشخص می کند. پارک و انگ از این ضریب برای کالیبره کردن شاخص خسارت خود استفاده کرده اند و رابطه ضریب ?_pa را به گونه ای بدست آوردند که شاخص در نقطه گسیختگی به مقدار یک همگرا شود. بر اساس نتایج بدست آمده، رابطه زیر ارائه شده است: ?_pa=(-0.447+0.073 l/d+0.24n_?+0.314?_t )*?0.7?^(?_w ) وجود پراکندگی زیاد در نقطه گسیختگی و عدم قطعیت موجود در ضریب ?_pa، محققان را به انجام پژوهش های بیشتر در این زمینه واداشت. با گذشت چند سال کوناث و همکاران (1992) رابطه اصلاحی خود را ارائه کردند: d_k=(?_m-?_y)/(?_u-?_y )+?_k (??de )/(m_y ?_u ) مهمترین تفاوت های رابطه ی اصلاحی کوناث، بازنویسی این رابطه بر اساس منحنی لنگر- انحنا و حذف ضریب ?_pa و بجای آن استفاده از ضریب کاهش مقاومت در مدل چرخه ای است. ثابت گرفتن مقدار ضریب ? باعث افزایش پراکندگی شاخص در نقطه گسیختگی و سطوح عملکرد بالا می شود. رجبی و برقی (1390) شاخص خسارت پارک- انگ را برای نمونه ستونهای بتن آرمه مورد بررسی قرار دادند. آنها بر اساس نتایج بدست آمده از آزمایش ها و با استفاده از همان متغیرهای ضریب ?_pa، رابطه ی زیر را برای این ضریب ارائه داده اند: ?_rb=(-0.287+0.098 l/d+0.229n_.+0.21?)*?0.687?^(?_w ) در این مطالعه شاخص خسارت پارک-انگ و روابط اصلاحی آن در سطوح عملکرد اعضا شامل سطح قابلیت استفاده بی وقفه، ایمنی جانی و آستانه فروریزش مورد بررسی قرار گرفته است. به این ترتیب که مقادیر شاخص در این سطوح، سهم خسارتهای تغییرمکانی و مقاومتی در اعضای مختلف و نحوه توزیع خسارت میان اعضا ارزیابی شده است. برای این منظور سه قاب خمشی بتن مسلح با تعداد طبقات مختلف در نظر گرفته شده و در سه سطح عملکرد طراحی شده است. بر روی این قابها تحت هفت شتابنگاشت تحلیل دینامیکی غیرخطی انجام شده و در نهایت تحلیل خسارت روی آنها صورت گرفته است. به طور کلی در این نه قاب، سه شاخص خسارت مورد نظر برای همه اعضا بدست آمده و روی مقادیر و نحوه توزیع خسارت ها بحث شده است و به طور خلاصه برخی از این نتایج در ادامه اشاره می شود. شاخص خسارت تیرها با مقدار دوران ایجاد شده در مفاصل پلاستیک رابطه ی مستقیم دارند. در اعضا با سطح عملکرد قابلیت استفاده بی وقفه این رابطه خطی بیشتر نمایان است اما با افزایش مقدار دوران در اعضا یا به عبارت دیگر در سطح عملکرد آستانه فروریزش، پراکندگی بیشتری برای شاخص ها وجود دارد. در این سطح عملکرد، سهم زیادی از خسارت عضو ناشی از رفتار چرخه ای است و به علت ضعف ضرایب ?، این خسارتها نشان داده نمی شوند. در شکل 1 شاخص خسارت تیرهای قاب شش طبقه و سه دهانه در سطح عملکرد آستانه فروریزش در مقابل دوران مفصل پلاستیک ترسیم شده است. شکل 1. شاخص خسارت تیرهای قاب شش طبقه و سه دهانه در مقابل دوران مفصل پلاستیک این قاب در سطح عملکرد آستانه فروریزش به گونه ای طراحی شده است که ستون ها کنترل کننده سطح عملکرد باشند، به عبارت دیگر ابتدا ستونها به حداکثر دوران مجاز در مفصل های پلاستیک خود می رسند، در این نوع قابها از ظرفیت استهلاک انرژی تیرها به طور کامل استفاده نمی شود و سهم خسارت مقاومتی آنها به شدت کاهش می یابد. در این حالت شاخص خسارت کمتری برای تیرهای با سطح عملکرد آستانه فروریزش در مقایسه با تیرهای با سطح عملکرد ایمنی جانی بدست می آید. توزیع خسارت های ناشی از رفتار چرخه ای (strength damage) در ارتفاع متناسب با بیشینه تغییرمکان نسبی طبقات است. به طور معمول در قابهای خمشی بتن مسلح بیشینه تغییرمکان نسبی طبقات (drift)، در طبقه های میانی ایجاد می شود و به همین ترتیب خسارت تیرها در این طبقه بیشتر خواهد بود. می توان نتیجه گرفت که خسارت تیرها و همچنین توزیع خسارت مقاومتی تیرها در ارتفاع، متناسب با تغییر مکان نسبی طبقات است. اختلاف میان سه شاخص خسارت در ستونها بسیار کم بوده و مقادیر آنها بسیار نزدیک به هم است. در سه شاخص خسارت سهم خسارت مقاومتی ستونها بسیار کم بوده و در حدود 10 درصد است. این امر نشان می دهد که این شاخص ارتباط ضعیفی با خسارتهای چرخه ای یا خسارت های مقاومتی ستونها داشته و نمی تواند این نوع خسارت ها را برآورد کند. بیشینه شاخص خسارت تیرها در طبقات میانی و بیشینه شاخص خسارت ستونها در طبقه اول روی می دهد، در مقابل در طبقه های میانی خسارت ستونها نزدیک به صفر است. به عبارت دیگر می توان گفت که توزیع خسارت ستونها دقیقا برعکس توزیع خسارت در میان تیرهای طبقات است.

برای عملکرد بهینه در سیستم دیوارهای بتن مسلح کوپله، مکانیزم اتلاف انرژی باید به صورت تشکیل مفاصل پلاستیک در تیرهای همبند صورت پذیرد. درنتیجه وجود تیرها باعث کاهش تنش در دیوارها می شود. در اینصورت، می توان تیرهای همبند را به گونه ای طراحی کرد تا به عنوان فیوز قابل تعویض در سیستم عمل کنند. در این پژوهش ابتدا رفتار چرخه ای دیوار برشی همبند با تیر رابط فولادی و بتن مسلح با استفاده از نرم افزار اجزا محدود دایانا 3/9 ( diana 9.3 ) با نمونه آزمایشگاهی صحت سنجی شده است. درادامه یک تیر فولادی تعویض پذیر بر اساس جاری شدگی برشی ناحیه فیوز و باقی ماندن نواحی کناری در قلمرو ارتجاعی در مقیاس "2" ?"3" طراحی شد. سپس رفتار چرخه ای تیر همبند فولادی تعویض پذیر طراحی شده مورد ارزیابی قرارگرفت.

محققین متعددی مطالعاتی بر رفتار لرزه ای اتصالات تیر عریض - ستون بتن مسلح انجام داده اند. با این وجود تحقیقاتی بر رفتار این اتصالات وقتی محور تیر و محور ستون دارای خروج از مرکزیت نسبت به یکدیگر باشند، انجام نگرفته است. در این پژوهش، اتصالات تیر عریض - ستون کناری بتن مسلح تحت اثر تغییر مکان جانبی با استفاده از روش اجزای محدود غیر خطی مدل سازی شده است. بدین منظور، رفتار بتن با استفاده از مدل خسارت - خمیری موجود در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شده است. منحنی های بار جانبی - تغییر مکان نسبی جانبی انطباق بالایی با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد. پس از صحت سنجی مدل عددی، اثر عواملی همچون نسبت خروج از مرکزیت، عرض تیر به عرض ستون و نیروی محوری ستون بر منحنی بار جانبی - تغییر مکان نسبی جانبی بررسی شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که در طراحی اتصالات تیر عریض - ستون بتن مسلح، پیچش ناشی از خروج از مرکزیت باید در طراحی ستون و تیر عرضی لحاظ گردد.

وجود میانقاب مصالح بنایی در قاب های بتن مسلح در ساخت و ساز کشورمان امری رایج محسوب می شود. میانقاب ها به طورمعمول از قاب پیرامونی خود جدا نمی گردند و در بسیاری از موارد، دارای بازشوهای پنجره و درب می باشند. وجود بازشو، رفتار درون صفحه ای مجموعه قاب و میانقاب (قاب مرکب) را نسبت به حالت میانقاب توپر تغییر می دهد. در این رساله، رفتار قاب های بتن مسلح دارای میانقاب مصالح بنایی بازشودار با توجه به شرایط ساخت و ساز رایج در ایران، هم به طور آزمایشگاهی و هم به طور تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است و مدل هایی برای در نظر گرفتن اثر آن در قاب های بتن مسلح برای تحلیل غیرخطی-لرزه ای آنها ارائه شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

یکی از روش های متداول تقویت لرزه ای سازه های آجری در ایران، استفاده از پوشش بتن مسلح می باشد. اما به دلیل عدم وجود نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی جامع در مورد این روش تقویت، رفتار المان های تقویت شده با این روش به روشنی مشخص نمی-باشد. خوشبختانه در سال های اخیر توجه بیشتری به بررسی رفتار این نوع سازه ها شده و تحقیقات آزمایشگاهی و تحلیلی معدودی نیز بر روی این سازه ها انجام شده است. یکی از مشکلات اصلی در بررسی این نوع سازه ها عدم وجود مدل تحلیلی مناسب جهت بررسی رفتار غیرخطی آن ها و همچنین روشی برای طراحی و ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای سازه های تقویت شده با این روش می باشد. در این تحقیق سعی شده است تا گامی هر چند کوچک در برطرف نمودن بعضی از این مشکلات برداشته شود. به همین منظور با استفاده از یک روش همگن سازی پیشنهادی در محدوده ارتجاعی، روابطی جهت محاسبه پارامترهای ارتجاعی سه بعدی ارتوتروپیک المان آجری تقویت نشده و تقویت شده استخراج و ارائه شده است. با استفاده از این روابط می توان سازه بنایی تقویت شده و تقویت نشده را با استفاده از یک المان خطی و با مشخصات متوسط به راحتی مدل سازی نمود و مورد ارزیابی خطی قرار داد. در ادامه مدل های تحلیلی ساده و مناسبی جهت تحلیل استاتیکی غیرخطی دیوار آجری تقویت نشده و تقویت شده با در نظر گرفتن تغییرشکل های خمشی و برشی پیشنهاد و با استفاده از آن برنامه ای تهیه شده است که قادر به تحلیل استاتیکی غیرخطی دیوار آجری تقویت نشده، دیوار آجری تقویت شده با پوشش بتن مسلح و دیوار بتن مسلح در زمانی بسیار اندک می-باشد. برنامه تهیه شده با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی موجود، برای هر سه نوع دیوار مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است. همچنین با استفاده از نتایج تحلیلی برنامه تهیه شده و نرم افزارwcomd، به بررسی تغییرات رفتاری دیوار تقویت شده نسبت به دیوار تقویت نشده پرداخته شده است. در نهایت روابطی جهت محاسبه ظرفیت دیوار تقویت شده ارائه شده و روشی جهت ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای این نوع سازه ها پیشنهاد شده است. دقت روابط ارائه شده نیز با مقایسه با نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی موجود مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است.

در این پایان نامه رفتار غیرخطی دیواربرشی کوپل با تیرهای همبند خارج از محورنسبت به دیوارتحت بارهای زلزله مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور یک دیوار برشی کوپل هشت طبقه انتخاب شده است. در ابتدا صحت مدل سازی دیوار با استفاده از نتایج نمونه های آزمایشگاهی ارزیابی گردید. در این تحقیق دیوار برشی برای نیروی جانبی مطابق استاندارد 2800 (آیین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله) طراحی شد. در این حالت رفتار مصالح خطی منظور شده و سازه به وسیله نرم افزار etabs مدلسازی و بر مبنای آیین نامه aci-318 طراحی شده است. در مرحله بعد با استفاده از نرم افزار abaqus دیوار در شرایط مختلف خروج از محوری تیر نسبت به محوردیوارتحت تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی قرار گرفت. تحلیل دینامیکی دیوار به صورت تاریخچه زمانی و با استفاده از زلزله های بم،رودبارو طبس انجام شد. سپس با استفاده از نتایج تحلیل های انجام شده اثرات خارج از صفحه ناشی از خروج از محوری و همچنین پارامترهایی مانند ضریب ایمنی و ضریب رفتار سازه محاسبه و مورد بررسی واقع شد. مطالعات نشان می دهد که لنگرهای خمشی و نیروی برشی خارج از صفحه دیوار در اثر خروج از محوری تیر نسبت به دیوار افزایش می یابندو تغییرات آنها نسبت به خروج از محوری دارای الگوی منظمی است و در برخی موارد این نیروها در مقایسه با مقاومت دیوار قابل توجه هستند.بررسی نتایج نشان می دهد تغییر چندانی درحداکثر جابجایی های داخل صفحه دیوار در اثر خروج از محوری ایجاد نمی شود اما از ظرفیت برشی دیوار %10 تا %30 کاسته می شود. ضریب رفتار دیوارنیز در اثر خروج از محوری تغییر قابل توجهی نخواهد کرد.

ساختمان های مصالح بنایی از رایج ترین انواع ساختمان ها و در عین حال آسیب پذیرترین آنها در هنگام زلزله بشمار می رود، از این رو مقاوم سازی این قبیل ساختمان ها حائز اهمیت می باشد. یکی از روش های مقاوم سازی این قبیل ساختمان ها در برابر زلزله استفاده از پوشش بتن مسلح است. پوشش بتن مسلح بعنوان یک فراورده بتنی در صنعت ساختمان سازی بسیار مورد استفاده می باشد و همچنین در مقاوم سازی ساختمان ها بدلیل قابلیت دسترسی و سهولت در اجرا نیز نقش مهمی را ایفا می نماید. این پوشش بتنی در واقع از یک لایه نازک بتن یا ملات ماسه سیمان مسلح شده با شبکه فولادی ساخته شده است. رفتار ساختمان مقاوم شده با پوشش بتن مسلح وابسته به قطر و فاصله میلگردهای شبکه فولادی، مقاومت و ضخامت پوشش بتنی می باشد. تا کنون بررسی های آزمایشگاهی صورت گرفته بیشتر در مورد رفتار داخل صفحه دیوار و مودهای خرابی مرتبط بوده است و محققین کمتر به بررسی رفتار پیچشی ساختمان بنایی غیر مسلح و مودهای خرابی آن پرداخته اند. بر این اساس در این پژوهش آزمایشگاهی به منظور بررسی رفتار پیچشی ساختمان بنایی غیر مسلح، ابتدا یک ساختمان آجری غیر مسلح ساخته شده و تحت یک لنگر پیچشی یکنوا واقع شد و بعنوان نمونه مبنا قرار گرفت و در حالت بعد نمونه دیگری ساخته شده و دیوار خارجی آن توسط شبکه فولادی و پوشش بتنی تقویت گردید و اثر تقویت بر رفتار پیچشی ساختمان بنایی غیر مسلح، مورد مطالعه قرار گرفت و پارامترهای سختی، مقاومت، شکل پذیری و جذب انرژی ساختمان آجری مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس مدلسازی عددی نمونه های آزمایشگاهی توسط نرم افزار abaqus انجام شد و نتایج مدلسازی عددی نمونه های مورد آزمایش با نتایج آزمایشگاهی آنها مورد مقایسه قرار گرفته است.

ضریب بزرگنمایی تغییر مکان به منظور تخمین تغییر مکان جانبی واقعی سازه که تحت اثر زلزله شدید در آن ایجاد می شود، از روی تغییر مکان جانبی ارتجاعی آن که با استفاده از تحلیل های خطی و با نیروهای کاهش یافته زلزله محاسبه می شود، مورد استفاده قرار می گیرد. مروری بر آیین نامه های مختلف نشان می دهد که در آن ها ضریب بزرگنمایی تغییر مکان فقط وابسته به نوع سیستم مقاوم جانبی در نظر گرفته شده و با وجود این که این ضریب در تمام این آیین نامه ها دارای وظیفه یکسانی است، ولی مقادیر عددی منتسب به آن متفاوت می باشد. به علاوه برای کنترل تغییر مکان های نسبی غیر ارتجاعی طبقات نیز محدودیت های ارائه شده در آیین نامه ها با یکدیگر متفاوت می باشد. هدف از پژوهش حاضر مطالعه ضریب بزرگنمایی تغییر مکان و بررسی عوامل موثر بر آن در قاب های خمشی بتن مسلح ویژه و متوسط با استفاده از تحلیل های غیر خطی- لرزه ای می باشد. گرچه در اغلب آیین نامه های طرح لرزه ای ضریب بزرگنمایی تغییر مکان هم برای محاسبه تغییر مکان های جانبی غیر ارتجاعی و هم تغییر مکان های جانبی نسبی غیر ارتجاعی به کار برده می شود، ولی نتایج تحقیقات انجام شده در این زمینه نشان می دهند که اثر برخی عوامل مانند مکانیزم جاری شدن طبقات، مقاومت افزون هر طبقه و توزیع سختی در ارتفاع سازه بر مقدار تغییر مکان های نسبی بسیار بیش تر از اثر آن ها بر میزان تغییر مکان های جانبی می باشد. به همین دلیل در پژوهش حاضر تغییر مکان های جانبی نسبی و تغییر مکان های جانبی جداگانه مورد بررسی قرار گرفته اند. برای انجام مطالعات از 32 قاب خمشی بتن مسلح (با شکل پذیری زیاد و متوسط) که تعداد طبقات آن ها از 2 تا 12 طبقه تغییر می کند و دارای 3 یا 5 دهانه هستند، استفاده شده است. تحلیل های خطی از روش استاتیکی معادل و به صورت سه بعدی توسط نرم افزار etabs و تحلیل های غیر خطی از روش تاریخچه زمانی و به صورت دو بعدی توسط نرم افزار idarc انجام شده اند. پس از انتخاب و مقیاس کردن شتاب نگاشت ها و انجام تحلیل های غیر خطی، با شناسایی مهم ترین عوامل موثر بر تغییر مکان های غیر ارتجاعی و انجام رگراسیون غیر خطی، رابطه ای برای محاسبه پروفیل تغییر مکان غیر ارتجاعی سازه از روی پروفیل تغییر مکان ارتجاعی آن در قاب های خمشی بتن مسلح ویژه و متوسط ارائه شده است. سپس نتایج به دست آمده با رابطه استاندارد 2800 مقایسه و در مورد اختلاف ها بحث شده است. در مورد تغییر مکان های جانبی نسبی نیز در مورد علل تمرکز تغییر مکان های نسبی و در نتیجه تمرکز آسیب های سازه ای که در طبقات خاصی از سازه متمرکز می باشد، بحث شده و سپس با توجه به نتایج تحلیل های غیر خطی، محدودیت کم تری برای کنترل تغییر مکان نسبی در چهار نمونه از قاب ها اعمال شده و اثر آن بر پاسخ سازه ها و آسیب آن ها مورد مطالعه قرار گرفته است.

هدف از انجام این تحقیق بررسی حدود تغییرات مقاومت و سختی اجزاءسازه ای بتن مسلح می باشد که از طریق مطالعه رفتار استاتیکی و شبه استاتیکی اجزاءبتن مسلح و بتن غیرمسلح تعیین می شود. نتایج نشان می دهد که آرایش میلگردهای طولی و عرضی مستقیما"در مقاومت مقاطع بتن مسلح که تحت اثر نیروهای تناوبی فشاری واقع می شوند اثر دارد و لازم است در محاسبه نیروی فشاری مقطع فقط هسته محصور را در نظر گرفت .

مهمترین موضوع در طرح لرزه ای سازه ها، شناسایی و تامین نیازهای لرزه ای - غیرارتجاعی آنها می باشد. اصلی ترین نیازهای سازه در مقابله با زلزله های شدید، مقاومت (v) و شکل پذیری () است که نحوه ارتباط آنها به کمک ضریب رفتار (r) بیان می گردد. در رساله حاضر تاثیر کمی عوامل موثر بر رابطه r- بررسی شده که مهمترین آنها عبارتند از: زمان تناوب ، بارگذاری، مدل بار - تغییر شکل و مقاومت افزون. در نخستین گام، نحوه تاثیر زمان تناوب ، بارگذاری و مدل بار - تغییر شکل سیستم، که از شاخص ترین عوامل موثر بر رابطه r- در سیستم های یک درجه آزادی به شمار می آیند. با در نظر گرفتن تعداد قابل توجهی زمان تناوبهای مختلف ، رکوردهای متنوع زلزله و همچنین اصلاح مدل رفتاری انجام پذیرفته است . در مراحل بعدی نحوه تعیین ضریب مقاومت افزون که از مهمترین عوامل موثر بر رابطه r- در سیستمهای چند درجه آزادی می باشد، برای قابهای خمشی بتن مسلح، برحسب تعداد طبقات مشخص گردیده است . از اقدامات دیگری که در شناسایی و تامین نیازهای لرزه ای غیرارتجاعی قابهای خمشی بتن مسلح مورد نیاز است ، تعیین ظرفیت شکل پذیری کلی سازه با توجه به ظرفیت شکل پذیری اعضای آنها می باشد. برای تعیین شکل پذیری کلی سازه برحسب شکل پذیری این قبیل سازه ها رابطه ای پیشنهاد گردیده است که نقش آن در محاسبه ضریب رفتار ناشی از شکل پذیری مشخص می گردد. رابطه تعیین ضریب رفتار با توجه به عوامل موثر بر آن از جمله موضوعات پیشنهادی این رساله است .

دراین پروژه رفتار اتصالات تیر - ستون کناری در سازه های بتن مسلح پیش ساخته مورد بررسی آزمایشی و تحلیلی قرارگرفته است . شش نمونه با مقیاس 2ˆ1 تحت بار رفت و برگشتی مورد آزمایش قرارگرفته اند. بمنظور مهارمیلگردهای طولی ستون و تقویت برشی اتصال،جزئیات گوناگونی بررسی گردیده است . بمنظور مقایسه بین رفتار اتصالات پیش ساخته، بااتصالات یکپارچه، یکی از نمونه ها یکپارچه ساخته شده است . فصول اول تا چهارم این گزارش به بیان جنبه های تئوریک و تحقیقات سایرین می پردازد و در فصول بعدی شرح آزمایشات و روش تحقیق این پروژه تبیین گردیده است . نتایج آزمایشات نشان می دهد که اتصالات پیش ساخته نیز قادر به انعطاف پذیری، مقاومت و استهلاک انرژی قابل مقایسه با اتصالات درجه می باشند.

تحقیق حاضر، تاثیر خوردگی آرماتور بر مقاومت خمشی تیرهای بتن مسلح را بررسی می نماید. در این تحقیق 9 عدد تیر بتن مسلح که بر مبنای ضوابط آئین نامه بتن ایران (آبا) طراحی و ساخته شده اند، پس از کسب مقاومت 28 روزه در مخزن حاوی محلول الکترولیت (محلول ده درصد کلرور سدیم) با کمک جریان الکتریکی تحت اثر خوردگی تسریع شده قرار داده شدند. این تیرها به همراه یک تیر شاهد (بدون خوردگی) تحت بارهای متمرکز 2 نقطه ای تناوبی (رفت و برگشتی) قرار گرفته و نتایج آزمایشهای به دست آمده مورد تحلیل قرار گرفت. با توجه به اینکه هدف اصلی تحقیق، بررسی مقاومت خمشی تیرهای بتن مسلح با آرماتورهای خورده شده است، نتایج آزمایشها نشان می دهد که خوردگی تا حدود 4 درصد در قلمرو ارتجاعی بدلیل افزایش چسبندگی نامانا ناشی از خورده شدن آرماتورها باعث بهبود رفتار خمشی می شود، ولی پس از این مرحله، سختی خمشی با شدت بیشتری کاهش می یابد.

در این پروژه تحقیقاتی، رفتار لرزه ای ساختمانهای آجری دو طبقه ای که در آنها مقررات مندرج در فصل سوم آیین نامه طرح ساختمانها در برابر زلزله (استاندارد 2800 ایران) بطور کامل رعایت شده است . در مدلسازی کامپیوتری ساختمانها، المانها دیوار به صورت یک مجموعه مرکب از آجر و ملات تعریف و ازمدلسازی آن به صورت گسسته به علت پیچیدگی و نیاز به حافظه مناسب کامپیوتر با حجم بسیار زیاد داده ها اجتناب شده است. سقف با یک واحد معادل به عنوان دیافراگم صلب مدل شده و از المانهای ‏‎solid 65‎‏ و ‏‎contac 52‎‏ برنامه جهت مدلسازی ساختمانها استفاده شده است. معیارهای گسیختگی ‏‎concr‎‏ و دراکر - پراگر برای در نظر گرفتن رفتار غیرخطی مصالح بکار رفته است. از طرف دیگر به منظور معرفی دقیق مشخصات مصالح چندین نمونه آزمایشگاهی با آجر و ملات ساخته شده و خصوصیات مکانیکی و مهندسی آنها نظیر مقاومت فشاری، کششی، برشی و مدول الاستیسیته با انجام آزمایش به دست آمده است و از این نتایج آزمایشگاهی در تحلیل عددی فوق بهره گرفته شده است.

تاکنون مطالعات قابل ملاحظه ای برای ارزیابی مقاومت لرزه ای ساختمانهای آجری صورت گرفته است؛ اما به دلیل تنوع ساختمانهای و پیچیده بودن اثر عوامل و پارامترهای مختلف در رفتار لرزه ای آنها ضوابط و دستورالعملهای فراگیر شناخت آسی پذیری و شیوه های مقاوم سازی آنها هنوز تکمیل نشده است.نقش موثر سازنده فصل سوم آئین نامه استاندارد 2800 بر ساخت و ساز ساختمانهای آجری بر کسی پوشیده نیست و بدیهی است که این دستورالعمل تحولی بزرگ در کیفیت ساخت و ساز این گونه ساختمانها بوجود آورده است. در این پژوهش با توجه به نحوه ساخت و ساز این ساختمانها در سطح کشور و همچنین نکات اجرائی فصل سوم آئین نامه استاندارد 2800، برخی از ضوابط اجرائی و محدوده های مجاز این استاندارد، از جمله روش تقویت بوسیله کلاف بندی به صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. یک دیوار اجری غیر مسلح و دو ساختمان آجری دو طبقه، یکی با کلاف بندی و دیگری بدون کلاف بندی با مقیاس هندسی 1:2 نزدیک به شرایط بحرانی فصل سوم آئین نامه استاندارد 2800 ایران طراحی و سپس مطابق نکات اجرائی این استاندارد و شرایط ساخت و ساز ایران ساخته شدند.بر روی نمونه های آزمایشگاهی، آزمایش های بارگذاری ثقلی، ارتعاش محیطی و بارگذاری جانبی (استاتیکی معادل سیکلی) صورت گرفت. در مطالعه رفتار نمونه های آزمایشگاهی تحت بارگذاری ثقلی مشاهده شد. که نتایج آزمایشگاهی با نتایج آزمایشگاهی با نتایج عددی (مدلسازی کامپیوتری) همبستگی خوبی دارند. نتایج آزمایش ارتعاش محیطی نشان داد که جهت تعیین خواص دینامیکی ساختمانهای اجری کوتاه، آزمایش ارتعاش محیطی، آزمایش مناسبی نمی باشد. نتایج حاصل از آزمایش بارگذاری جانبی حاکی از آن بود که کلاف بندی ساختمانهای آجری، رفتار لرزه ای ساختان را بهبود بخشیده و باعث افزایش مقاومت لرزه ای ان می گردد و همچنین با افزایش شکل پذیری ساختمان، سازه را در مواجهه با نیروهای مخرب زلزله تا حد قابل قبولی پایدار می سازد.

هدف از این مطالعه بررسی آسیب پذیری لرزه ای قاب های خمشی بتن مسلح طراحی شده بر اساس شکل پذیری های مختلف موجود در آیین نامه بتن ایران (آبا) (شکل پذیری کم، شکل پذیری متوسط و شکل پذیری زیاد) است.بدین منظور ابتدا تاریخچه ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای ساختمان ها و فعالیت های انجام شده در ایران بیان گردید. سپس به بررسی مفاهیم آسیب پذیری لرزه ای (متغیرها و شاخص های آسیب) و روش های ارزیابی ان پرداخته شد. همچنین مروری بر طبقه بندی اسیب انجام شد. پس از آن نرم افزار تحلیل سازه ای ‏‎idarc‎‏ معرفی گردید. در نهایت با انتخاب مدل های سازه ای، حرکات زمین و مدل آسیب، پاسخ های سیستم های سازه ای با استفاده از نرم افزار مورد نظر بدست آمد و با توجه به آن ها تغییرات شاخص تغییر مکان کلی قاب ها در سطوح مختلف شکل پذیری، تغییرات حداکثر برش پایه نسبت به تغییرات ارتفاع قاب ها، تغییرات حداکثر برش پایه قاب ها در سطوح مختلف شکل پذیری، تغییرات شاخص آسیب نسبت به تغییرات ارتفاع قاب ها، تغییرات شاخص آسیب در سطوح مختلف شکل پذیری و میزان انرژی مستهلک شده در قاب ها در سطوح مختلف شکل پذیری بررسی شد.