اتصالات تیر- ستون در قاب های بتن مسلح از جمله عناصر کلیدی در تعیین رفتار سازه در مقابل انواع بارها می باشد. نگاهی گذرا به خسارت های ناشی از زلزله های گذشته، نشان می دهد که در اکثر موارد تخریب در ساختمان های بتن مسلح، به دلیل ضعف در ناحیه اتصالات آنها صورت گرفته است، در صورتی که سایر اعضای سازه ای یا اصلاً خسارت ندیده اند ویا دچار خسارت های ناچیزی شده اند. از آنجاییکه امروزه بسیاری از سازه های موجود در نواحی لرزه خیز بر اساس ضوابط طراحی لرزه ای آیین نامه های مدرن طراحی و ساخته نشده اند، در نتیجه اعضای سازه ای بویژه اتصالات تیر- ستون از ظرفیت شکل پذیری و مقاومت کافی برخوردار نبوده، که این امر منجر به، به خطر انداختن اینگونه سازه ها و ساکنان آن در هنگام وقوع زلزله های قوی می شود. حال با توجه به این امر نیاز به ارزیابی دقیق تر ظرفیت سازه ای اعضای بتنی در عملیات بهسازی لرزه ای احساس می شود. اما ازآنجاییکه تا به امروز ضوابط ارزیابی رفتار بعضی از اعضای سازه ای همچون اتصالات تیر- ستون بتن مسلح همچنان برپایه قضاوت مهندسی و فاقد اطلاعات تحلیلی و آزمایشگاهی منسجم وجامع بوده، نیاز به انجام تحقیقاتی در این زمینه بجا و مورد نیاز جدی بنظر می رسد. در پایان نامه حاضر هدف اصلی بررسی وارزیابی رفتار غیرخطی اتصالات تیر- ستون بتن مسلح میانی بمنظور ارزیابی دقیق تر ظرفیت سازه ای آن و همچنین ارائه یک مدل تحلیلی برای شبیه سازی پاسخ این اتصالات و تأثیر آن بر پاسخ کلی سازه می باشد. بدین منظور سه نمونه اتصال مبنای آزمایشگاهی a-m-z-4،b01و d07که توسط محققین مختلف مورد آزمایش قرار گرفته اند انتخاب، و سپس با تغییر در نیاز برشی این اتصالات ده نمونه تحلیلی جدید تعریف گردیدند. در ابتدا نحوه مدل سازی اتصالات توسط نرم افزار ansys تشریح شده است و جهت بررسی و ارزیابی صحت نتایج تحلیل غیرخطی سه اتصال مبنای آزمایشگاهی مذکور انتخاب و نتایج تحلیل غیرخطی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. مقایسه نتایج تحلیلی حاصل از نرم افزار و نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که تطابق مناسبی بین نتایج تجربی و تحلیلی وجود دارد. در مرحله بعد، تأثیر رفتار و سختی چشمه اتصال بر پاسخ کلی اتصالات مبنا بررسی شد. سپس برای ارزیابی عملکرد این اتصالات تأثیر پارامترهای مختلفی همچون نسبت بار محوری ستون، نسبت نیاز برشی اتصال و شرایط آرماتورگذاری عرضی بر رفتار این اتصالات بررسی شده و در هر قسمت منحنی های رفتاری مربوطه ارائه شده است. در ادامه منحنی های رفتاری حاصل از تحلیل اجزاء محدود اتصالات مورد مطالعه، در گروه های مشخص دسته بندی شده و مقادیر حداکثر کرنشی برشی اتصال با مقادیر پیشنهادی دستورالعمل-های ارزیابی لرزه ای همچون fema356 و asce/sei41-06 مقایسه شده است. نتایج حاصل از تحلیل اجزاء محدود اتصالات مورد مطالعه نشان دادند که این آیین نامه هاکرنش برشی اتصال متناظر با نقطه افت حداکثر مقاومت(d) را برای اتصالات میانی با شرایط آرماتورگذاری عرضی سازگار و نیاز برشی کمتر از 5/1، دست پایین و بصورت محافظه کارانه ودر مقابل این مقدار را برای اتصالات میانی با نیاز برشی بزرگترمساوی 5/1 دست بالاتخمین می زنند. برای اتصالات با شرایط آرماتورگذاری عرضی ناسازگار نیز بسته به فاصله آرماتورهای عرضی در طول ناحیه مفصل خمشی خمیری و همچنین در طول ناحیه چشمه اتصال، نسبت بار محوری و نیاز برشی اتصال، این آیین نامه ها مقدار d را بصورت محافظه کارانه و دست پایین و گاهاً دست بالاتخمین می زنند. در ادامه با توجه به این نتایج و با در نظر گرفتن تأثیر پارامترهای موثر بر رفتار اتصالات، پیشنهاداتی برای تعیین مقادیر حداکثر کرنش برشی اتصال(d) ارائه شده است. همچنین مدل های سختی اولیه پیشنهادی آیین نامه های مذکور مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل نشان دادند که این مدل ها، سختی اولیه اتصالات را بسته به نسبت نیاز برشی اتصال و بار محوری آن، دست بالاوگاهاً دست پایین و محافظه کارانه تخمین می زنند. در آخرین مرحله از این پایان نامه، یک مدل تحلیلی عملی و قابل اجرا در نرم افزارهای تجاری مرسوم برای شبیه سازی رفتار الاستیک و غیرالاستیک اتصالات تیر- ستون بتن مسلح ارائه شده است. برای ارزیابی این مدل تحلیلی ارائه شده از 20 نمونه اتصال آزمایشگاهی که توسط محققین مختلف آزمایش شده اند، استفاده شد. نتایج حاصل از ارزیابی مدل تحلیلی ارائه شده، نشان دهنده توانایی قابل قبول این مدل در شبیه سازی رفتار خطی و غیرخطی اتصالات تیر- ستون بتن مسلح می باشد. با مقایسه میان نتایج تحلیل عددی و آزمایشگاهی انطباق خوبی میان نتایج حاصل گردید. از قابلیت های این مدل سازی استفاده از این مدل در قاب های بتن مسلح جهت ارزیابی صحیح تر پاسخ و رفتار قاب های موجود می باشد.

ساختمان های پیش ساخته به سازه هایی اطلاق می شودکه اعضای آنها در کارگاه تولید شده و سپس به محل اجرای ساختمان منتقل می شوند ودر همان جا نصب می گردند. مزیت اصلی در این روش، تولید قطعات زیاد در مدت زمان کوتاه و هزینه پایین می باشد. استفاده از سازه های پیش ساخته به دلیل کیفیت بهتر اجرا و کاهش زمان ساخت گزینه مناسبی برای ساختمان های عمومی می باشد. تحقیقات زیادی توسط محققین مختلف برای تعیین رفتار ساختمان های پیش ساخته در برابر بارهای لرزه ای صورت گرفته است. اما در این تحقیقات ضریب رفتار ساختمان های پیش ساخته کمتر مورد توجه قرار گرفته است. ضریب رفتار سازه ضریبی است که عملکرد غیر ارتجاعی سازه را در بر دارد و نشانگر مقاومت و شکل پذیری سازه در مرحله غیر ارتجاعی است. با توجه به اهمیت ضریب رفتار در طراحی لرزه ای سازه ها و با توجه به این که این ضریب در آیین نامه 2800 به صورت یک عدد ثابت که تنها به نوع سیستم سازه ای بستگی دارد در نظر گرفته شده است، لزوم تعیین این مهم ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق به کمک نرم افزار perform 3d در ابتدا نتایج حاصل از آنالیز با استفاده از نمونه آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته و پس از تایید صحت نتایج، انواع مختلفی از قاب بتنی پیش ساخته همراه با دیوار برشی پیش ساخته 4، 8 و 12 طبقه با تعداد دهانه های 3 و 5 دهانه مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین تاثیر دو نوع بارگذاری یکنواخت و مثلثی شکل، مفصلی و گیردار بودن اتصالات تیر به ستون و علاوه بر آن تاثیر دو نوع مختلف اتصالات قائم و افقی ما بین پانل ها در نظر گرفته شده است. برای تعیین ضریب رفتار از تحلیل استاتیکی غیر خطی استفاده شده است. نتایج نشان دادند که بارگذاری جانبی تاثیر ناچیزی بر ضریب رفتار دارد. همچنین با افزایش تعداد دهانه های دارای دیوار برشی، ضریب رفتار کاهش یافته و با افزایش تعداد طبقات سازه، ضریب رفتار افزایش می یابد. با مقایسه مقادیر ضریب رفتار بدست آمده در این تحقیق با مقادیر ارائه شده در آیین نامه 2800 و nehrp 2003 مشاهده شد که برای ساختمان های 4 و 8 طبقه مقادیر ارائه شده در این تحقیق با مقادیر آیین نامه ای مطابقت خوبی دارد.همچنین نتایج نیروی برشی پایه و تغییرمکان جانبی حاصل از سه روش تحلیل، آنالیز استاتیکی بارافزون، آنالیز مودال و آنالیز دینامیکی تاریخچه زمانی با یکدیگر مقایسه شده اند.

هدف از انجام این پایان نامه، بررسی رفتار لرزه ای یک نوع اتصال مقاوم خمشی تیر به ستون بتنی پیش ساخته و مقایسه ی عملکرد آن با یک اتصال بتنی یکپارچه ی مشابه است. برای این منظور، از روش اجزای محدود و تحلیل غیرخطی با استفاده از مدل سازی در نرم افزار abaqus استفاده می گردد. اتصال بتنی مورد مطالعه در این تحقیق، به صورت تیر ممتد عبوری از میان ستون است. در این نوع اتصال، آرماتورهای طولی ستون تحتانی با عبور از داخل سوراخ های تعبیه شده در تیر، در اسلیوهای واقع در پایین ستون فوقانی قرار می گیرند و در انتها با گروت ریزی داخل درزها و حفره ها، اتصال تکمیل می شود. لازم به توضیح است، اسلیو نوعی بست مکانیکی جهت اتصال آرماتورها به یکدیگر هستند. بنابراین در این تحقیق لازم است علاوه بر بررسی رفتار اتصالات مورد نظر، عملکرد اتصال آرماتورها به وسیله ی اسلیو نیز مورد مطالعه قرار گیرد. در نتیجه، در ابتدا به بررسی و مدل سازی اتصال آرماتورها به کمک این نوع بست مکانیکی پرداخته می شود و پس از اطمینان از صحت تحلیل عددی صورت گرفته، به مدل سازی اتصال پیش ساخته مورد نظر پرداخته می شود. در مرحله ی بعدی این پایان نامه که به مدل سازی دو اتصال بتنی یکپارچه و پیش ساخته اختصاص دارد، صحت مدل سازی انجام گرفته با مقایسه نتایج آزمایشگاهی و تحلیل عددی کنترل می شود. هم چنین در این مرحله، میزان لحاظ شدن اثر پدیده ی لغزش مهاری آرماتورهای مدفون در بتن در مدل های ساخته شده نیز از طریق مقایسه نتایج تحلیل عددی و آزمایشگاهی یک اتصال پیش ساخته ی دیگر مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به نتایج بدست آمده و اثبات درستی مدل سازی های انجام گرفته، در مرحله پایانی این تحقیق به بررسی و مقایسه ی رفتار اتصال مقاوم خمشی بتنی پیش ساخته مورد نظر با اتصال یکپارچه ی مشابه (تحت مقادیر مختلف سربارهای فشاری و کششی وارد بر روی ستون) پرداخته می شود. نتایج تحلیل های عددی صورت گرفته در این فاز بیانگر عملکرد بسیار خوب اتصال پیش ساخته از نظر شکل پذیری، سختی و مقاومت در مقایسه با اتصال یکپارچه ی مشابه است. هم چنین نتایج این مدل سازی ها نشان دادند که با تغییر سربار وارد بر ستون از فشاری به کششی، علاوه بر کاهش میزان سختی، مقاومت و شکل پذیری هر دو نوع اتصال، مود شکست نمونه ها نیز تغییر می یابد. در حالتی که سربار فشاری بر روی ستون وارد می شود، گسیختگی نمونه ها به صورت تشکیل مفصل پلاستیک در ناحیه ی بر ستون در تیرها و تسلیم آرماتورهای برشی این ناحیه است. در حالی که با حضور سربار کششی، ابتدا آرماتورهای طولی تیر در ناحیه مفصل پلاستیک تسلیم می شوند و در ادامه با افزایش تغییرمکان جانبی، آرماتورهای طولی ستون نیز وارد ناحیه پلاستیک خواهند شد.

چکیده پس از استفاده موفقیت آمیز بتن غلتکی در کار های سازه ای حجیم مانند سد سازی و با توجه به ویژگی این بتن در کسب مقاومت بالا به ویژه در سنین پایین، توجه کارشناسان به سوی استفاده از این بتن در کار هایی مانند ساخت روسازی راه متمرکز شد. در همین راستا، ویژگی این بتن در کاهش هزینه ها و همچنین تسریع در امر ساخت و سایر مزایای آن باعث شد تا تحقیقات زیادی در ارتباط با خصوصیات این بتن انجام شود. در این تحقیق، تأثیر پوزولان و پودر سنگ بر روی رفتار مکانیکی، جذب آب و نفوذپذیری بتن غلتکی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های مورد نظر در این تحقیق بر اساس روش مبتنی بر دیدگاه خاکی ساخته شده و جهت تراکم از چکش ارتعاشی کنگو استفاده گردید. آزمایش های مذکور در دو مرحله انجام گرفتند. آزمایش های مرحله اول به تعیین بهینه میزان رطوبت مورد نیاز برای طرح اختلاط های اشاره شده در این تحقیق اختصاص یافت. در این مرحله از آزمایش ها، تعداد 144 نمونه مکعبی 150*150*150 میلیمتری ساخته شده و مورد بررسی قرار گرفتند. در آزمایش های مرحله دوم، رفتار نمونه های اصلی ساخته شده با بهینه رطوبت به دست آمده در مرحله اول مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونه های مذکور شامل نمونه های فشاری در دو سن 28 و 90 روزه (تعداد 72 نمونه مکعبی 150*150*150 میلیمتری) و خمشی (تعداد 36 نمونه منشوری 350*100*100 میلیمتر) و کششی برزیلی و نفوذ پذیری (تعداد 72 نمونه استوانه ای 300*150 میلیمتری) و نمونه های جذب آب (تعداد 36 نمونه مکعبی 100*100*100 میلیمتری) می باشند. بر اساس نتایج بدست آمده استفاده از پوزولان به عنوان ماده جایگزین سیمان در بتن غلتکی، تأثیرات بهتری را نسبت به پودر سنگ به همراه خواهد داشت. استفاده از 15 درصد سیمان و پوزولان به میزان 20 درصد مصالح چسبنده، خصوصیات مکانیکی، جذب آب و نفوذپذیری را بهبود می بخشد. پس از ساخت نمونه های آزمایشگاهی و بررسی نتایج، چهار طرح اختلاط بهینه برای اجرای بتن غلتکی در ابعاد میدانی انتخاب شدند و سرانجام دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری اداره کل راه و ترابری استان اصفهان به این پروژه جامه عمل پوشانید. پس از اجرای میدانی بتن غلتکی، نتایج مغزه گیری از این بتن حاکی از روش مناسب تراکم بوده و بتن اجرا شده تا 96 درصد مقاومت نمونه های آزمایشگاهی مشابه را کسب کرده است. کلمات کلیدی بتن غلتکی، روسازی راه، پوزولان، پودر سنگ، مقاومت مکانیکی، جذب آب، نفوذپذیری.

دراین پایانامه، به موضوع تاثیرپذیری پاسخ های غیرخطی سازه های چنددرجه آزاد ازپارامترهای شتاب نگاشت پرداخته شد. ازآن جاکه شتاب نگاشت های زلزله به عنوان تابع تحریکِ ورودی سیستم، یک فرآیندتصادفی هستند، لازم است برای مطالعه تاثیرپذیری پاسخ های سازه ازپارامترهای شتاب نگاشت، مطالعه آماری انجام شود. به همین منظورابتدا برای دراختیارداشتن یک مجموعه مناسب ازشتاب نگاشت به تولید شتاب نگاشت های مصنوعی پرداخته شد. با استفاده از روش بهینه یابی، ضرایب ثابت فیلترکانای- تاجیمی اصلاح شده بدست آمد. این ضرایب ثابت متناسب باطیف طرح آیین نامه استخراج شدند. تابع هدف بهینه یابی براساس حداکثرشدن تطابق طیف پاسخ شتاب نگاشت مصنوعی اولیه باطیف طرح آیین نامه تعریف گردید. برای انطباق طیفی شتاب نگاشت مصنوعی ازتبدیل موجک پیوسته ویک روش اصلاحی تکراری استفاده شد. هم چنین شتاب نگاشت تولیدشده به کمک تبدیل موجک به نحوی فیلترونویززدایی شد که نمودارتغییرمکان مسیرمناسب و حقیقی راطی کند. پس ازاین مرحله، سه قاب دوبعدی بتنی 1، 4و 8 طبقه براساس آیین نامه طراحی ودرنرم افزار opensees مدل سازی شده و هرکدام ازاین سازه ها تحت سه گروه 100 تایی شتاب نگاشت تحلیل شدند. گروه اول شتاب نگاشت های مصنوعی منطبق باطیف طرح ودوگروه 100 تایی دیگرمربوط به شتاب نگاشت های فیلترشده که ازشتاب نگاشت های گروه اول تولیدشدند. بااستخراج ماکزیمم پاسخ های سازه، ضریب همبستگی بین ویژگی های شتاب نگاشت ها وپاسخ های ماکزیمم وهم چنین تابع توزیع احتمال مقادیرماکزیمم برش پایه ودریفت ماکزیمم استخراج گردید. ازبررسی ضرایب همبستگی به نظرمی رسدپارامترماکزیمم شتاب زمین pga پارامترمناسبی برای به مقیاس درآوردن شتاب نگاشت ها نباشدوپارامترماکزیمم سرعت زمین pgv دراغلب مواردضرایب همبستگی بسیاربالاتری رابا پاسخ های سازه دارد. هم چنین درمیان پارامترهای موردبررسی، پارامتر شدت طیفی si بهترین پارامتربرای پیش بینی تاثیرپذیری پاسخ سازه می باشد. میزان ضرایب همبستگی با افزایش زمان تناوب سازه افزایش می یابد. هم چنین استفاده ازشتاب نگاشت های فیلترشده به خصوص درموردسازه های بازمان تناوب پایین ضرایب همبستگی راافزایش می دهد. علاوه برآن مشخص شدتوزیع آماری پاسخ های ماکزیمم به شتاب نگاشت های فیلترشده شباهت مناسبی با توزیع پاسخ های ماکزیمم سازه به شتاب نگاشت فیلترنشده دارد

افزایش جمعیت و نیاز به ساخت ابنیه در مدت کوتاه و با هزینه کم صنعت ساختمان سازی را بر آن داشته است که به استفاده از سازه های پیش ساخته روی آورد. پیش ساخته سازی به معنای ساخت سازه در کارگاه و اتصال آن در محل اجرای سازه می باشد. مزیت عمده استفاده از این صنعت، تولید قطعات به صورت انبوه و در کمترین مدت زمان است. از آن جایی که بتن به عنوان یکی از ارزان ترین و کارامدترین مواد اولیه برای صنعت ساختمان مطرح است استفاده از ساختمان های بتنی پیش ساخته اهمیت بسزایی یافته است. با وجود تحقیقات گسترده بر روی عملکرد این ساختمان ها در مناطق با خطر لرزه ای کم، در نتیجه پاره ای از مسائل که به طور حل نشده ای باقی مانده اند، صنعت پیش ساخته سازی به پتانسیل کامل خود به خصوص در مناطق با خطر لرزه ای زیاد نرسیده است. این مشکلات برخاسته از نوع اتصالات ساختمان های پیش ساخته است که باعث ایجاد تفاوت در رفتار اینگونه سازه ها به خصوص رفتار لرزه ای آن ها در مقایسه با سازه های یکپارچه معادلشان شده است. به همین دلیل اطلاعات جامعی در مورد رفتار لرزه ای ساختمان-های پیش ساخته وجود ندارد. امروزه بیشتر طراحی لرزه ای در آیین نامه های ساختمانی با استفاده از روش های استاتیکی معادل که بر اساس طیف خطی زلزله است صورت می گیرد. در این بین ضریب رفتار، مهم ترین ضریبی است که نشان دهنده و نمایان گر فلسفه طراحی بر اساس این روش است و ضریبی است که نشان دهنده رفتار سازه در مرحله غیر خطی می باشد که در بر دارنده شکل پذیری و اضافه مقاومت سازه در مرحله غیر ارتجاعی آن است که از سه ضریب کاهش نیرو، اضافه مقاومت و تنش مجاز تشکیل یافته است. از طرف دیگر در اکثر آیین نامه های لرزه ای، ضریب رفتار بر اساس نوع سیستم سازه ای به صورت عددی ثابت درج شده است. این در حالی است که این ضریب تابع عواملی چون پریود، شکل پذیری، شرایط خاک سایت و غیره... است. با توجه به تاثیری که اتصالات پیش ساخته بر عملکرد لرزه ای سازه های پیش ساخته و عواملی مثل پریود و شکل پذیری در این سازه ها دارد، ضریب رفتار این ساختمان ها در نتیجه رفتار متفاوت اتصالاتشان، متمایز از سازه های درجای معادلشان خواهد بود. بنابراین تعیین این ضریب در این سازه ها ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار قاب های پیش ساخته به صورت خمشی و دوگانه با تعداد طبقات 4، 6 و 8 و تعداد دهانه های 1، 3 و 5 مورد بررسی قرار گرفتند. در این بین، تاثیر چهار نوع اتصال رایج در صنعت پیش ساختگی به عنوان اتصال تیر به ستون و دو نوع اتصال در دیوارهای پیش ساخته که به صورت قائم و افقی هستند مورد توجه قرار گرفته است. همچنین از آنالیز پوش اور غیر خطی در سه شکل یکنواخت و مثلثی و مودال استفاده شده است. در پایان تاثیر عواملی از قبیل اتصالات پیش ساخته، تعداد دهانه ها، تعداد طبقات، تاثیر الگوهای بار جانبی و غیره... مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مدلسازی و تحلیل های انجام شده نشان داد در حالی که قاب های خمشی پیش ساخته ضریب رفتار کوچکتری نسبت به سازه های درجای معادلشان دارند، سیستم های دوگانه پیش ساخته می توانند ضریب رفتاری در حد یا حتی بیشتر از سیستم های دوگانه درجای معادلشان داشته باشند.

پس از استفاده موفقیت آمیز بتن غلتکی در کارهای سازه ای حجیم نظیر سد سازی و با توجه به ویژگی این بتن در کسب مقاومت بالا در سنین پایین، کاهش هزینه های ساخت و تسریع در امر ساخت و سایر مزایای آن باعث شده است که توجه کارشناسان به سوی استفاده از این بتن در کارهایی مانند ساخت روسازی ها متمرکز شده و تحقیقات زیادی در این زمینه انجام گیرد. تسلیح بتن غلتکی توسط آرماتور به علت شرایط خاص اجرای آن امکان پذیر نیست. به همین علت محققین درصدد راهی جهت بهبود خصوصیات شکل پذیری و مقاومت خمشی آن بوده اند. یکی از این راه های کاربردی، استفاده از الیاف فولادی به عنوان جزئی از طرح اختلاط است. آنها طی تحقیقات خود به این نتیجه دست یافتند که الیاف فولادی باعث افزایش زیاد شکل پذیری شده، اما بر مدول گسیختگی تأثیر چندانی ندارند. از آن جهت که رفتار الیاف فولادی در بتن قابل پیش بینی نیست و بتن را به صورت جزئی تسلیح کرده و همچنین اجرای این بتن از سختی های خاص خود برخوردار است، در نتیجه دست یابی به روش کارآمدتر اجتناب ناپذیر است. در این تحقیق، روش ابداعی استفاده از شبکه های بافته شده از الیاف شیشه جهت بالا بردن باربری بتن غلتکی روسازی مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق، خمش یکطرفه بتن غلتکی روسازی با استفاده از نمونه های منشوری در ابعاد 100× 100× 350 میلیمتر و همچنین رفتار خمشی دوطرفه آن با استفاده از نمونه های دال دایروی به قطر 600 و ضخامت 100 میلیمتر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده حکایت از مناسب بودن روش و تأثیر بالای استفاده از شبکه های بافته شده الیاف شیشه در افزایش باربری و جابجایی نهایی نمونه های آزمایش شده و افزایش جذب انرژی آنها می باشد.

امروزه با توجه به رشد روزافزون جمعیت و نیاز به روش های سریع ساخت و ساز، استفاده از سازه های بتنی پیش ساخته مورد توجه قرار دارد. این سازه ها ضمن سرعت بالای اجرا، کیفیت بهتری نسبت به سازه های بتنی درجاریز دارند. با وجود مزایای فراوان سیستم های پیش ساخته مشکلاتی نیز بر سر راه استفاده گسترده از این سازه ها وجود دارد. یکی از این مشکلات عملکرد ضعیف اتصالات سازه های پیش ساخته در مواجه با بارهای لرزه ای است. به طوری که ویرانی بسیاری از سازه های پیش ساخته در هنگام وقوع زلزله ناشی از شکست ایجاد شده در ناحیه اتصال بین اعضای پیش ساخته بوده است. استفاده از سیستم دیوار برشی بتنی پیش ساخته در ساختمان ها با وجود داشتن مزیت های پیش ساختگی، بدلیل کمبود ضوابط آیین نامه ای پیرامون طراحی لرزه ای اتصالات در آن ها با محدودیت هایی همراه است. بنابراین برای توسعه استفاده از دیوار های برشی بتنی پیش ساخته، بررسی های بیشتری در مورد رفتار لرزه ای اتصالات آن ها مورد نیاز است. در این میان با توجه به هزینه بالای مطالعات آزمایشگاهی، استفاده از روش عددی جامع و کارا که امکان پیش بینی رفتار لرزه ای این نوع از سازه ها را فراهم می کند، می تواند بسیار موثر واقع شود. هدف از انجام این پایان نامه، بررسی رفتار لرزه ای دیوارهای برشی بتنی پیش ساخته و مقایسه عملکرد آن ها با دیوارهای یکپارچه مشابه است. برای این منظور، از روش اجزا محدود و تحلیل غیر خطی با استفاده از مدلسازی در نرم افزار abaqus استفاده می گردد. برای همین ابتدا چندین دیوار برشی بتنی با تعداد طبقات 4، 6 و 8 طبقه به دو روش یکنواخت و کشش- فشار (با و بدون اجزای لبه ) طراحی شده، سپس در نرم افزار به دو صورت یکپارچه و پیش ساخته مدلسازی شده و تحت بار جانبی قرار گرفتند. برای اتصال پانل های دیوار پیش ساخته از دو نوع اتصال رایج در صنعت پیش ساختگی، اتصال اسلیو و پلیت استفاده شد. در ادامه، مقایسه ای از نظر میزان مقاومت، شکل پذیری، جذب انرژی و الگوی ترک خوردگی بین دیوارهای مشابه در دو حالت یکپارچه و پیش ساخته تحت بارگذاری لرزه ای صورت گرفت. نتایج مدلسازی و تحلیل عددی نشان داد در دیوارهای پیش ساخته با اجزا لبه، مقاومت نهایی با اختلاف حداکثر 7 درصد بسیار نزدیک به نتایج مقاومت نهایی دیوارهای یکپارچه می باشد، در صورتیکه در دیوارهای بدون اجزای لبه این اختلاف حداکثر به 16 درصد می رسد. دیوارهای پیش ساخته در مقایسه با دیوارهای یکپارچه شکل پذیری کمتری نشان دادند. حداکثر اختلاف شکل پذیری دیوارهای پیش ساخته در مقایسه با دیوارهای یکپارچه با و بدون اجزا لبه بترتیب 6/53 و 3/42 می باشد. علاوه بر این نتایج حاکی از آن می باشد که اتصالات قائم در رفتار دیوارهای پیش ساخته با اجزای لبه نسبت به اتصالات افقی تاثیرگذارتر می باشند. لذا تقویت بیشتر این اتصالات می تواند تاثیر بسزایی در بهبود عملکرد دیوارهای پیش ساخته با اجزای لبه داشته باشد. همچنین بست اسلیو برای اتصال پانل ها در مقایسه با اتصال پلیت عملکرد بهتری نشان می دهد.

صنعتی سازی، کاربرد سازه های بتن آرمه پیش ساخته، انبوه سازی و مزایای آن در سال های اخیر در دنیا مورد توجه قرار گرفته است. سیستم های پیش ساخته موجود در دنیا از نوع اتصال غیرگیردار با جزئیات ظریف هستند که تولید و نصب آن دشوار بوده و برای مناطق لرزه خیز مناسب نیستند. در ایران که خطر لرزه خیزی زیاد است سیستم نیمه گیردار پیش ساخته جوابگو نبوده و به سیستمی نیاز است که قادر به مقابله با نیروهای موثر جانبی باشد. امروزه بیشتر طراحی لرزه ای در آیین نامه های ساختمانی با استفاده از روش های استاتیکی معادل که بر اساس طیف خطی زلزله است صورت می گیرد. در این بین ضریب رفتار، مهمترین ضریبی است که نشان دهنده رفتار سازه در مرحله غیر خطی می باشد که در بردارنده شکل پذیری و اضافه مقاومت در مرحله غیر ارتجاعی آن است. از طرف دیگر در اکثر آئین نامه های لرزه ای، ضریب رفتار بر اساس نوع سیستم سازه ای به صورت عددی ثابت درج شده است. با توجه به تاثیری که اتصالات پیش ساخته بر عملکرد لرزه ای سازه های پیش ساخته و عواملی مثل زمان تناوب طبیعی، شرایط خاک محل و شکل پذیری در این سازه ها دارد، ضریب رفتار این ساختمان ها در نتیجه رفتار متفاوت اتصالاتشان، متمایز از سازه های درجای معادلشان خواهد بود. بنابراین تعیین این ضریب در این سازه ها ضروری به نظر می رسد. این تحقیق به معرفی و بررسی رفتار یک نوع اتصال خاص خمشی پیش ساخته بتنی تیر به ستون بر روی قاب های پیش ساخته خمشی می پردازد. جهت آزمایش اتصال، سازه های صلیب مانندی از تیر و ستون طراحی و ساخته شدند و آزمایش های سیکلی بر روی آنها انجام گرفت. سپس صحه گذاری نتایج آزمون به کمک نرم افزار abaqus انجام گرفته و نهایتاً طرح نهایی اتصال با گیرداری صد در صد در انتقال لنگر به ستون (کاملاً صلب) و منحنی هیسترزیس چاق با عملکرد میرایی مناسب مشخص شده است. پس از آن برای بررسی رفتار این اتصال، قاب های پیش ساخته بصورت خمشی با تعداد طبقات 4، 8 و 12 و تعداد دهانه های 1، 3 و 5 در نرم افزار perform 3d مدلسازی و مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین از تحلیل استاتیکی غیر خطی (بار افزون) در دو شکل یکنواخت و مثلثی استفاده شده است. در پایان تاثیر عواملی همچون تعداد طبقات، تعداد دهانه ها، الگو های بار جانبی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مدلسازی و تحلیل های انجام شده نشان داد که قاب های خمشی پیش ساخته با تعداد طبقات کم (4 طبقه) ضریب رفتاری در حد سازه های درجای معادلشان دارند ولی برای تعدا طبقات بیشتر (8 به بالا) ضریب رفتار بیشتر از سازه های درجای معادلشان می باشند.

اگر چه استفاده از بتن غلتکی در ابتدا منحصر به کارهای سازه ای حجیم مانند سدسازی بوده است؛ اما ویژگی این بتن در کسب مقاومت بالا، به ویژه در سنین پایین، موجب شده است تا توجه کارشناسان به سوی استفاده از این بتن در کارهایی مانند ساخت روسازی ها متمرکز شود. از طرفی، ویژگی این بتن در کاهش هزینه های مربوط به ساخت روسازی و همچنین تسریع در امر ساخت آن موجب شده است تا تحقیقات زیادی در ارتباط با نقش این بتن در برآورده کردن اهداف طرح انجام شود. در این تحقیق، تاثیر پوزولان و الیاف روی رفتار مکانیکی بتن غلتکی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های مورد نظر در این تحقیق بر اساس روش مبتنی بر دیدگاه خاکی ساخته شده مورد بررسی قرار گرفتند. جهت انجام عمل تراکم چکشی ارتعاشی کنگو استفاده شد. آزمایشات مذکور طی دو مرحله انجام گرفتند. آزمایشات مرحله اول به تعیین بهینه میزان رطوبت مورد نیاز برای طرح اختلاط های اشاره شده در این تحقیق اختصاص یافت. در این مرحله آزمایشات، تعداد 243 نمونه مکعبی150×150×150 ملیمتری ساخته شده و مورد بررسی قرار گرفتند. در آزمایشات مرحله دوم، رفتار مکانیکی نمونه های اصلی ساخته شده با بهینه رطوبت بدست آمده در مرحله اول مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونه های مذکور شامل نمونه های فشاری در دو سن 28 و 90 روزه (تعداد 90 نمونه) و خمشی در سن 210 روزه (تعداد 45 نمونه) می باشند که بصورت نمونه های مکعبی 150×150×150 میلیمتری جهت انجام آزمایش تعیین مقاومت فشاری 28 و 90 روزه و نمونه های منشوری 100×100×350 میلیمتری جهت بررسی رفتار خمشی طرح اختلاط های مورد نظر ساخته شدند.

این پایان نامه به تعیین مقادیر بهینه متغیرهای طراحی شاهتیرهای پیش تنیده ساده و وصله شده در پل ها با در نظر گرفتن هزینه طول عمر مفید سازه می پردازد. برای دستیابی به هدف فوق، برنامه ای به نام obpg با استفاده از زبان برنامه نویسی فرترن نوشته شده است که مشتمل بر زیربرنامه های تحلیل، طراحی و بهینه سازی سازه می باشد. در این برنامه برای انجام تحلیل سازه با فرض مقادیر اولیه ای برای متغیرهای طراحی از قبیل ابعاد شاهتیرها، ابعاد عرشه و تعداد استرندها از اصول و روابط آیین نامه آشتو استفاده می گردد. سپس با استفاده از نتایج تحلیل سازه و لحاظ نمودن ضوابط طراحی، هزینه کل سازه شامل هزینه های بتن ریزی دال و شاهتیرها، اجرای کابل-های پیش تنیدگی، آرماتوربندی و قالب بندی به عنوان تابعی از متغیرهای طراحی کمینه می گردد. با استفاده از مقادیر بهینه متغیرهای طراحی که پس از انجام فرآیند بهینه سازی به دست می آیند، مراحل فوق مجددا تکرار می شوند و این تکرار تا جایی که مقدار هزینه کمینه پروژه در تکرار فعلی با مقدار مذکور در تکرار قبلی با دقت مناسبی برابر گردد ادامه می یابد. اساس بهینه سازی طول عمر مفید کاملاً با روشهای معمولی طراحی و بهینه سازی هزینه اولیه متفاوت است. اگرچه هزینه اولیه بهینه سازی هزینه طول عمر مفید اندکی بیشتر از بهینه سازی هزینه اولیه سازه می باشد، ولی از نظر کل هزینه طول عمر، بهینه سازی طول عمر مفید اقتصادی تر از بهینه سازی هزینه اولیه می باشد. ما حصل این پایان نامه، برنامه ای می باشد که شاهتیرهای پیش تنیده ساده و وصله ای در پل ها را با در نظر گرفتن طول عمر مفید تحلیل می نماید و نهایتاً طرح بهینه ای را با در نظر گرفتن محدودیت های طراحی با استفاده از برنامه بهینه سازی conmin تحویل می دهد و بدین طریق علاوه بر افزایش دقت، سهولت و سرعت عمل طراحی، صرفه جویی قابل ملاحظه ای را در هزینه کل پروژه به بار می آورد.

در این پایان نامه تکنیکی جدید برای تقریب از سیگنال زلزله به کمک تبدیل موجک ایستا ارایه شده است. تکنیکی که مبتنی بر تقریب از سیگنال لرزه ای متناسب با انرژی ضرایب تبدیل و مشخصه های دینامیکی سازه مورد بررسی است. چنین تقریبی منجر به تولید رکوردهایی می گردد که بسیار هموارتر از رکورد اصلی بوده و در عین حال برخی از پاسخ های سازه به این دو تحریک بسیار مشابه است. در این راستا با استفاده از هجده الگوی مختلف از رکورد زلزله و متناسب با مشخصات دینامیکی سازه مورد نظر تقریب زده می شود و بدین ترتیب برای هر سازه هجده رکورد تقریب حاصل می گردد. در ادامه به عنوان کاربردی از رکوردهای تقریب ساخته شده، تاثیرپذیری پاسخ از شکل زمانی رکورد مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور در بین رکوردهای تقریب، رکوردی انتخاب شد که حداقل ضریب همبستگی را با رکورد اصلی داشته و در عین حال میزان مشابهت پاسخ سازه به این دو رکورد از یک سری حداقل های تعیین شده ای بزرگ تر باشد. علاوه بر بررسی فوق که در مورد چهل سازه و تحت سه رکورد زلزله صورت پذیرفت، با تغییر مشخصه های دینامیکی سازه ها نیز اثر آن ها بر تاثیرپذیری پاسخ از شکل زمانی سیگنال تحریک تحقیق شد. در پایان نیز وابستگی پاسخ سازه به بیشینه شتاب زمین و شدت آریاس که دو شاخصه مهم در تعیین پارامترهای طراحی می باشند مورد مطالعه قرار گرفت. لازم به ذکر است که در این پایان نامه، با احتساب سه رکورد زلزله، چهل سازه یک درجه آزاد با ده ترکیب مختلف از مشخصات دینامیکی (در مجموع 400 سازه) و هجده رکورد تقریب ساخته شده به ازای هر رکورد زلزله و هر سازه، تعداد 45600 تحلیل دینامیکی خطی و غیر خطی انجام شد. از مجموعه مطالعات صورت گرفته در مورد سازه های یک درجه آزاد با مشخصات مندرج در این پایان نامه چنین به نظر می-رسد که اکثر پاسخ های سازه وابستگی زیادی به شکل زمانی سیگنال زلزله و در نتیجه بیشینه شتاب زمین و شدت آریاس ندارند. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف سازه ای بر میزان تاثیرپذیری پاسخ از شکل زمانی سیگنال زلزله، متناسب با رکورد زلزله و پریود سازه متغیر بوده و تنها به طور تقریبی می توان گفت که نسبت سختی پس از تسلیم اثری بر میزان تاثیرپذیری پاسخ سازه از شکل زمانی رکورد زلزله ندارد.

بشر همواره به مسکن نیاز داشته است. اما افزایش روز افزون جمعیت در دهه های اخیر لزوم ساخت سریع و کم هزینه مسکن را غیر قابل اجتناب نموده است. در این میان استفاده از سیستم پانل های بزرگ پیش ساخته بتنی به دلیل کیفیت بهتر اجرا و کاهش زمان ساخت گزیته مناسبی برای ساختمان های عمومی چند طبقه است. ترکیب این دیوارها به همراه دال سقف و کف سیستمی را ایجاد می نماید که علاوه بر مقاومت در برابر آتش سوزی و کاهش آلودگی صوتی نیز بسیار مناسب می باشد. اطلاعات کمی در مورد رفتار دقیق پانل های بزرگ پیش ساخته در برابر بارهای دینامیکی و زلزله موجود است. از این رو تحقیقات زیادی توسط محققین مختلف در مورد رفتار لرزه ای این پانل ها به صورت آزمایشات تجربی و مدل های تحلیلی صورت گرفته است. امروزه بخش عمده ای از طراحی لرزه ای ساختمان ها بر اساس روش استاتیکی معادل و محاسبه نیروی زلزله طراحی از طیف خطی زلزله با اعمال ضریب کاهشی به نام ضریب رفتار سازه که دربرگیرنده فلسفه طراحی می باشد صورت می گیرد. ضریب رفتار سازه، ضریبی است که عملکرد غیرارتجاعی سازه را در بردارد و نشانگر مقاومت و شکل پذیری پنهان سازه در مرحله غیرارتجاعی است. با توجه به اهمیت ضریب رفتار در طراحی لرزه ای سازه ها، لزوم تعیین این مهم ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق به کمک نرم افزار perform 3d انواع مختلفی از سازه های پیش ساخته متشکل از پانل های بزرگ 4، 8 و 12 طبقه با تعداد دهانه های 1، 3 و 5 دهانه مورد بررسی قرار گرفتند. تاثیر دو نوع مختلف اتصالات افقی و قایم رایج در کشور، دو نوع بارگذاری یکنواخت و مثلثی شکل و همچنین مقاومت بتن مصرفی بر ضریب رفتار نیز در نظر گرفته شده است. از آنجا که رفتار لرزه ای این نوع ساختمان ها شدیدا به رفتار اتصالات افقی و قایم مابین پانل ها بستگی دارد، فرضیات مناسب برای مدلسازی این اتصالات بر مبنای نتایج تحقیقات آزمایشگاهی انجام گرفته است و انواع اتصالات رایج در مدل های جداگانه بررسی گردید. برای تعیین ضریب رفتار، از تحلیل استاتیکی غیر خطی (push-over)استفاده شده است.

یک سازه از اجزای گوناگونی تشکیل شده است که در صورت بوجود آمدن اتصالات مناسب میان آنها میتوان عملکرد یکپارچه سیستم سازه ای در مقابل هر گونه بارگذاری را انتظار داشت. از مهمترین اجزای یک سیستم باربر میتوان به کف طبقات و بام اشاره کرد. مهمترین عملکرد سیستمهای کف بام و کف طبقات تحمل بارهای نقلی و انتقال این بارها به اعضای قائم سازه ای همچون ستونها و دیوارها میباشد. علاوه بر این سیستمهای کف نقش مهمی را در جمع آوری نیروهای جانبی در ترازهای مشخص و توزیع مناسب آنها بین اعضای سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی ایفا میکنند. نیروهای افقی که در اثر تحریکات زلزله بوجود می آیند از طریق این اعضا به زمین منتقل میشوند. معمولا در زمان تحلیل و طراحی اجزا یک سازه دیافراگم کف آن به صورت صلب مدل میشود. این نوع مدلسازی باعث تقلیل معادلات گشته و زمان تحلیل را کاهش میدهد. اما در بعضی از شرایط خطای حاصله میتواند طرحی غیر ایمن یا غیر اقتصادی را نتیجه دهد.

قطعات بتنی پیش ساخته به قطعاتی اطلاق می شود که در جایی غیر از محل اصلیشان ساخته شده و سپس در محل اصلی خود نصب می شوند. استفاده از پیش ساختگی مزایا ی زیادی از جمله سرعت در ساخت، کیفیت بهتر، مزایای اقتصادی و مزایای معماری را داراست. در این میان نباید از دو عیب اصلی پیش ساختگی، یعنی حمل قطعات و اتصالات آن ها غافل شد. در واقع بحرانی ترین قسمت این سازه ها اتصالات آن ها می باشد که باعث می شود سازه تحت بارهای جانبی خسارت جدی ببیند. البته با طراحی مناسب و اجرای درست این اتصالات، عملکرد سیستم پیش ساخته مناسب خواهد بود؛ ولی با توجه به تحقیقات کمی که در این خصوص صورت پذیرفته است، کمبود ضوابط آیین نامه ای و همچنین اجرای دشوار این اتصالات، استفاده از این اتصالات کمی مشکل به نظر می رسد. برای رفع این مشکل، استفاده از سیستم پیش تنیدگی در دیوارهای پیش ساخته به جای اتصالات مختلف می تواند مناسب باشد. به همین منظور، در این تحقیق، رفتار دیوارهای پیش ساخته با سیستم پس کشیدگی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از انجام این پایان نامه، بررسی رفتار لرزه ای دیوارهای برشی بتنی پیش ساخته ی پس کشیده و مقایسه عملکرد آن ها با دیوارهای یکپارچه مشابه است. برای این منظور، از روش اجزا محدود و تحلیل غیر خطی با استفاده از مدل سازی در نرم افزار abaqus استفاده می گردد. برای همین، ابتدا چندین دیوار برشی بتنی با تعداد طبقات 4، 6، 8 و 12 طبقه طراحی شده، سپس در نرم افزار به دو صورت یکپارچه و پیش ساخته ی پس کشیده مدل سازی شده و تحت بار جانبی قرار گرفتند. برای اتصال پانل های دیوار پیش ساخته از درای پک استفاده شد. در ادامه، مقایسه ای از نظر میزان مقاومت، شکل پذیری، جذب انرژی و الگوی ترک خوردگی بین دیوارهای مشابه در دو حالت یکپارچه و پیش ساخته ی پس کشیده تحت بارگذاری جانبی صورت گرفت. نتایج مدل سازی و تحلیل عددی نشان داد که دیوارهای پیش ساخته پس کشیده، مقاومت نهایی بالاتری را نسبت به دیوارهای یکپارچه دارا می باشند. همچنین دیوارهای پیش ساخته پس کشیده در مقایسه با دیوارهای یکپارچه، شکل پذیری کمتری را از خود نشان می دهند؛ همچنین از نقطه نظر تغییر مکان نهایی، تفاوت چشمگیری بین دیوار ها مشاهده نمی شود. استفاده از سیستم پس کشیدگی باعث می گردد تا ترک های ایجاد شده در دیوار یکپارچه به میزان قابل توجهی کاهش یابد و همچنین نقطه ضعف اصلی دیوارهای پیش ساخته، یعنی اتصالات آن ها را با استفاده از درای پک ها برطرف کرد.

هدف از ایجاد ساختار خط در راه آهن، فراهم کردن امکان حرکت ایمن و اقتصادی قطار است. این امر نیازمند این است که خط به عنوان یک مسیر پایدار با نظم افقی و قائم مناسب عمل کند. ازآنجا که خط در معرض بارهای دینامیکی وارده از طرف قطار است، لذا هر یک از اجزای سیستم خط باید در پاسخ به بارهای ترافیکی به نحو مناسبی به وظایف خود عمل کند. در این بین خاک بستر زیر اسلب تراک به عنوان تکیه گاه، نقش مهمی را در تنش ها و تغییرمکان های قائم ایفا می کند و این تغییرشکل های قائم از جمله مواردی است که باید در خطوط اسلب تراک بتنی به آن توجه داشت است؛ چراکه می تواند ایمنی حرکت را به مخاطره بیاندازد و سروصدای زیادی ایجادکند. بنابراین درآنالیزها ارزیابی دقیق این تغییرشکل ها مهم است. با توجه به نیاز مهندسین به ارزیابی سریع از میزان تنش ها و تغییرشکل های روسازی بتنی در سیستم قطارهای سریع السیر، لازم است که تحلیل هایی انجام شود تا اثر نوع خاک و ابعاد دال بتنی را در میزان این تنش ها و تغییرشکل ها نشان دهد. این تاثیر در این تحقیق با انجام یک مطالعه ی پارامتریک روی نوع بتن، ابعاد اسلب تراک و انواع خاکها (ازخاک خیلی سست تا خاک متراکم) انجام شده است. ولی از آن جا که در اکثر تحقیقات رفتار خاک را با فنرهای خطی وینکلر مدل سازی می شود، لازم است که در مدل سازی، رفتار غیرخطی خاک در نظرگرفته شود تا بتوان اثر تغییرشکل های غیرخطی خاک را در طراحی اسلب تراک بررسی نمود. برای نیل به این هدف برای مدل سازی خاک در بخش اول نتایج از فنرهای وینکلر خطی و المان combin14 و در بخش دوم از مدل bnwf(تیر بر بستر غیر ارتجاعی وینکلر) و المان combin39 استفاده گردیده است. این مدل اثر ابعاد (طول و عرض و ضخامت) و شکل دال را در سختی خاک منظور کرده و منحنی رفتاری خاک را به صورت غیرخطی ارائه می دهد. در این تحقیق مجموعه ی روسازی (شامل ریل ها، پابندها و اسلب تراک) و زیرسازی خط(خاک بستر) با به کارگیری المان های مناسب در نرم افزار ansys مدل شده اند. نتایج تحقیق حاکی از آن است که نوع بتن، رفتار خاک و ابعاد (طول، عرض و ضخامت) اسلب تراک بتنی سه عامل مهم در تعیین میزان تنش ها (نیروها و لنگرهای خمشی) و تغییرمکان های بتن می باشند. براساس نتایج به دست آمده، مقادیر تنش ها و تغییرشکل ها در راستای عرضی نسبت به راستای طولی دال قابل ملاحظه تر است و لنگرهای عرضی منفی باعث ترک خوردگی دال می شود؛ لذا در ادامه ی تحقیق هدف بر این بوده که به گونه ای بتوان مقادیر لنگرهای مثبت و منفی داخلی دال را تا حدود زیادی به هم نزدیک کرد تا افزایش باربری اسلب تراک را به همراه داشته باشد و در نهایت طراحی بهینه تر انجام شود. با توجه به نتایج به دست آمده، در دو حالت دال بتنی پیش ساخته و درجا، مقدار2/4 متر (در حالت رفتار خطی خاک) و مقدار2/3 متر (در حالت رفتار غیرخطی) به عنوان عرض بهینه ی دال به دست آمد. درادامه ی این مطالعه، تاثیر رفتار خاک، ضخامت و طول پیوستگی دال، در مقادیر لنگرهای خمشی بررسی شد که با توجه به نتایج عددی به دست آمده در خاک های تقریبا متراکم، مقدار طول 4/8 و ضخامت 20 سانتی متر برای دال جوابگوی بارهای وارده از طرف قطار خواهد بود. در قسمت پایانی این تحقیق نحوه ی تغییرات بار ترک خوردگی و بار گسیختگی نهایی دال برحسب نوع خاک بستر و مقاومت فشاری بتن برای دال به عرض های 2، 2/3 و 2/5 به دست آمده است.

نقش اصلی دیافراگم های دبل تی تحمل بار های ثقلی قائم است. آن ها همچنین المان های بسیار کلیدی برای انتقال بار های جانبی باد و زلزله به المان های قائم مقاوم جانبی نظیر دیوارهای برشی، بادبندها و... می باشند. با این وصف می توان گفت که دیافراگم ها قسمت افقی سیستم مقاوم جانبی ساختمان را تشکیل می دهند. روش های متداول طراحی این سیستم که در هندبوک طراحیpci ارائه شده است بیشتر مبتنی بر فرض رفتار صلب دیافراگم بدون در نظر گرفتن رفتار اتصالات می باشد. فرض صلبیت درون صفحه ای دیافراگم های کف موجب کاهش درجات آزادی سازه و ساده تر شدن تحلیل می گردد. با این فرض تمامی المان های مقاوم در برابر بار ثقلی مانند ستون ها هر چند که از دیوار های برشی دور باشند تغییر شکل جانبی یکسان خواهند داشت. بی شک زمانی که تغییرشکل درون صفحه ای دیافراگم زیاد باشد استفاده از فرض صلبیت موجب ایجاد خطا در آنالیز انجام شده خواهد شد. در این پایان نامه، رفتار لرزه ای ساختمان های پیش ساخته ای که سقف و کف آن ها به وسیله قطعات پیش ساخته بتنی از نوع دبل تی پوشش داده می شود بررسی شده است. ابتدا به بررسی آزمایشگاهی انواع اتصالات بین پانل های دبل تی پرداخته شده است. با انجام این آزمایشات، خصوصیات این اتصالات نظیر سختی برشی در ناحیه الاستیک مشخص شده است. سه نوع از اتصالات مکانیکی متداول در ایران و همچنین اتصال با بتن رویه بین پانل های دبل تی مورد آزمایش قرار گرفته اند. نیروی اعمال شده به اتصالات، برش خالص درون صفحه ای است. در مرحله بعد، روش مدل سازی ساختمان های پیش ساخته بیان شده است. روش منطقی برای مدل کردن اتصالات بین پانل های دبل تی و المان لبه ای دیافراگم ارائه شده است. در تحقیق حاضر تاثیر شکل پلان، نسبت طول به عرض پلان، تعداد طبقات و نوع اتصال بین قطعات دبل تی بر صلبیت دیافراگم سقف های پیش ساخته بررسی شده است. پس از آن به بررسی تحلیلی تاثیر تغییر شکل های الاستیک درون صفحه ای بر روی رفتار این ساختمان ها در برابر زلزله پرداخته شده است تا خطای ناشی از فرض صلبیت درون صفحه ای مشخص گردد. نتایج نشان می دهند همواره با صلب فرض کردن دیافراگم کف، زمان تناوب اصلی کاهش و برش پایه افزایش می یابد. در حالت کلی با افزایش نسبت طول به عرض پلان و نا منظمی در شکل پلان، خطای ناشی از فرض صلبیت دیافراگم های کف تشدید می شود. افزایش تعداد طبقات و استفاده از بتن رویه برای اتصال قطعات دبل تی نیز موجب کاهش خطاهای ناشی از فرض صلبیت می شود. در نهایت ضوابط برخی آیین نامه های معتبر در مورد صلبیت یا عدم صلبیت دیافراگم کف ساختمان های مورد بررسی، کنترل شده است و مقدار حداکثر خطای مورد قبول هر کدام مشخص گردید.

با توجه به مزایای بتن پیش‏ساخته، امروزه استفاده از این‏گونه سازه‏ها در جهان رو به افزایش است. در سیستم‏های قابی، اتصالات نقش بسیار مهمی در رفتار موضعی و کلی سازه ایفا می‏کنند. به علاوه، به دلیل عدم پیوستگی، اتصالات نقطه‏ی ضعف این‏گونه سازه‏ها به شمار رفته و توجه ویژه‏ای در طراحی و اجرا می‏طلبند. ایجاد اتصال کاملا صلب تیر به ستون در این گونه‏ سازه‏ها از دیدگاه اجرایی بسیار مشکل و زمان‏بر بوده و تا حدی خصوصیات پیش‏ساختگی را تحت‏الشعاع قرار می‏دهد. بنابراین ارائه‏ی اتصالاتی که علاوه بر تامین ویژگی‏های مکانیکی مورد انتظار، اجرای آن‏ها ساده و سریع باشد، از اهمیت ویژه‏ای برخوردار است. با این دیدگاه، در این پروژه دو اتصال نیمه صلب تیر به ستون پیش‏ساخته معرفی شده و با استفاده از نرم‏افزار اجزاء محدود abaqus 6.10 در دوحالت یکطرفه و دوطرفه مدل‏سازی و آنالیز شده است. در هر دو اتصال، نشیمن تیر یک کربل فلزی مدفون در ستون است که میلگردهای مثبت با استفاده از پیچ یا جوش با آن متصل شده و نیروی ناشی از لنگر خمشی مثبت را به ستون منتقل می‏کند. لنگر خمشی منفی نیز توسط میلگردهایی که از سوراخ‏های موجود در ستون عبور کرده و در بتن درجای دال مدفون می‏شود، تحمل می‏گردد. این اتصالات تحت بار جانبی قرار گرفته و از دیدگاه سختی جانبی، مقاومت جانبی، جذب انرژی و شکل‏پذیری با اتصال معادل یکپارچه تحت سربارهای مختلف محوری ستون مقایسه و بررسی شده است. افزایش سربار فشاری اثر مثبتی در پاسخ سیستم‏های مذکور دارد اما با تبدیل سربار فشاری به کششی رفتار اتصالات به‏طور قابل‏توجهی افت می‏کند. سختی و مقاومت جانبی اتصالات پیشنهادی در حالت دوطرفه تا حد قابل قبولی به اتصال معادل یکپارچه نزدیک بوده است؛ بنابراین این اتصالات می‏تواند جایگزین مناسبی برای اتصالات کاملا صلب در سازه‏های بتنی پیش‏ساخته باشد. در پایان نیز روشی برای طراحی اتصالات پیشنهادی تدوین و ارائه شده است.

بتن مسلح به الیاف شیشه، ماده ای کامپوزیت شامل یک ملات از سیمان هیدرولیکی و سنگدانه ی ریز است که با الیاف شیشه تقویت می شود. استفاده از الیاف شیشه در بتن باعث بهبود ویژگی های بتن می شود که از جمله می توان به افزایش مقاومت کششی, افزایش مقاومت خمشی, بهبود مقاومت ضربه و افزایش میزان جذب انرژی, اشاره کرد. در این تحقیق به منظور کاهش تأثیرات ناشی از محیط قلیایی بتن, از الیاف شیشه ی مقاوم در محیط قلیایی و برای جلوگیری از تأثیر مخرب فرآیند هیدراسیون سیمان, از مواد پوزولانی استفاده شده است. از نتایج بدست آمده چنین می توان برداشت کرد که اضافه نمودن الیاف شیشه باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می-شود. با توجه به این نتایج مسلح کردن بتن به الیاف شیشه, باعث افزایش قابل توجه مدول گسیختگی و طاقت نمونه ها می شود. استفاده از مواد پوزولانی در نمونه های تقویت شده با الیاف شیشه, باعث بهبود مقاومت فشاری, مدول گسیختگی و طاقت نمونه ها می گردد.

خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مطلوب بتن از یک سو و سهولت تولید آن از سوی دیگر بتن را به پرمصرف ترین مصالح در صنعت ساخت و ساز تبدیل نموده است. اما درکنار داشتن این ویژگی ها، مقاومت کششی بتن بسیار پایین می باشد؛ به همین علت تقویت بتن و بهبود خواص آن از مهم ترین مواردی است که امروزه مورد توجه جوامع علمی قرار گرفته است. از جمله مواد نوینی که جایگاه ویژه ای در تقویت بتن به خود اختصاص داده، الیاف شیشه ای می باشد. بتن مسلح شده با الیاف شیشه در حقیقت نوعی کامپوزیت است که با به کارگیری الیاف شیشه مقاوم در محیط های قلیایی داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و خمشی آن افزایش می یابد. از دیگر خواص این بتن می توان به شکل پذیری بالا، مقاومت و پایداری در برابر ترک خوردگی اشاره کرد. در این پایان نامه تأثیر میکروسیلیس، متاکائولین و نانوسیلیس بر روی دوام بتن مسلح شده با الیاف شیشه با قرارگرفتن در معرض چرخه های یخ وذوب بررسی شده است. مقدار میکروسیلیس برابر 10 و 15 درصد وزنی سیمان، نانوسیلیس برابر 75/0 و 5/1 درصد وزنی سیمان و متاکائولین برابر 10 و 15 درصد وزنی سیمان در نظر گرفته شده است. برای انجام این تحقیق نمونه ها به دو روش پیش مخلوط و پاشش ساخته شدند. در ساخت نمونه ها به روش پیش مخلوط، میزان الیاف برابر دو مقدار 5/1 و 5/2 درصد وزن حجمی بتن مسلح شده با الیاف شیشه و در ساخت نمونه ها به روش پاشش، مقدار الیاف برابر 4 و 6 درصد وزن حجمی بتن مسلح شده با الیاف شیشه در نظر گرفته شده است.