در این پایان نامه، بهینه یابی ابعادی قاب های شیبدار غیرمنشوری فولادی با استفاده از الگوریتم ژنتیک بر اساس آیین نامه فولاد آمریکا، مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. هدف از انجام این تحقیق ارائه برنامه کامپیوتری مطلوب و سهل الوصول برای کاربران است، تا بتوانند به تحلیل، طراحی و بهینه یابی قاب های شیبدار غیر منشوری فولادی که از جمله پرکاربرد ترین سازه های مورد استفاده در ساخت سالن های صنعتی و سوله ها است، بپردازند. این برنامه بر اساس فرضیات رایج در ساخت این گونه از سازه ها که همان مسطح بودن، یک طبقه بودن و غیر منشوری بودن قاب می باشد، بنا شده است. بر این اساس هر عضو قاب دارای پنج متغیر طراحی از قبیل، ارتفاع جان در ابتدای عضو، ارتفاع جان در انتهای عضو، ضخامت جان، ضخامت بال و عرض بال می باشد، که در طول فرایند الگوریتم ژنتیک جزیره ای بهینه یابی خواهند گشت، تا در نهایت مدل قاب شیبداری که کمترین وزن را تولید می نماید، به کاربر معرفی گردد. در خاتمه جهت صحت سنجی و ارزش سنجی نتایج بدست آمده از برنامه، دو مثال از تحلیل سازه و سه مثال از بهینه سازی سازه ها مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل سازه نشان از دقت مناسب و قابل قبول برنامه دارد. نتایج بهینه سازی نیز حاکی از توانایی الگوریتم ژنتیک جزیره ای در بهبود نتایج بدست آمده، نسبت به سایر مراجع است.

دیوارهای برشی فولادی یکی از مناسب ترین سیستمهای رایج جهت مقاومت و پایداری سازه در برابر بارهای جانبی می باشد. که در مقاوم سازی و بهسازی سازه ها در مناطق لرزه خیز بکار گرفته می شود. این سیستم ها در دو نوع سخت شده و سخت نشده در سازه ها بکار می روند. از جمله مزیت هایی که سبب رونق گرفتن این سیستم نسبت به سیستم های مشابه شده است می توان به شکل پذیری بالا، ظرفیت جذب و استهلاک انرژی فراوان، سختی اولیه ی بالا، سبک بودن نسبت به مشابه بتنی خود، صرفه جویی در مصالح مصرفی، کاهش زمان و هزینه ی ساخت اشاره نمود.از آنجایی که هدف از کاربرد این سیستم افزایش ظرفیت اتلاف انرژی و کنترل واژگونی سازه ها می باشد لذا تنها روشهای معمول جهت بهبود عملکرد این سیستم، افزایش ضخامت دیوار و استفاده از سخت کننده ها می باشد. با توجه به اینکه افزایش ضخامت دیوار مقرون به صرفه نیست لذا از سخت کننده ها جهت دستیابی به این اهداف استفاده می گردد. در این پایان نامه تاثیر سخت کننده ها بر رفتار دیوارهای برشی فولادی و پارامترهای موثر بر آن شامل تاثیر نوع آرایش سخت کننده ها بر ظرفیت باربری و شکل پذیری، تاثیر انواع مقاطع سخت کننده، اثر ضخامت دیوار و سخت کننده ها ، عرض سخت کننده و سختی تیر و ستونها بر رفتار دیوار برشی فولادی سخت شده بررسی شده است. مدلهای مربوط به دیوارهای سخت شده با استفاده از المان shell143 در نرم افزار اجزای محدود ansys10.0 شبیه سازی شده اند. در این تحقیق جهت بررسی صحت مدلسازی با استفاده از المان shell143، از نتایج آزمایشگاهی بهبهانی فرد و همکارانش که در دانشگاه آلبرتای کانادا در سال 2003 بر روی یک دیوار سه طبقه ی فولادی انجام داده اند، استفاده شده است. با انجام مطالعات اولیه ی نمونه های دیوارهای سخت شده با استفاده از نرم افزار ansys10.0 و دست یافتن به یک سری نتایج مفید و پارامترهای موثر بر رفتار دیوارهای برشی فولادی سخت شده، با استفاده از روش بهینه سازی تخمین تصادفی بر مبنای آشفته سازی همزمان ، مقادیر بهینه ی پارامترهایی موثر بر رفتار دیوار برشی فولادی سخت شده ی بدست آمده است و مشاهد شد که در دیوار برشی سخت شده ی موردنظر اگر نسبت عرض به ضخامت و نسبت سختی سخت کننده به دیوار به ترتیب برابر با 11/4 و 82/83 انتخاب گردد، دیوار سخت شده دارای ظرفیت اتلاف انرژی و باربری بالایی خواهد شد.

در این پایان نامه نتیجه رفتار استاتیکی غیر خطی (push over) و دینامیکی غیر خطی (time history direct integration) روی قاب های بتنی بهسازی شده با بادبند های فلزی زانوئی (kbf) و واگرا (ebf) مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اینکه سازه های بتنی طراحی شده توسط آئین نامه 2??? دقیقا بر اساس معیار های دستورالعمل بهسازی لرزه ای نمی باشند? لذا نیاز به بهسازی لرزه ای در آن ها احساس می شود. در این پایان نامه سعی شده با توجه به مزایای سیستم بادبند فلزی، از آن جهت بهسازی ساختمان های مورد نظر که از نوع قاب خمشی با شکل پذیری متوسط می باشند استفاده شود. در فصل دوم این رساله در ابتدا نحوه مدلسازی اولیه و طراحی مدل های دو بعدی ? ، ? و ? طبق ضوابط آئین نامه های آبا و 2??? زلزله و در نهایت اضافه کردن سیستم بادبند زانوئی(kbf) و غیر هم محور (ebf) واختصاص مفاصل پلاستیک به مدل های اولیه توضیح داده خواهد شد. در فصل سوم دو نوع تحلیل غیر خطی استاتیکی و دینامیکی به اختصار شرح داده می شود و در ادامه روش انجام هر کدام از تحلیل های فوق بر روی مدل های تهیه شده از فصل دوم به تفصیل بیان خواهد شد. در فصل چهارم که مهمترین فصل این رساله نیز می باشد به تشریح و مقایسه نتایج از جمله پارامترهای مهمی نظیر ظرفیت باربری? شکل پذیری و... و ارائه نمودار های بدست آمده از تحلیل های انجام شده بر روی دو نوع قاب بهسازی شده توسط سیستم بادبند زانوئی(kbf) و غیر هم محور (ebf) نسبت به حالت قبل از بهسازی پرداخته خواهد شد و در نهایت در فصل آخر نتایج بدست آمده بصورت کلی ارائه و پیشنهاداتی را برای تکمیل و توسعه این تحقیق ارائه خواهد شد. لازم به ذکر است که کلیه مراحل مربوط به مدلسازی? طراحی و تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیر خطی توسط نرم افزار sap 2000 v14.1 انجام می گیرد. بررسی نتایج تحلیل ها نشان می دهد که ظرفیت باربری یک قاب بتنی با شکل پذیری متوسط افزایش و تغییر مکان نهایی و جابجائی نسبی طبقات با اضافه کردن سیستم بادبندی فلزی زانوئی (kbf) و واگرا (ebf) می تواند کاهش یابد . همچنین پس از بهسازی توسط سیستم بادبند زانوئی (kbf) اتلاف انرژی زلزله افزایش یافته و این سیستم نسبت به سیستم بادبند واگرا (ebf) سختی بیشتری را فراهم کرده و شکل پذیری قاب بتنی را کاهش می دهد . از این بررسی ها می توان نتیجه گرفت هر دو سیستم بادبندی می تواند برای بهسازی در مقابل زلزله با توجه به سطوح عملکرد مختلف مورد استفاده قرار گیرد .

گاست پلیت ها صفحاتی هستند که عموما در خرپای پلها برای انتقال نیرو از یک عضو سازه ای به اعضای دیگر و در ساختمان با سازه فولادی از عضو اصلی بادبند به تیر و ستون مورد استفاده قرار می گیرند. ورق های مذکور تحت نیروی کششی و فشاری دارای مودهای گسیختگی متفاوتی می باشند و رفتار پیچیده ای از خود نشان می دهند که این مسئله پیش بینی رفتار آنها را دشوار می سازد. البته با وجود پیچیدگی های موجود، مطالعات تئوریک و آزمایشگاهی در زمینه رفتارگاست پلیت ها انجام گردیده است که به دلیل مود های گسیختگی محدودتر اکثر این مطالعات به منظور بررسی رفتار کششی گاست پلیت می باشد و رفتار فشاری به دلیل کثرت مودهای گسیختگی کمتر مورد مطالعه قرار گرفته. به همین منظور در این تحقیق برخی از پارامترهای موثر بر رفتار فشاری گاست پلیت مورد مطالعه قرار گرفته است. در پایان نامه حاضرتاثیر سخت کننده های لبه ای و میانی و پارامترهای آنها شامل عرض و ضخامت سخت کننده لبه ای و ضخامت سخت کننده میانی بررسی شده است. همچنین برخی از پارامترهای تاثیرگذار در رفتار فشاری گاست از جمله فاصله ردیف ابتدا و انتهای پیچ، فاصله پیچ های کناری، تاثیر ضخامت عضو پیوندی، تاثیر طول جوش عضو پیوندی، نقش جوش انتهایی عضو پیوندی بر رفتار فشاری گاست پلیت و دقت برخی از تئوری های رایج گاست پلیت تحت نیروی فشاری یکنوا مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق مدلهای گاست پلیت با استفاده از المان 45solid در نرم افزار اجزای محدود 10.0ansys شبیه سازی شده است و برای اعتبار سنجی، رفتار مدلهای ساخته شده با مدلهای تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده توسط یام و چنگ در سال 1993 دانشگاه آلبرتا کانادا مقایسه گردیده است. به طور کلی تحقیقات نشان می دهد که وجود سخت کننده های لبه ای موجب بهبود رفتار فشاری گاست پلیت می گردد، اما به دلیل کنترل منطقه حساس بعد از انتهای عضو پیوندی نقش سخت کننده های میانی بیشتر است. سایر پارامترهای مورد بررسی مطابقت خوب نتایج نرم افزاری و تئوری های رایج گاست پلیت را نشان می دهد.

از آنجایی که تعداد اعضای سازه های فضاکار زیاد می باشند لذا قیود مورد نظر از قبیل تنش،کمانش و تغییر مکان که باید از نظر آئین نامه، تایید شوند نیز زیاد است. این امر روند بهینه یابی را بسیار کند می کند لذا روشی پیشنهاد شده است که در طی آن قسمتی از ژن ها که سبب نقض قید می شوند شناسایی شده و در طی فرآیندی اصلاح می شوند تا قیود مورد نظر اقناع شوند . بدین ترتیب روند بهینه یابی بسیار سریع تر صورت می پذیرد. با طرح مثال هایی روش پیشنهادی صحت سنجی شده است. روش پیشنهادی در مثال کار شده تا 34% بهبود در کاهش وزن سازه نسبت به روش های قبلی ارائه می دهد. همچنین در حدود 33% کاهش وزن نسبت به نرم افزار sap2000 نیز حاصل شده است.

? انرژی آزاد شده توسط زلزله موجب ایجاد نیروهای مخرب در سازه می شود و همچنین زلزله های حوزه ی نزدیک، دارای محتوای انرژی بسیار زیادی می باشند. به همین سبب میراگر ها برای کاهش میزان انرژی مخرب در سازه ها طراحی شده اند. پیشتر از این، تحقیقاتی به منظور مقایسه ی اثر زلزله های حوزه ی دور و نزدیک گسل انجام شده بود ولی در آنها اثر ارتفاع ساختمان و روش انرژی لحاظ نشده بود. در این تحقیق رفتار قاب های خمشی فولادیِ ساده s.m.r.f با قاب های خمشی فولادیِ مجهز به میراگر ویسکوز مقایسه شده است. اساس این مقایسه بر تحلیل سازه ها با روش انرژی می باشد. مقایسه ای بر اساس حوزه ی لرزه خیزی اعم از حوزه دور و حوزه نزدیک به گسل و اثر آن بر انرژی ورودی و انرژی اتلافی توسط میراگر، انجام شده است. همچنین اثر ارتفاع و تعداد دهانه و نگاشت های مختلف بر انرژی ورودی و انرژی اتلافی توسط میراگر مقایسه شده اند. بدین منظور ابتدا هر یک از سیستم های سازه ای بر اساس ضوابط آیین نامه aisc-asd89 در نرم افزار etabs طراحی شده اند. سپس این سازه ها با استفاده از نرم افزار perform 3d تحت نگاشت زمین لرزه های طبس، امپریال والی و نورتریج در دو حوزه دور و نزدیک به صورت غیرخطی آنالیز شده اند. در نهایت آشکار شد که عملکرد میراگر های ویسکوز در زمین لرزه های حوزه نزدیک بسیار بهتر از حوزه دور می باشد و همچنین مشخص شد که عملکرد این میراگر ها در ساختمان های کوتاه بهتر از ساختمان های بلند می باشد.

استفاده از سیستم های جاذب انرژی از جمله میراگرهای فلزی برای کنترل ارتعاشات سازه ها در برابر زلزله در چند دهه گذشته توسعه فراوانی یافته است.لوله های جدار نازک ظرفیت تغییر شکل محوری زیادی دارند و در صورت بروز مد مناسبی برای کمانش غیر الاستیک، برای جذب انرژی زلزله مناسب اند. بعد از مروری مختصر،معادلات حاکم و روابط تحلیلی مطرح در این زمینه مورد بررسی قرار گرفته اند. در ادامه به معرفی نرم افزار های مورد استفاده در این تحقیق و المان های مورد استفاده در آنها و نحوهی مدل سازی در آنها پرداخته شده و استهلاک انرژی در لوله های جدار نازک آکاردئونی( amd) و رفتار الاستوپلاستیک آنها در برابر نیروی محوری رفت و برگشتی مطالعه گردیده است. بدین منظور از مطالعات تحلیلی استفاده شده است. در ابتدا به منظور بررسی صحت مدل های اجزای محدود ایجاد گردیده، نتایج به دست آمده از تحلیل یکی از مدل ها با نتایج به دست آمده از کارهای آزمایشگاهی گذشته مقایسه گردیده است. این مطالعات با بررسی پارامترهای هندسی و مکانیکی مختلف حاکم بر رفتار این میراگر و بر اساس مدل های اجزای محدود و تحلیل های دینامیکیغیر خطی صورت گرفته اند. نتایج به دست آمده حاکی از تاثیر زیاد پارامترهای هندسی بر رفتار این میراگرها می باشد.به منظور مطالعه کاربرد میراگرamd در مقاوم سازی لرزه ای قاب های فولادی، مدل های مختلفی از قاب های فولادی مجهز شده به این میراگر ایجاد گردیده است. میراگر ها متناسب با نیاز زلزله و ظرفیت سازه طراحی شده اند. تاثیر افزودن میراگرamd در کاهش پاسخ های دینامیکی قاب های فولادی که در معرض چندین شتاب نگاشت مختلف قرار گرفته اند، ارزیابی گردیدهو برخی از شاخص های رفتاری قاب های فولادی مجهز به میراگرamd مانند ضریب رفتار و نقطه عملکردمحاسبه گردیده است.نتایج به دست آمده نشانمی دهد که تعداد طبقات و مشخصات فرکانسی زلزله تاثیرقابل توجهی بر رفتار لرزه ای این میراگرها دارد.

دیوارهای برشی فولادی از جمله سیستم های نوین مقاوم در برابر بارهای جانبی می با شند که در چند سال اخیر به طور گسترده در سازه های بلند مرتبه و بهسازی سازه های خاص، در نواحی با لرزه خیزی شدید، مورد استفاده قرار می گیرند. دیوارهای برشی فولادی از لحاظ رفتاری مشابه تیرورق می باشند که بصورت قائم در سازه قرار می گیرند. در این سیستم ستونهای مرزی، ورق فولادی و تیرهای طبقات به ترتیب به عنوان بال تیرورق، جان تیرورق و سخت کننده های جان تیرورق می باشند. دیوارهای فولادی به دو دسته کلی سخت شده و سخت نشده تقسیم می شوند که دیوارهای سخت نشده می توانند شامل ورقهای ساده یا موجدار باشند. با وجود اینکه دیوارهای سخت شده نسبت به نمونه های ساده از نظر عملکرد لرزه ای و مسائل بهره برداری مناسب می باشند، ولی در هنگام اجرا وقت و هزینه بیشتری نیز لازم دارند. بنابراین استفاده از دیوار های موجدار، جهت سهولت اجرا و عملکرد لرزه ای بهتر، ارائه شده است. لذا با توجه به تحقیقات اندک اندرکنش اعضای مرزی قاب با انواع دیوار برشی فولادی، در این مقاله به مطالعه تاثیر مقاطع تیر و ستون بر رفتار لرزه ای دیوارهای برشی فولادی پرداخته شده است. در این تحقیق ورق های ساده، سخت شده و موجدار ذوزنقه ای و سینوسی در داخل پانل قاب خمشی یکطبقه ای متشکل از اعضای مرزی تیر و ستون، به صورت صلب و همچنین ورق های موجدار ذوزنقه ای و سینوسی در داخل پانل قاب خمشی دو و سه طبقه ی ترکیبی قرار گرفته است. سپس با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ansys و مدلسازی سه بعدی ورقهای فولادی و اعضای مرزی، توسط المان shell181 و روش مبتنی بر غیرخطی مصالح و هندسی تحلیل شده است. نتایج حاصل از این بررسی نشان داده است که قابهای خمشی با مقاطع تیر و ستون معین یک طبقه ی ترکیبی با دیوارهای برشی موجدار سینوسی و ذوزنقه ای با سختی کمتر، دارای ظرفیت باربری و شکل پذیری بیشتری نسبت به نمونه های سختشده و ساده داشته است. همچنین قاب های خمشی با مقاطع تیر و ستون معین دو و سه طبقه ی ترکیبی با دیوارهای برشی موجدار ذوزنقه ای نسبت به سینوسی با شرایط تقریبی یکسان و سختی اندکی کمتر، دارای ظرفیت باربری، شکلپذیری و اتلاف انرژی بیشتری می باشند.

گسترش کاربرد روش تحلیل استاتیکی غیرخطی در طراحی عملکردی سازه ها، باعث بوجود آمدن یک ایده نو در بکارگیری آنالیز دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی گردیده است. این روش که به عنوان روش تحلیل دینامیکی افزایشی (ida) معرفی شده، یک روش پارامتریک می باشد که اخیرا به منظور تخمین عملکرد لرزه ای سازه ها بوجود آمده است. این روش شامل اثر دادن یک یا چند رکورد زمین لرزه برروی سازه است، که هر یک از این رکوردها تا رسیدن به یک شدت خاص مقیاس شده اند. از آنجایی که قاب های مهاربندی واگرا به خاطر داشتن شکل پذیری قاب خمشی و سختی قاب مهاربندی هم محور، سازه های بسیار کارآمدی هستند، در این تحقیق سعی شده است که عملکرد لرزه ای سه قاب 5، 10 و 1? طبقه تحت ده شتاب نگاشت، با استفاده از نرم افزار اپنسیس که توا نایی مدلسازی و تحلیل رفتار غیرخطی سازه را دارد، مورد بررسی قرار گیرد. نتایج حاصل از منحنی های میا نگین تغییرمکان نسبی بام نشان می دهند، شیب تغییرات خسارت ((dm در ا بتدا زیاد بوده و در ادامه با توجه به افزایش شدت زلزله، شیب تغییرات خسارت به نسبت تغییرات ا بتدایی کمتر شده است. همچنین منحنی های میانگین و چندک ها تا دریفت خاصی روی هم قرار می گیرند که در واقع حد الاستیک سازه را نشان می دهد. بعد از این فاصله بین منحنی ها افزایش می یابد، این قسمت نشان دهنده ایجاد رفتار غیرخطی در سازه ها می باشد.

بهبود رفتار ساختمان ها از طریق کاهش اثر بار جانبی از موضوعات مطرح و نوین در دانش امروزی مربوط به علم ساختمان است که مبتنی بر کاهش انرژی ورودی بر سازه از طریق استهلاک آن می باشد. یکی از روشهای کاهش انرژی وارده به سازه، بهره گیری از سیستم های غیرفعال و در این پایان نامه میراگر مایع تنظیم شده ستونی برای مقابله با نیروی جانبی با زلزله می باشد که به دلیل قابلیت کاربرد آن برای تقویت سازه هایی که در سال های اخیر در حال احداث می باشد می تواند بسیار مفید باشد. بر اساس نیازهای موجود در عرصه ساختمان سازی، در دهه های اخیر مبحث جدیدی تحت عنوان کنترل لرزه ای سازه ها مطرح شده است. یکی از روش های مورد بحث، استفاده از سیستم های میراگر مایع می باشدکه در دو نوع آمیختگی و ستونی در منابع علمی مورد بررسی قرار گرفته اند. در تحقیق حاضر با استفاده از سیستم میراگر معادل، به مدلسازی رایانه ای میراگرهای مایع ستونی در سازه پرداخته شده است. همچنین سعی شده که از یک نرم افزار کاربردی استفاده گردد. به همین دلیل از نرم افزار تحلیل و طراحی سازه ها، etabs استفاده شده است. در تحقیق حاضر با بررسی اجمالی مشخصات و مبانی و با انجام مطالعات تحلیلی، عملکرد این میراگرها یعنی مایع ستونی تنظیم شده در کاهش پاسخ های سازه ها در برابر تحریک زلزله مورد مطالعه قرار گرفته است. ارزیابی تاثیر این میراگرها بر پاسخ لرزه ای سیستمی از سازه فولادی در مقایسه با سیستم دیگر بررسی شده است. بدین منظور مدل های سازه ای با ارتفاع کوتاه، متوسط و بلند، 5، 8 و 20 طبقه مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که این سیستم ها در مقابل زلزله های مختلف رفتار مناسبی از نظر کاهش همزمان پاسخ تغییرمکان و شتاب سازه از خود بروز می دهند.

دیوار برشی فولادی، به عنوان یک سیستم جایگزین برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی در ساختمان های بلند توانسته است، جایگاه مناسبی را بدست آورد. تحقیقات و آزمایشات فراوان که در سه دهه ی اخیر روی این سیستم انجام شده است، بر مزایای دیوار برشی فولاد، از جمله شکل پذیری و سختی بالا و ظرفیت باربری بیشتر، نسبت به سیستم های مرسوم تاکید دارد. این سیستم، متشکل از ورق های فولادی است که توسط تیرها و ستون ها احاطه شده است. دیوارهای برشی به دو دسته سخت شده و سخت نشده تقسیم بندی می شوند، که دیوارهای سخت نشده شامل ورق های صاف و موج دار می باشد. مهندسین و محققین همیشه در پی یافتن سیستم سازه ای ایده آل، برای مقاومت در برابر بارهای جانبی و زلزله می باشند. یکی از عوامل موثر بر رفتار قاب های ساختمانی، اثر انواع اتصالات ورق فولادی به قاب و نوع اتصالات تیر به ستون می باشد، که می تواند بر روی میزان شکل پذیری،سختی، مقاومت و جذب انرژی قاب مقاوم سازی شده با دیوار برشی فولادی تاثیر داشته باشد. در این پایان نامه، حالت های مختلف(هشت حالت اتصال) اتصالات دیوار برشی به تیرها و ستون ها، برای دو سیستم قاب صلب و قاب مفصلی به روش تحلیلی استاتیکی غیر خطی بررسی شده است. مدل های مربوط به انواع اتصالات، با استفاده از المان shell143 در نرم افزار اجزای محدود ansys14.0 شبیه سازی شده اند. در این تحقیق، جهت بررسی صحت مدل سازی از المانshell143 ، که بر اساس نتایج خروجی مدل آزمایشگاهی آقای چن و همکارانش طی مقاله ای در سال 2006 ارائه شده است، به بررسی ارزیابی لرزه ای دیوار برشی فولادی و در نهایت به مقایسه بین دو سیستم قاب صلب و قاب مفصلی پرداخته شده است. نتایج این تحقیق و مقایسه های صورت گرفته میان 16 نوع اتصال (هشت اتصال برای قاب صلب و هشت اتصال برای قاب مفصلی) مقایسه ای نشان می دهد که در سیستم قاب صلب از لحاظ جابجایی ها (داخل صفحه و خارج صفحه) اتصال صلب دیوار برشی فولادی به ستون ها و تیرها و از لحاظ تنش، اتصال مفصلی دیوار برشی فولادی به تیرها و ستون ها،دارای بهترین عملکرد می باشند. در سیستم قاب مفصلی از هر نظر، اتصال صلب دیوار برشی فولادی به تیرها و ستون ها دارای بهترین عملکرد می باشد. واژه های کلیدی: دیوار برشی فولادی، اتصال صلب، اتصال مفصلی، جابجایی داخل صفحه و خارج از صفحه، تنش ون مایسز

با توجه به استفاده روزافزون از سازه های فضاکار و با پیدایش نرم افزارهای متعدد در عرصه مهندسی عمران (سازه)، نوآوری هایی در زمینه طراحی، ساخت و اجرای سازه های فضاکار صورت گرفته، به نحوی که امروزه در دنیا شاهد محبوبیت روزافزون این نوع سازه ها هستیم. این محبوبیت ناشی از قابلیت منحصر بفرد این سازه هاست که عبارت است از: پوشش دهانه های بزرگ با جلوه های زیبا، وزن کم، سادگی تولید، سرعت نصب و غیره ... با توجه به وجود تعدد زیاد عضو دراین سازه ها انتخاب شکل مناسب تر، تاثیر زیادی در کاهش وزن، کاهش مصالح و در نتیجه کاهش هزینه سازه خواهد داشت. متغیرهای طراحی مشخصات هندسی اعضا و قیود طراحی شامل محدودیت های تنش در اعضا، جابجایی گره ای و قیود هندسی می باشند. از طرفی با پیشرفت علم و تکنولوژی نیازها و خواسته های جدیدی در زمینه مهندسی سازه رخ داده، که عامل زمان اهمیت بیشتری یافته و باعث گرایش به ساخت سازه های مدرن پیش ساخته شده است. برداشتن گامهای موثر درجهت کاهش وقت و هزینه برای اجرای این سازه ها یکی از ملزومات اساسی می باشد که با روش های بهینه سازی می توان به این مهم دست یافت. تقریباً در بسیاری از مسائل واقعی بهینه سازی، نیازمندیم از الگوریتم های ریاضی که در آنها جستجوی تکراری مورد استفاده قرار میگیرد استفاده کنیم، زیرا راه حل های تحلیلی برای این توابع به ندرت در دسترس، یا تحلیل آنها بسیار پیچیده می باشد. بیشتر این روش های بهینه سازی مبتنی بر محاسبه مشتقات تابع هدف هستند که این مساله موجب افزایش حجم محاسبات ریاضی می شود به منظور رفع این نقیصه روش هایی مبتنی بر تقریب سازی تصادفی گرادیان بوجود آمده اند. به منظور بهینه سازی سازه ها در این مقاله، سازه فضاکار چلیک با چهار روش بهینه سازی مورد مقایسه قرار گرفته و براساس نتایج بدست آمده بهترین الگوی بهینه سازی از بین این الگوها معرفی گردیده است. این روش ها و الگوریتم های بهینه سازی از قرار زیراست:1- الگوریتم ژنتیک 2- الگوریتم تقریب سازی تصادفی مبتنی بر آشفته سازی همزمان ( (spsa3- الگوریتم حرکت پرندگان (pso) 4- الگوریتم حاصل از ترکیب (spsa-pso) از جمله ویژگی های این روشها این است که در هر تکرار، بهینه سازی، مستقل از تعداد متغیرهای طراحی می باشد و تنها به دو بار ارزیابی تابع هدف یا تحلیل سازه نیازمند است بنابراین استفاده از این الگوریتم ها به شدت موجب کاهش حجم محاسبات و کاهش زمان بهینه سازی می شود.

بررسی ایمنی لرزه ای سدهای بتنی در سالهای اخیر مورد توجه بسیاری از محققان بوده است که این امر تا اندازه ای مربوط به توسعه جمعیت در پایین دست سدها وصدمات مالی و جانی جبران ناپذیری که ممکن است در صورت خرابی این سازهای عظیم رخ دهد، می باشد. در میان انواع سدهای موجود، سدهای بتنی قوسی از جمله پیچیده ترین سدها هستند که به علت حجم بتن ریزی کم و مقاومت بالا مورد توجه قرار گرفته اند. سدهای قوسی در پلان دارای انحنا بوده و به گونه ایی است که تحدب منحنی به سمت بالا دست می باشد، در سدهای بتنی دو قوسی شعاع های داخلی و خارجی و هم زاویه داخلی و خارجی در ترازهای مختلف، متفاوت است و همچنین علاوه بر آن سد نسبت به محوری که از مرکز قوس می گذرد متقارن نمی باشد بنابراین دارای یک هندسه ی کاملا پیچیده هستند. علاوه بر این از آنجا که سدها با محیط مجاور خود در اندرکنش می باشند تحلیل ایمنی سدها بدون اثر محیط مجاور دارای خطا خواهد بود، برای مشاهده تاثیر اندرکنش سیال و فونداسیون بر خواص دینامیکی سدهای بتنی دو قوسی، در این تحقیق دو سد بتنی دو قوسی موجود در ایران تحت آنالیز مودال قرار داده شده است، زیرا خواص دینامیکی یک سازه از نظر فیزیکی از دو بخش فرکانس و شکل مودها قابل تشخیص می باشد. در واقع پاسخ ارتعاشی یک سیستم دینامیکی خطی، ترکیبی از حرکات هماهنگ سازه که به شکل مودهای ارتعاشی موسومند در نظر گرفته می شود. در این پایان نامه برای بررسی تاثیر اندرکنش سیال، فونداسیون و بدنه بر رفتار دینامیکی سدهای بتنی، دو سد بتنی دو قوسی موجود در ایران با نرم افزار اجزاء محدود abaqus تحت آنالیز مودال قرار داده شده اند، ابتدا هر یک از سدها بدون اثر تکیه گاه آنالیز شده و شکل بیست مود ارتعاشی و فرکانس های مربوط به هر مود ملاحظه گردید و سپس برای مشاهده اثر تکیه گاه و مخزن جمعا چهار هزار و هشتصد مود ارتعاشی همراه با فرکانس های مربوطه در سه حالت مختلف بدست آورده شد و مشاهده گردید در تحلیل سدها با احتساب اندرکنش مخزن و فونداسیون پریود به میزان حدودا 60 در صد بیشتر شده است. در ضمن برای بررسی در نحوه ی مدل سازی فونداسیون، سه مقدار مختلف b (نسبت مدول الاستیسیته ی سنگ بستر به نسبت مدول الاستیسیته ی بتن بدنه)، مورد بررسی قرار گرفت و برای هر مقدار b، مودهای ارتعاشی برای مقایسه با حالت بدون اثر تکیه گاه (فونداسیون صلب) بدست آورده شد. در انتها نتایج حاصل از آنالیز مودال سد کارون3 و امیرکبیر با هم مقایسه گردیده است. برای تحلیل از ابعاد واقعی سدها استفاده شده و مدلسازی با نرم افزار قدرتمندsolidwork انجام گرفته است.

دیوار برشی فولادی به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی، از سختی و مقاومت بالایی برخوردار می باشد. در بعضی موارد در ساخت این سیستم بازشوها به دلیل سازه ای و معماری و همچنین نیاز دسترسی ارائه می شوند. دراین تحقیق سختی، مقاومت و ضریب رفتار دیواربرشی فولادی با یک بازشو و همچنین وابستگی آنها به محل قرارگیری، اندازه و شکل بازشو مورد مطالعه قرار می گیرد. برای رسیدن به این هدف از یک تحلیل استاتیکی غیرخطی به روش اجزای محدود استفاده می شود. برای مشخص کردن تاثیر محل قرارگیری، اندازه و شکل بازشو بر سختی، مقاومت و ضریب رفتار دیواربرشی فولادی، محل قرارگیری، اندازه و شکل بازشو در هر مدل متفاوت می باشد. برپایه نتایج بدست آمده می توان نتیجه گرفت که سختی، مقاومت و ضریب رفتار دیواربرشی فولادی با بازشو، وابستگی کمی به شکل و محل قرار گیری بازشو دارد و بیشتر وابسته به ابعاد بازشو می باشد. همچنین برای بازشوها با ابعاد کوچک شکل و محل قرارگیری بازشو تاثیری برسختی، مقاومت و ضریب رفتار دیواربرشی فولادی بازشودار ندارد. براین اساس روابطی جهت برآورد محافظ کارانه مقاومت، سختی وضریب رفتار دیوار برشی فولادی با یک بازشو برای هر شکل، اندازه و محل قرارگیری از بازشو بررسی گردید. لازم به ذکر است که در نتایج به دست آمده در این تحقیق برای دیوار برشی فولادی با یک بازشو اثرات قاب نیز لحاظ شده است

با توجه به توسعه وگسترش چشمگیر انواع میراگرهای مختلف و کاربردهای آنها در صنعت ساختمان نیاز به توجه بیشتر در این زمینه امری ضروری می باشد. استفاده از وسایل جاذب انرژی یکی از موثرترین و اقتصادی ترین راههای کاهش اثرات زلزله روی ساختمان هاست. در سال های اخیر تحقیقات زیادی برای توسعه و پیشرفت وسایل استهلاک انرژی صورت گرفته است. یکی از روشهای کاهش انرژی وارده به سازه، بهره گیری از سیستم های غیر فعال می باشد که در این پایان نامه از میراگر اصطکاکی پال برای کاهش انرژی وارده به سازه استفاده شده است. با تعبیه تجهیزات اصطکاکی در سیستم های مهاربندی شده ساختمان های اسکلتی، مقاومت در برابر زلزله را می توان به میزان قابل ملاحظه ای بهبود بخشید. در حین تحریکات شدید زلزله، تجهیزات اصطکاکی می لغزند و بجای جاری شدن غیر ارتجاعی اعضای اصلی سازه ، سهم زیادی از انرژی ارتعاشی را به صورت مکانیکی در اصطکاک تلف می کنند.

بدلیل اختلاف ماهیتی که در رفتار دو سیستم قاب خمشی و مهاربند فولادی وجود دارد اثر متقابل آنها بر یکدیگر سبب بروز نیروهای ثانویه ناشی از اندرکنش آنها می شود. بر اساس نتایج به دست آمده، اندرکنش بین سیستم قاب خمشی با مهاربند هم محور در سه سازه-ی 10، 20 و 30 طبقه در حالت منظم جرمی و در راستای x، سهم جذب برش مهاربند در طبقه-ی آخر به ترتیب 5/11 ، 2/48- و 56- درصد می شود که مهاربند در سازه 20 و 30 طبقه ایجاد برش منفی می کند. با اعمال نامنظمی جرمی در سه سازه ی مورد نظر، بیشترین تأثیر مثبت و منفی نامنظمی جرمی در اندرکنش بین دو سیستم، در طبقات بالای سازه های مذکور می باشد و در طبقات پایینی و میانی تأثیر کمی میگذارد.