در چند دهه اخیر موضوع کاهش پاسخ لرزه ای سازه ها تحت اثر بارهای دینامیکی مورد توجه شدید محققان قرار گرفته است. در این بین جرم میراگر تنظیم شده tuned mass damper (tmd) به عنوان ابزاری جهت کنترل پاسخ سازه ها تحت اثر باد و زلزله به طور گسترده مورد بررسی و استفاده قرار گرفته است. از طرف دیگر با توجه به سختی ها و مشکلات کاربرد تحلیل دینامیکی غیرخطی سازه ها، امروزه تحلیل استاتیکی غیرخطی به عنوان یک ابزار کاربردی ساده و در عین حال با دقت مناسب در ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه های متعارف، مورد اقبال جامعه مهندسان واقع شده است. لذا توسعه ی کاربرد تحلیل استاتیکی غیرخطی به عنوان یک ابزار کاربردی و موثر در ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه های کنترل شده با جرم میراگر تنظیم شده (tmd) از اهمیت بسزایی برخوردار بوده و می تواند گام موثری در گسترش استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی در ارزیابی پاسخ سازه های کنترل شده با tmd باشد. در این تحقیق سه نمونه از ساختمان های 3، 9، 20 طبقه گروه sac واقع در منطقه لس آنجلس با رفتار غیرخطی کنترل شده با سیستم tmd که در طبقه بام قرار گرفته است مدل سازی شده است. حداکثر پاسخ جابجایی نسبی بین طبقات به عنوان معیار قضاوت انتخاب و از نرم افزار opensees جهت انجام تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی و تحلیل استاتیکی غیرخطی و استخراج این مقادیر استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که مقادیر خطای روش های مختلف تحلیل پوش آور در سازه های کوتاه، میان مرتبه و بلندمرتبه کنترل شده با سیستم جرم میراگر تنظیم شده (tmd) نسبت به سازه های کنترل نشده کمتر بوده یا به عبارت دیگر تحلیل پوش آور بر روی سازه های کنترل شده با جرم میراگر تنظیم شده در ارزیابی پاسخ های لرزه ای نسبت به سازه های کنترل نشده از دقت بالایی برخوردار می باشد.

با وجود اینکه در چند دهه ی اخیر تحقیقات زیادی در مورد کاربرد جرم میراگر تنظیم شده (tuned mass damper) بر روی سازه های خطی انجام گرفته است، لیکن در مورد کاربرد tmd بر روی سازه های غیرخطی مطالعات بصورت محدود به همراه تعدادی فرضیات ساده کننده در خصوص رفتار واقعی سازه و همچنین طراحی tmd بوده است. در این مقاله هدف بررسی نحوه مدل سازی tmd بر روی سازه های غیرخطی با رفتار واقعی و ارزیابی تاثیر آن در بهبود رفتار لرزه ای این سازه ها می باشد. بدین منظور سازه های 3، 9 و 20 طبقه دو بعدی مجهز شده به tmd که تحت اثر زلزله های نزدیک گسل و دور گسل قرار گرفته اند، با استفاده از نرم افزار opensees مدل سازی شده و به ازای درصد جرم های مختلف tmd، میزان کاهش در پاسخ لرزه ای سازه های فلزی غیرخطی نظیر حداکثر تغییرمکان جانبی نسبی، جذر میانگین مربعات تغییرمکان جانبی نسبی و انرژی هیسترزیس تعیین گردیده است. ضمن مشاهده قابلیت نرم افزار opensees برای مدل سازی سازه های کنترل شده با tmd، نتایج بدست آمده حاکی از آن است که کارایی tmd در کاهش خرابی سازه های فلزی با رفتار غیرخطی وابستگی زیادی به نوع زلزله ورودی، حداکثر شتاب زلزله و جرم میراگر دارد، بطوریکه با افزایش جرم میراگر عموماً کارایی این مکانیزم افزایش می یابد. همچنین در این پژوهش روشی مبتنی بر آنالیز حساسیت برای تعیین پارامترهای tmd به جهت افزایش کارایی این سیستم بر روی سازه های با رفتار غیرخطی ارائه گردیده است.

با توسعه کاربرد تحلیل پوش آور در سال های اخیر روش های پوش آور پیشرفته متعددی با الگوی بار مودال جهت لحاظ کردن اثر مودهای بالاتر پیشنهاد شده است. با اینحال اکثر این روشها برای مدلهای دوبعدی پایه گذاری شده و اثرات پیچش در آنها در نظر گرفته نشده است. اخیر? مطالعات اندکی جهت توسعه کاربرد روش پوش آور بر روی سازه های سه بعدی انجام گرفته است. در این پایان نامه، یک روش جدید پوش آور مودال یکبار اجر ا بر اساس برش و پیچش مودال ترکیبی طبقات برای سازه های سه بعدی پیشنهاد شده است. الگوی بار اعمالی در این روش شامل دو نیروی افقی در دو جهت (x,y) و لنگر پیچشی در هر طبقه می باشد. نیروهای افقی در هر جهت از روی پروفیل برش مودال ترکیبی طبقات در همان جهت و لنگر پیچشی نیز از روی پروفیل لنگر پیچشی مودال ترکیبی طبقات استخراج می شود. در روش پیشنهادی اثر مشارکت مودهای بالاتر و پیچش همچنین اندرکنش بین مودها در ناحیه غیر الاستیک لحاظ شده است. علاوه بر این منحنی ظرفیت بر مبنای مفهوم انرژی تشکیل می شود و ابهامات موجود در تعیین نقطه کنترل در سازه های سه بعدی بر طرف شده است. این روش بر روی ساختمانهای نمونه sac-20 ,sac-9 تحت اثر زلزله های مختلف اعمال شده و مشاهده شده است که نتایج حاصل از روش مذکور در مقایسه با سایر روشهای پوش آور از دقت بیشتری در پیش بینی پاسخ های غیر خطی برخوردار است.

بخش عمده ای از ساخت و سازها در ایران به سازه های مسکونی اختصاص دارد. عمده ترین سیستم های سازه ای که برای مقاومت در برابر زلزله اجراء می شوند، به دو دسته کلی اسکلت بتنی واسکلت فلزی تقسیم بندی می شوند،که این دو سیستم کلی هم از سیستم های سازه ای مختلفی تشکیل شده است. در تصمیم گیری برای انتخاب هریک از این سیستم های سازه ای عوامل، پارامترها و معیارهای مختلفی دخیل می باشد، درشرایط موجود(نواسان قیمت مصالح،خدمات،...) به جرات میتوان گفت مهمترین عامل بعد از پارامتر مقاومت سیستم سازه ای انتخاب شده دربرابر زلزله، عوامل و معیارهای اقتصادی می باشد. در واقع همواره تلاش می کنیم در انتخاب نوع سیستم سازه ای، طراحی و ساخت، سیستمی را انتخاب کنیم که علاوه بر اینکه در مقابل زمین لرزه به طور احسن مقاومت کند، توجیه اقتصادی مناسبی هم داشته باشد. جهت بررسی این توجیه اقتصادی، 3 تیپ مختلف سازه ای (4،8و12طبقه) را برای انواع سیستم های سازه ای تحلیل و طراحی شده و با توجه به مقاطع و تیپ بندی حاصل از طراحیه اسکلت اصلی سازه ها،هرکدام به طور جداگانه براساس فهرست بهای پایه واحد ابنیه سال 1388 سازمان برنامه و بودجه مورد برآورد مالی قرار گرفته اند و قیمت تمام شده یک متر مربع هرکدام از سیستم های سازه ای به دست آمده و مورد مقایسه و ارزیابیه مالی قرار گرفته است.

از آنجایی که سازه ها در برابر زلزله های شدید وارد مرحله غیرخطی می شوند، امروزه جهت ارزیابی لرزه ای سازه ها، کنترل جابجایی المان های سازه ای به جای کنترل نیرویی آنها توسط محققین مختلفی توصیه شده است و لازمه این امر استفاده از تحلیل های غیرخطی می باشد. در سال های اخیر کاربرد روش تحلیل پوش آور (تحلیل استاتیکی غیرخطی) بدلیل پیچیدگی کاربرد تحلیل دینامیکی غیرخطی توسعه فراوانی یافته است و روش های پوش آور مختلفی جهت ارزیابی لرزه ای سازه ها ارائه شده است، اما از آنجائیکه این روش ها اساساً برای سازه های ساختمانی پیشنهاد شده و با توجه به تفاوت های اساسی موجود در رفتار سازه ای بین پل ها و ساختمان ها، آشکار است که نمی توان نتایج حاصل از مطالعات صورت گرفته بر روی سازه های ساختمانی را مستقیماً به سازه پل ها تعمیم داد. از این رو در این رساله یک روش تحلیل پوش آور مودال بر مبنای انرژی جهت ارزیابی لرزه ای پل ها پیشنهاد شده است که در این روش اثرات مودهای بالاتر در تخمین پاسخ لرزه ای پل بررسی شده و نیز برای تشکیل طیف ظرفیت سیستم یک درجه آزادی معادل و رفع ابهامات موجود در رابطه با تعیین نقطه کنترلی در خصوص پل ها از مفهوم انرژی استفاده شده است. روش پیشنهادی بر روی پل های دره ای منظم و نیمه منظم و نامنظم، با طول کوتاه (4 دهانه) و بلند (8 دهانه) تحت اثر هفت زلزله نزدیک گسل و پنج زلزله دور از گسل بکار رفته است. جهت بررسی دقت و کارایی روش پیشنهادی، نتایج حاصل از روش پوش آور پیشنهادی و سایر روش های پوش آور با نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی غیرخطی انجام یافته بر روی سازه های چندین پل مقایسه شده اند و جهت تعیین تغییر مکان هدف از ماکزیمم جابجایی حاصل از تحلیل دینامیکی غیر خطی استفاده گردیده است. نتایج حاصل از روش پیشنهادی در تخمین جابجایی سرپایه ها در جهت عرضی پل نشان می دهد که این روش در ایجاد طیف ظرفیت، نتایج قابل قبولی را ارائه کرده است. همچنین استفاده از مودهای بالاتر و در نظر گرفتن اثرات این مودها، باعث افزایش دقت روش پوش آور پیشنهادی در تخمین پاسخ لرزه ای پل ها می شود.

زلزله به عنوان یکی از بلایای طبیعی و عامل اصلی تخریب سازه های انسانی در طول اعصار گذشته، همواره از سوی آدمی مورد توجه خاص قرار داشته است. تلاش مهندسین و معماران در طول دهه های گذشته همواره بر این اصل استوار بوده که سازه های خود را تا حد امکان در برابر زلزله مقاوم بسازند وسازه ها بتوانند دربرابر نیروی زلزله تاب بیاورند و حداقل تلفات جانی را به همراه داشته باشند. اولین آیین نامه های طراحی لرزه ای اثر زلزله را به صورت درصدی از وزن سازه در نظر می گرفتند، و به صورت الاستیک اثرات زلزله را در سازه اعمال می کردند، به گونه ای که تا به امروز تحلیل الاستیک اثرات زلزله در اکثر آیین نامه ها حفظ شده است. از سویی با پیشرفت روز افزون علم دینامیک سازه ها تا به امروز مشخص شده است که نیروی جانبی اعمالی در آیین نامه ها، تنها بخش کمی از نیروی زلزله ی وارده بر سازه در حالت الاستیک می باشد و نیروی زلزله ی وارد در حالت الاستیک چندین برابر نیروهای جانبی لحاظ شده در آیین نامه ها می باشد. اما به منظور در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادی و همچنین در راستای استفاده ی بهینه از ظرفیت جذب و استهلاک انرژی در محدوده ی پلاستیک المانهای سازه ای همچنان در آیین نامه های طراحی لرزه ای از نیروهای جانبی کاهش یافته استفاده می شود و انتظار می رود سازه ها در برابر زلزله های شدید وارد مرحله ی غیر خطی شده و از خاصیت جذب و استهلاک انرژی در چرخه های رفت و برگشتی استفاده کنند. از آنجایی که بارهای لرزه ای به صورت شتاب پایه در پای ساختمان وارد می شود، تحلیل دینامیکی سازه ها دقیق ترین روش جهت تعیین تقاضای لرزه ای سازه ای می باشد، اما به خاطر مشکلات کاربردی استفاده از این روش با محدویت هایی روبرو است. به همین منظور در سالهای اخیر تحقیقات گسترده ای به منظور ایجاد و توسعه ی روشهای تحلیل غیر خطی ساده شده ی کاربردی و در عین حال با دقّت مناسب انجام شده است. حاصل این تلاش ها تحلیل استاتیکی غیر خطی موسوم به تحلیل پوش آور است که به عنوان یک ابزار کاربردی مناسب توسعه ی فراوانی در مهندسی زلزله پیدا کرده و می تواند اطّلاعات مفیدی ازرفتارغیرخطی سازه ها، محل تشکیل مفاصل پلاستیک و نحوه ی باز پخش نیروها و... ارائه نماید که با روشهای تحلیل استاتیکی خطی قابل دست یابی نیستند.

با انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی بر روی ساختمانهای نامتقارن در پلان، منحنی پوش آور مربوطه در فرمت پاسخ شتاب- جابجایی بدست می آید که بیانگر ارتباط میان برش پایه- جابجایی بام و پیچش پایه- دوران بام میباشد. منحنی مزبور در ناحیه غیرالاستیک دچار جداشدگی شده و دو منحنی مجزا بدست می آید. اخیرا سیستم جدیدی تحت عنوان سیستم دو درجه آزادی مودال معرفی شده است که علاوه بر این جدا شدگی، اندرکنش میان جابجایی و پیچش مودال را نیز بخوبی مدل میکند. دراین پایان نامه، دقت این سیستم جدید در تعیین پاسخهای لرزه ای ساختمانهای نامتقارن در پلان بررسی میشود. بدین منظور، پاسخ های لرزه ای دو ساختمان با پلان نامتقارن بوسیله تحلیل پوش آور مودال بر مبنای سیستم دو درجه آزادی مودال تعیین میشوند. سپس نتایج حاصل از این تحلیل با نتایج حاصل از تحلیل پوش آور مودال سنتی که بر مبنای سیستم یک درجه آزادی مودال (sdof) میباشد، و همچنین با نتایج حاصل از تحلیل تاریخچه زمانی گروهی از زلزله ها مقایسه میشود. طبق نتایج بدست آمده، سیستم دو درجه آزادی مودال بخاطر اهمیت مودهای پیچشی در تعیین جواب لرزهای نهایی، دقت بیشتری در تخمین نیازهای لرزه ای سازه های بلند مرتبه دارد.

روش های طراحی مبتنی بر عملکرد شیوه نوینی از طراحی لرزه ای سازه ها می باشد که به منظور بهبود بخشیدن به عملکرد لرزه ای سازه های مقاوم در برابر زلزله توسعه یافته است.از انجایی که اسیب پذیری لرزه ای سازه ها بر اساس ظرفیت تغییر شکل پلاستیک المان های سازه ای کنترل می شود طراحی لرزه ای سازه ها بر اساس روش نیرویی نمی تواند اهداف عملکردی سازه را بر اورد نماید.در این مطالعه چهار سازه قاب خمشی بتنی 4 , 8 , 12 و 20 طبقه طراحی شده طبق مقررات fema p695 به عنوان سازه های پایه در نظر گرفته شده و بار دیگر با روش طراحی مستقیم بر اساس عملکرد (با در نظر گرفتن مکانیزم تسلیم و تغییر مکان از پیش تعیین شده به عنوان معیار های طراحی و محاسبه برش پایه طراحی برای سطح خطر مورد نظر با استفاده از رابطه کار- انرژی ارائه شده توسط گول و همکاران)و روش طراحی مستقیم بر اساس جابجایی (طبق تئوری طراحی ارائه شده توسط پریستلی) طراحی شده اند که روش های طراحی مختلف منجربه مقاطع مختلفی برای المان های سازه ه ای شدند.سازه های پایه و سازه های طراحی شده بر اساس عملکرد تحت انالیز غیر الاستیک پوش اور و تاریخچه زمانی قرار گرفتند .سازه های طراحی شده بر اساس عملکرد اهداف عملکردی سازه را بر اورد کردند و به مکانیزم تسلیم مطلوب رسیدند.در حالیکه سازه های پایه به دلیل تسلیم خمشی ستونها دریفت طبقاتی بسیار زیادی داشتند. سازه های طراحی شده به روش عملکرد ابعاد مقطع و مقدار میلگرد مورد نیازکمتری داشته و در نتیجه مقاومت نهایی کمتر و تغییر مکان تسلیم بزرگتری در مقایسه با سازه های طراحی شده بر اساس تغییر مکان داشتند.ولی در لحظه رسیدن به تغییر مکان هدف تمام مفاصل پلاستیک سطح خطر ایمنی جانی را براورد کردند.

با توجه به لازم الاجرا بودن آئین نامه بتن ایران در طراحی ساختمان های بتن آرمه از یک طرف و متداول بودن استفاده از آئین نامه بتن آمریکا (aci 318-08) در طراحی های صورت گرفته به وسیله ی نرم افزارها و استفاده گسترده از سیستم قاب خمشی متوسط در طراحی ساختمان های بتنی، بررسی و مقایسه این دو آئین نامه خصوصا در مورد طراحی قاب های خمشی متوسط حائز اهمیت می باشد. در ابتدای این تحقیق کلیات این دو آئین نامه و ضوابط عمومی و لرزه ای آن ها خصوصا در فصل خمش و نیروی محوری مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. در نهایت در فصل سوم برای انجام مقایسه کمّی این دو آئین نامه، تاثیر عوامل مختلف بر میزان میلگرد مورد نیاز در طراحی ستون ها برای ستون تحت بار محوری خالص و ستون تحت بار محوری و لنگر خمشی بررسی شده است. برای انجام این مقایسه ها یک برنامه کامپیوتری طراحی ستون با استفاده از نرم افزار matlab r2007b تهیه شده-است. در این برنامه از منطق نمودارهای اندرکنشی برای محاسبه ی میزان میلگرد مورد نیاز ستون تحت بار محوری و لنگر خمشی ناشی از بار های ثقلی و زلزله استفاده شده است. نتیجه ی کلی که از مقایسه ی کمّی دو آئین نامه بدست آمد نشان داد که آئین نامه بتن آمریکا در طراحی ستون کوتاه، محافظه کارانه تر از آئین نامه بتن ایران عمل نموده است.

در تحقیق حاضر، اثرات زلزله های متوالی و زلزله ی منفرد نزدیک گسل بر روی نیازهای جابجایی و جابجایی نسبی قاب های خمشی فولادی ویژه با ارتفاع های متفاوت ارزیابی شده است. در این راستا سه قاب فولادی سه، نه و بیست طبقه بر اساس آیین نامه های رایج در ایران برای مناطق با خطر نسبی لرزه خیزی زیاد طراحی شده اند. پاسخ این قاب ها تحت اثر زلزله های متوالی و زلزله های منفرد نزدیک گسل بررسی و با هم مقایسه شده است. به علت کمبود رکوردهای توالی لرزه ای نزدیک گسل واقعی، از توالی های لرزه ای مصنوعی جهت ارزیابی نیازهای جابجایی نسبی این قاب-ها استفاده شده است. این توالی های لرزه ای مصنوعی به وسیله ی ترکیبات اتفاقی و منطقی از وقایع منفرد واقعی ساخته شده اند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که وقوع زلزله های متوالی، نیازهای جابجایی و جابجایی نسبی این سازه ها را نسبت به حالت وقوع زلزله های منفرد به صورت محسوسی افزایش داده است. از آنجایی که قوانین فعلی منجر به دست کم گرفتن جابجایی نسبی مورد نیاز در حالت توالی لرزه ای می شوند، تحقیق حاضر نشان می دهد، فرضیه های فعلی جهت ساختن زلزله طرح مناسب نبوده و بنابراین منجر به دست کم گرفتن خسارات سازه ای می شوند.

در مطالعه حاضر، ارزیابی دقت روش تحلیل استاتیکی غیر خطی برای سازه های قاب خمشی بتنی جدا شده ی پایه، بوسیله جداگرهای لاستیکی – سربی(lrb) مورد نظر می باشد. در این تحقیق دقت نتایج حاصل از روش تحلیل استاتیکی غیر خطی با الگوهای بار مختلف مورد مطالعه با در نظر گرفتن نقطه کنترل یک بار در تراز جداسازی و یکبار در تراز بام با نتایج تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی مقایسه شده است. برای این منظور دو مدل ساختمانی 5 و 10 طبقه قاب خمشی بتنی بر اساس ضوابط asce7-10 و ibc 2009 طراحی شده و جهت انجام تحلیل های غیر خطی در نرم افزار sap 2000 مورد استفاده قرار گرفته است. برای انجام تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی هفت رکورد زلزله دور گسل و هفت رکورد زلزله نزدیک گسل بکار گرفته شده است. طراحی جداگرهای لاستیکی – سربی با استفاده از روش تکراری و کاربرد همزمان دو نرم افزار sap 2000 وexcel صورت پذیرفته است. نتایج نشان می دهد که، الگوی بار معرفی شده بر اساس برش طبقات سازه ی با پای گیردار با در نظر گرفتن نقطه کنترل در تراز بام نتایج مطلوبی از سایر الگوهای بار ارایه می کند. و در حالت کلی در نظر گرفتن نقطه کنترل در تراز جداسازی نتایج را همواره پایین دست تخمین می زند.

ساختمانهای موجود که با استفاده از آیین نامه های قبلی طراحی شده اند اغلب با در نظر گرفتن آیین نامه های جدید در شرایط مختلف احتمال آسیب دیدن داشته و نیاز به بهسازی دارند. میراگر جرمی تنظیم شده (tmd) که یکی از سیستم های کنترل غیر فعال سازه ها بشمار می رود با جذب و استهلاک درصدی از انرژی ورودی به سازه، شرایط ایمن و پایداری را نسبت به ساختمانهای مشابه فراهم می کند. در مورد طراحی tmd در سازه های خطی یکسری روابط ریاضی موجود می باشد که طی مطالعاتی از سوی برخی محققین ارائه شده است ولی در سازه های غیر خطی رابطه ریاضی مشخصی جهت بهینه یابی پارامترهای tmd موجود نمی باشد بهمین دلیل برای بهینه یابی این پارامترها از روشهای عددی استفاده می شود. طولانی بودن مدت زمان مورد نیاز جهت تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی مدلهای سازه ای کامل تیر وستون از یکطرف و نیاز روشهای عددی به اجراهای متعدد در هر گام از طرف دیگر باعث شده که استفاده از روشهای عددی بسیار وقت گیر و یا در مواردی غیرممکن گردد. بطوریکه مطالعات موجود در خصوص سازه غیرخطی مجهز به tmd ، برروی مدل های ساده شده برشی فقط تحت اثر یک زلزله خاص صورت گرفته اند. پارامترهای بهینه شده برای یک زلزله بدلیل وابستگی پاسخ های بدست آمده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی به محتوای فرکانسی زلزله وارده، ممکن است بهنگام تاثیر دیگر زلزله ها نه تنها عملکرد سازه را بهتر نکند بلکه موجب بدتر شدن آن نیز گردد. از طرفی بر اساس آیین نامه های طراحی و بهسازی، در بهینه یابی پارامترهای tmd بایستی پاسخها براساس حداکثر پاسخ حاصل از سه زلزله قوی و یا متوسط پاسخ های حاصل از هفت زلزله سازگار با شرایط زمین ساختی منطقه کمینه گردد. در این تحقیق با استفاده از تکنیک شبکه عصبی مصنوعی جهت دستیابی سریع به پاسخ تحلیل های الگوریتم ژنتیک این مشکل برطرف شده است. سازه مورد مطالعه، قاب خمشی دوبعدی ساختمان 9 طبقه می باشد که با استفاده از نرم افزار opensees مدلسازی کامل تیر و ستون می شود. رکوردهای مورد مطالعه، 20 رکورد متناسب با شرایط زمین ساختی منطقه سازه مذکور می باشد. سازه مجهز به مجموعه انتخابی از پارامترهای tmd، تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی می شود و سپس با استفاده از پاسخهای ثبت شده و با استفاده از جعبه ابزار شبکه عصبی مصنوعی تابع بنیادی شعاعی (rbf) موجود در نرم افزار matlab ، برای تک تک زلزله ها یک شبکه عصبی مجزا آموزش داده می شود و با استفاده ازالگوریتم ژنتیک متصل به شبکه های عصبی مذکور نسبت به یافتن مقادیر بهینه پارامترهای tmd با چهار روش زیر اقدام می گردد که عبارتند از : 1-کمینه سازی حداکثر پاسخ حاصل از قویترین زلزله 2-کمینه سازی حداکثر پاسخ حاصل از سه زلزله قوی 3-کمینه سازی متوسط پاسخ حاصل از هفت زلزله قوی 4-کمینه سازی متوسط پاسخ حاصل از تمامی بیست زلزله. پس از یافتن مقادیر بهینه پارامترهای tmd نسبت به بهسازی لرزه ای سازه مذکور با روش تحلیل دینامیکی غیر خطی بر اساس دستورالعمل نشریه بهسازی لرزه ای و آیین نامه fema356 اقدام می شود.

روش های پوش آور مختلف اساساَ برای قاب های دو بُعدی ارائه شده اند. اما ساختمان های نامتقارن در پلان به علت حرکت های انتقالی همراه با پیچش مستعد خسارات بیشتری می باشند؛ از اینرو تعدادی از روش های ارائه شده، جهت درنظر گرفتن اثر پیچش، به مدل های سه بُعدی توسعه داده شده اند. و از آنجا که زلزله همیشه در یک جهت اثر نمی کند، رفتار پیچشی الاستیک سازه با در نظرگرفتن اثر زلزله در یک جهت به خوبی تخمین زده نمی شود و در ناحیه ی غیرالاستیک نیز بدتر می شود. از اینرو اثر همزمان دو مولفه ی افقی زلزله در روش های تحلیل پوش آور بایستی لحاظ شود. در این تحقیق روش های مختلفی که اثر زلزله ی دوجهته را در ساختمان های نامتقارن در پلان در نظر گرفته اند، مورد ارزیابی قرار گرفته است. و همچنین روش تحلیل پوش آور به هنگام شونده مودال بر اساس برش و پیچش طبقات (sta) برای در نظر گرفتن اثر همزمان زلزله در دو جهت توسعه داده شده است. گام های بنیادین روش پیشنهادی (bi-sstp) شبیه روش اصلی (sta) است، با این تفاوت که الگوی بار اعمالی، ثابت فرض شده است و تحلیل پوش آور در دو جهت عمودی به صورت مستقل صورت می گیرد. پاسخ های حاصل از اثر زلزله در دو جهت افقی به طور مستقل بدست آمده و در نهایت پاسخ کلی از ترکیب نتایج با استفاده از روش ترکیب رایج (srss) محاسبه می شود. دقت روش های مورد مطالعه نسبت به روش تحلیل دینامیکی غیرخطی در سه ساختمان سه بُعدی فولادی کوتاه-، متوسط- و بلند- مرتبه با خرج از مرکزیت های دوجهته 10% و 30% در پلان مورد ارزیابی قرار گرفته است. در نهایت مشاهده می شود که روش پیشنهادی (bi-sstp) از دقت مناسبی در مقایسه با سایر روش های مورد مطالعه برخوردار است.

امروزه ارزیابی عملکرد سازه ها در برابر زلزله، به یکی از بحث های رایج در بین محققین تبدیل شده است. یکی از ابزارهای کلیدی در ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای سازه ها، توابع شکنندگی است که احتمال فراگذشت آسیب سازه از یک سطح آسیب مشخص را برای چندین سطح خطر از جنبش های لرزه ای زمین بیان می نماید. هدف از این مطالعه، تعیین منحنی شکنندگی آسیب پذیری لرزه ای سیستم ساختمانی قاب خمشی بتنی و فولادی طراحی شده بر اساس آیین نامه ی طراحی ایران بر روی خاک نوع iii در منطقه ای با خطر لرزه ای زیاد می باشد. مدل های مورد نظر، ساختمان های 5، 8 و12 طبقه ی بتنی و فولادی با سیستم قاب مقاوم خمشی می باشند. مدلسازی این ساختمان ها در نرم افزار perform 3d انجام شده و تحلیل تاریخچه ی زمانی غیرخطی برروی مدل ها انجام گرفته است. در این بررسی، تغییر مکان جانبی نسبی سازه ها به عنوان معیار آسیب در نظر گرفته شده است. حدود تعیین شده برای تغییر مکان جانبی نسبی در دستورالعمل hazus برای تعیین حالات خرابی مورد استفاده قرار گرفته است که این حالات خرابی عبارتند از: حالت خرابی کم، متوسط، گسترده و کلی. منحنی شکست سازه ها براساس مقادیر تغییر مکان جانبی نسبی و ضرایب موجود دردستورالعمل hazus تهیه شده اند. علاوه براین براساس مطالعات آماری صورت گرفته برروی پاسخ های تغییرمکان جانبی نسبی حاصل از نمونه های مورد بررسی نیز منحنی شکست براساس جابجایی جانبی نسبی تهیه شد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که در هردو روش با افزایش تعداد طبقات در هردو سیستم ساختمانی، شکنندگی افزایش می یابد و همچنین در حالت کلی مدل های بتنی، نسبت به مدل های فولادی شکنندگی بیشتری از خود نشان دادند. علاوه براین منحنی های شکست بدست آمده از ضرایب دستورالعمل hazus در مقایسه با منحنی های شکست بدست آمده از مطالعات آماری شکنندگی کمتری برای کلیه مدل ها نشان دادند.

: استفاده از سیستم های کنترل یکی از راه های مناسب برای مقابله با نیروی زلزله می باشد که در این بین طراحی مناسب اینگونه از سیستم ها موجب عملکرد بهتر این سیستم ها در مقابل نیروی زلزله خواهد بود. با توجه به اینکه عملکرد سیستم کنترل سازه ها به نوع رکورد ورودی برای طراحی بستگی دارد لذا در این پایان نامه به بررسی اثر رکورد زلزله بر پارامترهای بهینه ی میراگرهای جرمی تنظیم شده تک گانه و چند گانه غیر فعال و نیز میراگر جرمی تنظیم شده ی فعال پرداخته شده است که در نهایت هدف یافتن روشی برای نحوه انتخاب رکورد طراحی برای سیستم های کنترل سازه می باشد. برای رسیدن به اهداف این پایان نامه 12رکورد زلزله ی واقعی و اغتشاش سفید انتخاب شده و سازه دو بعدی نسبت به هر کدام از این رکوردها و اغتشاش سفید طراحی شده و نتایج آن با یکدیگر مقایسه شده است. تحقیقات انجام شده نشان می دهد که برای طراحی میراگر جرمی تنظیم شده ی چندگانه جهت حصول نتایج بهتر در مقابل رکوردهای زلزله واقعی می توان از رکورد اغتشاش سفید استفاده کرد همچنین برای طراحی میراگر جرمی تنظیم شده بهتر است که رکورد طراحی را از بین رکوردهای منطقه که سازه کنترل نشده تحت آن زلزله بیشترین پاسخ را دارد انتخاب کرد. در طراحی میراگرهای جرمی تنظیم شده چند گانه و تک گانه غیر فعال تحت زلزله های واقعی مختلف و اغتشاش سفید مشاهده شده است که فرکانس بهینه این میراگرها نزدیک به فرکانس مود اول سازه می باشد. همچنین نتایج حاصل از طراحی میراگر جرمی تنظیم شده فعال نشان می دهد که برای طراحی این سیستم بهتر است رکورد طراحی را اغتشاش سفید با حداکثر شتاب زمین بالا در نظر گرفت.

در سالیان اخیر اهمیت احداث بناهای مقاوم در برابر زلزله و سایر نیروهای طبیعت باعث گردیده است که بحث ارزیابی و بهسازی رفتار لرزه ای سازه ها بویژه سازه های نامنظم، بیش از پیش درکانون توجه واقع شود. در برخی از ساختمان ها برای جلوگیری از تجمع ورودی ها یا قرار گرفتن واحدهای تجاری و پیلوت در طبقه همکف و یا احداث ساختمان بر روی زمین های شیبدار اختلاف ترازهایی در کف های طبقات ایجاد می گردد که در اصطلاح ساختمان های دوبلکسی نامیده می شوند. در این حالت کف های طبقات دارای اختلاف تراز، نسبت به هم در دو یا چند تراز مختلف قرار می گیرند که خود این امر سبب ایجاد تغییرات در پریود، سختی، توزیع نیروهای زلزله و سایر موارد مرتبط به سازه می گردد و همچنین منظم در نظر گرفته شدن این نوع سازه ها از سوی آیین نامه طراحی ساختمان ایران، و نامنظم فرض شدن در اکثر آیین نامه ها از جمله سیاک، مطالعه دقیق رفتار لرزه ای این نوع سازه ها را ملزم می سازد. در این مطالعه چهار ساختمان بتنی 3، 5، 7 و 9 طبقه که دارای سیستم جانبی دیوار برشی بتنی هستند در نظر گرفته شده که هر یک از مدل ها در سه حالت متفاوت با اختلاف ترازهای 0/8، 1/2، 1/6 متر با توجه به ضوابط استاندارد 2800 ویرایش سوم و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان تحلیل و طراحی گردیده و سپس تحت تحلیل استاتیکی غیر خطی قرار گرفته و سطح عملکرد سازه ها با توجه به مبانی طراحی براساس سطح عملکرد بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که سازه های بتنی دارای سیستم جانبی دیوار برشی بتنی عملکرد نسبتاً مناسبی در برابر نیروهای لرزه ای داشته و اکثراً پاسخگوی سطح عملکرد مورد نظر می باشند.

یکی از مسائل مهمی که امروزه در آنالیز و بررسی رفتار سازه ها نقش مهمی را ایفا می کند و خود یکی از دلایل اصلی خرابی سازه ها در زلزله به شمار می رود بی نظمی در سازه ها می باشد. یکی از انواع نامنظمی در ارتفاع که در آیین نامه های دیگر همچون آیین نامه ی سیاک به آن اشاره شده است و آیین نامه ی 2800 ایران در مورد آن مسکوت است نامنظمی به علت اختلاف تراز طبقات(ساختمان های دوبلکسی) می باشد.گاهی ملاحظات معماری به دلایل مختلف نظیر قرارگیری پیلوت و یا واحدهای تجاری در همکف و یا جلوگیری از تجمع ورودی های مختلف در مجتمع های آپارتمانی سازه های دوبلکسی را پدید می آورد که در آن کف های مختلف با اختلاف تراز نسبت به هم در دو یا چند تراز مختلف ایجاد می شوند. ساختمان های با ترازهای دوبخشی و یا دوبلکسی به گونه ای از ساختمان ها گفته می شود که سطح کف طبقات در آنها با اختلاف تراز h? از هم فاصله دارند. در این تحقیق سه ساختمان اسکلت بتنی 7،5 و 9 طبقه با سیستم قاب خمشی متوسط در حالت دوبلکسی در نظر گرفته شده است. قابل ذکر است هر یک از مدل ها در سه حالت متفاوت با اختلاف تراز 0/8،1/2 و 1/6 متری با توجه به ضوابط استاندارد 2800 و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و با روش بارگذاری از نوع فشرده سازی (ویژه سازه های دوبلکسی) توسط نرم افزار sap 2000 تحلیل و طراحی شده اند. سپس مدل های طرح شده مورد تحلیل استاتیکی غیرخطی (pushover) قرار گرفته و سطح عملکرد سازه ها با توجه به مبانی طراحی بر اساس عملکرد بررسی گردیده است. نتایج حاصله نشان می دهد که سازه های دوبلکسی مورد بررسی در صورتی که طبق ضوابط استاندارد 2800 و آیین نامه طراحی سازه های بتنی تحلیل و طراحی شوند، دسترسی به سطح عملکرد مورد انتظار 2800 که ایمنی جانی در سطح خطر زلزله طرح است، به طور کامل مقدور نخواهد بود. فلذا توصیه می شود که این گونه سازه ها را جزو سازه های نامنظم در ارتفاع طبقه بندی کرده و ظوابط سخت گیرانه تری را برای این نوع سازه ها نسبت به سازه های معمولی در نظر بگیرند، تا دسترسی به سطح عملکرد مورد انتظار 2800 میسر گردد.

از آنجائیکه تیر پیوند، نیـروی برشی قابل توجهی را از یک دیـوار برشی با عملکرد کنسولی به دیوار برشی دیگر انتقال می دهد، تغییر شکل برشی زیادی در آن به وقوع می پیوندد. در نتیجه این تیر در زلزله به سرعت تخریب می شود. تیرهای همبند معمولاً تیرهایی با دهانه ی کوتاه و ارتفاع زیاد هستند و چنانچه به تیرهای عمیق نزدیک شوند، آنگاه با احتمال شکست های زودهنگام برشی، سازه را دچار شکست ترد می کنند و عملکرد مطلوبی در سازه نخواهند داشت. تیرهای همبند با گسیختگی زودهنگام به دلیل تشکیل مفاصل پلاستیک برشی در سیکل های رفت و برگشتی ناشی از بار زلزله سازه را دچار شکست ترد می کنند، لذا ضرورت ایجاب می کند که برای تحمل تعداد سیکل های زیاد توسط مفاصل خمشی پیکربندی جدیدی پیشنهاد شود. لذا در این پایان نامه ضمن بررسی اثر ارتفاع تیر پیوند بر رفتار لرزه ای دیوار برشی همبند کارایی استفاده از دو تیر با عمق کمتر و با رفتار پلاستیک خمشی بجای یک تیر پیوند عمیق با شکست ترد برشی بررسی خواهد گردید. هدف از پیکربندی پیشنهادی اجتناب از شکست های ترد برشی در تیرهای همبند برای رسیدن به مکانیزم های مبتنی بر مفاصل پلاستیک خمشی جهت دست یافتن به شکل پذیری بیشتر و افزایش مقاومت نهایی سازه می باشد. برای این منظور برای سازه هایی با ارتفاع مختلف، سه نمونه دیوار برشی همبند یکی با یک تیر پیوند عمیق و دو نمونه دیگر با تیر مضاعف با مقطع بهینه برای عملکرد خمشی توسط نرم افزار اجزای محدود perform 3d مدل سازی شده و نتایج حاصل از تحلیل نمونه ها تحت بار استاتیکی فزاینده و تحلیل دینامیکی از نظر ضریب رفتار، میزان استهلاک انرژی، میزان برش پایه که به سازه وارد می شود و دیگر پارامترهای عملکرد لرزه ای با هم مقایسه گردیده است. نتایج حاصل از تحلیل های دینامیکی و استاتیکی غیرخطی حاکی از این بود که استفاده از پیکربندی پیشنهادی برای دیوار برشی کوپله باعث افزایش ضریب رفتار سازه، افزایش مقاومت نهایی سازه، افزایش جذب انرژی و افزایش برش پایه ای که سازه قادر به تحمل آن است می شود. شکل پذیری سیستم های پیشنهادی نیز به میزان قابل توجهی بیش تر از دیوار برشی همبند با تیرهای عمیق می باشد که حاکی از بهبود رفتار لرزه ای آن ها است.

طراحی هایی که براساس آیین نامه های موجود انجام می شود به صورت خطی می باشد این در حالی است که در هنگام وقوع زمین لرزه های شدید سازه وارد ناحیه غیر خطی می شود لذا طراحی سیستم های مورد نظر با فرض رفتار خطی مناسب نبوده و موضوع طراحی سیستم ها با رفتار غیر خطی مطرح و مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق به بررسی عملکرد لرزه ای سیستم دوگانه قاب خمشی فولادی به همراه بادبند شورون و واگرای ویژه پرداخته شده است. به منظور ارزیابی عملکرد لرزه ای سیستم دوگانه قاب خمشی فولادی به همراه بادبند شورون و واگرای ویژه مدل هایی با تعداد طبقات 4 ، 9 ، 14 و 20 در نظر گرفته شده و با توجه به ضوابط آیین نامه 2800 و مبحث دهم از مقررات ملی ساختمان سازه های مورد نظر مدل شده و به صورت استاتیکی معادل و طیفی در مقابل بارهای جانبی تحلیل و طراحی شده است. پس از اتمام طراحی اولیه سازه ها، ارزیابی عملکرد سازه-ها با استفاده از دستور العمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود و تحلیل های غیرخطی استاتیکی در نرم افزار etabs انجام گرفته است. از نظر سختی هر دو سیستم سطح عملکرد ایمنی جانی دستورالعمل بهسازی لرزه ای را برآورده کرده ولی از لحاظ مفصلی سیستم دوگانه قاب خمشی فولادی با بادبند واگرا عملکرد مناسبی داشته و همه مفاصل تشکیل شده سطح عملکرد ایمنی جانی را تامین کرده است اما در سیستم دوگانه با بادبند شورون مفاصل تشکیل شده در بادبند سطح عملکرد ایمنی جانی را تامین نکرده است. در نهایت استفاده از سیستم دوگانه قاب خمشی فولادی به همراه بادبند واگرا به نسبت سیستم دوگانه قاب خمشی فولادی به همراه بادبند شورون مناسب تر به نظر می رسد زیرا بادبند شورن امکان ایجاد مفصل پلاستیک ستون ها و به تبع آن امکان وقوع شکست ترد را افزایش می دهد.

با توجه به اینکه روش تحلیل تاریخچه ی زمانی غیرخطی پیچیده و مشکل می باشد و همچنین با توجه به اینکه اکثر روش های تحلیل پوش آور برای تخمین پاسخ لرزه ای سازه های منظم کاربرد دارد، لذا لازم است، کارایی روش های مختلف تحلیل پوش آور برای تخمین پاسخ لرزه ای سازه های نامنظم نیز ارزیابی شود. برای این منظور، در این پایان نامه، کارایی روش های مختلف تحلیل پوش آور جهت تخمین پاسخ لرزه ای سازه های نا منظم در ارتفاع، با عقب نشینی در پلان، مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور 9 قاب ساختمانی دو بُعدی در نظر گرفته شده است که یکی از آن ها سازه ی منظم (مبنا) و 8 سازه ی انتخابی دیگر به صورت نامنظم و عقب رفته در طول ارتفاع سازه می باشد که به صورت دوبعدی در نرم افزار غیرخطی opensees مدل شده اند. در اینجا روش تحلیل تاریخچه ی زمانی غیرخطی به عنوان روش دقیق در نظر گرفته شده و نتایج حاصل از روش تحلیل پوش آور با نتایج حاصل از روش تحلیل تاریخچه ی زمانی غیرخطی و در عین حال با یکدیگر نیز مقایسه شده است. همچنین پاسخ های لرزه ای (مثل پارامترهای ماکزیمم جابه جایی نسبی طبقه) قاب های نامنظم حاصل از این تحلیل ها چه در روش تحلیل پوش آور و چه در روش تحلیل تاریخچه ی زمانی غیرخطی با پاسخ قاب منظم مورد مقایسه قرار گرفته است تا اثر عقب نشینی در پلان نسبت به سازه ی منظم در پاسخ های لرزه ای سازه ها مشخص شود. در نهایت این نتایج به دست می آید که روش های mmpa و mpa از دقت بالایی در تخمین تغییرمکان نسبی طبقاتِ سازه های انتخابی در مقایسه با سایر روش ها برخوردار می باشند. و همچنین تغییرمکان نسبی طبقه (story drift ratio) در قسمت برج (قسمت بالاتر سازه با تعداد دهانه کم) سازه های پس رفته نسبت به سازه ی منظم افزایش می یابد. همچنین می توان نتیجه گرفت که در ساختمان های بلندمرتبه و یا نامنظم تنها در نظر گرفتن یک مود در تحلیل پوش آور، جهت ارزیابی نیازهای لرزه ای سازه ها کافی نمی باشد.

از آنجا ئیکه طراحی بر اساس تحلیل های خطی می باشند در حالیکه سازه ها در مقابل زلزله های شدید وارد ناحیه غیر خطی می شوند. پس این روش های آیین نامه ای که در آنها طراحی سازه بر اساس نیرو در دامنه رفتار الاستیک می باشد نمی تواند به تنهایی مبنای مناسبی برای تعیین عملکرد لرزه ای سازه های موجود در برابر زلزله باشد و لازم است عملکرد لرزه ای سازه های طراحی شده بر اساس این آیین نامه ها، با استفاده از تحلیل های دقیق غیر خطی مورد ارزیابی قرار گیرند. روش استاتیکی غیر خطی با ارائه یک روش ساده امکان بررسی رفتار غیر خطی سازه را در برابر بارهای ثقلی و جانبی تامین می کند با توجه به فرضیات ساده کننده ای که جهت اعمال این روش ها در نظر گرفته شده است، این روش دارای دقت قابل قبولی جهت تحلیل غیر خطی سازه می باشد. در این پایان نامه به منظور مقایسه عملکرد لرزه ای سیستم قاب خمشی فولادی ویژه و سیستم قاب ساده مهار بندی شده تعدادی سازه نمونه با تعداد طبقات 4، 9 و14 طبقه در سه حالت 1- قاب خمشی ویژه 2- قاب ساده با مهار بندی همگرا 3- قاب ساده با مهار بندی واگرا ویژه بر اساس مبحث ده مقررات ملی ساختمان و آیین نامه 2800 طراحی شده است. این طرح ها همچنین بصورت بهینه و متعارف بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان بارگذاری شده، سپس سازگاری عملکرد این سازه ها با اهداف بیان شده در آیین نامه 2800 به کمک روش طراحی بر اساس عملکرد بررسی گردیده است. نتیجه حاصل از بررسی سازه های مورد مطالعه نشان می دهد که قابهای خمشی فولادی ویژه از بین سه مدل طراحی شده بهترین عملکرد را هم از نظر تامین عملکرد و هم از نظر سختی دارا می باشد. و بعد از آن در رتبه دوم سیستم مهاربندی واگرا (ebf) قرار دارد که از نظر معیار پذیرش، اکثر اعضاء این سیستم در سطح عملکرد ایمنی جانی و قابلیت استفاده بی وقفه قرار داشته ولی از نظر سختی درمدل با ارتفاع بلند (14 طبقه) عملکرد خوبی نداشته ، در حالت کلی در این سیستم مدل های با ارتفاع کوتاه و متوسط عملکرد خوبی داشته اند. در نهایت بدترین عملکرد را از بین سه مدل سیستم مهاربندی ضربدری داشته که به خاطر رفتار ترد و شکننده، همه ی مدل ها حد ایمنی جانی را رد کرده اند و هر چند معیارهای آیین نامه 2800 را تامین می کنند، ولی سازه های طراحی شده بر این اساس از لحاظ رعایت معیار پذیرش نمی توانند اهداف عملکردی پیش بینی شده آیین نامه را در تحلیل های غیر خطی پوشش دهند.

چکیده: روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد (performance-based plastic design) روش طراحی جدیدی است که در سال 2001 توسط گوئل و همکاران برای قاب های خمشی فلزی معرفی شد و در سال های بعد برای سیستم های مهاربندی همگرا و واگرا توسعه یافته است. روش طراحی ppd، بر اساس مفاهیم طراحی پلاستیک و انرژی می باشد و تغییر مکان هدف و مکانیسم تسلیم در ابتدای طراحی فرض می شوند. در این روش، برش پایه طراحی از روی انرژی طیفی ورودی به سازه برای یک سطح خطر معلوم، تعیین و نیروهای جانبی در ارتفاع سازه با توجه به الگوی بارگذاری جانبی ارائه شده در این روش توزیع می شوند، که از آن به منظور رساندن سازه تا مرحله تغییر مکان هدف استفاده می گردد. سپس اعضای قاب برای رسیدن به مکانیسم مطلوب و مقاومت مورد نیاز مطابق روش ppd طراحی می شوند. در این پایان نامه به منظور ارزیابی روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد سه مدل سازه ای 4، 9 و 14 طبقه ی فولادی با سیستم مهاربندی واگرا و با تیر پیوند میانی در نظر گرفته شده است. این مدل ها در ابتدا بر اساس روش معمول آئین نامه aisc 2005 و آئین نامه طراحی فولاد ایران طراحی و سپس همین مدل ها بر اساس روش ppd دوباره طراحی شده اند. همچنین در طراحی به روش ppd اثرات p-delta در پاسخ لرزه ای سازه و نیز کنترل های لازم برای حذف مکانیسم نامطلوب لحاظ شده است. به منظور ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه های طراحی شده با روش های فوق از تحلیل استاتیکی غیر خطی بار-افزون مطابق با ضوابط دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود (نشریه 360) و fema356 استفاده شده است. نتایج بدست آمده از این مقایسه، حاکی از توانایی روش ppd در تامین تمام اهداف طراحی بر اساس عملکرد ( مثل تغییر مکان هدف و مکانیسم تسلیم مورد نظر )، می باشد. همچنین، مشاهده می شود که تسلیم به شیوه ای کنترل شده در عناصر از پیش انتخاب شده اتفاق می افتد. بنابر این طبق آنچه مورد انتظار بود تسلیم فقط به تیر های پیوند محدود شده و مفاصل پلاستیک در پای ستون ها رخ می دهد و در طبقات میانی در ستون ها مفصل پلاستیک تشکیل نمی شود، این در حالی است که در مدل-های طراحی شده به روش معمول آئین نامه ای، تغییر شکل پلاستیک در قاب ها بصورت پراکنده و کنترل نشده در میان اعضای قاب ها از جمله ستون ها بوجود می آید. نتایج قاب های طراحی شده به روش ppd نشان می دهد که دوران پلاستیک تیر های پیوند و تغییر مکان نسبی طبقات توزیع یکنواخت تری در ارتفاع دارند و تمرکز تغییر شکل در یک یا دو طبقه مشاهده نمی-شود.

تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی دقیق ترین روش تحلیل سازه ها است که استفاده از آن روز به روز در حال ‏افزایش می باشد. نتایج حاصل از این روش به شدت وابسته به رکوردهای زلزله ی مورد استفاده در تحلیل و همچنین ‏نحوه ی مقیاس کردن آن ها می باشد. لذا برای اینکه نتایج حاصل از قابلیت اعتماد کافی برخوردار باشند، باید ‏رکوردهای مورد استفاده به شکلی انتخاب و مقیاس شوند که میانگین پاسخ های حاصل از تعداد محدودی رکورد ‏انتخابی مقیاس شده، نزدیک به میانگین پاسخ های حاصل از تعداد زیادی رکورد مقیاس نشده ی سازگار با شرایط ‏زمین ساختی منطقه (به عنوان نتیجه ی دقیق) باشد. علاوه بر آن باید پراکندگی پاسخ های حاصل از هر یک از ‏رکوردهای انتخابی مقیاس شده نسبت به میانگین پاسخ های حاصل از تمامی زلزله های مورد استفاده، به حداقل ‏ممکن برسد.‏ در این تحقیق با ایده گرفتن از روش ‏mps‏ ‏‎(modal pushover-based scaling)‎‏ و استفاده از تحلیل پوش آور ‏بر اساس برش طبقات، روش جدیدی برای مقیاس کردن رکوردهای زلزله ی مورد استفاده در تحلیل تاریخچه زمانی ‏غیرخطی، تحت عنوان ‏sssp‏ ‏‎(scaling based on story shear-based pushover)‎‏ معرفی شده است. در ‏این روش از مشخصه های رفتار غیر خطی سازه ها در مقیاس کردن رکوردهای زلزله استفاده شده و رکوردها به نحوی ‏مقیاس می گردند که تغییر مکان حداکثر سازه ی یک درجه آزادی معادل غیرالاستیک، برابر با تغییر مکان هدف ‏غیرالاستیک گردد. پارامترهای مشخصه ی سیستم یک درجه آزادی معادل از تحلیل پوش آور بر اساس برش طبقات ‏بدست می آید. تغییر مکان هدف غیرالاستیک نیز با میانگین گیری از تغییرمکان حداکثر سازه¬ی یک درجه آزادی ‏معادل غیرالاستیک تحت اثر تعداد زیادی رکورد زلزله محاسبه می شود. این روش برای چهار سازه¬ی دو بعدی 4، 8، ‏‏14 و 20 طبقه مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که میانگین پاسخ های حاصل از تحلیل تاریخچه زمانی تحت ‏اثر تعداد محدودی رکورد مقیاس شده به روش ‏sssp، نزدیک به میانگین پاسخ های حاصل از تحلیل تاریخچه ‏زمانی تحت اثر تعداد زیادی رکورد مقیاس نشده می باشد. این مطلب حاکی از دقت بالای روش پیشنهادی در ‏تخمین پاسخ های سازه¬ای است. همچنین با مقیاس کردن رکوردهای زلزله به روش ‏sssp، پراکندگی پاسخ ها تحت ‏اثر هر یک از رکوردهای مقیاس شده نسبت به رکوردهای مقیاس نشده و همچنین رکوردهای مقیاس شده به روش ‏استاندارد 2800 کاهش می یابد. دقت بالای روش ‏sssp‏ در تخمین پاسخ های سازه¬ای و پراکندگی کم پاسخ ها، ‏نشان دهنده ی مطلوب بودن روش پیشنهادی و قابل اطمینان بودن نتایج حاصل از آن می باشد‏

در چند دهه اخیر بررسی رفتار مواد از لحاظ شکل پذیری و مقاومت به منظور کارآیی بهتر در مسائل لرزه ای و مقاوم سازی سازه ها مورد توجه محققان قرار گرفته است. یکی از این مواد، آلیاژهای حافظه دار شکلی می باشد. آلیاژ های حافظه دار شکلی به خاطر دو ویژگی ذاتی خود تحت عنوان اثر فوق ارتجاعی (ترمیم کرنش پسماند با باربرداری) و اثر حافظه ی شکلی (ترمیم کرنش پسماند توسط حرارت) توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. در این پژوهش عملکرد لرزه ای قاب های مجهز به آلیاژ حافظه دار شکلی مورد تحقیق قرار گرفته است. بدین منظور قاب های 3، 9 و 15 طبقه با اشکال مختلف مهاربندی هفتی، هشتی، ضربدری بزرگ (ترکیب هفتی و هشتی در طبقات) و قطری به دو صورت مهاربندهای فولادی کمانش پذیر (بدون آلیاژ حافظه دار) و مهاربندهای مجهز به آلیاژ حافظه دار شکلی فوق ارتجاعی مورد ارزیابی قرار می گیرد. حداکثر تغییرمکان نسبی بین طبقات، حداکثر تغییرمکان و تغییرمکان ماندگار به عنوان معیارهای عملکرد لرزه ای در این تحقیق بررسی می گردد. جهت انجام تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی از نرم افزار opensees استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که کاربرد آلیاژ حافظه دار شکلی در مهاربند، باعث کاهش در حداکثر تغییرمکان نسبی بین طبقات و حداکثر تغییرمکان و حداکثر تغییرمکان ماندگار قاب در مقایسه با قاب مهاربندی فولادی کمانش پذیر شده است و آلیاژهای حافظه دار شکلی می توانند بطور موثری در طراحی لرزه ای و مقاوم سازی سازه ها بکار روند.

برج های خنک کننده در نوع خود از بزرگترین سازه های پوسته ای دنیا می باشند. این سازه ها بعلت نقش برجسته ای که در نیروگاه بر عهده دارند، توسط آیین نامه ها در گروه سازه های ویژه دسته بندی می گردند. بیش از یک قرن از احداث اولین برج خنک کننده در سطح جهان می گذرد. با توجه به اهمیت این گونه سازه ها، شناخت دقیق رفتار آنها در برابر بارهای وارده، خصوصا بار زلزله بسیار مهم می باشد. هدف از این پایان نامه بررسی دقیق رفتار لرزه ای برجهای خنک کننده بتنی هذلولی شکل می باشد. در این تحقیق یک برج خنک کن به صورت نمونه (نیروگاه سیکل ترکیبی سنندج) که بر اساس آیین نامه های رایج، آنالیز و طراحی شده (2800) مورد بررسی رفتار واقعی سازه در پاسخ به تحریکات لرزه ای زمین، قرار می گیرد. بدین منظور آنالیزهای دینامیکی خطی مودال و پس از آن آنالیز دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی و در نهایت آنالیز استاتیکی غیر خطی (پوش اور) بر روی سازه انجام می گردد که نتیجه آن بررسی رفتار لرزه ای و شناخت روند تشکیل مفاصل پلاستیک در این نوع از سازه ها می باشد. همچنین سیر تغییر و تحول ضریب رفتار (r) ، نیاز به بررسی بیشر رفتار غیر خطی در این سازه ها را موجب گردید. بدین منظور ضریب رفتار از طریق آنالیزهای تاریخچه زمانی و تحلیل پوش اور محاسبه شد. نتایج به وضوح حاکی از آن بودند که هرچقدر مفاصل پلاستیک در بادبند های سازه به جای محل تقاطع در انتهای اعضای بادبندی تشکیل گردند، شکل پذیری سازه افزایش می یابد و بادبندهای سازه به صورت یک جداگر لرزه ای عمل کرده و وظیفه جذب و استهلاک نیروی زلزله را در سازه بر عهده می گیرند همچنین پس از محاسبه ضریب رفتار در حالت نهایی از دو روش آنالیز تاریخچه زمانی و پوش اور و مقایسه نتایج، مشاهده گردید ضریب رفتار بدست آمده از این دو روش در حدود 15 درصد اختلاف داشته و درصورت قبول این اختلاف، می توان با تقریب از روش پوش اور برای این نوع از سازه ها استفاده نمود.

روش های طراحی بر اساس عملکرد شیوه نوینی از طراحی لرزه ای سازه ها می باشد که به منظور بهبود بخشیدن به عملکرد لرزه ای سازه های مقاوم در برابر زلزله توسعه پیدا کرده است. در سال های اخیر روش های پیشنهادی جدید طراحی بر اساس عملکرد برتری خود را نسبت به روش مبتنی بر نیرو نشان داده است. هر چند کماکان اغلب آیین نامه های طراحی ساختمان در برابر زلزله تمایل به استفاده از اعمال نیرو جهت تحلیل اثرات لرزه¬ای در سازه دارند، لیکن کنترل تغییرشکل-ها و تغییر مکان¬ها را در طرح سازه ضروری می دانند. در این پایان نامه روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد که یکی از روش های جدید طراحی در برابر زلزله محسوب می شود، مورد مطالعه قرار می گیرد. بدین منظور چهار سازه قاب خمشی ویژه فولادی 4 ، 8 ،12 و20 طبقه بر اساس آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله ایران ( آیین نامه 2800 ویرایش چهارم( و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان 1392 به عنوان سازه های پایه در نظر گرفته می شود و بار دیگر با روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد طراحی می شوند. سازه¬های پایه و سازه های طراحی شده بر اساس عملکرد تحت آنالیز غیر الاستیک پوش آور قرار می گیرند. عملکرد و مکانیزم تسلیم سازه ها مورد بررسی قرار می گیرند.

لزوم استفاده از روش های تحلیل دینامیکی برای ساخنمان هایی که امکان استفاده از تحلیل استاتیکی برای انها مقدور نیست، و نیاز روزافزون به تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی در طراحی سازه های مهم، باعث تحقیق بیشتر در این زمینه برای روشی کارآمدتر و نسبتاً آسان شده است. روش زمان دوام یک روش دینامیکی افزاینده می باشد که در آن سازه تحت اثر یک سری شتاب نگاشت های شدید شونده قرار می گیرد و عملکرد سازه بر مبنای پاسخ سازه در سطوح مختلف تحریک ارزیابی می شود از مزایای این روش تفسیر آسان نتایج خروجی و همچنین صرف هزینه زمانی کمتر برای آنالیز است. انتخاب ورودی دینامیکی مناسب، اساس موفقیت زمان دوام است. بسیاری از شهرها در حوالی گسل های فعال قرار دارند. در این نواحی رکورد های زلزله دارای خصوصیات ویژه ای است که باعث شده مطالعات در این زمینه در کانون توجهات قرار گیرد. در پژوهش حاضر سعی شده است توابع شتاب مناسب روش زمان دوام، برای حوزه نزدیک تولید گردد. توابع تولید شده از لحاظ خصوصیات گوناگون مورد بررسی قرار گرفته و اثر آن بر سازه با شتاب نگاشت هایی که با استفاده از ویولت دارای طیفی مشابه با طیف هدف هستند مورد قیاس قرار گرفته است.

شناسایی آسیب در سازه ها، می تواند از وقوع حوادث جبران ناپذیر جلوگیری به عمل آورد. با تشخیص زود هنگام آسیب در سازه ها، نه تنها می توان طرح مناسبی را برای تعمیر یا بهسازی سازه ها اتخاذ نمود، بلکه می توان از عملکرد مناسب سازه تحت بارگذاری های مختلفی نظیر بارگذاری زلزله، مطمئن بود. در این پایان نامه، سه روش موثر جهت شناسایی آسیب در سازه های مهندسی ارائه می گردد. این روش ها بر مبنای تعریف مساله ی بهینه یابی استوار می باشند. این کار با در نظر داشتن اعضای روی قطر اصلی ماتریس نرمی تعمیم یافته ی سازه ها صورت می پذیرد. در روش اول، این اعضا، بطور مستقیم مورد بررسی و ارزیابی قرار می گیرند. این در حالی است که در روش دوم میزان ارتباط این اعضا، با کمک معیار سنجش اطمینان مودی مورد بررسی قرار می گیرد. تابع هدف سوم، بر مبنای تلفیق توابع پیشنهادی اول و دوم استوار می باشد. برای حل مساله ی بهینه یابی، از الگوریتم بهینه یابی رقابت استعماری استفاده شده است. به منظور بررسی کارآیی روش های ارائه شده، سه مثال عددی، شامل یک قاب خمشی سه طبقه، یک خرپای پانزده المانه و یک قاب برشی 12 طبقه، تحت سناریوهای آسیبی مختلف، مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. همچنین، کارآیی روش ها تحت شرایطی نظیر حضور نویز در داده ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین مطالعاتی پیرامون تاثیر تعداد مودهای در دسترس جهت پیاده سازی روش ها، صورت پذیرفته است. نتایج بدست آمده، حاکی از توانایی روش ها در شناسایی آسیب ها می باشند. همچنین، می توان نتیجه گرفت که تابع هدف دوم در قیاس با تابع اول از دقت بالایی در شناسایی آسیب ها بر خوردار می باشد. بعلاوه، تابع هدف سوم، قادر است سناریوهای پر آسیب را با دقت بالایی شناسایی کند. درنهایت، به منظور مقایسه ی کارآیی الگوریتم بهینه یابی رقابت استعماری در حل مساله ی بهینه یابی، برخی از سناریوها با کمک الگوریتم بهینه یابی ژنتیک نیز مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج عایده، بیانگر دقت بالای الگوریتم رقابت استعماری در یافتن پاسخ های بهین می باشند

در تحقیق حاضر، اثرات زلزله های متوالی نزدیک گسل بر روی نیازهای جابجایی و جابجایی نسبی قاب های خمشی بتنی ویژه با ارتفاع های متفاوت ارزیابی شده است. به علت کمبود رکوردهای توالی لرزه ای نزدیک گسل واقعی، از توالی های لرزه ای مصنوعی جهت ارزیابی نیازهای جابجایی نسبی این قاب ها استفاده شده است. این توالی های لرزه ای مصنوعی به وسیله ی ترکیبات اتفاقی و منطقی از وقایع منفرد واقعی ساخته شده اند. از آنجایی که قوانین فعلی که پدیده توالی لرزه ای را نادیده میگیرند، منجر به دست کم گرفتن جابجایی نسبی مورد نیاز در حالت توالی لرزه ای می شوند، تحقیق حاضر نشان می دهد، فرضیه های فعلی جهت ساختن زلزله طرح مناسب نبوده و بنابراین منجر به دست کم گرفتن خسارات سازه ای می شوند.

میانقاب های آجری غیر مسلح بطور گسترده ای در ساختمان ها به عنوان دیوار پیرامونی ساختمان ها و جداکننده فضاهای داخلی مورد استفاده قرار می گیرند. وجود میانقاب در یک ساختمان باعث تغییرات مقاومت، سختی، پریود و بطور کلی عملکرد لرزه ای ساختمان می شود. به علت وجود نیروی اندرکنشی بین قاب و میانقاب، ظرفیت باربری و سختی قاب مرکب نسبت به قاب تنها افزایش می یابد. معمولاً در فرآیند تحلیل و طراحی، ساختمان های فولادی صرفا به صورت قاب هایی متشکل از اعضای اصلی سازه ای از قبیل تیرها، ستون ها و اتصالات در نظر گرفته شده و از نقش میانقاب در روند تحلیل و طراحی ساختمان ها صرفنظر می شود.

روش های کنترل غیرفعال سازه ها در برابر زلزله به عنوان جایگزین مناسب برای روش های سنتی به کار برده می شوند. امروزه در میان این روش ها استفاده از میراگرهای اصطکاکی جایگاه قابل توجهی یافته است. هدف اصلی این پژوهش بررسی رفتار لرزه ای سازه های فولادی با میراگرهای اصطکاکی پال و مقایسه ی آن ها با بادبندهای فولادی است. مدل های مورد استفاده در این پژوهش قاب های خمشی فولادی سه بعدی با ارتفاع 5، 8 و 12 طبقه می باشند که یکبار بدون بادبند و بار دیگر با میراگرهای اصطکاکی پال و بادبندهای فولادی مورد تحلیل قرار گرفته اند.

رفتار قابهای خمشی در برابر لرزه های زمین و شکل پذیری ان با استفاده از مقاطع کاهش یافته در تیر

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

سیستم قاب مقاوم خمشی و سیستم قاب بادبندی هم مرکز، دو سیستمی هستند که به صورت گسترده در ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله بکار برده می شوند. در حالیکه هیچ یک از این دو سیستم سازه ای نمی توانند نیازهای سختی و شکل پذیری را بطور همزمان تحت اثر زمین لرزه های بزرگ پاسخگو باشند. در این تحقیق رفتار لزره ای سیستم بادبند زانویی به عنوان یک راه حل پیشنهادی برای رفع این مشکل مورد بررسی قرار می گیرد. در این سیستم حداقل یک انتهای بادبند قطری به جای اتصال به محل برخورد تیر-ستون به عضو زانویی که بطور مایل مابین تیر و ستون قرار می گیرد وصل می شود. عضو قطری تامین کننده سختی سیستم است . در حالیکه شکل پذیری تحت اثر بارهای شدید جانبی از طریق جاری شدن خمشی عضو زانویی بدست می آید و عضو زانویی به عنوان یک فیوز شکل پذیر عمل کرده و مانع از کمانش عضو قطری می شود. دراین تحقیق رفتار سیتم بادبند زانویی با ابعاد مختلف تحت اثر زلزله سنتز و با نرم افزار غیرخطی drain-2d مورد بررسی قرار می گیرد و روش کار به این ترتیب است که در سازه ها با ابعاد مختلف ضریب زلزله موثر را آنقدر تغییر می دهیم تا سازه به حد نهایی شکل پذیری ظرفیت برسد. و با ضریب زلزله بدست آمده یک بار تحلیل غیرخطی انجام داده و با دیگر تحلیل خطی انجام می دهیم و از تقسیم برش پایه حاصل از تحلیل خطی به برش حاصل از تحلیل غیرخطی ظرفیت در بادبندهای زانویی را محاسبه می کنیم.