در این رساله، روشی نیمه فعال برای کنترل ساختمان های غیر خطی محک با استفاده از میراگرهای مایع لزج نیمه فعال ارائه و ارزیابی می شود. از کنترل کننده فازی به منظور تنظیم ضریب میرایی میراگرهای لزج نیمه فعال تحت تحریک زلزله استفاده شده است. توابع عضویت و پایگاه قوانین کنترل کننده فازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک به منظور کمینه کردن میزان خسارت کلی سازه ها طراحی شده اند. همچنین از این ترکیب الگوریتم ژنتیک و کنترل کننده فازی به منظور کمینه کردن جابجایی بیشینه ساختمان ها استفاده شده است تا اثر کمینه کردن جابجایی بیشینه بر میزان خسارت بررسی شود. اثر این روش بر ساختمان های تمام مقیاس سه و بیست طبقه غیر خطی محک با اعمال شتاب نگاشت های مختلف بررسی شده است. برای مقایسه، از یک کنترل کننده فعال lqg که بر اساس کمینه کردن جابجایی طراحی شده استفاده شده است. همچنین نتایج مربوط به دو کنترل کننده فازی دیگر که عملکرد آنها بر روی ساختمان های غیر خطی محک بررسی شده است، آورده شده تا با نتایج بدست آمده در این رساله مقایسه شوند. نتایج نشان می دهد که ترکیب الگوریتم ژنتیک و کنترل کننده فازی مقدار شاخص خسارت را برای زلزله های مختلف در ساختمان سه طبقه بیش از 40 درصد و در ساختمان بیست طبقه در حدود 60 درصد کاهش داده است که در مقایسه با سایر انواع کنترلر مورد بررسی در این رساله عملکرد بسیار خوبی داشته است.

در این تحقیق آزمایشگاهی، اثر روش های تحریک متفاوت در آزمایش مودال بر روی پارامترهای دینامیکی سازه بررسی می شود. در این پژوهش تمرکز برروی دو روش تحریک مرسوم سازه، تحریک به وسیله چکش ضربه و تحریک به وسیله دستگاه لرزاننده الکترودینامیکی می باشد. به این منظور یک صفحه بتنی از دیواره های یک مخزن u شکل بتنی به عنوان نمونه مورد آزمایش انتخاب شد. مراحل تجهیز و آب بند کردن مخزن مورد نظر با توجه به این نکته که رفتار سازه مورد آزمایش تا حد امکان رفتاری مشابه یک صفحه بتنی یک سر گیردار داشته باشد، انجام گرفت. سپس آزمایش های ارتعاشی به منظور دریافت پارامتر های ذاتی دینامیکی، با دو روش تحریک متفاوت چکش ضربه و لرزاننده بر روی نمونه انجام گرفت. آزمایش ها بر روی صفحه بتنی از سازه مخزن u شکل به صورت مخزن خالی و با چهار ارتفاع مختلف آب انجام شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که در آزمایش با تحریک لرزاننده، اتصال دستگاه محرک به سازه مورد آزمایش و اثر متقابل محرک و سازه بر روی پاسخ های سازه موثر است. فرکانس های تشدید به دست آمده از آزمایش با تحریک لرزاننده نسبت به آزمایش با تحریک چکش ضربه کاهش می یابند. فرکانس های تشدید به دست آمده از هر دو روش تحریک و برای مود های مختلف با افزایش سطح آب در نمونه کاهش می یابند. شکل مود های تجربی به دست آمده از دو روش، پردازش شده و انطباق قابل قبولی نشان می دهند. معیارهای mac و comac محاسبه شده و چگونگی انطباق دو روش تحریک بررسی می گردد. نسبت های میرایی نمونه روند افزایشی یا کاهشی مشخصی ندارند با این وجود، نسبت میرایی به دست آمده از نمودار های frf آزمایشگاهی در آزمایش با تحریک چکش ضربه در مقایسه با آزمایش با تحریک لرزاننده، نسبت های بالاتری می باشند که این موضوع نشان می دهد نسبت 5% در نظر گرفته شده برای نسبت میرایی مخازن مختلف به صورت ثابت در آیین نامه های معتبر، صحیح نمی باشد. سازه مورد آزمایش در حالت خالی به صورت یک صفحه یک سر گیردار توسط نرم افزار abaqus مدلسازی شد. نتایج به دست آمده از این تحلیل ها شرایط مرزی در نظر گرفته شده برای سازه به صورت یک صفحه ی کنسول را اثبات می کند. بایستی توجه داشت که امکان تنظیم نیروی تحریک اعمالی در لرزاننده باعث می شود که این روش تحریک برای اهداف خاص روشی کارا باشد. همچنین عدم نیاز به اپراتور باتجربه برای اعمال این روش تحریک خطاهای انسانی احتمالی را تا حد زیادی کاهش می دهد. از طرف دیگر، آسانی و قابلیت حمل چکش ضربه از مزیت های آزمایش با چکش ضربه در مکان هایی می باشد که امکان نصب و قرارگیری دستگاه لرزاننده نیست. روش های تحریک بر روی پاسخ های به دست آمده موثر بوده و بایستی در انتخاب روش تحریک در آزمایش مودال تجربی، با توجه به شرایط آزمایشگاهی و نوع سازه مورد آزمایش، محتاط بود.

چکیده رساله/پایان نامه : در این پایان نامه رفتار سازه ها و به طور خاص سازه های بتن آرمه در برابر بارهای دینامیکی انفجار مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در این کار پژوهشی ابتدا یک ساختمان 5 طبقه بتنی تحت بارهای ثقلی و همچنین بار جانبی انفجار تحلیل و طراحی شد. بار دینامیکی انفجار به صورت اعمال طیف ضربه و انجام تحلیل دینامیکی طیفی به سازه اعمال شده است. پس از آن 2 قاب مرکزی از این سازه به همراه دیوارهای پر کننده که بار انفجار عمود بر آنها می باشد، در نرم افزار اجزا محدود abaqus مدل شدند. برای دیوارهای پرکننده به تعداد 4 ضخامت مختلف انتخاب شد. این کار در مورد 2 سازه دیگر 3 و 7 طبقه نیز صورت گرفت. در مجموع این سازه ها تحت اثر بارهای دینامیکی انفجار تحلیل غیر خطی شده اند. سپس بارگذاری انفجار به صورت تاریخچه زمانی فشار به دیوارها و همچنین سقف سازه اعمال شد. پس از تحلیل دینامیکی سازه تحت بار انفجار مشخص شد که با افزایش ضخامت دیوارهای پر کننده، مقادیر تغییر مکان های ماکزیمم در بالای سازه کاهش پیدا کرده ولی مقدار برش پایه دینامیکی جذب شده افزایش پیدا می کند. در مورد انعطاف پذیری سازه نیز مشخص شد که با افزایش ضخامت دیوارهای پرکننده مقدار نسبت شکل پذیری کاهش پیدا می کند. در مرحله بعدی مدلسازی، به منظور بررسی اثر سختی سیستم باربر جانبی، ساختمان های 3 ، 5 و 7 طبقه به همراه دیوارهای برشی با ضخامت های متفاوت مدل شده و دوباره تحت همان بارگذاری انفجاری قرار گرفتند. در این مورد نیز مشخص شد که با افزایش ضخامت دیوارهای برشی و در نتیجه کاهش انعطاف پذیری آنها، شکل پذیری کل سازه و نیز تغییر مکان های ماکزیمم کاهش پیدا کرده ، ولی میزان برش پایه دینامیکی جذب شده توسط سازه افزایش پیدا می کند. این نکته نیز مشخص شد که ساختمان 5 طبقه از شکل پذیری بیشتری نسبت به ساختمان 3 و 7 طبقه در برابر بار انفجار برخوردار است.

از دیرباز طراحی سازه ها در برابر زلزله از مهمترین مسایل مهندسی سازه به شمار می آید. به این سبب روش های متفاوتی برای آن ارائه شده است و در حال حاضر نیز محققان در تلاشند تا به روش های نوین و جامع تری برای این منظور دسترسی یابند. پس از زلزله 1908 در مسینارجیو ایتالیا تیمی مرکب از مهندسان ماموریت یافتند که ساختمان های تخریب شده را مطالعه نموده و سبب را جویا شوند. تیم مزبور با بررسی ساختمان های واژگون شده به این نتیجه رسید که زلزله باید نیرویی افقی را ایجاد کرده باشد که سبب واژگونی شده است. مقدار این نیرو برابر وزن ساختمان فرض شد. پیشرفت و تکامل علم دینامیک سازه از یک سو و اطلاعات حاصل از زلزله های ثبت شده از سوی دیگر نشان داد که عوامل مختلفی در تعیین نیروی زلزله موثرند. برخی از این عوامل از خواص دینامیکی سازه نظیر تناوب و استهلاک، شکل مد و ظرفیت سازه برای پذیرفتن تغییر شکل های خمیری حاصل می شود. عوامل دیگری نظیر جنس خاک و لرزه خیزی محل نیز بر نیروی زلزله نقش دارند. این عوامل رفته رفته جای خود را در آیین-نامه ها باز کردند و ضمن حفظ قالب قدیمی، اثر عوامل مزبور به طور ضمنی در تعیین ضریب زلزله و توزیع نیروی زلزله گنجانده شد. برخی از عوامل نظیر اثر تناوب که مستقیما در تعیین ضریب زلزله وارد می شود به طور صریح وارد شدند. اما برخی دیگر مانند اثر نرمی که به صورت ضریب رفتار r اعمال شده است به طور ضمنی منظور گردیده اند. از آنجا که کشور ما ایران نیز در ناحیه لرزه خیزی واقع است هدف اصلی از ارائه این مطالعه بررسی و کنترل این آیین نامه و مقایسه آن با یکی از آیین نامه های مطرح جهان در جهت اصلاح و حتی المکان بهبود آن می باشد. در اینجا شاخص مقایسه آیین نامه ایران را جابجایی قرار داده و نتایج طرح الاستیک سازه در دو آیین نامه با طراحی بر اساس عملکرد(آنالیز پوش آور) کنترل شده اند. برای این منظور سه سازه 3، 9 و 20 طبقه با هر دو آیین نامه به روش استاتیکی خطی طراحی سپس با آنالیز استاتیکی غیر خطی کنترل شده اند. سازه های نمونه آورده شده نتایج آیین نامه ایران در سازه های با اهمیت متوسط با نتایج عملکردی به جز در سازه 20 طبقه تطبیق دارند ولی در مورد سازه های با اهمیت زیاد در سازه 20 طبقه آیین نامه ایران جوابهای مطلوبی نمی دهد. این در حالی است که آیین نامه asce برای هر سه سازه با اهمیت متوسط سطح عملکردی ایمنی جانی را برآورده می کند. مقادیر تغییر مکان مجاز در آیین نامه 2800 ایران برای هر سه گروه سازه ای در مقایسه با آنالیز پوش آور و آیین نامه asce بیشتر می باشد.

سیستم آونگ اصطکاکی fps به عنوان یک جداساز لرزه ای مناسب اغلب مورد توجه محققین بوده و در بسیاری ازسازه ها مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین، یکی دیگر از میراگرها که در کاهش ارتعاشات سازه استفاده می شود میراگر اصطکاکی پال می باشد. در این رساله، استفاده از میراگر پاندولی اصطکاکی fpd در قاب مهاربندی مورد بحث قرار گرفته است. همچنین در این مطالعه، مدلسازی و تاثیر عواملی چون شعاع انحناء و بارهای لغزش متفاوت در رفتار سازه مورد بررسی قرار گرفته اند.برای ارزیابی، این سیستم در دو قاب فولادی مهاربندی سه و هشت طبقه مدل شده است و پاسخ غیرخطی تاریخچه زمانی برای سه شتابنگاشت مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت قاب مهاربندی معمولی با قاب مهاربندی مجهز به میراگر پاندولی اصطکاکی fpd و میراگر اصطکاکی پال مقایسه شده اند.نتایج نشان می دهند میراگر پاندولی اصطکاکی fpd همانند میراگر اصطکاکی pall انرژی زیادی را مستهلک کرده به طوری که هیچ یک از مهاربندها تسلیم نگشتند در حالی که، در قاب مهاربندی معمولی تعدادی از مهاربندها تسلیم می شوند. افزایش شعاع انحناء باعث افزایش تغییرمکان بیشینه بام، کاهش برش پایه و شتاب حداکثر بام گردیده است. همچنین افزایش بار لغزش باعث کاهش تغییرمکان ها،افزایش برش پایه و شتاب ها شده است. سازه مجهز به میراگر پاندولی اصطکاکی fpd در محدوده بار لغزش بهینه، تغییرمکان بیشینه جانبی بام، برش پایه و شتاب بام برای هر سه شتابنگاشت حدوداً به ترتیب 25% ، 60% و 25% نسبت به سازه بدون میراگر کاهش داشته است. میراگر پاندولی اصطکاکی fpd با توجه به وجود سختی بازدارنده خود در قاب مهاربندی معمولی برای کاهش پاسخ ها نسبت به میراگر اصطکاکی پال عملکرد بهتری داشته است و در کاهش تغییرمکان بیشینه جانبی بام میراگر fpd نسبت به pall حدود 15% موثرتر بوده است در حالی که برش پایه در میراگر fpd نسبت به pall برای شعاع های انحناء مختلف به طور متوسط حدود 20% افزایش داشته است.

در این پژوهش از، کنترل خسارت سازه ها در برابر زلزله به صورت نیمه فعال با استفاده از میراگر مایع قابل کنترل مغناطیسی دنبال شده است. هدف از طراحی این سیستم کنترل کاهش شاخص خسارت پارک و انگ در سازه می باشد. در این سیستم کنترل از یک شبکه عصبی پیش خور چند لایه استفاده شده است. ورودی های شبکه عصبی، جابجایی نسبی طبقات همراه با دو گام پیشین آنها و نیروی کنترل طبقات در گام قبل و خروجی ولتاژ میراگر های هر طبقه در نظر گرفته شده است. این شبکه برای زلزه السنترو با شدت 2 و برای مدت 30 ثانیه اموزش دیده است.هدف از آموزش شبکه عصبی پیش بینی ولتاژی است که با اعمال این ولتاژ به میراگرها نیروی کنترل بهینه ای به سازه اعمال گردد تا شاخص خسارت کمینه گردد. برای آموزش شبکه عصبی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. معیار شایستگی این الگوریتم کمینه نمودن شاخص خسارت پارک و انگ انتخاب شده است.پس از آموزش شبکه عصبی سیستم کنترل در دو سازه سه طبقه و نه طبقه مرجع غیر خطی قرار داده شده و عملکرد آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. معیارهای ارزیابی شامل کاهش خسارت و کاهش پاسخ های سازه می باشد. بررسی نتایج نشان می دهد کنترولر در سازه سه طبقه عملکرد بسیار مناسبی داشته و خسارت را به طور متوسط 76 درصد کاهش داده است ولی عملکرد آن در سازه نه طبقه ضعیف تر بوده ولی با این وجود به طور متوسط 37 درصد کاهش خسارت ایجاد نموده است.

از تیرورق ها به مقیاس وسیع در ساخت پل ها، ساختمان های صنعتی و سازه هایی که دارای دهانه های بزرگ می باشند، استفاده می شود. گاهی اوقات مشاهده می شود که به دلیل محدودیت فضا و لزوم عبور لوله ها و تجهیزات تأسیساتی و الکتریکی از میان جان تیرورق ها، بازشوهایی در آنها ایجاد می شود. از این رو، پژوهش درباره تیرورق های دارای بازشو ضروری است. یکی از راه های جبران کاهش مقاومت برشی ناشی از بازشو، تقویت اطراف آن به وسیله سخت کننده است که می تواند به صورت افقی، قائم و یا ترکیبی از این دو باشد. در این پژوهش، با استفاده از نرم افزار ansys ، ابتدا رفتار کمانشی و نهایی تیرورق های دارای بازشو مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که وجود بازشوهای متداول می-تواند باعث کاهش مقاومت تیرورق حتی تا 50% مقاومت اولیه آن شود. سپس اثر سخت کننده های قائم با در نظر گرفتن عامل هایی مانند ابعاد سخت کننده، ابعاد بازشو، لاغری جان و ابعاد تیرورق بر روی مقاومت کمانشی و نهایی تیرورق ها در نظر گرفته شد و روابطی نیز ارائه گردید. نتایج تحلیل نشان می دهد که این نوع سخت کننده ها می تواند کاهش مقاومت ناشی از بازشو را بطور کامل جبران نماید. همچنین ملاحظه گردید که تاثیر سخت کننده ها بر مقاومت کمانشی بیش از مقاومت پس کمانشی می-باشد. در ادامه تأثیر سخت کننده های افقی و ترکیبی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت و به مقایسه تاثیر این نوع سخت کننده ها بر مقاومت کمانشی و نهایی تیرورق ها پرداخته شد. نتایج این مقایسه نشان می-دهد که سخت کننده های قائم و ترکیبی بیشتر از سخت کننده افقی، در جبران کاهش مقاومت کمانشی و نهایی ناشی از وجود بازشو موثرند.

خرابی پیشرونده، پدیده ای است که در آن یک خسارت جزئی، باعث خرابی کل سازه یا قسمت زیادی از آن می شود. ویژگی اصلی این پدیده، این است که، خرابی نهایی، تناسبی با خرابی اولیه ندارد. برای بررسی خرابی پیشرونده سازه ها، می توان از روش مسیر بار جایگزین استفاده نمود. این روش، علت خرابی جزئی را در نظر نمی گیرد بلکه پاسخ سازه را، پس از حذف یکی از عضوهای اصلی باربر (یکی از ستون ها)، محاسبه می کند. برای تحلیل سازه، می توان از روش استاتیکی خطی، استاتیکی غیرخطی و دینامیکی غیرخطی بهره جست. روش دینامیکی غیر خطی پاسخ های دقیق تری را نسبت به روش های استاتیکی به دست می دهد. در دستورالعمل های طراحی در برابر خرابی پیشرونده، در صورت انجام تحلیل استاتیکی، باید بار ثقلی وارد بر دهانه شامل ستون حذف شده را در عدد ثابت 2 ضرب نمود. به عبارت دیگر، برای اینکه پاسخ سازه در تحلیل دینامیکی غیر خطی، با پاسخ سازه در تحلیل های استاتیکی برابر باشد، این ضریب بار اعمال می شود. استفاده از ضریب بار ثابت، تنها در صورتی صحیح است که سازه، دارای رفتار ارتجاعی باشد. با توجه به طراحی بهینه سازه ها، فرض رفتار ارتجاعی پس از حذف یکی از ستون ها، بسیار محافظه کارانه است. از طرف دیگر، برای تحلیل واقع بینانه تر، بهتر است ماهیت غیرقطعی بودن مشخصات مواد و بارهای وارده نیز در نظر گرفته شود. استفاده از نظریه احتمال در تحلیل سازه ها، یکی از راه های وارد کردن مشخصات غیرقطعی است که در قالب متغیرهای تصادفی تعریف می شوند. در مهندسی سازه، احتمال افزایش یک پارامتر از حالت حدی، با استفاده از منحنی های شکنندگی بیان می شود. در این پژوهش، یک مدل ساده و تقریبی برای محاسبه تغییرمکان نقطه بالای ستون حذف شده، در تحلیل خرابی پیشرونده، رابطه سازی شده است. مدل پیشنهادی در عین دقت مناسب، ساده نیز می باشد، به طوری که، به کمک محاسبات دستی نیز، در زمانی اندک به پاسخ می رسد. به کمک این مدل، رابطه های صریح برای ضریب افزایش بار دینامیکی بر حسب شکل پذیری سازه، برای دو رفتار ارتجاعی- خمیری کامل و رفتار ارتجاعی- خمیری با اثر کابلی، ارائه گردیده است. سپس با استفاده از این مدل، ابتدا تحلیل حساسیت با استفاده از روش مونت کارلو، لنگر دوم مرتبه اول و تورنادو انجام شده است و سپس با استفاده از روش های مونت کارلو و لنگر دوم مرتبه اول، تحلیل احتمالاتی خرابی پیشرونده سازه های فولادی، به انجام رسیده است. پارامترهای تنش تسلیم فولاد، ضریب ارتجاعی فولاد، بار مرده و بار زنده وارده بر سازه، به عنوان متغیرهای غیر قطعی، انتخاب شده اند. تغییرمکان نقطه متصل به ستون حذف شده، به عنوان معیار محاسبات در نظر گرفته شده است. سه حد تغییرمکان و یک حد دوران، به عنوان معیار خرابی، استفاده گردیده است. مطابق نتایج، حساسیت پاسخ، بیشتر به بار مرده و تنش تسلیم فولاد، و سپس به بار زنده و ضریب ارتجاعی فولاد است. در نهایت با استفاده از تحلیل حدی، مقاومت سازه ها بررسی شده است. مقایسه پاسخ ها، با پاسخ های تحلیل بار افزون استاتیکی و دینامیکی و همچنین نتایج آزمایشگاهی، نشان از دقت مناسب رابطه سازی ارائه شده دارد.

امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی از جمله مهندسی عمران و ساخت سازه های مختلف در تمام نقاط زمین، نیاز بیشتری به شناخت رفتار زمین در اثر احداث سازه ها احساس می شود. از این رو شاخه ای از مهندسی عمران که به بررسی رفتار زمین تحت بارگذاری و شرایط مختلف می پردازد، با نام مهندسی ژئوتکنیک به وجود آمده است. سازه ای که مستقیماً بر روی خاک (زمین) قرار گرفته و بار سازه اصلی را به زمین منتقل می کند پی نامیده می شود. پی ها انواع مختلفی از نظر شکل، نوع مصالح و کاربرد دارند. در طراحی پی ها دو فاکتور نشست و ظرفیت باربری نقش مهمی ایفا می کنند. نشست نیز به دو نوع کلی نشست تحکیمی و نشست آنی تقسیم بندی می شود. یکی از انواع پی هایی که برای ساخت سازه های استوانه ای شکل مانند سیلوها، مخازن نفت و آب استفاده می شود، پی حلقوی بوده که در صورت امکان به دلیل ملاحظات اقتصادی، جایگزین پی دایره ای می شود. این گونه سازه ها معمولاً از اهمیت بالایی برخوردار بوده و نشست خاک زیر آن ها می تواند اثرات مخربی بر جای بگذارد. در این پژوهش نشست پی های حلقوی بر روی خاک های دانه ای بررسی شده است. نشست پی بر روی این خاک ها از نوع نشست کشسان یا آنی می باشد. برای به دست آوردن رابطه ی نشست کشسان پی حلقوی از مدل سازی در نرم افزار flac 2d که بر مبنای روش تفاضل محدود کار می کند، استفاده شده و برای کنترل این نتایج از نظریه کشسانی و روش های معتبر موجود در ادبیات مهندسی شامل روابط بوسینسک و جداول ahlvin و ulery کمک گرفته می شود. برای در نظر گرفتن حالت های کلی تری از نشست، سه ضریب تأثیر شامل ضریب تأثیر عمق مدفون، صلبیت پی و اثر خاک مدل گیبسون (خاکی که مدول کشسانی آن با افزایش عمق به طور خطی تغییر می کند) در نظر گرفته شده و روابطی مناسب برای محاسبه آن ها ارائه می شود. از آنجا که نزدیک ترین شکل به حلقه، دایره است، از روش و روابط ارائه شده توسط mayne و poulos در سال 1999 استفاده شده است. در نهایت رابطه ای برای نشست کشسان پی های حلقوی بر روی خاک دانه ای به همراه ضرایب تأثیر مناسب آن ارائه شده است.

طراحی سازه ها در برابر زلزله از مهم ترین مسائل مهندسی سازه به شمار می آید و روش های متفاوتی برای آن ارائه شده است در حال حاضر نیز محققان در تلاشند تا به روش های نوین و جامع تری برای این منظور دست یابند. در اکثر آیین نامه های طراحی لرزه ای طراحی ساختمان ها تنها برای یک سطح از شدت زلزله انجام می شود ولی طراحی سازه به گونه ای که در زلزله های شدید بدون آسیب باقی بماند و به صورت خطی رفتار کند غیراقتصادی و غیرضروری است بنابراین انتظار می رود سازه در برابر زلزله های متوسط بدون وارد شدن آسیب عمده باقی بماند و هنگام زلزله های شدید آسیب را تحمل کرده و پایداری سازه حفظ شود تا تلفات جانی سازه ها به حداقل برسد. به همین دلیل طراحی مقاوم در برابر زلزله به گونه ای است که مقاومت جانبی طراحی کمتر از مقاومت جانبی مورد نیاز برای نگهداری سازه در محدوده ارتجاعی تحت زلزله شدید می باشد و سازه هنگام زلزله شدید وارد محدوده غیرخطی می شود. استفاده از روش های غیر خطی برای درک بهتر رفتار و ظرفیت سازه و نیروی واقعی زلزله مناسب است ولی با توجه به وقت گیر، هزینه بر و نیز پیچیده بودن آنها از روش های تحلیلی ساده برای تخمین پاسخ غیرارتجاعی از روی پاسخ ارتجاعی استفاده می گردد. اغلب آیین نامه ها از ضریب بزرگنمایی برای تبدیل تغییرمکان ارتجاعی به تغییرمکان غیرارتجاعی استفاده می کنند. مقدار ضریب بزرگنمایی علیرغم داشتن وظیفه یکسان در آیین نامه های مختلف متفاوت است. در آیین نامه لرزه ای استاندارد 2800 ایران مقدار این ضریب برابر باr 7/0 می باشد. در نظر گرفتن ضریب 7/0 برای انواع سیستم های مقاوم جانبی بدون در نظرگرفتن عواملی چون ارتفاع سازه و هندسه پلان جای سوال داشته و باید بررسی گردد. از طرفی مطابق آیین نامه لرزه ای استاندارد 2800 ایران محدوده استفاده از تحلیل استاتیکی خطی در سازه های نامنظم حداکثر تا ارتفاع 18 متر یا 5 طبقه می باشد. در این مطالعه با توجه به مواردی که ذکر گردید دو هدف زیر دنبال شده است: بررسی دقت ضریب بزرگنمایی آیین نامه استاندارد 2800 در سازه های بتن مسلح نامنظم در پلان و نیز بررسی کفایت آیین نامه لرزه ای 2800 ایران در برآورد محدوده استفاده از تحلیل استاتیکی خطی در قاب های خمشی بتن مسلح نامنظم. برای مقایسه آیین نامه ایران شاخص را جابه جایی قرار داده و نتایج تحلیل های خطی با تحلیل غیرخطی پوش آور کنترل و مقایسه شده اند. برای این منظور سازه های 4 تا 12 طبقه با دو مدل نامنظمی در پلان انتخاب شده اند. با توجه به تحلیل های انجام شده مشاهده گردید در مورد ضریب بزرگنمایی، ضریب r7/0 توصیه شده آیین نامه 2800 ایران بخصوص برای سازه های کوتاه تر خیلی محافظه کارانه می باشد همچنین در بررسی محدوده استفاده از تحلیل خطی، تغییرمکان های غیرارتجاعی با تغییرمکان هدف مقایسه شدند که تا سازه های 7 طبقه تغییرمکان غیرارتجاعی کمتر از تغییرمکان ارتجاعی به دست آمد بنابراین در این مورد نیز می توان گفت آیین نامه ایران محافظه کارانه عمل کرده است.

هدف از این پژوهش به فرمان در آوردن رفتار سازه با به کارگیری چند نیروده در ساختار کنترل است. رابطه سازی میان نیروی کنترلی نیروده ها به گونه ای است که پاسخ های سازه کمینه گردند. در این راستا چندین شیوه ی نو پیشنهاد می شوند. در این راه کارها، مکان بهینه ی نیروده ها با حسابگر ارثی مشخص می گردد. برای پیش بینی شتاب زمین از شبکه ی عصبی در سامانه های کنترلی بهره جویی می گردد. در فصل پنجم این گزارش، دو نیروده در ساختار کنترل به کار رفته اند. رابطه ی میان نیروده ها به گونه ای بر پا می گردد که نیروی وارد بر مود یکم سازه صفر شود. این پیوند به کمک تحلیل مودال در دسترس قرار می گیرد. شبکه ی عصبی به کار رفته در این جا به صورت روی خط آموزش می بیند. برای ارزیابی این روش، چندین نمونه ی عددی با این فن به فرمان در می آیند. بررسی پاسخ های سازه نشان دهنده ی توانایی مناسب روش در به فرمان آوری رفتار سازه های کوتاه و میان مرتبه است. بنابراین، شیوه های دیگری برای کنترل سازه های بلند پیشنهاد شده است. ساختار کنترلی به کار رفته در این راه کارها از گونه ی حلقه ی باز است. شبکه ی عصبی به شکل خارج خط آموزش می بیند. همچنین، در سامانه ی کنترلی از سه، چهار و پنج محرک بهره جویی شده است. با افزایش شمار محرک ها، فرآیند کنترلی نتیجه ی بهتری در بر دارد.

ساختمان ها قابلیت میرایی کمی دارند، لذا در برابر تحریکات لرزه ای آسیب پذیرند. ارتعاشات ناشی از این بارها اغلب آسیب های شدیدی به سازه ها اعمال می کند و حتی سبب تخریب آن ها می شوند. در این پژوهش کنترل خسارت سازه ها در مقابل زلزله به روش کنترل نیمه فعال و با استفاده از میراگر mr (magnetorheological) مورد بررسی قرار گرفته است. کنترل خسارت بر اساس شاخص خسارت پارک و انگ انجام شده است. الگوریتم کنترل فازی از روش های کنترل هوشمند است که در مقابل روش های کنترل کلاسیک، از توانمندی هایی نظیر قابلیت پرداختن به مسائل غیرخطی و پیچیده، انطباق پذیری و مقاوم بودن به خطاها و عدم قطعیت برخوردار است. اما به دلیل عدم یادگیری کنترل کننده فازی از ترکیب آن با الگوریتم ژنتیک بهره برده می شود، که این ترکیب در برخی موارد با مشکلاتی همچون همگرایی زود هنگام رنج می برد. بنابراین در این پژوهش به طرح و معرفی کنترل کننده فازی هم تکاملی همکار پرداخته می شود که در آن پارامترهای توابع عضویت و قوانین در دو گونه جدا از هم جستجو می گردد. برای بررسی عملکرد این کنترل کننده، سه کنترل کننده ژنتیک فازی دیگر طراحی شده است، که در کنترل کننده اول فقط پارامترهای قوانین بهینه شده اند و در کنترل کننده دوم از قوانین کنترل کننده اول استفاده شده است و پارامترهای توابع عضویت توسط الگوریتم ژنتیک جستجو می شود و در کنترل کننده سوم پارامترهای توابع عضویت و قوانین با هم توسط الگوریتم ژنتیک بهینه می گردد. برای ارزیابی و مقایسه کنترل کننده ها با یکدیگر و با برخی از کنترل کننده های دیگر، این روش ها بر روی سازه مرجع سه طبقه در مقابل زلزله های مختلف به کار گرفته شده و نتایج آن ها بررسی و مقایسه گردیده اند. نتایج بدست آمده نشان دهنده آن است که عملکرد کنترل کننده فازی هم تکاملی همکار از سایر کنترل کننده های دیگر مطلوب تر بوده است و توانسته خسارت در سازه را در زلزله های مختلف به طور متوسط 79 درصد کاهش دهد.

ضریب رفتار ضریبی است که در بر گیرنده عملکرد غیر ارتجاعی سازه ها در برابر زلزله بوده . هر چقدر به واقعیت نزدیک تر باشد، مقاومت مورد نیاز سازه ها دقیق تر محاسه خواهد شد. در این تحقیق ضریب رفتار دیوار های برشی کوپل بتنی با تیر فلزی در سه ساختمان تیپ 6،12و20 طبقه مورد بررسی قرار گرفته و اثر پارامترهایی از قبیل ارتفاع، طول تیر کوپل و درصد کوپلینگ آن در ضریب رفتار مورد بررسی قرار گرفته است.

شناسایی سیستم در چند دهه ی گذشته با پیشرفت آزمایش دینامیکی مودال، یکی از ابزارهای مفید برای ارزیابی سازه ها تحت اثر بارهای ارتعاشی به حساب می آید. یک سازه در طول ساخت، و در زمان بهره برداری خود، تحت اثر ارتعاش های مختلفی با شدت های گوناگون قرار می گیرد. سازه بر اساس هر نوع بار ارتعاشی، از خود پاسخی نشان خواهد داد. پاسخ های دینامیکی ایجاد شده به ویژگی های ذاتی موجود در سازه ها بستگی دارد. با دانستن این ویژگی ها می توان پاسخ سازه ها را محاسبه کرده و درکی صحیح از رفتار سازه تحت اثر بارهای دینامیکی بدست آورد. پارامترهای دینامیکی در سازه ها می توانند شامل پاسخ سازه و ویژگی های ذاتی آن ها باشند. در یک آزمایش مودال پارامترهای دینامیکی مربوط به پاسخ سازه شامل فرکانس های طبیعی، شکل مودهای ارتعاشی و ضرایب مودال هستند. نوع دیگر پارامترها، ویژگی های فیزیکی-دینامیکی سازه هستند که به عنوان بخش های تشکیل دهنده ی سازه محسوب می شوند. این ویژگی های ذاتی به طور معمول جرم، سختی و میرایی تعریف می شوند. هدف از انجام این طرح پژوهشی، تخمین پارامترهای دینامیکی سازه شامل ماتریس های جرم و سختی، توسط پارامترهای مودال می باشد. داده های مودال مورد استفاده در این پژوهش شامل فرکانس های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی به صورت داده های مختلط و حقیقی هستند. تخمین ماتریس های جرم و سختی توسط روش پیشنهادی فضای حالت، روش حقیقی و روش بروز رسانی الگوی سازه انجام می گیرد. در روش پیشنهادی فضای حالت، از داده های مختلط مودال استفاده می شود. در روش حقیقی با استخراج داده های حقیقی از مودهای مختلط، فرآیند شناسایی جرم و سختی انجام می گیرد. سرانجام به دلیل ناکامل بودن داده های مودال از روش بروز رسانی الگوی سازه برای تخمین ماتریس های جرم و سختی الگوی واقعی بهره برده می شود. بررسی عددی رابطه سازی های انجام گرفته بر روی سیستم های گسسته دینامیکی به ترتیب با 3، 4 و 8 درجه آزادی انجام می گیرد. سرانجام با انجام آزمایش تجربی مودال توسط چکش ضربه بر روی قاب سه طبقه و بهره بردن از داده های مودال، جرم و سختی این الگوی آزمایشگاهی تخمین زده می شود. بررسی درستی رابطه سازی ها توسط مقایسه میان رفتار دینامیکی سیستم ها انجام می شود. بر این اساس با ارزیابی فرکانس های طبیعی الگوی تخمین زده شده با الگوی واقعی می توان به درستی پارامترهای شناسایی شده دست یافت. با بررسی عددی و ارزیابی آزمایشگاهی می توان نتیجه گرفت که ماتریس های جرم و سختی با همگرایی مطلوبی توسط داده های مختلط و حقیقی مودال با روش های فضای حالت، روش حقیقی و روش بروز رسانی الگوی سازه تخمین زده شده اند.

تحلیل پی های گسترده با استفاده از مدل winkler، درحال حاضر از متداول ترین و عملیترین شیوه های مدلسازی این نوع پی می باشد. در این روش، خاک توسط یکسری فنرهای مجزا از هم، در سطح زیر پی مدل می گردد. به دلیل ضعف بنیادی در مدل سازی خاک توسط این روش، از سختی فنر متغیر یا ضریب عکس العمل بستر اصلاح شده، استفاده می گردد. در این مقاله تاثیر مقدار و توزیع ضریب عکس العمل بستر بر روی نتایج تحلیل پی گسترده مستطیل شکل مطالعه گردیده است. جهت تاثیر مقدار ks بر تحلیل پی گسترده، صلبیت نسبی پی متغیر درنظر گرفته شده است. همچنین توزیع ks بر مبنای روش های مختلف آیین نامه ای و همچنین روش های دقیق عددی تعیین گردیده است. مطالعات نشان می دهد که پی های نسبتاً صلب نسبت به مقدار ks حساس نمی باشند. همچنین مقایسه بین نتایج تحلیل الگوهای مختلف توزیع ks، بیانگر این نکته است که روش های مورد استفاده در کشور آلمان بیشترین نزدیکی را با نتایج پیش بینی شده توسط plaxis 3d foundation دارد.

سیستم های جداساز لرزه ای به عنوان یکی از وسایل موثر برای حفاظت سازه ها در برابر تحریکات لرزه ای پذیرفته شده اند . این سیستم ها پاسخ های روسازه به ویژه جابه جایی نسبی طبقات و شتاب طبقات را کاهش می دهند . ولی جابه جایی پایه در این سیستم ها در زلزله های میدان نزدیک می تواند افزایش یابد که باید با ایجاد فضا در پیرامون ساختمان فراهم گردد . برای رفع این مشکل سیستم های جداساز لرزه ای را با وسایل کنترلی تکمیلی بکار می برند . به منظور مقایسه اثرات سیستم های کنترل در ساختمان های دارای جداساز لرزه ای ، سازه محک جداساز لرزه ای توسط narasimhan et al معرفی گردیده است که توسط کمیته کنترل سازه asce پذیرفته شده است . در سازه محک جداساز لرزه ای سه نوع سیستم جداساز لرزه ای که عبارتند از جداسازهای الاستومتریک خطی با میرایی پایین ، جداساز های اصطکاکی و جداساز های الاستومتریک غیر خطی بررسی می گردند . در این پژوهش از روش کنترل نیمه فعال با استفاده از میراگر mr استفاده می شود . ولتاژ میراگر mr توسط شبکه عصبی موجک تعیین می گردد . شبکه عصبی موجک یکی از روش های کنترل هوشمند است که در مقابل روش های کنترل کلاسیک از توانمندی هایی نظیر قابلیت پرداختن به مسایل غیر خطی و پیچیده ، انطباق پذیری و مقاوم بودن به خطا ها و عدم قطعیت بر خوردار است . برای آموزش کنترلر عصبی موجک از الگوریتم ژنتیک استفاده می شود . برای ارزیابی و مقایسه کنترل کننده عصبی موجک با سایر کنترلر های دیگر ، از سازه محک جداساز های لرزه ای با جداسازهای الاستومتریک خطی با میرایی پایین استفاده شده است و نتایج آن ها بررسی و مقایسه گردیده است . نتایج عددی نشان می دهد که با مقایسه با حالت غیر فعال کنترل نیمه فعال پیشنهادی می تواند شتاب طبقات ، برش پایه و جابه جایی نسبی طبقات را کاهش زیادی بدهد و در مقابل جابه جایی پایه کمی افزایش می یابد . در مقایسه نتایج کنترلر پیشنهادی با سایر الگوریتم های کنترل نیمه فعال بکار برده شده در سازه محک جداساز لرزه ای مشاهده می شود شتاب طبقات ، برش پایه و جابه جایی نسبی طبقات کاهش می یابد .

شاخص خسارت ابزاری برای پیش بینی میزان خسارت قبل از وقوع زلزله است، به گونه ای که وضعیت کیفی خسارت را بر حسب مقادیر کمی بیان می کند. اگرچه در حال حاضر شاخص تغییرمکان نسبی بین طبقه ای به عنوان تنها شاخص خسارت کلی در آیین نامه ها مورد استفاده قرار گرفته است، اما نیاز به بهبود این شاخص در مطالعات به اثبات رسیده و محققین مختلفی سعی در ارایه جایگزین هایی برای این شاخص داشته اند. در این رساله یک شاخص خسارت کلی جدید برای ارزیابی رفتار لرزه ای سازه های شکل پذیر ارایه شده است که ایده بکار رفته در آن بر اساس تغییرات میزان ظرفیت استهلاک انرژی سازه در قبل و پس از زلزله پایه ریزی شده است. استفاده از پارامتر انرژی در این تحقیق مزایای زیادی را برای شاخص خسارت پیشنهادی به همراه داشته است. برای بررسی کفایت شاخص پیشنهادی از آنالیز خسارت یک قاب بتنی تحت شتاب نگاشت های مختلف با بیشینه شتاب های متغیر استفاده شده است و ضمن محاسبه شاخص خسارت پیشنهادی، شاخص های خسارت park، ghobarah و شاخص های نرم شوندگی نیز محاسبه شده اند. نتایج مطالعات حاکی از بهبود نتایج شاخص خسارت پیشنهادی می باشد، ضمن آنکه کاستی های موجود در سایر شاخص های خسارت تا حد زیادی در این شاخص برطرف شده است. از سوی دیگر در بخشی از روند تحقیق، نواقصی در برنامه idarc در آنالیز لنگر-انحناء دیده شده است که با ارایه یک الگوریتم پیشنهادی این نقص برطرف شده است.

دکل های انتقال نیرو از جمله سازه های مشبک هستند که از اوایل قرن بیستم و با گسترش خطوط انتقال برق مورد استفاده قرار گرفتند. این دکل ها دارای ساختاری پیچیده هستند که تحلیل و طراحی آنها را تحت تاثیر قرار می دهد. به همین علت، برای اطمینان از مقاومت دکل ها در برابر بارهای وارده، آن ها را در آزمایشات مقیاس واقعی تحت اثر بارهای طراحی قرار داده و رفتار آن ها را کنترل می کنند. آن چه که در آزمایشات مقیاس واقعی بیش از همه توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است، عدم تطابق تغییرمکان های دکل در آزمایش با مقادیر حاصل از نرم افزارهاست که علت آن پدیده لغزش گره ها می باشد. هدف اصلی در این پژوهش، بررسی اثرات غیرخطی هندسی، مواد و اثر لغزش گره ها در دکل های انتقال نیرو است. در این راستا، نرم افزار تحلیل غیرخطی دکل ها -nastower- توسط نویسنده این پایان نامه تهیه شده و به منظور صحت سنجی آن، نتایج تحلیلی آن با چند نرم افزار تجاری دیگر مقایسه شده است. سپس، یک دکل مرتفع انتقال نیرو که با مقیاس واقعی مورد آزمایش قرار گرفته است، در نرم افزار فوق، با منظور کردن اثر لغزش گره ها، مدلسازی شده و نتایج آن با نتایج آزمایش مقایسه شده است. در نهایت، دکل مشبک یک توربین بادی 100 کیلوواتی، با منظور کردن اثر لغزش گره ها و همچنین اتصالات نیمه صلب، مورد تحلیل دینامیکی قرار گرفته و فرکانس های طبیعی آن بدست آمده است.

در سال های اخیر، روش طرح مومسان برپایه‎ی کارکرد با هدف دستیابی به پاسخ بهتر ساختمان‎ها در زمین‎لرزه‎های شدید، گسترش پیدا کرده است. در این راه‎کار، نسبت تغییرمکان طبقه و سازوکار تسلیم سازه هدف‎های طرح می باشند. برش پایه از برپایی معادله‎ی کارمایه حساب می‎شود. کارمایه‎ی مومسان میرا از اختلاف بین دوکارمایه‎ی وارد به سازه و کرنشی کشسان آن به دست می‎آید. با بهره جستن از این کارمایه‎ی مومسان، طرح عضوهایی که نامزد تغییرشکل و تسلیم هستند، انجام می‎پذیرد. در این پایان نامه، رابطه سازی و ویژگی های این شیوه به نظرخوانندگان می‎رسد و روش دستیابی به برش پایه بررسی می‎شود. در ادامه، از این راه‎کار برای طرح موثرتر قاب‎های با میراگر بهره ‎جویی خواهد شد. در این راستا، رابطه‎ سازی‎های مورد نیاز به دست می‎آیند. سپس، چندین قاب خمشی با میراگرهای لزج خطی و مالشی طرح می‎گردند. سرانجام، ارزیابی کارکرد قاب های میرا و نامیرا با تحلیل‎های ناخطی پویا، شایسته بودن این شیوه را آشکار می‎سازد.

در این پایان نامه، یک روش بار افزون سازگار چند مودی برای برآورد لرزه ای پل ها با توجه به ویژگی های هندسی و شرایط تکیه گاهی پل های یکپارچه ارائه می شود. این روش بر پایه ی روش طیف ظرفیت بنا شده و در رابطه سازی آن، دو بهبود اصلی نسبت به روش های پیشین مشابه ارائه گشته است. نخستین بهبود، وارد کردن هدفمند اثر مودهای بالاتر در برآورد منحنی ظرفیت سازه است. این کار از طریق معرفی یک مقدار کمینه برای جرم موثر مودی کل سازه انجام می پذیرد. بر این اساس، تعداد مود مشارکت کننده در یکایک گام تحلیل نموی تعیین می شود و تحلیل با این تعداد مود به انجام می رسد. بهبود دوم، ارائه یک منحنی نیاز لرزه ای سازگار با توجه به مشخصات زلزله ورودی و سختی مماسی سازه است. این منحنی در هرگام تحلیل نموی به هنگام می شود و تلاقی آن با منحنی ظرفیت، نقطه عملکرد را به دست می دهد. دقت و توانمندی روش پیشنهادی با انجام یک تحلیل پارامتری بر روی 18 پل یکپارچه چهار دهانه با طول 180 متر سنجیده می شود. هندسه پل ها منظم و نامنظم انتخاب شده است تا توانایی روش در هندسه های مختلف ارزیابی گردد. همچنین، اثر اندرکنش خاک و سازه نیز در نظر گرفته شده است تا پاسخ لرزه ای تا حد امکان به شرایط واقعی پل های یکپارچه نزدیک باشد. هر یک از پل ها تحت اثر ده رکورد زلزله در راستای عرضی قرار می گیرند. روش تحلیل تاریخچه پاسخ ناکشسان نیز به عنوان پاسخ مرجع انتخاب شده و پاسخ های روش پیشنهادی با آن مقایسه می گردد. نتایج عددی تحلیل پارامتری، دقت بسیار خوب روش پیشنهادی را در برآورد پاسخ لرزه ای سازه نشان می دهد. برای بیشتر پل های بررسی شده در این پایان نامه، پاسخ های تغییرمکانی با اختلاف کمتر از %25 و پاسخ های نیرویی با اختلاف کمتر از %10 نسبت به پاسخ های مرجع برآورد می شوند. این دقت در مقایسه با مقدارهای گزارش شده در پژوهش های مشابه، بسیار خوب ارزیابی می شود. بنابراین، می توان روش پیشنهادی را به عنوان یک ابزار تحلیلی توانمند برای مقاصد پژوهشی و کاربردی مانند ارزیابی عملکرد لرزه ای و تولید منحنی های شکنندگی پل ها به کار برد.

سیستم دیوارهای برشی فولادی همبند مورد مطالعه، از دو دیوار برشی فولادی با صفحات جان لاغر و سخت نشده و اتصالات تیر به ستون صلب تشکیل یافته، که در تراز طبقات با تیرهای همبند متصل شده اند. پیکره بندی این سیستم علاوه بر حفظ مزایای دیوارهای برشی فولادی، انعطاف پذیری بیشتری در ارتباط با سرویس و عملکرد ساختمان ارائه نموده و راندمان سازه را افزایش می دهد. پژوهش های محدود صورت گرفته در سال های اخیر بر روی این سیستم، طراحی را از طریق رویکرد طراحی کشسان دنبال کرده اند. این امر منجر به ملاحظات طراحی محافظه کارانه و توزیع غیر یکنواخت تغییر مکان های جانبی نسبی طبقه و جاری شدگی در ارتفاع تحت زلزله های قوی می شود. از دیگر سو طراحی لرزه ای بر پایه عملکرد، در سبک فعلی، برای یک سازه جدید به شیوه ی تقریباً غیر مستقیم انجام می شود، بطوریکه معمولاً با یک طراحی اولیه بر پایه شیوه طراحی کشسان متداول، با استفاده از آیین نامه های مناسب شروع می شود و با استفاده از یک ارزیابی تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون دنبال می شود. در این روش معمولاً پروسه تکرار بین طراحی و ارزیابی عملکرد صورت می گیرد. علاوه بر این نتایج این شیوه در قیاس با نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی در طی یک زلزله بزرگ در پیشگویی رفتار سازه ای دقیق و منطقی مشکل دارد. این پژوهش یک رویکرد طراحی بر پایه کارکرد مستقیم برای سیستم دیوارهای برشی فولادی همبند ارائه می دهد، که اساساً نیازی به ارزیابی بعد طراحی همچون یک تحلیل دینامیکی یا استاتیکی غیرخطی ندارد. در روش پیشنهادی، برش پایه طراحی بر اساس مفهوم کارمایه، به وسیله ی استفاده از مقادیر طیف طراحی کشسان آیین نامه برای یک سطح خطر معین، یک مکانیزم جاری شدگی از پیش انتخاب شده برای سازه و یک تغییر مکان جانبی نسبی هدف، ارائه می شود. بعلاوه، توزیع نیروهای جانبی طراحی بکار گرفته شده در روش پیشنهادی، بر اساس نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی گسترده است. استفاده از این روش در طراحی سازه ها منجر به بینش بیشتر از رفتار سازه، کنترل بیشتر روی طراحی و تعداد تکرار کمتر برای رسیدن به طرح مطلوب خواهد شد. در این پژوهش از این روش برای طراحی 12 سازه 6 و 12 طبقه با درصدهای همبندی و طول تیرهای همبند مختلف استفاده شده است. در نهایت برای ارزیابی و مقایسه عملکرد آن ها، تحلیل استاتیکی غیر خطی روی تمام قاب های طراحی شده، انجام شده و رفتار آن ها مورد قضاوت قرار گرفته است. ؾ

سازه های معمولی در برابر بارهای ناشی از انفجار ها به شدت آسیب پذیر هستند، زیرا بارگذاری ای که سازه تحت آن طراحی ساخته شده است اغلب کمتر از نیرویی است که تحت اثر انفجار به سازه وارد می آید بنابراین طراحی ویژه سازه ها برای بار انفجار برای سازه هایی با درجه اهمیت زیاد، یک ضرورت به نظر می رسد. در سازه های بتن مسلح که سیستم بار برجانبی آنها قاب خمشی و یا حتی سازه های مجهز به دیوار برشی، مهمترین بخش سازه که بیشترین آسیب را در اثر، بارگذاری ناشی از انفجار متحمل می شود، ستون های سازه می باشد. بنابراین ساختار رفتار این عضو در بارگذاری فوق مورد توجه قرار گرفت. در پژوهش حاضر به جهت اهمیت طول فصل پلاستیک در طراحی سازه ها و نیز کمتر مورد توجه قرار گرفتن آن در بارگذاری های دینامیکی خصوصاً بارگذاری انفجار از راه دور .طول مفصل پلاستیک و پارامترهای تأثیر گذار در آن مورد بررسی قرار گرفته است. در میان انبوه پارامترهای موثر در طول مفصل پلاستیک سه پارامتر عمده یعنی میزان بار محوری، نسبت به ارتفاع به پهناور درصد آرماتور طولی مورد توجه قرار گرفت. در نهایت با اتخاذ روشی کاربردی برای یافتن طول فصل پلاستیک، این طول را در ستون های بتن مسلحی که از نظر سه پارامتر یاد شده ی فوق متفاوت بودند، به دست آورده و تأثیر هریک از آنها مورد بررسی قرار گرفت.

بروز زلزله های مخرب در طول چند دهه ی اخیر و به دنبال آن وقوع خسارات گسترده در سازه ها، مهندسین سازه را به سمت استفاده از سیستم های کنترل لرزه ای متمایل کرده است. از جمله سازه های پر اهمیت، پل ها هستند که به دلیل لزوم حفظ سرویس دهی بعد از زلزله، خرابی های ناشی از تحریکات لرزه ای در آن ها بایست به حداقل برسد. در این پژوهشبرآنیم که با طرح یک سیستم کنترل سازه، پاسخ های لرزه ای پل ها، و در رأس آن برش پایه و تغییر مکان ها در پل را کاهش دهیم.با بررسی سیستم ها و الگوریتم های مختلف در زمینه ی کنترل سازه و مقایسه ی مزایا و معایب هر یک، به منظور کنترل لرزه ای پل، از میراگر نیمه فعال mr استفاده نموده و برای تعیین ولتاژ ورودی میراگر، از کنترل کننده ی عصبی-فازی ساخته شده از سیستم استنتاج عصبی-فازی انطباق پذیر (anfis) بهره می گیریم. به منظور بهینه نمودن عملکرد کنترل کننده، پارامترهای توابع نتیجه در شبکه anfis به وسیله ی الگوریتم ژنتیک تنظیم می گردند. نظر به مشخصات متفاوت تحریکات میدان دور و میدان نزدیک و به جهت بالا بردن کارایی کنترل کننده، از دو شبکه ی anfis بهره گرفته می شود که یکی تحت ز لزله های میدان دور و دیگری تحت زلزله های میدان نزدیک آموزش می بیند.همچنین از یک ناظر زمین لرزه برای تشخیص میدان دور یا میدان نزدیک بودن زلزله و انتخاب شبکه ی بهینه شده ی مناسب استفاده می شود. به منظور سنجش میزان اثرگذاری سیستم کنترل طراحی شده در پل ها، عملکرد آن بر روی سازه ی پل بزرگراه محک مورد مطالعه ی عددی قرار می گیرد. برای این منظور، سیستم کنترل پیشنهادی با 16 میراگر mr و کنترل کننده ی عصبی-فازی مذکور، در محیط نرم¬افزار matlab بر روی پل بزرگراه محک مدل سازی می شود. با استفاده از الگوریتم ژنتیک، شبکه های anfis داخلی کنترل کننده تحت تحریکات گوناگون و با معیارهای مختلف، بهینه سازی شده، بهترین حالت برای زمین لرزه های میدان دور و میدان نزدیک انتخاب می گردد. نهایتاً کنترل کننده عصبی-فازی بهینه شده تحت تحریکات در نظر گرفته شده برای پل محک قرار گرفته، معیارهای سنجش تعریفی برایآن محاسبه می گردد. بررسی معیارهای محاسبه شده حاکی از توان بالای سیستم کنترل در کاهش معیارهای مربوط به برش پایه و تغییرمکان ها و نیز معیارهای مرتبط با تخریب و خسارت در پل، به ویژه تحت تحریکات میدان نزدیک است. همچنین مقایسه ی سیستم پیشنهادی با برخی سیستم های دیگر ارائه شده برای پل محک، حاکی از قابلیت بالاتر سیستم کنترل طراحی شده در این پژوهش است.

مطالعات آزمایشگاهی و عددی انجام شده در سه دهه گذشته نشان داده است که دیوار برشی فولادی یک سیستم موثر و اقتصادی برای مقاومت در برابر بارهای جانبی باد و زلزله است. طراحی مناسب این دیوارها، شکل پذیری بیشتر، سختی زیاد، چرخه هیسترزیس پایدار و ظرفیت جذب انرژی بیشتری را در پی خواهد داشت. این دیوارها معمولاً در دو نوع سخت شده و سخت نشده ساخته می شوند. انواع سخت شده ازنظر عملکرد لرزه ای و نیز مسائل بهره برداری مناسب تر می باشد، ولی به خاطر وجود سخت کننده های متعدد و جزئیات اجرایی فراوان، باید وقت و هزینه زیادی برای ساخت آن ها صرف گردد. در سال های اخیر به کارگیری ورق موج دار به عنوان جان شاه تیر پل ها و سوله های صنعتی رو به افزایش است. با توجه به سختی خارج از صفحه قابل ملاحظه ورق های موج دار، این نوع ورق ها از مقاومت کمانشی به مراتب بیش تری نسبت به ورق تخت برخوردار بوده که با به کارگیری آن به عنوان جان تیرورق، علاوه بر کاهش ضخامت موردنیاز جان، ضرورت استفاده از سخت کننده نیز مرتفع می شود. در این پایان نامه به بررسی رفتار این ورق ها در دیوار برشی فولادی می پردازیم. در این پایان نامه 6 مدل دیوار برشی فولادی با ورق صاف در ضخامت های متفاوت و ورق موج دار در ضخامت ، زاویه موج و تعداد نیم موج متفاوت تحت بار سیکلیک موردبررسی قرارگرفته است. 22 مدل نیز شامل ورق موج دار تحت بار سیکلیک موردبررسی قرارگرفته است. این بررسی با استفاده از نرم افزار اجزای محدودansys12.1 و با در نظرگیری تحلیل غیرخطی هندسه و مصالح انجام شده است. درنهایت مشاهده گردید در دیوار برشی فولادی با افزایش ضخامت ورق صاف و موج دار میزان جذب انرژی و سختی افزایش می یابد و همچنین موج دار کردن ورق نقش به سزایی در افزایش مقاومت و سختی دیوارهای برشی با ورق موج دار در مقایسه با دیوارهای برشی با ورق صاف در ضخامت بیش از 4 میلی متر دارد.

از سال 1970دیوار برشی فولادی (ssw) در بسیاری از ساختمانهای با اهمیت و بلند مرتبه به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر زلزله و باد بکار رفته است. بسیاری از محققین معتقدند شباهت زیادی بین رفتار دیواربرشی فولادی و یک تیر ورق عمودی وجود دارد ، بطوریکه ستونها به عنوان بالهای تیر ورق عمودی و صفحه فولادی به عنوان جان عمل می کند. در این پایان نامه به دنبال بررسی رفتارستونهای مرکب (cfst) به عنوان المان های مرزی عمودی در سیستم دیوار برشی فولادی خواهیم بود. در این تحقیق چهار مدل دیوار برشی دو طبقه با ستونهای مقطع مربع بصورت باکس فلزی در دو طرف آن در شرایط عدم وجود بتن و با بتن در داخل ستونها ، تحت بارهای رفت و برگشتی در تراز طبقه دوم با استفاده از نرم افزار اجزا محدود abaqus مورد بررسی قرارخواهد گرفت و نهایتاً تاثیرات بتن و مقاومت مشخصه آن در رفتار کلی سازه به لحاظ مقاومت ، سختی و زوال آن ،جذب انرژی و رفتار ستون مرکب به لحاظ میزان و موقعیت تنش و اثرات موضعی مقایسه و ارزیابی میگردد. با توجه به مطالعات انجام شده در این تحقیق مشخص می شود ، استفاده از بتن درداخل ستون فلزی در رفتار مدل به لحاظ افزایش مقاومت %6،سختی وتری %4 وجذب انرژی %37 و کاهش تنش فون –میسزدر فولاد %8 ، نسبت به مدل ستون بدون بتن تاثیر گذار بوده و همچنین افزایش مقاومت مشخصه بتن ، لزوماً موجب بهبود رفتار مدل ها نمی گردد .در کلیه مدل های با بتن تنش فشاری حداکثردر بتن به تنش نهایی نمی رسد.

ضریب رفتار از پارامترهای مهم در محاسبه‎ی بارهای وارد به سازه، و دربرگیرنده‎ی رفتار ناکشسان سازه زیر اثر زلزله های شدید است. در صورتی‎که میزان انرژی جذب شده ی سازه به وسیله‎ی مقاومت کشسان و ناکشسان ثابت در نظر گرفته شود، ضریب رفتار، مقدار انرژی جذب شده ناشی از مقاومت سازه را مشخص میکند. محاسبه‎ی هرچه دقیقتر این ضریب، منجربه تعیین دقیقتر مقاومت مورد نیاز سازه خواهد شد. در این پایان‎نامه، ابتدا سه قاب خمشی متوسط بتنی 3، 6 و 10 طبقه در نرم‎افزار sap2000 طراحی شده و سپس در نرم‎افزار seismo struct مدل می‎شوند. این قاب‎ها یک بار بدون میراگر و بار دیگر مجهز به میراگرهای ویسکوز تحت تحلیل‏های استاتیکی غیرخطی بارافزون (پوش‎اور) و تاریخچه‎ی زمانی غیرخطی قرار می‏گیرند. ضریب رفتار آن‎ها برای هر حالت محاسبه می‎شود. ضریب رفتار محاسبه شده در دو حالت با یکدیگر مقایسه شده و در نهایت مقداری برای ضریب رفتار ناشی از میراگر افزوده به سازه، پیشنهاد می‎گردد.

میراگر جرمی تنظیم شده (tuned mass damper) نوعی ابزار کنترلی کلاسیک در مهندسی است که از سه بخش اصلی یعنی جرم، فنر و میراگر ویسکوز تشکیل می شود. این میراگر از طریق نوسان در حین اعمال بار دینامیکی بخشی از انرژی وارده را تلف می کند و ارتعاش سازه اصلی را محدود می نماید. استفاده از آلیاژ حافظه دار شکلی (shape memory alloy) به جای فنر و میراگر در ساختار میراگر جرمی از روش های جدید و تکنولوژی های نوین برای کنترل رفتار سازه هاست. آلیاژهای حافظه دار فلزاتی اند که با تغییر دما و یا اعمال نیرو بین دو فاز کریستالی تغییر حالت می دهند. این آلیاژها قادرند تحت بار مکانیکی چرخه ای با تحمل تغییر شکل های هیسترزیس برگشت پذیر انرژی مکانیکی را جذب و آن را تلف کنند. این خواص منحصر به فرد، sma را برای استفاده در سیستم های میراکننده ارتعاشات بسیار مناسب کرده اند. در این پژوهش sma در ساختار میراگر جرمی به کار گرفته می شود تا اثر آن بر رفتار لرزه ای قاب های بتن مسلح سنجیده شود. برای انجام این پژوهش از نرم افزار seismostruct استفاده می شود. دو ساختمان نمونه ی چهار و هشت طبقه بتن آرمه با رفتار غیرخطی با و بدون استفاده از tmd به صورت سه بعدی مدل سازی شده و تحت زلزله های طبس و ناغان با شدت های مختلف قرار می گیرند. برای مقایسه ی عملکرد میراگرها با نسبت های جرمی مختلف، پاسخ های سازه شامل بیشینه جابجایی بام، بیشینه برش پایه و جابجایی نسبی طبقات با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی مورد مطالعه قرار می گیرند.