اثر زلزله حوز نزدیک بر سازه ها با در نظر گرفتن ضوابط آیین نامه ایران

خصوصیات دینامیکی به بسیاری از جزئیات رفتار مصالح و ترکیب سازه بستگی دارد با توجه به اینکه تمام این جزئیات را نمی توان در مدل های تحلیلی ملحوظ کرد، همیشه بین مدل های تحلیلی و سازه واقعی اختلافاتی وجود دارد. برای تعیین مستقیم این خصوصیات دینامیکی به وسیله آزمایش بر روی ساختمان های واقعی و مقایسه با نتایج تحلیلی است، که می توان به میزان دقت نتایج تحلیلی دست یافته و در مورد قابل قبوا بودن نتایج تحلیلی قضاوت نمود. روش آزمایش ارتعاش اجباری یکی از دقیق ترین روشهای آزمایش دینامیکی بر روی ساختمان هاست، که با استفاده از این آزمایش می توان خصوصیات دینامیکی سازه را بررسی نمود. در این روش با اعمال نیروی سینوسی با فرکانس های مختلف بر روی ساختمان و اندازه گیری عکس العمل آن و سپس با تحلیل رکورد های این اندازه گیری خواص مورد نظر سازه را بدست می آوریم. در این پروژه تحقیقاتی، آزمایش هائی بر روی هفت سازه فولادی و پنج سازه بتنی با قاب های مختلف انجام گرفته است. برای اعمال نیرو دستگاه لرزاننده ای ساخته شده که حداکثر فرکانس آن 4/3 هرتز و دقت آن یک دور در دقیقه می باشد. برای بدست آوردن فرکانس طبیعی ساختمان ها از روشی بنام جاروی فرکانسی استفاده گردید.برای هر یک از رکورد های ثبت شده در هر ساختمان، طیف پاسخ رسم گردیده و با استفاده از طیف پاسخ، فرکانس طبیعی سازه که همان فرکانس تشدید است، تعیین گشته. در مرحله بعد ساختمان ها را در کامپیوتر مدل کرده و پریود طبیعی آن را محاسبه کرده و سپس میان قاب های سازه را نیز در مدل وارد کرده و مجددا پریود طبیعی آن را محاسبه کرده و نتایج حاصل را با نتایج آزمایش و پریود بدست آمده از روابط تجربی آیین نامه های 2800 و asce و ubc مقایسه کرده ایم که با توجه به نتایج بدست آمده می توان دریافت که ملحوظ کردن میان قاب ها در مدل تحلیلی، نتایجی نزدیک به واقعیت را ارائه می دهد.

کشور ما ایران ،در محدوده زلزله خیز کره زمین قرار دارد.تجربه زلزله های اخیر نشان داده است که اهمیت طراحی سازه های مقاوم در برابر بار های زلزله کمتر از بار های ثقلی نیست. از این رو پیش بینی تمهیدات لازم برای ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله در سالهای اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است.در طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله ، دو پارامتر مختلف می باید به طور جداگانه مد نظر قرار گیرند.اول آنکه تحت زلزله های ضعیف یا متوسط ،سازه باید به اندازه کافی سختی داشته باشد تا تغییر مکان جانبی به حداقل برسد و خرابی در اعضای غیر سازه ای به وجود نیاید.دیگر عامل مهم، پایداری و مقاومت کلی سازه تحت زلزله های شدید است. در دهه 1970 سیستم قاب های خارج از مرکز به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر زلزله مطرح شد و مطالعات جدی در مورد رفتار آن توسط پوپوف و بعضی محققین دیگر آغاز گشت. از دیدگاه طرح های معماری ،انعطاف پذیری خاصی در سیستم های ebf دیده می شود و عامل خروج از مرکزیت مهاربند ها ،آزادی عمل بالایی را به معماران در اجرای طرحهایشان می دهد. در گذشته این سیستم از جانب طراحان خیلی مورد توجه قرار نمی گرفت . زیرا رفتار واقعی و مکانیزم تخریب این سیستم به طور دقیق مشخص نشده بود.ثانیا تصور می شد که یک سیستم ebf در مقایسه با یک سیستم cbf دارای سختی کمتری است و آن را به عنوان یک طرح خوب قبول نداشتند.اما با گذشت زمان و انجام تحقیقات گسترده نشان داده شد که عامل خروج از مرکزیت مهاربند ها یک عامل مخرب سیستم و یک نقص سازه ای نیست بلکه دقیقا بر عکس این تصور ،در صورت طراحی مناسب آن، بازده بالایی در میزا ن شکل پذیری سیستم بوجود خواهد آمد وحتی با ایجاد یک فضای مناسب جهت تعبیه بازشو در درون قاب تنزل سختی نا چیزی را در مقایسه با یک سیستم cbf خواهد داشت. اعمال ضوابط درست طراحی برای هر سیستمی بسیار حائز اهمیت می باشد .ضریب رفتار یکی از مهمترین شاخصه های طراحی می باشد و در حقیقت اعمال شکل پذیری در طراحی ارتجاعی است.ضوابط طراحی در یک آئین نامه باید با توجه به شرائط اجرا ، علل استفا ده از آن سیستم و ... باشدتا بتواند به خوبی پاسخگوی نیازهای صنعت ساختمان آن کشور باشد. ضریب رفتار یکی از مهمترین شاخص های طراحی می باشد و در حقیقت تاثیر شکل پذیری در طراحی ارتجاعی سازه می باشد.لذا شناخت چنین معیاری برای سیستم های باربر جانبی بسیار حائز اهمیت می باشد.سیستم مهاربندیebf با توجه به شکل پذیری بالا بسیار پر کاربرد می باشد. اما دلیل اصلی استفاده از این سیستم مهاربندی در کشور ما ملاحظات معماری می باشد و تیر پیوند بلند در ایران رایج است.. ضریب رفتار مهاربند های ebf در ubc94 (طراحی در سطح تنش مجاز)برابر 10 ،در ubc97 (طراحی به روش مقاومت نهائی)برابر7 ودر استاندارد 2800 (طراحی در سطح تنش مجاز) برابر 7 می باشد .لذا بسیاری از طراحان بر این باورند که این 7 برای هر نوع سیستم ebf پاسخگو است اما در حقیقت اینگونه نیست.شکل پذیری سیستم ebf بسیار حساس به طول تیر پیوند و محل قرارگیری آن می باشد و با افزایش طول آن و خارج شدن از محدوده تیر پیوند کوتاه ،شکل پذیری آ ن بسیار کاهش می یابد در این تحقیق سعی بر آن است که با طراحی قاب های مختلف در طول تیر پیوندو ارتفاع ،با سیستم مهاربندی ebf با لینک های بلند و لینک های غیر فعال ،شکل پذیری این نوع سیستم ها بررسی شود .

سازه هایی که در مناطق مستعد لرزه خیزی قرار دارند باید به نحو مناسبی در مقابل حرکات ارتعاشی زمین مقاومت نمایند. به خصوص ساختمان هایی که نزدیک به گسل قرار دارند، در مقابل حرکات شدید و پالسی زلزله آسیب پذیر می باشند. وانگهی، حرکات زمین محدود به ارتعاشات افقی نمی شود بلکه ارتعاشات قائم نیز در زلزله های گسل از اهمیت برخوردار می شوند. آیین نامه های ساختمانی داخلی و خارجی به تفصیل در مورد طراحی سازه ای مقاوم در برابر ارتعاشات افقی طرح و برنامه ارائه داده اند، در حالی که به ندرت می توان طرح جامع و مشخصی برای در نظر گرفتن ارتعاشات قائم در آیین نامه ها پیدا نمود. در این پایان نامه ابتدا به معرفی تحقیقات انجام شده در زمینه درنظر گرفتن اثر مولفه قائم بر روی سازه ها پرداخته خواهد شد. در ادامه سازه های قاب خمشی ویژه طراحی و مدل سازی عددی خواهد شد. باانتخاب رکوردهای حوزه نزدیک و اعمال مولفه افقی و قائم به طور همزمان بر سازه های 3، 6 و 9 طبقه می توان عملکرد آنها را بررسی کرد. تحلیل دینامیکی افزایشی برای ارزیابی لرزه ای پاسخ سازه های قاب خمشی در دو حالت اعمال سرعت همزمان و شتاب افقی تنها، انجام خواهد شد. برای پس پردازش نتایج تحلیل دینامیکی افزایشی دو روش ارزیابی بر اساس دستورالعمل 350fema ( به دست آوردن سطح اطمینان بر اساس تغییرمکان نسبی بین طبقه ای ) و روش ارائه منحنی احتمالاتی درصد تجاوز از شرایط حدی دستورالعمل hazus انتخاب شده است. نتایج نشان می دهد که اولا در نظر گرفتن اثر مولفه قائم در تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی باعث ایجاد تغییرات قابل توجهی در نیاز سازه ها خواهد شد که این مساله در مورد سازه های کوتاه تر بسیار چشمگیرتر می باشد اما با افزایش ارتفاع سازه ها این تغییرات به تدریج کمتر خواهد شد. ثانیا با مرتفع تر شدن سازه قاب خمشی آسیب پذیری آن در مقابل بارهای لرزه ای بیشتر خواهد شد که به لزوم درنظر گرفتن تمهیدات ویژه در زمینه مقاوم سازی سازه های بلند مرتبه در مقابل ارتعاشات حوزه نزدیک را مشخص می سازد.

یافتن روش هایی برای اتلاف انرژی ورودی ناشی از زمین لرزه می تواند بهترین و موثرترین روش برای بهبود رفتار لرزه ای سازه ها باشد. این روش ها به سه دسته کنترل غیر فعال، فعال و نیمه فعال تقسیم بندی می شوند. از میان روش های کنترل غیر فعال، میراگرهای اصطکاکی به دلیل تولید آسان، راحتی نصب و اتلاف انرژی بالا مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. از انواع میراگرهای اصطکاکی، میراگرهای اصطکاکی سیلندری را می توان نام برد. در این تحقیق به ارزیابی لرزه ای سازه های مجهز به میراگرهای اصطکاکی سیلندری پرداخته شده است. در ابتدا سازه های مجهز به این نوع میراگر را در نرم افزار abaqus6-10 تحت شتاب نگاشت زمین لرزه های های مختلف که همگی با شتاب زمین(g) مقیاس شده اند، جهت به دست آوردن بار لغزش بهینه قرار می دهیم.نتایج نشان می دهد که بار لغزش بهینه، وابسته شتاب نگاشت زمین لرزه ورودی می باشد. با توجه به این که این میراگر را می توان در نقاط مختلف سازه و با توجه به شکل های گوناگون برای جذب انرژی در سازه نصب نمود رفتار این میراگر در موقعیت های مختلف بررسی شده است. پاسخ های سازه (از قبیل تغییر مکان،برش پایه و...) نشان می دهند که بهترین و موثرترین موقعیت این میراگرها در میان بادبندهای قطری برای جلوگیری از کمانش این بادبندها می باشد به منظور ارزیابی بیشتر تحلیل دینامیکی افزاینده(ida)بر روی سازه های مجهز به میراگر اصطکاکی سیلندری صورت گرفته است . این روش شامل اعمال یک یا بیش از یک شتاب نگاشت حرکت زمین به سازه و بزرگنمائی هر کدام از آنها در چندین مرحله می باشد که منجر به ساخت منحنی های ida می شود. نتایج حاکی از این می باشد که میراگر اصطکاکی سیلندری موجب بهبود رفتار لرزه ای سازه می شود. در انتها به منظور طراحی سازه های مجهز به میراگرهای اصطکاکی سیلندری به محاسبه ضریب رفتار سازه های مجهز به میراگرهای اصطکاکی سیلندری پرداخته شده است .با توجه به وابستگی پاسخ سازه های مجهز به این نوع میراگر به شتاب نگاشت زمین لرزه ورودی و وابستگی ضریب رفتار به شکل پذیری، مقاومت افزون، نامعینی، ارتفاع و... پنج قاب چهار، شش، هشت، ده و دوازده طبقه طراحی شده و تحت تحلیل استاتیکی غیر خطی، دینامیکی خطی و غیر خطی(برای چهارزمین لرزه مختلف) قرار داده شده اند. سپس عوامل موثر در ضریب رفتار محاسبه و در نهایت ضریب رفتار 16 در حالت تنش مجاز و 11 در حالت تنش نهایی به دست آمده است.

اکثر سازه ها در اثر وقوع زلزله های شدید وارد مرحله غیر خطی می شوند. از این رو برآورد عملکرد این نوع سازه ها نیازمند استفاده از تحلیل غیر خطی می باشد. دقیق ترین روش، تحلیل دینامیکی غیر خطی می باشد. اما امروزه روش جایگزینی جهت تحلیل غیر خطی ارائه شده است که تحلیل استاتیکی غیر خطی یا آنالیز بار افزون می باشد که به عنوان ابزار مناسبی جهت ارزیابی سازه ها با استفاده از تخمین مقاومت و منحنی های ظرفیت مورد استفاده قرار می گیرد. در این پایان نامه هدف ارزیابی دقت الگوهای مختلف بار جانبی ارائه شده در دستورالعمل fema-356 با آنالیز دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی در قاب های خمشی بتنی می باشد که برای این منظور 3 تیپ قاب 5 ، 7 و 9 که هر کدام آنها شامل سه حالت متقارن، نا منظم سختی و نا منظم جرم می باشد، در نظر گرفته شده است. سپس قاب های فوق را با استفاده از نرم افزار sap2000 مدل سازی و تحلیل بار افزون دو بعدی بر روی این قاب ها انجام گرفته است و چهار الگوی بار جانبی الگوی بار یکنواخت، الگوی بار مثلثی وارونه، الگوی بار سختی و الگوی بار مود اول به آنها اعمال گردیده است و با نتایج تحلیل دینامیکی غیر خطی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان دهنده دقت مناسب الگوی بار مود اول نسبت به سایر الگوها می باشد که می تواند به عنوان مناسب ترین الگوی بار مورد استفاده قرار گیرد. همچنین نتایج بدست آمده نشان دهنده دقت کم الگوی بار یکنواخت نسبت به سایر الگوها می باشد که جزئیات آن در این پایان نامه ارائه می شود.

یافتن روشهایی برای اتلاف انرژی ورودی ناشی از زمین لرزه می تواند بهترین روش و موثرترین روش برای بهبود رفتار لرزه ای سازه ها باشد. این روش به سه دسته کنترل غیرفعال،فعال و نیمه فعال تقسیم بندی می شود. از میان روش کنترل غیرفعال، میراگرهای اصطکاکی سیلندری به دلیل تولید آسان ،راحتی نصب و اتلاف انرژی بالا مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. در این تحقیق به ارزیابی لرزه ای سازه های مجهز به میراگرهای اصطکاکی سیلندری پرداخته شده است.در این پایان نامه به منظور طراحی سازه های مجهز به میراگر اصطکاکی سیلندری به محاسبه ضریب رفتار سازه های مجهز به میراگرهای اصطکاکی سیلندری پرداخته شده است.با توجه به وابستگی پاسخ سازه های مجهز به این نوع میراگر به شتاب نگاشت زمین لرزه ورودی و وابستگی ضریب رفتار به شکل پذیری و مقاومت افزون پنچ قاب ب تعداد طبقات چهار، شش،هشت ، ده و دوازده و با دهانه های پنج و هفت متری و با بادبندهای مختلف (قطری و هشتی) طراحی شده و سپس تحت اثر چهار زلزله به نامهای caolinga، landers،narrowsو northrige قرار داده شده اند.نتایج حاکی از این است که میراگر اصطکاکی سیلندری موجب بهبود رفتار لرزهای سازه ها و همچنین باعث افزایش شکل پذیری می شود

یکی از مهم ترین بخش های سیستم برق رسانی، پست های برق می باشند. تجربه زلزله های گذشته نشان می دهد که تجهیزات و محتویات موجود در پست های برق در برابر زلزله بسیار آسیب پذیرند و این موضوع لزوم بررسی رفتار این تجهیزات در هنگام وقوع زلزله و ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای آن ها را نشان می دهد. تجهیزات مستقر در ساختمان کنترل پست های برق به دلیل ارزش اقتصادی بالا و نقش کلیدی در ادامه فعالیت و عملکرد پست های برق، اهمیت فراوانی دارند. هدف اصلی پایان نامه حاضر ارائه روشی برای ارزیابی عملکرد لرزه ای تجهیزات موجود در ساختمان کنترل پست برق و بررسی آسیب پذیری آن ها در هنگام وقوع زلزله می باشد. در این مطالعه تجهیزات مهم مستقر در ساختمان کنترل پست برق به صورت سه بعدی شبیه سازی شده اند و رفتار آن ها در برابر زلزله توسط نرم افزار msc-adams مورد بررسی قرار گرفته است. این نرم-افزار یک میز لرزه مجازی را شبیه سازی می کند که تجهیزات مدل سازی شده بر روی آن مستقر می شوند و تحت اثر تحریک رکوردهای مختلف زلزله قرار می گیرند. برای تحریک تجهیزات، رکوردهای ثبت شده از زلزله های واقعی به ازاء مقادیر مختلف pga مقیاس شده اند تا تجهیزات تحت اثر شدت های مختلف زلزله از کم تا زیاد قرار گیرند. به منظور صحت سنجی نتایج حاصل از نرم افزار، این نتایج با نتایج به دست آمده از یک فرآیند آزمایشگاهی که در آن از مدل سازی و میز لرزه واقعی استفاده شده است، مقایسه شده اند. نتایج حاصل از تحلیل لرزه ای تجهیزات در قالب منحنی های شکنندگی در مودهای لغزشی و واژگونی ارائه شده اند. منحنی های شکنندگی احتمال تجاوز پاسخ تجهیزات از سطح خرابی مشخصی را برای سطوح مختلف شدت زلزله نشان می دهند. در ادامه به منظور بررسی اثر وجود مولفه قائم زلزله، تجهیزات تحت اثر تحریک هم زمان مولفه قائم و افقی قرار گرفته اند و همچنین اثر قرار گرفتن تجهیزات بر روی طبقه گالری نیز در نظر گرفته شده است. منحنی های شکنندگی برای این حالات مختلف ارائه شده و آسیب پذیری تجهیزات در حالات مختلف و در مودهای متفاوت خرابی مورد بررسی قرار گرفته و با هم مقایسه شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که مود اصلی خرابی تجهیزات در همه حالات مود لغزشی است. همچنین مقایسه نتایج نشان می دهند که با در نظر گرفتن اثر مولفه قائم احتمال خرابی تجهیزات در مود لغزش افزایش می یابد ولی احتمال خرابی در اثر واژگونی با در نظر گرفتن مولفه قائم در شدت های کم زلزله کاهش و در شدت های بالای زلزله افزایش می یابد. بررسی اثر وجود گالری نشان می دهد که وجود گالری سبب افزایش احتمال خرابی تجهیزات در مودهای لغزشی و واژگونی می شود. کلمات کلیدی: منحنی شکنندگی تجهیزات، آسیب پذیری تجهیزات پست برق، میز لرزه مجازی

خصوصیات دینامیکی به بسیاری از جزئیات رفتار مصالح و ترکیب سازه بستگی دارد با توجه به اینکه تمام این جزئیات را نمی توان در مدل های تحلیلی ملحوظ کرد، همیشه بین مدل های تحلیلی و سازه واقعی اختلافاتی وجود دارد.برای شناسایی سیستم و یا به عبارتی بررسی رفتار دینامیکی سازه ها روش های مختلفی با توجه به نوع سازه هاارائه شده اند که مبتنی بر آزمایشات میدانی به خصوص دینامیکی می باشد.در آزمایش ارتعاشات محیطی ارتعاش سازه تحت اثر نویزهای محیط،ترافیک، باد،و یا امواج دریا ثبت می گردد.در این پروژه تحقیقاتی با استفاده از آزمایش ارتعاش محیطی تحت اثر نیروی باد بر روی ساختمان و تعیین فرکانس اصلی ساختمان به مطالعه خواص مورد نظر سازه می پردازیم. آزمایش ارتعاش محیطی بر روی بیست و دو سازه فولادی و هجده سازه بتنی با قاب های مختلف انجام گرفت. برای اعمال نیروی تحریک باد حتی در روزهای نسبتاً آرام،تند بادهای کافی برای تحریک یک ساختمان بلند به طوری که ارتعاش آن در مد اصلی قابل توجه باشد وجود دارد. با توجه به این که بیشترین باد در تهران در اوایل بهار و اواخر تابستان است،لذا در این تحقیق آزمایش ارتعاش محیطی بر روی سازه ها در این فصول انجام شده است. برای بدست آوردن فرکانس اصلی ساختمان¬ها ، از توابع چگالی طیفی و یا توابع انتقال استفاده گردید.برای هر یک از رکورد های ثبت شده در هر ساختمان، عکس العمل سیستم اندازه گیری شده وتابع چگالی طیفی و منحنی آن رسم شد، و ماکزیمم های این منحنی در فرکانس های طبیعی سیستم تعیین گردید.در مرحله بعد ساختمان¬ها را در کامپیوتر مدل کرده و زمان تناوب اصلی آن را محاسبه نموده و نتایج حاصل ، با نتایج آزمایش و زمان تناوب بدست آمده از روابط تجربی استاندارد2800 و آیین نامه های asce و ubc مورد مقایسه قرار گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده از یک جامعه آماری بزرگ ،میتوان دریافت ملحوظ کردن میانقاب ها امری ضروری است و ساختمان ها سخت تر است از آنچه استاندارد 2800 در نظر می گیرد.

خصوصیات دینامیکی به بسیاری از جزئیات رفتار مصالح و ترکیب سازه بستگی دارد با توجه به اینکه تمام این جزئیات را نمی توان در مدل های تحلیلی ملحوظ کرد. همیشه بین مدل های تحلیلی و سازه واقعی اختلافاتی وجود دارد. تعیین مستقیم این خصوصیات دینامیکی به وسیله آزمایش بر روی ساختمان های واقعی و مقایسه با نتایج تحلیلی است. که می توان به میزان دقت نتایج تحلیلی دست یافته و قابل قبول بودن نتایج تحلیلی قضاوت نمود. روش آزمایش ارتعاش اجباری یکی از دقیق ترین روشهای آزمایشهای دینامیکی بر روی ساختمانها است که با استفاده از آزمایش ارتعاش اجباری می توان خصوصیات دینامیکی سازه را بررسی نمود. در این روش با اعمال نیروی سینوسی با فرکانسهای مختلف بر روی ساختمان عکس العمل آن اندازه گیری شده و سپس با تحلیل رکوردهای این اندازه گیری ها خواص مورد نظر سازه استنتاج می شود در این پروژه تحقیقاتی آ‍زمایشاتی بر روی ساختمان هفت طبقه بانک ملی و یک ساختمان هفت طبقه بتنی مسکونی انجام گرفته است. برای اعمال نیرو دستگاه لرزاننده ایی ساخته شد که حداکثر فرکانس دستگاه 4/3 هرتز و دقت آن یک دور در دقیقه می باشد. برای بدست آوردن فرکانس طبیعی ساختمانها از روشی بنام جاروی فرکانسی استفاده گردید. برای هر یک از رکوردهای ثبت شده در هر مرحله، طیف پاسخ (انرژی) طبقات رسم گردیده و با استفاده از طیف پاسخ ، فرکانس طبیعی سازه که همان فرکانس تشدید می باشد. تعیین گشت با استفاده از حداکثر پاسخ طبقات در فرکانس تشدید شکل مود ساختمان رسم گردید. در مرحله بعد در مدل کامپیوتری با اضافه کردن مبانقابها مدلی از سازه واقعی ساخته شد. نتایج حاصل از این مدل (فرکانس و شکل مود) با نتایج بدست آمده از آزمایش ساختمان، توافق خوبی داشت با توجه به نتایج بدست آمده در این تحقیق می توان که ملحوظ کردن میانقابها در مدل تحلیلی، نتایجی نزدیک به واقعیت را ارائه می دهد شتاب سنجهای استفاده شده از نوع شتاب سنج سرو asq-1ca و asq-5ca می باشد. برای ثبت، پردازش و نمایش اطلاعات از دستگاه data logger edx-1500a استفاده گردیده است.

بارهای غیرعادی ناشی از حوادث طبیعی، خطاهای اجرا و برخی مسائل دیگر می توانند باعث به وجود آمدن خرابی پیشرونده در سازه ها شوند. در این میان استفاده از ساختمان های فولادی دارای سیستم قاب خمشی در نواحی لرزه خیز بسیار متداول می باشد. از طرفی وجود میانقاب های بنایی می تواند بر سختی سازه و توانایی آن در مقابله با خرابی پیشرونده تاثیر بگذارد. باتوجه به اهمیت زیاد خرابی پیشرونده و تلفات ناشی از آن در ساختمان ها، لزوم بررسی دقیق رفتار سازه ها در برابر خرابی پیشرونده احساس می گردد. برای این منظور یک ساختمان فولادی دارای سیستم قاب خمشی 8 طبقه با استفاده از نرم افزار etabs مدل سازی، تحلیل و طراحی شده است. یکی از قاب های پیرامونی این سازه همراه با دستک های فشاری قطری معادل میانقاب، به صورت مدل المان محدود دو بعدی با استفاده از نرم افزار opensees شبیه سازی و به منظور ارزیابی پتانسیل وقوع خرابی پیشرونده تحت سناریوهای مختلف حذف ستون قرار گرفته است. نیروهای ایجاد شده در اعضای مجاور محل حذف ستون ها برای هر یک از سناریوها بدست آمده است. در بخش تحلیل نتایج ابتدا به مقایسه ی اثر مدل سازی و عدم مدل سازی میانقاب ها پرداخته شده است. به عبارت دیگر نیروی محوری ستون ها، لنگر خمشی تیرها و جابجایی گره ی بالای ستون حذف شده در شرایط مدل سازی و عدم مدل سازی میانقاب ها مقایسه شده اند. سپس ضرایب مناسبی برای ترکیب بار خرابی پیشرونده ارائه شده است تا در صورت عدم مدل سازی میانقاب ها، با اعمال ضرایب، نتایج مربوط به حالتی که میانقاب ها مدل شده اند به دست آید. در ادامه سناریوهای حذف ستون گوشه و غیر گوشه و همچنین سناریوهای حذف ستون در طبقات پایینی و بالایی مورد مقایسه قرار گرفته اند. در نهایت اثر ضخامت میانقاب ها بر پاسخ سازه در هنگام وقوع خرابی پیشرونده بررسی شده است.

نگهداری از بناهای تاریخی امری میان رشته¬¬¬ای است و نیازمند بهره¬گیری از گرایش¬های گوناگون در مهندسی ساختمان و معماری است. با توجه به زلزله¬خیز بودن کشورمان مطالعه بر روی مبحث بهسازی امری ضروری می¬باشد. برای آغاز و انجام بهسازی نیاز به بررسی و پژوهش بی کم و کاست برای شناخت ویژگی¬های معماری و سازه¬ای بنا داریم. بررسی و پژوهش در بهسازی بناهای تاریخی و فرهنگی، سختی¬ها و دشواری¬های بسیاری نظیر نگهداری بنا به منظور دست نخورده ماندن آن و اجتناب از به کارگیری روش¬ها و آزمایش¬های مخرب را به دنبال خواهد داشت. منار تاریخی زین¬الدین کاشان در سده¬ی هفتم هجری شمسی ساخته شده و در تاریخ 15 دی 1310 با شماره 118 به نام یکی از آثار ملی ایران ثبت شده است. در این پایان نامه نخست به گردآوری اطلاعات منار نام برده که در برگیرنده¬ی ویژگی¬های هندسی سازه می-باشد، پرداخته شده و سپس تحلیل خطر منطقه و بدست آوردن طیف ساختگاه و منحنی تحلیل خطر بررسی می¬-گردد، در ادامه با انجام آزمایش¬هایی به ویژگی¬های مکانیکی و توان تاب¬آوری مصالح پرداخته، سپس با استفاده از آزمایش ارتعاش محیطی تحت اثر نیروی باد بر روی منار تاریخی زین¬الدین و تعیین فرکانس اصلی منار خواص مورد نظر بنای مورد مطالعه قرار می¬گیرد. برای بدست آوردن فرکانس اصلی سازه با توجه به در دسترس بودن شتاب سنج پیزوالکتریک jewell اقدام به ساخت و طراحی ماژول acceleration meter برای دریافت اطلاعات از شتاب سنج گردید پس از آن با بهره¬گیری از آزمایش های مصالح، اندازه¬ها و ویژگی¬های هندسی منار تاریخی زین¬الدین کاشان، مدل¬سازی و تحلیل این سازه با نرم¬ افزار abaqus انجام گرفته و فرکانس بدست آمده با مبحث ششم مقررات ملی ساختمان مقایسه و در نهایت پیشنهاد گزینه¬های گوناگون برای بهسازی لرزه¬ای منار ارائه می¬گردد. نتایج بدست آمده در این تحقیق به شرح زیر است : فرکانس اصلی منار با استفاده از آزمایش ارتعاش محیطی 1.20 هرتز فرکانس اصلی منار با استفاده از مدل سازی abaqus محیطی 1.27 هرتز فرکانس اصلی منار با استفاده از روابط مبحث ششم 1.36 هرتز پر کردن درزهای حد فاصل آجرها و ترک¬ها با ملات مقاوم اقدامی لازم و نه کافی جهت مقاوم سازی اولیه می-باشد.

به کارگیری میراگرهای اصطکاکی به دلیل هزینه پایین تولید، حساسیت کم به اثرات محیطی و عدم نیاز به جایگزینی پس از وقوع زلزله، یکی از بهترین روش های ارتقاء رفتار لرزه ای ساختمان های موجود و طراحی بهینه ساختمان های جدید محسوب می شود. در عین حال، میراگرهای اصطکاکی دارای نقاط ضعفی نیز هستند. این میراگرها پیش از شروع لغزش تنها دارای سختی بوده و انرژی ورودی به سازه را مستهلک نمی کنند. به همین دلیل در زلزله های خفیف و متوسط به علت عدم لغزش دو سر میراگر نسبت به یکدیگر، بهبودی در عملکرد سازه ایجاد نمی شود. تغییر شکل های ماندگار میراگرهای اصطکاکی پس از وقوع زلزله، باعث خارج شدن ساختمان از وضعیت اولیه خود می شود. بازگرداندن سازه به وضع اولیه، هزینه بر و مشکل است. معایب فوق مرتبط با طبیعت غیر فعال میراگر بوده و تنها با هوشمندسازی مرتفع می شود. در این پژوهش، یک میراگر اصطکاکی هوشمند نوین با نام میراگر اصطکاکی تنظیم شونده هوشمند و یا به اختصار آتشه معرفی می گردد. آتشه این قابلیت را دارد که به صورت هوشمندانه، بار لغزش خود را با استفاده از بازخورد پاسخ های لرزه ای تغییر دهد. بدین ترتیب سازه کمترین میزان آسیب را در طول زلزله با شدت های مختلف تجربه می کند. وجه تمایز آتشه با میراگرهای پیشین، توانایی این میراگر در تولید بارهای آستانه لغزش بزرگ جهت کنترل انواع سیستم های سازه ای و مکانیکی به شیوه ای قابل اعتماد می باشد. علاوه بر قابلیت اعتماد، آتشه از لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه است. عملکرد آتشه مشابه عملکرد ترمزهای هوشمند خودروهای مدرن بوده و این میراگر از نیروی هیدرولیک برای تنظیم بار آستانه لغزش بهره می گیرد. آزمایش های بارگذاری چرخه ای دینامیکی در فرکانس های متعدد برای بررسی رفتار هیسترزیس آتشه صورت گرفت. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که آتشه توانایی اجرای انواع الگوریتم های کنترل را داشته و می تواند بار لغزش خود را در مدت زمان کوتاه و قابل قبولی تغییر دهد. همچنین نتایج حاکی از عدم وابستگی رفتار هیسترزیس آتشه به فرکانس بارگذاری می باشد. طراحی و نحوه به کارگیری میراگر آتشه احتمال عدم عملکرد صحیح سیستم را به حداقل می رساند. آتشه می تواند مشابه یک میراگر غیرفعال نیز رفتار کند. تغییرات بار لغزش میراگر آتشه در فرکانس های مختلف در حالت غیر فعال نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که تغییرات بار لغزش در سیکل های متوالی برای حالت غیر فعال نیز در محدوده مجاز قرار دارد.