سازه هایی که برای مناطقی با لرزه خیزی بالا طراحی می شوند لازم است دو معیار را ارضاء نمایند. اول اینکه باید دارای سختی کافی برای کنترل تغییر مکان جانبی باشند تا از وقوع هر گونه خسارت سازه ای و غیر سازه ی در طی زمین لرزه های متوسط ولی مکرر جلوگیری به عمل آید. همچنین باید مقاومت وشکل پذیری کافی داشته باشند تا تحت زلزله های شدید از فروریزش آنها جلوگیری شده وخسارت ساز ه ای محدود گردد. قابهای خمشی و مهاربندی همگرا در ساختمانهای فولادی بطور گسترده ای به عنوان سیستم مقاوم در برابر زلزله مورد استفاده قرار می گیر ند. اگرچه قابهای خمشی شکل پذیری مناسبی داشته و قابهای مهاربندی همگرا دارای سختی مناسبی می باشند ،اما هیچ یک از آنهابه تنهایی نمی توانند سختی و شکل پذیری مورد نیاز را تواما ًتامین نمایند .با ترکیب خوبی از این دو سیستم، یک سیستم مقاوم لرز ه ای اقتصادی به دست می آید .یک چنین سیستمی قاب مهاربندی واگرا ebf می باشد. در سیستم مهاربند زانوئی kbf المان زانویی با جذب انرژی در طی تسلیم خمشی و یا برشی به عنوان یک فیوز شکل پذیر برای جلوگیری از فروریزش سازه تحت زمین لرزه های شدید عمل می کند. دراین سیستم یک مهاربند قطری با حداقل یک المان زانویی متصل در انتهای آن نیز بخش قابل توجه ای از سختی الاستیک جانبی را تامین می نماید. در این کار پژوهشی رابطه برخی پارامتر های لرزه ای مانند سختی الاستیک، ضریب رفتار، مکانیزم تشکیل مفاصل پلاستیک، استهلاک انرژی و شکل پذیری در دو سیستم مهاربندی شده واگرا و زانوئی برای قاب های پنج، ده و پانزده طبقه با انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی بر اساس ضوابط و دستور العمل fema356 مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.

سالیان متمادی انگیزههای مادی و تحقیقاتی محققان مختلف را به سوی یافتن را ههای مختلفی جهت طراحی بهینه ساز ههای گوناگون سوق داده است. استفاده از الگوریت مهای ابتکاری یکی از موف قترین رو شها در این مسیر بوده است. در این تحقیق الگوریتم جستجوی گرانشی برای بهین هسازی وزن ساز ههای فضاکار به کار برده شده و نتایج حاصل از آن با نتایج مربوط به سایر رو ش ها مقایسه گردیده است. این مقایس هها کارایی الگوریتم جستجوی گرانشی را هم در یافتن جواب نزدیک تر به بهینه مطلق و هم رسیدن به جواب بهینه در تکرار و ارزیابی کمتر نشان نوشته matlab می دهد. برای انجام این تحقیق ، برنام هی کامپیوتری لازم در محیط نرم افزار شده و تحلیل سازه با استفاده از کد آنالیزور نوشته شده در همین نرم افزار به انجام رسیده است.

سختی و شکل پذیری، پارامترهای مهم در نحوه ی پاسخ لرزه ای سازه های مقاوم در برابر زلزله به شمار می آیند. مهاربند های برون محور(ebf) دارای دو معیار بالا می باشند که در این نوع قاب ها، مهاربندها تأمین کننده سختی و تیر پیوند تأمین کننده شکل پذیری می باشد. نوع دیگری از قابهای مهاربند شده، سیستم مهاربند های زانویی(kbf) می باشد که در این سیستم، مهاربندها تأمین کننده سختی سازه و المان های زانویی با جذب انرژی طی تسلیم خمشی یا برشی همانند یک فیوز، شکل پذیری سازه را تأمین می کنند.یکی از مزایای مهاربندی (kbf) نسبت به مهاربند (ebf) تعویض پذیری سریع المان زانویی بعد از زلزله می باشد زیرا در مهاربند(ebf) عضو کنترل شونده توسط تغییر مکان(تیر پیوند)، جزیی از قاب اصلی می باشد و تعویضش بسیار مشکل است. حال با توجه به تعریف دو سیستم فوق می خواهیم با ترکیب این دو سسیستم در قابهای 5، 10و15 طبقه وبا طول دهانه های مختلف، عملکرد لرزه ای سیستم توأم را با سیستم های تکی مقایسه نماییم. در این پایان نامه با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی (push over) برخی از پارامترهای لرزهای،مطابق دستورالعمل (fema 356) و نشریه360 مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرند. ?

چکیده: تخمین نیروهای تقاضای زلزله در ساختمان ها در سطح عملکرد پایین به طور قطع نیاز به در نظر گرفتن رفتار غیر خطی سازه دارد. واضح است که تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی که با دقت بالا میتواند تمام پاسخ های یک سازه را نشان دهد به عنوان یک راه حل نهایی مد نظر خواهد بود. اما پیچیدگی، وقت گیر بودن و هزینه بالای این نوع تحلیل نیاز به وجود یک روش ساده تر و کاربردی تر همچون تحلیل استاتیکی غیرخطی معادل را بیشتر نمایان می سازد. هدف از این پژوهش ارزیابی دقت روش تحلیل استاتیکی غیرخطی معادل نشریه 360 ایران (که شباهت زیادی با نشریه fema 356 دارد ( در تخمین پاسخ های لرزه ای سازه های در یک جهت قاب مهاربند و در جهت دیگر قاب خمشی با ارتفاع های مختلف و مقایسه نتایج آن با مقادیر حاصل از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی می باشد. در این پژوهش سازه مورد نظر (سازه در یک جهت قاب خمشی و در جهت دیگر قاب بادبندی) با تعداد طبقات 5، 10 و15 طبقه با استفاده از روش تحلیل استاتیکی غیرخطی معادل بر اساس مفاد نشریه 360 تحلیل می شوند. سپس پاسخ سازه تحت اثر زلزله های انتخاب شده با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی با پاسخ های تحلیل استاتیکی غیر خطی معادل مقایسه می شود. بر این اساس پاسخ های سازه که شامل: برش پایه، دریفت طبقات لنگر واژگونی و ... حاصل از تحلیل استاتیکی غیرخطی معادل ارائه شده توسط نشریه 360 در برابر نتایج حاصل از تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی بررسی می شود. کلید واژه ها: تحلیل استاتیکی غیر خطی، پوش آور، تحلیل دینامیکی غیر خطی، تاریخچه زمانی، روش ضرایب، نشریه 360،fema 356 ، بهسازی، سطح عملکرد، معیار های پذیرش

آزمایش‏های انجام شده نشان داده است که تیر پیوند متصل به ستون تمایل به گسیختگی در بال را قبل از تحمل دوران‏های قابل توجه از خود نشان می‏دهد. این پایان ‏نامه ضمن بررسی روش‏های بهبود عملکرد اتصالات تیر پیوند به ستون، یک سیستم مهاربندی شده‏ ی شکل‏ پذیر جدید، که توسط پرینز ، و برای تطابق با معماری ارائه شده است، را مورد مطالعه قرار می‏ دهد. سیستم جدید، از وصله‏ ی شکل‏ پذیر تیرها و مهاربندهای کمانش‏ ناپذیر با پیکربندی واگرا بهره می‏گیرد تا ضمن تطابق با نیازهای معماری، مشکل اتصالات تیر پیوند به ستون را نیز حل کند. مقایسه‏ ی تغییرمکان‏های پسماند طبقات نیز نشان می‏دهد که سیستم جدید، جایگزینی مناسب و اقتصادی‏، برای سیستم‏های واگرا می‏باشد و با انتقال آسیب‏ها به درون مهاربند، تعمیرات را آسانتر و اقتصادی‏ تر می‏سازد. همچنین با توجه به انجام بسیاری از جوشکاری‏های اعضای سیستم‏های کمانش‏ ناپذیر واگرا درون کارگاه جوشکاری هزینه‏های جوشکاری کاهش می‏یابد. آیین‏نامه‏ های طراحی با در نظر گرفتن این واقعیت که سازه دارای مقدارقابل توجهی اضافه‏ مقاومت و ظرفیت اتلاف انرژی (شکل‏ پذیری) ذخیره می‏باشد، بارهای طراحی را کاهش می ‏دهند که این کاهش از طریق ضریب کاهش نیرو یا ضریب رفتار در طراحی اعمال می‏گردد. در پایان این ضریب رفتار برای سیستم‏های جدید با تحلیل پوش‏ آور محاسبه شده است.

در این پایان نامه ضریب رفتار قاب های فولادی مهاربندی شده با مهاربند کمانش ناپذیر (brbf) با در نظر گرفتن مهمترین عوامل یعنی دو عامل مقاومت افزون و شکل پذیری بررسی شد. ضریب رفتار و اجزا آن با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی فزاینده و به کارگیری روش یوانگ تعیین شدند. نُه مدل 4، 8 و 12 طبقه با سه شکل مختلف قرارگیری مهاربند ابتدا توسط نرم افزار etabs با بارگذاری لرزه ای طراحی شدند. سپس با توجه به توانایی نرم افزار opensees در انجام تحلیل استاتیکی غیر خطی، مدل ها توسط این نرم افزار تحلیل شدند. پس از انجام تحلیل روی مدل ها منحنی ظرفیت سازه ها بدست آمد که با دوخطی کردن این منحنی، پارامترهای ضریب مقاومت افزون و ضریب کاهش ناشی از شکل پذیری و در نهایت ضریب رفتار محاسبه شد. با افزایش ارتفاع سازه ضرایب فوق کاهش یافتند. همچنین اشکال مختلف مهاربندها و سطوح مختلف حالت حدی تغییرمکان بر روی ضریب رفتار تاثیر گذار بود، به طوریکه با افزایش سطح حالت حدی تغییرمکان از 2% به 2/5 % ضریب رفتار افزایش چشم گیری پیدا کرد.

در سال های اخیر، پیچیدگی روزافزون مسائل بهینه سازی، لزوم استفاده از الگوریتم های فراکاوشی را محسوس تر می نماید. دراغلب موارد، با مسائل بهینه سازی غیرخطی با توابع هدف و قیدهای پیچیده مواجه هستیم. یکی از روش های حل، استفاده از الگوریتم های جستجوی مستقیم می باشد. این روش ها، زمانی که اطلاعات گرادیان تابع هدف در دسترس نباشد و یا محاسبه ی گرادیان تابع هدف و قیدهای مسئله پیچیده باشد، به کار گرفته می شوند. این الگوریتم ها، از جستجوی خطی بهره می برند که جستجویی هوشمندانه برای یافتن نقطه ی مینیمم است. در این مطالعه، الگوریتم های ژنتیک، جامعه پرندگان (pso) و مورچگان (ant) ، هرکدام در ترکیب با دو تکنیک جستجوی مستقیم، به منظور بهبود همگرایی و نسبت دقت مسائل بهینه سازی، مورد مطالعه قرار می گیرد. اولین تکنیک جستجوی مستقیم، روش تکامل تفاضلی است. استفاده از اطلاعات اندازه گام و جهت از جمعیت فعلی برای پیش بردن عملیات جست و جو، آن را از سایر الگوریتم های تکاملی متمایز کرده است. عملگرهای پیوند و جهش در الگوریتم ژنتیک با عملگرهای جهش و تولید مثل در این روش جایگزین می شوند. تکنیک دیگر، روش box است که برای حل مسائل با توابع هدف غیرخطی و قیدهای نامساوی به کار گرفته می شود. فرضیه ی اصلی این روش این است که قیدهای نامساوی، یک منطقه ی محدب را تعریف کنند. در مطالعه ی اخیرالگوریتم های فراکاوشی ترکیب یافته برای مسائل بهینه سازی سازه های خرپایی تحت قیود تنش و تغییرمکان، به کارگرفته می شوند و دقت مسائل در محیط های پیوسته وگسسته، با الگوریتم های معمولی بررسی می گردد.