بتن یکی از مصالح پر مصرف در سازه های مهندسی است که نقطه قوت آن در تحمل فشارهای بالا باعث وفور استفاده از آن شده است. این ماده براحتی پس از شکل گرفتن در داخل قالب خواص مکانیکی قابل قبولی پیدا نموده و رشد آن به مرور زمان تکمیل تر می گردد. جذب انرژی بالا و مقاوم بودن آن در برابر آتش سوزی از دیگر مزایای آن می باشد. همراه شدن آرماتورهای فولادی منظم شده در قالب نقطه ضعف بتن در کشش را تا حدود زیادی در اثر اعمال بارهای وارده جبران می کند. ولی این ماده حتی بدون اعمال بار پس از شکل گیری در قالب به علت طاقت کم شروع به ترک خوردن نموده که در اثر اعمال بار این ترک ها گسترش یافته و گسیختگی در بتن را آغاز می نمایند. با بررسی مداوم سازه های بتنی مسلح به ویژه در مناطقی با شرایط جوی دارای اثر مخرب خوردگی، نظر اکثر کارشناسان و متخصصین به این مسأله معطوف گشته است که مقاومت به تنهایی نمی تواند بیانگر کلیه خواص مربوط به بتن بخصوص دوام آن باشد. بنابراین لازم است در طراحی سازه های بتنی برای مناطق مختلف علاوه بر مساله مقاومت و تحمل بار در طول مدت بهره دهی، پایایی و دوام آن نیز مد نظر قرار گیرد.در حال حاضر با اضافه نمودن مواد مختلف به بتن و ارائه طرح اختلاط مناسب می توان به بتن هایی دست یافت که بدون تغییر قابل ملاحظه در مقاومت ، دوام بالایی داشته باشند.

در حالت بهره برداری، اعضاء سازه های بتن مسلح ممکن است به علت تغییر در ضوابط آئین نامه های بارگذاری و طراحی، خوردگی آرماتورها و خرابی احتمالی بتن، اشتباه در محاسبات و یا ساخت، افزایش بارهای بهره برداری و یا خرابی پیش بینی نشده سازه نیاز به تقویت با روش های شناخته شده سنتی یا روش های جدیدی مانند چسباندن میله های کامپوزیتی frp درون شیارهای تعبیه شده در پوشش بتن به نام روش تعبیه در نزدیک سطح nsm)(near-surface mounted) می باشند. در روش nsm، بتن اطراف میله از تغییر در خصوصیات مکانیکی frp و خرابی ناشی از گرما محافظت کرده و باعث بهبود در پیوستگی و انتقال نیرو در محل تماس میله و بتن اطراف آن شده و منجر به افزایش قابلیت مقاومت خمشی در اعضاء بتنی می شود. تحقیقات آزمایشگاهی و عددی جهت مقاوم سازی المان های تیر و ستون به روش nsm در ده? اخیر در کشورهای اروپایی و آمریکای شمالی انجام شده است که نشان دهند? تأثیر مثبت این روش می باشد. در این پایان نامه با مدل سازی رفتار 31 نمونه شامل 16 نمونه تیر، 7 نمونه ستون و 8 نمونه قاب بتن مسلح تقویت شده با میله های frp در نرم افزار اجزای محدود abaqus، به بررسی افزایش مقاومت خمشی ناشی از نصب میله های frp در نزدیک سطح تیرها، ستون ها و قاب ها پرداخته شده است. متغیرهای مختلفی از جمله درصدهای متفاوت میلگرد طولی (معمولی 07/1 و پرآرماتور 45/1 درصد)، درصدهای متفاوت frp (معمولی 16/0 و پر cfrp 0/24 درصد)، نوع بتن معمولی (48.1mpa) یا کم مقاومت (30mpa)، میلگردها با جنس cfrp (کربنی)، gfrp (شیشه ای) و bfrp (بازالت) و ابعاد هندسی متغیر (مقطع معمولی 173×100 و مقطع قوی 200×120 میلیمتر) در مقاوم سازی خمشی تیرها مد نظر قرار گرفت. همچنین در بررسی مقاوم سازی برشی تیرها علاوه بر پارامترهای ذکر شده، چیدمان نصب میله های frp به صورت عمود بر محور تیر یا مورب مورد بررسی قرار گرفت نهایتاً در مقاوم سازی خمشی ستون های بتن مسلح و قاب های بتن مسلح به بررسی پارامترهای مشابهی پرداخته شد. نتایج نشان دهند? افزایش ظرفیت باربری تیرهای تقویت شده برشی در برخی نمونه ها تا 60%، افزایش جذب انرژی در تیرهای تقویت شده خمشی تا 200%، افزایش سختی برخی ستون های تقویت شده خمشی تا 120%، افزایش جذب انرژی در قابی که تقویت کامل خمشی دارد، به میزان 141% بود. همچنین افزایش ظرفیت باربری در تیر تقویت شده خمشی با الیاف cfrp، gfrp و bfrp به ترتیب برابر 90، 84 و 75 درصد بود. کاهش تغییرمکان وسط دهانه در تیرهای تقویت شده برشی در بار مشابه با بتن معمولی و کم مقاومت به ترتیب 18 و 10 درصد بود. افزایش ظرفیت باربری در قاب تقویت شده خمشی برای قاب با cfrp کم و زیاد برابر 7 و 35 درصد بود. افزایش سختی قاب برای ستون های کم آرماتور و پرآرماتور برابر 10 و 23 درصد بود. شکل پذیری و ظرفیت خمشی ستون ها، در حدود 50% افزایش داشته است که علت آن در مقایسه با افزایش قابل توجه شکل پذیری و ظرفیت خمشی در تیرها، عدم افزایش محصورشدگی قابل توجه در ستون ها در روش nsm نسبت به روش های دیگری مانند استفاده از ورق frp می باشد.

به دنبال فرسوده شدن سازه های زیر بنایی و نیاز به تقویت سازه ها برای برآورده کردن شرایط سخت گیرانه طراحی و لرزه ای، طی دو دهه اخیر تأکید فراوانی بر روی تعمیر و مقاوم سازی سازه ها در سراسر جهان، با تکنیک های استفاده از مواد مرکب frp به عنوان مسلح کننده خارجی صورت گرفته است. از طرف دیگر، این تکنیک ها به دلیل اجرای سریع و هزینه های کم جذابیت ویژه ای یافته اند. اطلاعات زیادی که از تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده بر روی اتصالات تیر-ستون بتنی بدست آمده، نشان دهنده وقوع شکست برشی در اتصال تحت بارهای لرزه ای می باشد. شکست برشی ذاتا شکننده است که وقوع آن در سازه بویژه در شرایط لرزه ای، غیر قابل قبول می باشد. همچنین در بررسی تحقیقات گذشته معلوم گردید که در تقویت اتصالات بتنی باورقه های frp، پدیده جداشدگی زود هنگام این ورق ها از سطح بتن پیش از رسیدن به ظرفیت باربری نهایی و گسیختگی آن ها، از عوامل ناخواسته و مختل کننده در امر مقاوم سازی بوده که باید به شیوه ای از آن جلوگیری نمود. در این پایان نامه جهت بررسی آزمایشگاهی اتصال بتن آرمه خارجی تقویت شده با frp، چهار نمونه با مقیاس 1/2 ساخته شدند و تحت بارهای چرخه ای قرار گرفتندکه در نمونه اول، ضوابط شکل پذیری متوسط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در مورد خاموت گذاری فشرده در ناحیه بحرانی تیر و چشمه اتصال رعایت شده، اما در سه نمونه دیگر این ضابطه رعایت نشده بود. دو نمونه اول به عنوان مرجع استاندارد و ضعیف و دو نمونه دیگر نیز با یک الگوی تقویت توسط ورق های frp که با بررسی و جمع بندی نتایج کارهای تحقیقاتی (آزمایشگاهی و عددی) پیشین انتخاب شده، مقاوم سازی شدند. نو آوری بکار رفته در این تحقیق استفاده از روش شیار زنی قبل از نصب ورقه های frp در نمونه تقویت شده دوم می باشد، در حالی که در نمونه تقویت شده اول از شیوه معمول آماده سازی سطحی جهت نصب ورقه ها استفاده شده است. پس از آزمایشات اتصالات، تاثیر مقاوم سازی بر بهبود رفتار و مشخصه های مقاومتی و لرزه ای اتصالات ضعیف مشاهده شد. نتایج حاکی از آن بود که تقویت صورت گرفته در این نمونه ها باعث افزایش مقاومت و ظرفیت باربری اتصال شده است، همچنین از ایجاد شکست برشی در ناحیه بحرانی تیر و چشمه اتصال و انهدام و تخریب بتن در این نواحی جلوگیری شد. روش شیارزنی در کنترل پدیده جداشدگی زود هنگام ورق های frp موثر بود که مقادیر کرنش در لبه های ورق های تقویتی u شکل، موید تاثیر این شیارها در افزایش چسبندگی ورق های frp با سطح بتن بودند. در نمونه تقویت شده اول با ورق های frp چسبانده شده با شیوه آماده سازی سطحی در مراحل پایانی بارگذاری، ورق ها پیش از رسیدن به ظرفیت باربری نهایی، در آستانه جداشدگی زود هنگام از سطح بتن قرار گرفتند. در حالیکه در نمونه تقویت شده دوم که در آن شیوه شیارزنی در نصب ورقه های frp بکار گرفته شده این وضعیت دیده نشد. در نمونه مرجع ضعیف نسبت به نمونه مرجع استاندارد مقاومت تسلیم، مقاومت نهایی و شکل پذیری حدود 30، 74 و 21 درصد کاهش داشتند، در صورتی که نمونه تقویت شده دوم دارای افزایش قابل توجهی در مقاومت و شکل پذیری بوده، بطوری که شکل منحنی های هیسترزیس نمونه مرجع استاندارد و این نمونه تقویت شده، تقریبا مشابه شده اند و بعبارت دیگر روش مقاوم سازی مذکور باعث افزایش قابل ملاحضه در مقاومت تسلیم، مقاومت نهایی و شکل پذیری اتصالات ضعیف گردیده است.

از آنجا که در بین سیستم های مختلف مقاوم در برابر نیروهای جانبی ، دیوارهای برشی از سختی مناسبی برخوردار هستند ، کاربرد و طراحی آنها در سازه های بلند ، گسترش یافته و لزوم رعایت ملاحظات معماری ، استفاده از دیوارهای برشی کوپله را بسیار متداول نموده است . در دیوار برشی کوپله ، دو دیوار برشی مجزا توسط تیرهای کوپله به هم متصل می شوند . تیر رابط در دیوار برشی کوپله به عنوان خط اول دفاع بوده و همچون فیوز برشی عمل می نماید و اولین مفصل پلاستیک در آن تشکیل می شود ، بنابراین رفتار مناسب آن جهت بهبود عملکرد سازه در برابر زلزله دارای اهمیت زیادی می باشد. با توجه به پیچیده و زمان بر بودن ساخت و اجرای آرماتورهای قطری در تیر کوپله ، تیرهای کوپله ساخته شده از بتن های الیافی توانمند که از نسل های پیشرفته بتن های الیافی به شمار می آیند جایگزین مناسبی برای تیرهای کوپله بتنی معمولی می باشند ، چرا که استفاده از این بتن در ساخت تیر کوپله ، علاوه بر افزایش ظرفیت برشی و کاهش مقادیر آرماتورهای عرضی و قطری ، افزایش شکل پذیری سازه را نیز در بر خواهد داشت . هدف از انجام این پایان نامه ، مطالعه و بررسی آزمایشگاهی و عددی رفتار تیرهای کوپله ساخته شده از بتن های الیافی توانمند (hpfrc) در دیوار برشی کوپله ، برای افزایش شکل پذیری و بهبود رفتار لرزه ای سازه می باشد . برای این منظور به بررسی دو نمونه آزمایشگاهی با نسبت طول به ارتفاع 2 که با بتن معمولی و الیافی ساخته شده اند پرداخته خواهد شد . ضمن اینکه برای مطالعه تیرهای کوپله در مود خمشی ، بررسی ها برای نمونه های با نسبت طول به ارتفاع 2 و 3 و4 در نرم افزار abaqus ادامه خواهد یافت . نتایج حاصل از تحقیقات نشان دهنده رفتار برشی در نمونه های با نسبت طول به دهانه 2 و 3 ، و رفتار کاملا خمشی در نمونه با نسبت طول به دهانه 4 بوده است . ضمن اینکه استفاده از بتن الیافی در مقایسه با بتن معمولی سبب افزایش مقاومت نهایی و شکل پذیری سازه می گردد و علاوه بر آن می توان در نمونه های با نسبت طول به ارتفاع کمتر از 4 به میزان قابل توجهی از میزان آرماتورهای برشی کاست .

یکی از اجزای اصلی و نیز عامل اصلی انتقال بار در هر سازه ای، ستون می باشد. بروز آسیب در ستون ها به خصوص تحت بارهای لرزه ای، پایداری کل سازه را با مخاطره مواجه می سازد. برای اصلاح عملکرد ستون ها روش های مختلفی مطرح گردیده است؛ از آن جمله می توان به مقاوم سازی ستون ها با ژاکت بتنی، صفحات فولادی، ورق frp (مواد پلیمری مسلح به الیاف)، ژاکت بتنی hpfrcc (ترکیبات سیمانی مسلح به الیاف دارای عملکرد بالا) و... اشاره کرد، که تحقیقات اندکی در سال های اخیر بر روی استفاده از ژاکت بتنی hpfrcc انجام شده است. اهتمام اصلی در این پایان نامه، بررسی تأثیر ورق کامپوزیتfrp و بررسی رویکرد استفاده از ژاکت بتنی hpfrcc در تقویت ستون های بتن آرمه و بررسی تأثیر آن ها در قاب خمشی به صورت عددی می باشد. در این تحقیق ستون ها و قاب های بتن آرمه، تحت بارهای محوری ثابت و جانبی رفت و برگشتی افزاینده در نرم افزار تحلیل عددی ls-dyna مدل سازی و آنالیز گردیدند که مجموعاً 21 عدد ستون و2 عدد قاب خمشی بوده اند. تأثیر عواملی مانند بار محوری، مقاومت فشاری بتن، ضخامت ورق frp، کاربرد ورق frp به صورت پیوسته یا منقطع و زاویه قرارگیری ورق کامپوزیت frp نسبت به ستون در مورد ستون های مقاوم سازی شده با frp و همچنین عواملی مانند نسبت طول به عرض مقطع h/b و ضخامت ژاکت hpfrcc در مورد ستون های مقاوم سازی شده با hpfrcc و در ادامه تأثیر استفاده از ورق کامپوزیت frp و ژاکت بتنی hpfrcc به صورت پوشش کامل ستون ها و چشمه اتصال در قاب خمشی بررسی شدند. به عنوان نتایج این تحقیق، نمودارهای هیسترسیس بار - تغییرمکان، جذب انرژی در هر چرخه، جذب انرژی کل هر یک از اجزای سازه، سختی موثر و شاخص آسیب بر حسب دریفت برای کلیه مدل های تحلیل شده استخراج شد. از بررسی و تفسیر نمودارها نتیجه شد که در ستون های مقاوم سازی شده باfrp افزایش تنش محوری تا باعث افزایش محصورشدگی بتن و در نتیجه افزایش جذب انرژی و افزایش تنش محوری از تا باعث کاهش جذب انرژی، شکل پذیری و تغییر مکان نهایی ستون می شود و تغییر زاویه ورق frp از صفر به 30 درجه، افزایش ضخامت پوشش frpو نیز افزایش مقاومت بتن باعث افزایش جذب انرژی، شکل پذیری و تغییر مکان نهایی سازه می شود. با مقایسه نتایج ستون های مقاوم- سازی شده با ژاکت به ضخامت 40 میلی متر hpfrcc و با نسبت های مختلف ابعادی ، افزایش 50 درصدی مقاومت و افزایش قابل توجه جذب انرژی در ستون های با نسبت ابعادی h/b برابر 1 مشاهده شد. ضمناً حداکثر بار جانبی و قابلیت جذب انرژی در قاب مقاوم سازی شده با hpfrcc نسبت به قاب مقاوم- سازی شده با frp افزایش یافت.

اتصالات ، ضعیف ترین و آسیب پذیرترین قسمت سازه ها در مقابل بارهای ناشی از زلزله هستند ضمن اینکه نقش مهمی را در مقاومت ساختمان ها در برابر بارهای متناوب زلزله ایفا می کنند. دراتصالات بتنی آرماتورگذاری ناحیه اتصال ،به دلیل تراکم زیاد آرماتور، بتن ریزی و انجام ویبره به دلیل کوچک بودن فضای قابل دسترسی این ناحیه و همچنین به دلیل رخداد ماکزیمم برش ها و ممان ها در بر اتصال خالی از ایراد نمی باشند. به دلیل عملکرد بهتر تیر فلزی نسبت به تیر بتنی و در مقابل عملکرد بهتر ستون بتنی نسبت به ستون فلزی، نیاز به یک اتصال مرکب متشکل از ستون بتنی و تیر فلزی احساس می شود .با توجه به اختلاف سختی بین ستون بتنی و تیر فلزی اتصال طرح شده باید توانایی انتقال ممان ها و برش ها بین تیر و ستون داشته باشد. هدف این پایان نامه، بررسی عملکرد اتصال پیشنهادی ترکیبی تیر فولادی به یک ستون بتنی بود که به صورت آزمایشگاهی و با ساخت یک نمونه اتصال کاملا بتنی به عنوان نمونه مرجع و سه نمونه مرکب با ستون بتنی و تیر فلزی با جزئیات تیر و ستون مشابه ولی با مشخصات متفاوت دیافراگم محیطی انجام شد. متغیرهای در نظر گرفته شده در این نمونه ها ، وجود یا عدم وجود دیافراگم محیطی ، تاثیر استفاده از برشگیر و تاثیر استفاده از ورق میان گذر و اثر پس تنیدگی بر روی غلاف دیافراگم محیطی بود. نمونه های اتصالات خارجی تحت بارهای رفت و برگشتی تا مرحله شکست قرار گرفتند. مشاهدات و نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که اجرای ورق میان گذر و دیافراگم محیطی در غلاف، انهدام اتصال را بصورت دو فازی کرده به طوری که فاز اول انهدام با تسلیم غلاف و فاز دوم با جدایش غلاف از بتن همراه خواهد بود . ضمنا وجود غلاف باعث افزایش محصورشوندگی بتن ناحیه اتصال شده و کاهش قابل توجه در ترک های عمیق و خردشوندگی زودرس مشاهده گردید . همچنین باعث افزایش مقاومت نمونه های ترکیبی با دیافراگم کامل، دیافراگم بدون ورق میان گذر ، غلاف پیش تنیده نسبت به نمونه مرجع کاملا بتنی به ترتیب 239 ، 405 ، 156 درصد شد و افزایش شکل پذیری این سه نمونه نیز نسبت به نمونه مرجع نیز به ترتیب 116،26، 7- درصد بود. واژه های کلیدی: ستون بتنی ، تیر فلزی ، اتصال ترکیبی ، شکل پذیری ، استهلاک انرژی

امروزه با افزایش رکوردهای زلزله مشخص شده است که خصوصیات دینامیکی زمین لرزه ها بین ایستگاه های مختلف (حتی اگر در یک ناحیه خاص واقع شده باشند.) می تواند به طور قابل ملاحظه ای متفاوت باشد. این تفاوت در اطراف کانون سطحی بیشتر مشخص است. رویدادهای لرزه ای در تمام نقاط کره زمین نشان داده اند که حرکات زمین در مجاورت گسل مسبب (تا فاصله 15 کیلومتر از گسل) ممکن است شامل پالس های سرعت و تغییرمکان بزرگی باشند که پتانسیل تخریب سازه ای قابل توجه ای دارند. طبق تحقیقات لرزه شناسان، اثر تجمعی انتشار موج برشی در امتداد پاره شدگی گسل، دلیل اصلی شکل گیری پالس با زمان تناوب بالا می باشد. حرکات نزدیک گسل شدیدا متاثر از مکانیزم گسل، راستای انتشار پاره شدگی نسبت به سایت و تغییرشکل های ماندگار زمین می باشد؛ این پارامترها باعث به وجود آمدن دو اثر مهم به نام های راستاپذیری و حرکت پرتابی می شوند که می بایست در تخمین حرکات زمین در مجاورت گسل های مسبب، در نظر گرفته شوند. راستاپذیری پیش رونده به مکانیزم گسیختگی و راستای لغزش نسبت به سایت بستگی دارد و به وسیله یک پالس بزرگ در ابتدای رکورد و در جهت عمود بر صفحه گسل مشخص می شود؛ اما در مقابل، حرکت پرتابی متاثر از تغییر شکل های تکتونیکی در گسل می باشد و معمولا تغییرمکان های استاتیکی ماندگاری تولید می کند که در گسل های راستالغز به موازات امتداد گسل و در گسل های شیب لغز عمود بر گسل، رخ می دهند. مدل های موجودی که حرکات نزدیک گسل را با استفاده از یک یا چند پالس ساده شده شبیه سازی می کنند، قابلیت پیش بینی پاسخ دینامیکی سازه ها را دارند اما اگر این گونه پالس ها با خصوصیات تاریخچه زمانی و طیف پاسخ رکورد واقعی مطابقت نداشته باشند می توانند منجر به نتایج گمراه کننده ای شوند. در نتیجه گسترش مدل هایی که در عین سادگی و قابل اطمینان بودن بتوانند خصوصیت ضربه ای حرکات نزدیک گسل را فراهم کنند، ضروری می باشد. علاوه براین، پارامترهای مدل می بایست دارای مفهوم فیزیکی واضحی باشد به نحوی که بتوان آن را مستقیما به پارامترهای فیزیکی حرکات نزدیک گسل و انتشار امواج مرتبط نمود. مدلی که دارای تمامی خصوصیات گفته شده باشد، مهندسان را قادر می سازد تا بتوانند رفتار سازه ها و شریان های حیاتی را تحت حرکات نزدیک گسل مورد بررسی قرار دهند. در این پایان نامه، یک مدل ریاضیاتی جدید شامل توابع هارمونیک و چندجمله ای جهت شبیه سازی پالس غالب رکورد سرعت حرکات نزدیک گسل ارائه شده است. براساس مدل پیشنهادی تابع سرعت، عبارات مرتبط به آن یعنی تاریخچه زمانی های شتاب و تغییرمکان زمین نیز مشخص شده اند. سپس مدل پیشنهادی با برخی رکوردهای پالس گونه نزدیک گسل از اطلاعات موجود در پایگاه داده پروژه نسل جدید روابط کاهندگی، مطابقت داده شده است. مدل جدید با وجود این که فرم ساده ای دارد، با دقت بالایی بخش پریود بالای رکوردهای نزدیک گسل را شبیه سازی نموده است. همچنین نشان داده شده است که طیف پاسخ الاستیک مدل پیشنهادی مطابقت خوبی با طیف پاسخ رکورد واقعی در نزدیکی فرکانس غالب دارد. نتایج نشان می دهد که مدل پیشنهادی به نحو مناسبی مولفه های تاریخچه زمانی را شبیه سازی می نماید. همچنین برای تایید بیشتر مطابقت مدل پیشنهادی، انرژی پالس پیشنهادی با انرژی رکوردهای واقعی آن مقایسه شده اند. پالس غالب رکوردهای نزدیک گسل ایران طی زلزله های 1978 طبس و 2003 بم با استفاده از مدل ریاضیاتی جدید، مدل سازی شده است. پالس های مدل شده مولفه های حرکتی زلزله بم و طیف های پاسخ الاستیک آن با رکورد واقعی مطابقت بسیار نزدیکی دارند. طیف پاسخ الاستیک پالس تولید شده و رکورد واقعی نزدیک گسل زلزله طبس فقط در محدوده زمان تناوب بالا مطابقت دارد. جهت تخمین پالس غالب حرکات نزدیک گسل و تولید این گونه پالس ها برای اهداف مهندسی با استفاده از مدل پیشنهادی، تخمین مناسبی از پارامترهای استفاده شده در این رابطه با توجه به بزرگای زلزله و موقعیت سایت مورد نظر و شرایط دیگری نظیر نوع اثر حرکت نزدیک گسل، انجام گرفته است. مقدار حداکثر سرعت حرکت زمین با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی تخمین زده شده است. شبکه های عصبی یک روش عملی برای توابع مقادیر واقعی، گسسته و برداری از روی مثال، ارائه می دهند. در این مطالعه، شبکه های عصبی مصنوعی به منظور تخمین حداکثر سرعت زمین حرکات نزدیک گسل گسترش داده شده اند. جهت ایجاد و آموزش شبکه ها از تعداد زیادی از داده های حرکات نزدیک گسل استفاده شد. نتایج شبیه سازی شده با استفاده از بهترین شبکه ها مطابقت مناسبی با داده های ثبت شده موجود حرکات نزدیک گسل را نشان می دهند و می توان از آن به عنوان یک ابزار پیش بینی برای حداکثر سرعت مولفه های عمود بر گسل حرکات نزدیک گسل استفاده نمود. سپس با توجه به مدل شبکه ایجاد شده روابطی برای تخمین حداکثر سرعت ارائه شده است. مقدار خطای میانگین حداکثر سرعت تخمین زده شده برای رکوردهای مختلف به وسیله مدل شبکه های عصبی و رابطه ارائه شده از روی شبکه عصبی مدل شده به ترتیب در حدود 2/10 و 20 درصد می باشد که نسبت به مدل های موجود دارای کمترین خطای میانگین است و این نشان دهنده عملکرد مناسب شبکه های عصبی نسبت به روش های رگرسیون معمول می باشد. همچنین تخمین مناسبی از دیگر پارامترهای رابطه پیشنهادی نیز به دست آمده است. در آخر با استفاده از روابط مدل پیشنهادی و روابط تخمین پارامترهای مرتبط به آن، پالس غالب برخی از رکوردهای حرکات نزدیک گسل تخمین زده شده و با رکورد واقعی مقایسه شده‏اند. پالس های تخمین زده شده شتاب، سرعت و تغییرمکان به همراه طیف پاسخ الاستیک آن ها نشان می دهند که با استفاده از روابط مدل سازی مولفه های حرکتی پالس و همچنین روابط تخمین پارامترهای آن، می توان تخمین قابل قبولی از پالس رکوردهای نزدیک گسل با توجه به موقعیت سایت و بزرگای گشتاوری داشت.

در سازه ها برای داشتن جذب انرژی پلاستیک قابل توجه، وقوع تسلیم ضروری است و شکست ترد اتصال مانع از این می شود که اتصالات صلب جوشی، رفتار غیر الاستیک مورد نظر را برای مقاومت در برابر بارهای زلزله از خود نشان بدهند. طراحی اتصالات قبل از زلزله نورتریج به نحوی انجام می گردید که مفصل پلاستیک در بر ستون، یعنی جایی که بالاترین قیود و تنش های سه محوره وجود دارد، به وقوع بپیوندد. تنش های سه محوره تاثیر زیادی در کاهش شکل پذیری و بروز رفتار ترد دارد. اما پس از وقوع زلزله ی نورتریج و مشاهده وقوع خسارات گسترده در اتصالات قاب های خمشی فولادی، انواع بسیاری از اتصالات صلب فولادی مانند اتصالات صلب فولادی تقویت شده با، ورق های پشت بند قائم، ماهیچه، پشت بند امتداد یافته و ...، معرفی و مورد بررسی و مطالعه واقع گردید. در این تحقیق، با استفاده از آنالیز المان محدود به معرفی و بررسی یک تقویت پیشنهادی جدید پرداخته شده است، که در این پژوهش رفتار چرخه ای انواع مختلف اتصالات تقویت شده با تقویت پیشنهادی، که شامل اتصالات صلب تقویت شده با تقویت پیشنهادی به صورت تک و دوگانه ی دارای rbs و بدون rbs مورد بررسی و مطالعه واقع شده است و با اتصالات صلب تقویت شده با پشت بند قائم، پشت بند امتداد یافته، rbs و ماهیچه ای مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان دهنده ی رفتار هیسترتیک و قابلیت اتلاف انرژی مطلوب انواع مختلف اتصال با تقویت پیشنهادی نسبت به دیگر اتصالات صلب تقویت شده می باشد و همچنین این اتصال با تقویت پیشنهادی در کاهش تنش در امتداد خطوط بحرانی cjp و wah بسیار موثر است. در انتها با استفاده از روش های طراحی لی و همکاران در پشت بند قائم، روش چن و همکاران در پشت بند قائم امتداد یافته و در نهایت از آنالیزهای زیادی که توسط نرم افزار abaqus انجام شده، یک روش طراحی پیشنهادی برای، تقویت پیشنهادی ارائه شده است. در نهایت هدف نویسنده در این پژوهش، بررسی و تحقیق در مورد استفاده از یک تقویت پیشنهادی در مقاوم سازی اتصالات صلب فولادی می باشد که می توان گفت تاکنون نمونه ای از تحقیقات آزمایشگاهی و یا مدل سازی عددی برای آن وجود ندارد. امید است که این تحقیق قدمی موثر در آغاز این مسیر باشد.

مهندسی نانو، دربرگیرنده تکنیک‏های تغییر ساختار در مقیاس نانومتر به منظور پیشرفت نسلی نوینی از کامپوزیتهای مناسب، چندمنظوره و سیمانی با نحوه عملکرد مکانیکی برتر و پتانسیل ماندگاری و دوام بیشتر و همچنین داشتن خواص جدید از قبیل مقاومت الکتریکی پایین، قابلیت شکل‏پذیری بالا و کنترل خودکار ترک‏ها است. با توجه به ریزساختار سیمان هیدراته شده و وجود حفراتی در ابعاد نانو در آن استفاده از نانو ذرات می‏تواند در پر کردن تخلخل‏های بسیار ریز خمیر سیمان و افزایش مقاومت و بخصوص دوام بتن موثر باشد. از این رو استفاده از نانوسیلیس به عنوان یکی از محصولات فناوری نانو که می‏تواند نقش یک پوزولان مصنوعی بسیار فعال را در بتن ایفا نماید مورد توجه محققان قرار گرفته است. نانوسیلیس، ماده‏ای پوزولانی جدید به شکل جامد یا محلول در آب می‏باشد که عملکرد بهتری نسبت به دوده سیلیس به علت کوچکتر بودن ابعاد آن دارد و موجب بهبود خصوصیات مکانیکی بتن می‏شود، این درحالی است در خصوص خصوصیات مکانیکی و رفتار سازه‏ای بتن‏های دارای نانوسیلیس کارهای چندانی صورت نگرفته است و کارهای انجام شده در خصوص بتن‏های دارای نانوسیلیس عمدتا مربوط به بررسی ساختاری می‏ُباشد. در این پایان‏نامه، 5 سری بتن دارای مقادیر مختلف میکروسیلیس و الیاف، و از هر طرح اختلاط 20 نمونه، به منظور بررسی خصوصیات مکانیکی آن‏ها ساخته شد و مقاومت فشاری، مقاومت کششی دو نیم شدن، مقاومت خمشی و مقاومت ضربه‏ای (مطابق آیین‏نامه aci 544) ارزیابی شد. هدف از این کار بدست آوردن خصوصیات مقاومتی بتن و مقدار جذب انرژی و همچنین بدست آوردن روابط آماری در بتن‏های الیافی و بتن دارای میکروسیلیس می‏باشد. سپس در ادامه، به بررسی مقاومت کششی و فشاری و مقاومت ضربه‏ای بتن‏های دارای نانوسیلیس و همچنین با ساخت نمونه‏هایی، ظرفیت باربری، بار ترک خوردگی و شکل‏پذیری تیرهای خمشی پرداخته ‏شد. نتایج نشان‏دهنده بهبود خصوصیات مکانیکی و مقاومت ضربه بتن‏های الیافی، نانوبتن و بتن دارای میکروسیلیس بود. علاوه بر آن با افزایش نانوسیلیس و میکروسیلیس، ظرفیت تیرهای سازه‏ای افزایش و بار ترک خوردگی آن‏ها کاهش نشان داد. همچنین شکل‏پذیری تیرها، با افزودن 2درصد نانوسیلیس افزایش نشان داد که در این تحقیق روش انجام کار با جزییات شرح داده شد و مورد بحث قرار گرفت و به‏منظور صحت سنجی نتایج، تیر مورد آزمایش با نرم‏افزار abaqus مدل و کالیبره شد.

کامپوزیت های سیمانی الیافی مسلح توانمند برخلاف بتن معمولی تحت نیروهای کششی، از خود رفتار سخت شوندگی کرنش بروز می دهند. این سخت شوندگی کرنش، پس از اولین ترک خوردگی رخ داده و منجر به تشکیل ترک های چندگانه می گردد. بیشتر پژوهش هایی که بر روی مصالح hpfrcc انجام گرفته محدود به مباحث ویژه ای همچون مقاوم سازی لرزه ای سازه ها بوده و معادلات کمی برای مدل سازی این مصالح ارائه شده است. هدف از انجام این پایان نامه، بررسی رفتار خمشی تیرها و قاب های ساخته شده با بتن های hpfrcc می باشد. برای این منظور، انجام مطالعات آزمایشگاهی، تحلیلی و تئوری در دستور کار قرار گرفت. نمونه های آزمایشگاهی انتخابی شامل هفت تیر با تکیه گاه های مفصلی تحت بارگذاری دونقطه ای قائم افزاینده و سه قاب یک طبقه ی یک دهانه با تکیه گاه گیردار تحت بارگذاری های ثابت قائم و افزاینده افقی بودند. تیرهای مورد نظر شامل تیرهای بتن مسلح (rc)، تیرهای بتن مسلح با لایه های متفاوت hpfrcc در بخش پایینی (rch) و تیرهای hpfrcc کامل (rh) بودند. در قاب های بتنی، ترکیبی و hpfrcc نیز یک نیروی قائم ثابت به وسط دهانه ی تیر و یک بار جانبی به لبه ی بالایی ستون ها وارد شد. الگوهای ترک خوردگی، مقادیر کرنش ها و متغیرهای رفتاری آزمایشگاهی این سازه ها ارائه و بررسی گردیدند‏‏‏، سپس بر اساس این نتایج تجربی، مدل های تحلیلی مورد نظر اعتبار سنجی گردیدند و اثر عوامل مختلف مانند مقاومت فشاری بتن، میزان فولاد مصرفی، ارتفاع لایه های hpfrcc و مقدار بار قائم بر رفتار خمشی این سازه ها و ویژگی های مفصل های پلاستیک آنها بررسی گردید. در نهایت نیز چند معادله ی پیشنهادی طراحی شامل معادلات محاسبه ی لنگر مقاوم و بلوک تنش فشاری معادل اعضای hpfrcc تحت خمش ارائه گردید. نتایج نشان داد که تطابق مناسبی بین یافته های تحلیلی و عددی با مطالعات آزمایشگاهی وجود دارد. استفاده از مصالح hpfrcc به جای بتن معمولی در بخش های پایینی تیرها باعث افزایش ظرفیت باربری و تغییرشکل نهایی تیرهای ترکیبی و hpfrcc در مقایسه با تیر بتن مسلح گردید و شکل پذیری تیرهای آزمایشگاهی hpfrcc حدود 9/1 برابر نمونه مشابه بتنی شد. علاوه بر آن نتایج نشان داد که قاب hpfrcc دارای نیرو و تغییر شکل جانبی نهایی بیشتری نسبت به قاب های ترکیبی و بتن مسلح معمولی بود و شکل پذیری قاب ساخته شده با بتن های hpfrcc نیز حدود 6/1 برابر نمونه مشابه بتنی شد. همچنین، افزایش طول و ظرفیت دورانی مفاصل پلاستیک در تیرها و قاب های تحلیلی hpfrcc نسبت به نمونه های مشابه بتنی از سایر نتایج این پایان نامه می باشد.

سال ها است که در صنعت ساختمان، از میلگردهای فولادی، برای تسلیح اعضای سازه های بتنی استفاده می شود. به طور کلی فولاد، کاربری مناسب از خود نشان داده اما در شرایط محیطی مهاجم، به سبب خوردگی فولاد، زوال سازه سریع و مصیبت وار است. بهره گیری از آرماتورهای frp، راه مناسبی در حل این معضل شناخته شده است زیرا مصالح frp در محیط های اسیدی، پایایی و دوام خوبی از خود نشان می دهد. بهره گیری از این تکنولوژی جدید موجب دستیابی به سازه های با عمر بیشتر، سبک تر و مقاوم تر در برابر خوردگی می گردد.کلیه frp ها در برابر هجوم اسیدها مقاومت خوبی نشان می دهند. در بررسی های انجام شده، مشاهده شد که به طور میانگین در تیرها با افزایش 73.62 درصدی میزان آرماتور کششی مقطع، بار نهائی نیز افزایش 16.45 درصدی و در ستون ها با افزایش 56.13 درصدی میزان آرماتورهای کششی مقطع، افزایش 14.38 درصدی بار نهائی اتفاق می افتد. همچنین به طور میانگین در تیرها با افزایش 35.30 درصدی مدول الاستیسیته آرماتور کششی مقطع، بار نهائی افزایش 9.75 درصدی و در ستون ها با افزایش 55.83 درصدی مدول الاستیسیته آرماتورهای کششی مقطع، افزایش 7.81 درصدی بار نهائی اتفاق می افتد. به طور کلی پس از بررسی نتایج نمونه ها، ضرایبی پیشنهادی بدست آمدند که همه این ضرایب نیز افزایشی بوده است.

مدتی است که اهمیت اتصال تیر به ستون برای طراحان روشن تر شده و محققین بسیاری تحقیقات خود را در این زمینه آغاز کرده اند. اهمیت اتصال تیر به ستون از آن جهت است که اتصال نقطه ای است که دارای تمرکز نیرو و همچنین سختی زیادی می باشد و به همین دلیل در هنگام زلزله تحت نیروهای بزرگی قرار می گیرد و در نهایت خرابی در اتصال منجر به خرابی کل سازه می گردد. چند دهه ای است که به منظور ارتقاء عملکرد سازه به خصوص برای سازه های بلند طراحان به سراغ سیستم های نوینی تحت عنوان سیستم های ترکیبی رفته اند که با استفاده از مزایای بتن در کنار فولاد دستیابی به انتظاراتی که از یک اتصال می رود، ساده تر شده است. نکته اصلی، در توجه به جزئیات بندی اتصال مورد نظر برای توانایی انتقال کامل نیروها و لنگرها بین تیرها و ستون ها می باشد. در این پایان نامه به بررسی رفتار و عملکرد اتصال ترکیبی تیر فلزی به ستون بتنی دارای دیافراگم محیطی و ورق میان گذر، به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس پرداخته شده است. همچنین با شبیه سازی این اتصال در نرم افزار seismostruct نتایج استفاده از این اتصال در قاب های ترکیبی دارای تیر فلزی و ستون بتنی معادل شده قاب های بتنی طراحی شده، بررسی گردیده است. برای این منظور علاوه بر شبیه سازی و صحت سنجی مدل ها با نمونه های آزمایشگاهی، 8 اتصال و یک قاب ترکیبی در نرم افزار میکرو abaqus و 8 قاب شامل 4 قاب بتنی و 4 قاب ترکیبی در نرم افزار ماکرو seismostruct، مورد آنالیز قرار گرفتند. نتایج نشان داد که وجود دیافراگم محیطی منجر به کاهش خسارت های فشاری و کششی بتن گردیده و حدود 12 درصد نیروی قابل تحمل اتصال را به خود اختصاص می دهد. همچنین وجود دیافراگم شکل پذیری و سختی اولیه و نهایی و انرژی جذب شده اتصال را به ترتیب به میزان 13%، 26/33% و 11/11% و 17/16 % نسبت به اتصال فاقد دیافراگم افزایش می دهد. همچنین مرکب سازی قاب ها با استفاده از تیر فلزی به جای تیر بتنی و اتصال دارای دیافراگم محیطی و ورق میان گذر منجر به افزایش نیروی غیر خطی شدن قاب به میزان متوسط 66 درصد و افزایش برش پایه حداکثر قابل تحمل، به میزان 55 درصد می گردد. همچنین شکل پذیری و سختی اولیه و سختی نهایی و انرژی جذب شده قاب به ترتیب به میزان 65 %، 62 %، 30% و 116% افزایش می یابد. در نتیجه عملکرد مطلوب اتصال ترکیبی مورد تحقیق هم به طور مجزا و هم در داخل قاب به خوبی مشخص می شود.

در این پایان نامه برای بررسی اثر مقاوم سازی سیستم پیشنهادی به صورت موضعی و کلی؛ ابتدا یک مطالعه آزمایشگاهی بر روی رفتار موضعی اتصالات مقاوم سازی شده با این روش صورت پذیرفته است. سپس با انجام مطالعه عددی به بررسی عملکرد قاب های بتن مسلح مقاوم سازی شده با دستک فولادی پرداخته می شود. در بخش آزمایشگاهی سه عدد اتصال با مقیاس 2/1 طراحی و ساخته شدند و پس از مقاوم سازی مورد بارگذاری رفت و برگشتی قرار گرفتند. دو اتصال با طوقه و دستک یکطرفه به مساحت 2/1 و 2 سانتی متر مربع مقاوم سازی شدند. اما در نمونه سوم علاوه بر استفاده از طوقه و دستک با مساحت 2 سانتی متر مربع از ورق های فولادی جهت تقویت تیرِ بالای طوقه نیز استفاده شده است. در روش عددی، بعد از صحت سنجی عملکرد نرم افزار abaqus6.10.1 با قاب آزمایش شده توسط همتی، به مقاوم سازی قاب مذکور در 4 حالت کلی(دستک و طوقه، دستک و طوقه به همراه ورق تقویتی بین دو طوقه ی تیر، دستک وطوقه به همراه زره پوش کردن ستون در ناحیه پایین طوقه ستون و حالت کلی شامل ترکیب سه حالت قبلی) و سه مساحت مختلف دستک(2/1، 2، 5/3)پرداخته می شود. نتایج آزمایشات نشان می دهد که با زیاد شدن سطح مقطع دستک مقاومت حداکثر و سختی اولیه اتصال افزایش می یابد ولی سختی نهایی دو نمونه با هم برابر می شود. اما جذب انرژی دستک با مساحت بیشتر کمتر می شود که دلیل آن کمانش دستک با مساحت کمتر حول محور ضعیف و تجربه کرنش های پلاستیک بالا می باشد. اضافه کردن ورق های تقویتی تیر موجب افزایش سختی اولیه نسبت به حالت مساحت دستک برابر و بدون ورق تقویتی تیر می شود. میزان افت سختی در اتصال دارای ورق تقویتی بیشتر از دو اتصال دیگر است. با احتساب انرژی جذب شده تا دریفت 6 درصد، اتصال با ورق تقویتی تیر نسبت به اتصال با همین مساحت دستک و بدون ورق تقویتی 43/2 برابر بیشتر انرژی جذب کرده است و این اتصال نسبت به اتصال با سطح مقطع کمتر دستک، 56/1 برابر انرژی بیشتر جذب کرده است. بنابراین استفاده از ورق های تقویتی تیر موجب بالا رفتن جذب انرژی نسبت به سایر نمونه ها می شود. نتایج مطالعه عددی حاکی از این است که بکارگیری دستک و طوقه سختی و مقاومت قاب را افزایش چشم گیری می دهد اما اگر دستک وطوقه به همراه زره پوش کردن ستون برای مقاوم سازی قاب مورد استفاده قرار گیرد افزایش مقاومت قاب تا بیش از 3/3 برابر حالت معمولی می شود. اضافه کردن ورق تقویتی تیر به طوقه و دستک نیز موجب زودتر جاری شدن و کمانه کردن دستک کششی و فشاری می شود. همچنین این امر باعث می شود مفصل پلاستیک در تیر و در مجاورت ستون رخ دهد.

بیشتر پژوهش هایی که بر روی مصالح hpfrcc انجام گرفته محدود به مباحث ویژه ای همچون مقاوم سازی لرزه-ای سازه ها بوده و معادلات کمی برای بیان رفتار ضربه ای، خمشی، کششی و تنش- کرنش این مصالح وجود دارد. هدف از انجام این پایان نامه، بررسی آزمایشگاهی و آماری خصوصیات مکانیکی و خمشی و همچنین رفتار خمشی تیرهای ساخته شده با بتن های الیافی و مصالح hpfrcc می باشد. در این رساله تأثیرات الیاف بر پارامترهای آماری مربوط به خصوصیات مکانیکی بتن های الیافی و hpfrcc دارای نانو سیلیس مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین تأثیرات الیاف بر پارامترهای آماری مربوط به مقاومت ضربه ای بتن های الیافی و hpfrcc دارای نانو سیلیس، نیز مورد بررسی قرار می گیرد. در بخشی از این رساله اثرات نانو سیلیس بر خصوصیات مکانیکی بتن های الیافی و hpfrcc بررسی می گردد. به منظور به دست آوردن روابط بین منحنی تنش- کرنش مصالح hpfrcc، نمونه های آزمایشگاهی ساخته و تست گردید.

اتصالات سازه های پیش ساخته به ویژه زمانی که در معرض نیروهای رفت و برگشتی زلزله قرار می گیرند به عنوان نقاط آسیب پذیر آنها محسوب می شوند، از این رو اتصالات اینگونه ساختمانها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پایان نامه رفتار یک نوع اتصال پیش ساخته تیر به ستون بتنی تحت اثر بار رفت و برگشتی و یک سویه تحلیل و بررسی شده است. از مزایای این اتصال می توان به سهولت اجرا، حذف قالب بندی، کفایت مقاومت برشی و خمشی و کاهش هزینه اجرایی اشاره نمود. در این تحقیق هدف این است که پس از بررسی آزمایشات و تحقیقات انجام شده بر روی چند نمونه ریز شده و پس از بررسی و تحلیل عددی به روش اجزاء محدود راهکارهای تازه برای بهبود اتصلات ارائه گردد و با استفاده از بتن های خاص و افزودنیها رفتار اتصال تحت نیروهای رفت و برگشتی را بهبود دهیم. برای این منظور 36 مدل عددی اتصال میانی پیش ساخته و همچنین 3 قاب دو دهانه دو طبقه به صورت پیش ساخته طراحی و مدل سازی گردیده است و تحت بارگذاری های رفت و برگشتی و یک سویه در برنامه اجزاء محدود abaqus مورد تحلیل قرار گرفته اند. براساس نتایج بدست آمده از تحلیل غیر خطی اجزاء محدود نمونه ها ملاحظه می گردد که رفتار تحلیلی نمونه ها تحت اثر بار رفت و برگشتی به خوبی با نتایج آزمایشگاهی مطابقت داشته و می توان تحلیل اتصال پیش ساخته پیشنهادی را جایگزین انجام آزمایش های تکمیلی نمود. در ادامه، رفتار اتصال پیش ساخته مورد نظر با تغییر پارامترهای مختلف تحت اثر بار جانبی چرخه ای و یک سویه از نظر ظرفیت باربری جانبی و شکل پذیری و انرژی تحلیل و بررسی شده است. مشاهده می گردد که با افزایش مقاومت بتن و استفاده از بتن های پر مقاومت عملکرد اتصال از نظر مقاومت نهایی و جذب انرژی بهبود می یابد و استفاده از خاموت گذاری فشرده نیز در بهبود عملکرد اتصال موثر است. با گسترش بتن های توانمند، نوع خاصی از مصالح برتر تحت عنوان hpfrcc برای ساخت و ساز ایجاد شده است. این مصالح توانمند می تواند در بسیاری موارد نظیر بهسازی لرزه ای اعضای سازه ای و نیز به عنوان فیوزهای سازه ای بکار روند. با ثابت نگه داشتن مقدار آماتور های طولی و عرضی در ناحیه اتصال و استفاده از بتن hpfrcc که در چشمه اتصال و بخشی از تیر ریخته می شود ملاحظه می گردد که این نمونه درمقایسه با بتن معمولی با مقاومت مشابه 25 مگاپاسکال افزایش 35 درصدی شکل پذیری را داشته است و از نظر مقاومت نهایی نیز توانسته است حدود 5 درصد نیرو بیشتری را تحمل نماید.

امروزه در کشور ما بدلیل شرایط لرزه خیزی، وجود سازه های قدیمی، نواقص ناشی از شرایط محیطی یا داخلی مصالح و نیز ضعف های موجود در طراحی و اجرای سازه ها، بحث مقاوم سازی و بهسازی با سطح اهمیت بالا مطرح است. با توجه به گسترش روزافزون صنعت ساختمان در ابعاد مختلف، استفاده از ایده های نو و جدید در کیفیت و نحوه اجرا، انتخاب مصالح و ... از ملزومات این پیشرفت ها می باشد. لذا براساس نیاز کشور به توسعه روش های نوین با استفاده از مصالح توانمند، استفاده از بتن مسلح به الیاف hpfrcc در جهت مقاوم سازی، مورد توجه واقع شده است. از آنجایی که hpfrcc یک مصالح نسبتا جدید است، عمده ی پژوهش های انجام گرفته، بر روی شناخت ماهیت این مصالح، ترکیبات مختلف آن، نسبت های مختلف اختلاط مصالح، روابط حاکم بر منحنی تنش-کرنش، ابداع کامپوزیت-های جدید و سایر موارد مشابه متمرکز بوده است. تحقیقاتی نیز بر روی کاربردهای عملی آن در سازه ها انجام گرفته است اما این مطالعات به اندازه تحقیقات مربوط به شناخت رفتار خود مصالح، گسترده نبوده و نیازمند انجام کارهای تحلیلی و آزمایشگاهی فراوان است که بر پایه ی روابط حاکم بر رفتار مصالح انجام می گیرد. مطالعات تحلیلی و آزمایشگاهی در بخش های بتن های الیافی، عوامل موثر بر مقاومت خمشی تیرهای بتن مسلح، ژاکت های بتنی، خوردگی و دوام المان های بتنی در قالب مقالات، پایان نامه های کارشناسی ارشد و دکتری صورت پذیرفته که در این پایان نامه از آن ها استفاده می شود. در این پایان نامه بنا بر آن است تا تاثیر hpfrcc بر عملکرد سازه ای تیرهای بتن مسلح به واسطه تست همزمان نمونه های مقاوم سازی شده با روش های اجرای متفاوت و نمونه ی فاقد مقاوم سازی، با مقایسه بین نتایج حاصل از آزمایش مورد بررسی واقع گردد. در این راستا یک تیر مرجع و چهار تیر مقاوم سازی شده با یک لایه نازک hpfrcc در قسمت تحتانی تیرها با دو شیوه اجرای متفاوت، تحت آزمایش چهارنقطه ای خمش خالص قرار گرفته و تأثیر مقاوم سازی بر پارامترهایی نظیر ظرفیت خمشی، شکل پذیری، جذب انرژی و ... مورد بررسی و مقایسه واقع می گردد. بر اساس کارهای آزمایشگاهی بر روی نمونه های مورد نظر، نتایج کمی و کیفی متعدد حاصل شد. از جمله این نتایج می توان به قیاس ظرفیت خمشی و شکل پذیری نمونه ها اشاره نمود. اثر مقاوم سازی بر شکل پذیری نمونه ها به مراتب بیش از ظرفیت خمشی می باشد ، بگونه ای که حداکثر افزایش در ضریب شکل پذیری ناشی از مقاوم سازی 64 درصد بوده، حال آنکه این عدد در بحث ظرفیت خمشی به 31 درصد محدود می گردد. همچنین می توان ملاحظه نمود نمونه هایی که سخت شوندگی بیشتر ناشی از پل زدن الیاف در نمودار بار-تغییر مکان آنها مشهود تر است، رفتار شکل پذیرتری را دارا می باشند.

در طی زمین لرزه ها، معمولاً اتصالات قابهای خمشی تحت تأثیر نیروهای بزرگ قرار می گیرند و این در حالی است که عملکرد آن ها اثر بسیار مهمی بر پاسخ سازه دارد. به همین دلیل، بسیاری از اتصالات در سازه های بتن آرمه که در آن ها جزئیات آرماتورگذاری عرضی در ناحیه هسته اتصال اجرا نگردیده است، به عنوان مهم ترین نامزد مقاوم سازی مطرح می گردند. تاکنون اکثر مطالعات عددی که توسط محققین در رابطه با مقاوم سازی اتصالات در قاب های خمشی بتن آرمه با استفاده از کامپوزیت های پلیمری (frp) انجام گردیده، محدود و منحصر به رفتار محلی اتصالات به جای رفتار کلی سازه بوده است. هدف از این پایان نامه بررسی اثر الگوهای مختلف تقویت های محلی اتصالات در مشخصه های قاب ها – و نه در پاره سازه اتصالات- با استفاده از مدلسازی عددی می باشد. جهت اطمینان از صحت مدل سازی های عددی، یک اتصال بتنی کناری (تقویت نشده) و یک اتصال بتنی کناری تقویت شده با frp، به همراه یک قاب بتنی تقویت نشده که همگی دارای نتایج آزمایشگاهی بودند، مدل سازی گردیده و نتایج عددی حاصله با نتایج تجربی مقایسه و مطابقت داده شدند. سپس، سی عدد قاب خمشی بتنی، با چهار الگوی تقویت مختلف توسط ورق های frp بر روی قاب های یک و دو دهانه ، با تعداد طبقات یک، سه و پنج طبقه و با اعمال ضعف عمدی در آرماتورگذاری های عرضی در چشمه اتصال آن ها، به همراه نمونه های شاهد (تقویت نشده) در نرم افزار آباکوس مدل سازی شدند. با استفاده از نتایج عددی حاصله، پارامترهایی چون شکل پذیری، جذب انرژی، سختی و بار نهایی در قاب های فوق بررسی گردیدند. نتایج حاکی از این بود که قاب های با ورق های دورپیچ کامپوزیت در ناحیه تیر و ستون منتهی به اتصال بیشترین اثر افزایشی بر شکل پذیری ناحیه اتصال را داشته و قاب های با تقویت های کامپوزیتی بر روی وجه کششی و جان تیر اتصال، کمترین اثر را در افزایش شکل پذیری به همراه داشته اند.

در این پایان نامه به بررسی و مطالعه رفتار تیر کوپله بتنی و استفاده از بتن های الیافی توانمند بر پایه مصالح سیمانی (hpfrcc) برای افزایش شکل پذیری و بهبود رفتار سازه ای آن ها پرداخته شده است. برای این منظور، سه نمونه آزمایشگاهی با نسبت طول به دهانه 2 که با بتن معمولی و الیافی بر طبق آیین نامه aci 318-08 طراحی و ساخته شده است مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق از الیاف فولادی قلاب دار به مقدار 2? حجم کل استفاده شده است. کارهای آزمایشگاهی که با به کارگیری ابزار دقیق، الیاف ویژه، سیستم آزمایشگاهی پیچیده، هزینه و وقت قابل توجه با دقت انجام شده دارای نتایج ارزشمند کمی و کیفی بودند که حاکی از تاثیر برجسته بکارگیری بتن hpfrcc در جایگزینی میلگردهای برشی در تیر های کوپله می باشد. الگوی مناسب ترک و ریزتر شدن ترک ها نشان دهنده مشارکت مناسب الیاف در افزایش ظرفیت برشی می باشد. مقاومت برشی نمونه دارای بتن hpfrcc تا حدود 40? افزایش ظرفیت برشی نسبت به ظرفیت اسمی مطابق با آیین نامه طراحی می باشد.

امروزه بسیاری از ساختمان های بتن آرمه در ایران و جهان، عمری بیش از چند دهه دارند و به دلایل مختلفی نیاز به مقاوم سازی پیدا می کنند. یکی از این موارد خرابی ناشی از گذشت زمان در اثر عوامل محیطی می باشد. امروزه به دلایل اقتصادی و فرهنگی، مقاوم سازی به جای روش هایی مانند تعویض و دوباره سازی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از روش های مقاوم سازی استفاده از بتن های ویژه با توانمندی و عملکرد بالا می باشد. یکی از انواع این بتن ها، بتن با عملکرد بالا و مسلح شده با الیاف (hpfrcc) می باشد. در این پایان نامه علاوه بر در نظرگرفتن شرایط محیطی مختلف (محیط سولفاته، محیط کلریدی و محیط سالم) و تاثیر درازمدت آن بر بتن، تاثیر استفاده از سنگدانه های ناسالم به علت استفاده از سنگدانه با میزان بالای سولفات نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین تاثیر وجود و عدم وجود لایه های بتنی hpfrcc با ضخامت های مختلف بر روی دال های بتنی در شرایط محیطی مختلف نیز مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور 120 نمونه بتنی مکعبی فشاری و خمشی منشوری و همچنین دال های بتنی با طرح اختلاط مشخص ساخته شدند و به مدت 6 ماه در محیط های از پیش تعیین شده نگهداری شدند و سپس آزمایش های مقاومت فشاری و خمشی بر روی نمونه های مورد نظر انجام شد. نتایج، حاکی از افزایش مقاومت فشاری و خمشی نمونه ها با سنگدانه سالم و ناسالم در محیط سالم با گذشت زمان است. در محیط کلریدی و سولفاتی، مقاومت فشاری نمونه ها با سنگدانه سالم و ناسالم تا سن حدود 100 روز افزایشی است، بعد از آن در محیط کلریدی مقاومت فشاری نمونه های با سنگدانه سالم تقریبا ثابت باقی می ماند در حالی که مقاومت فشاری نمونه های با سنگدانه ناسالم کاهش می یابد و در محیط سولفاتی مقاومت فشاری در نمونه های با سنگدانه سالم با نرخ 81/1 درصد و در نمونه های با سنگدانه ناسالم با نرخ 89/6 درصد کاهش می یابد. در محیط کلریدی و سولفاتی مقاومت خمشی نمونه های با سنگدانه سالم با گذشت زمان کاهش می یابد و در نمونه با سنگدانه ناسالم ابتدا افزایش و سپس کاهش مشاهده شد. اجرای روکشhpfrcc روی نمونه های با سنگدانه ناسالم در محیط کلریدی و سولفاتی بیشتر از نمونه های سالم بود بطوریکه لایه 15 میلیمتری دارای تاثیر بیشتری در افزایش مقاومت خمشی بود.

عملکرد سازه های بتنی مسلح بطور چشمگیری، وابسته به نحوه اجرای اتصال و اعضای متصل به آن مانند تیر و ستون است. برای هرچه بهتر کردن رفتار سازه ای، اتصالات بایستی رفتار شکل پذیری از خود نشان داده و بر اساس فلسفه ستون قوی – تیر ضعیف طراحی گردند. در مواردی که اتصال فاقد شکل پذیری ، مقاومت یا سختی کافی باشد، لازم است تا اقدامی جهت بهسازی آن انجام پذیرد. راه های بسیاری جهت بهسازی این گونه اتصالات وجود دارد. در تحقیق حاضر، استفاده از صفحات فلزی محصورکننده برای بهبود خواص مکانیکی اتصالات تحت اثر بارهای محوری و چرخه ای رفت و برگشتی، با استفاده از روش اجزای محدود مورد کنکاش قرار گرفته است. به این صورت که ابتدا مدل اولیه اجزای محدود ساخته شده و سپس نتایج آزمایشگاهی برای صحت مدل سازی استفاده گردیده است. در نهایت، تحلیل های نهایی بر روی مدل های مقاوم سازی شده بوسیله صفحات فلزی در تیر یا ستون یا در هر دو مورد با متغیرهایی نظیر ضخامت ورق دور تیر، ستون و بارمحوری در نرم افزار اجزای محدود abaqus انجام پذیرفته است و در پی آن، پس از تجزیه و تحلیل اطلاعات، نتیجه گیری هایی که از تحلیل ها به دست آمده، بیان شده است که در اغلب موارد منجر به نتایج مطلوب شده اند. بر اساس تحلیل های متفاوت برای نمونه های مورد نظر، نتایج متعددی حاصل گردید که نشان از تأثیر مثبت بکارگیری صفحات فولادی برای مقاوم سازی اتصالات تیر به ستون بتنی می باشد. از این نتایج می توان به این نکته اشاره کرد که، بدون توجه به اندازه بار محوری، استفاده از ورق فولادی(جکتینگ) سبب افزایش سختی مماسی اتصال می شود و این افزایش سختی در اکثر موارد بیش از افزایش ظرفیت نهایی اتصال است. ولی در موارد بار محوری بالا، افزایشی که در ظرفیت نهایی اتصال مشاهده می شود بیشتر از افزایش سختی است. هم چنین بسته به اندازه بار محوری، ورق فولادی(جکتینگ)می تواند تا 7 برابر ظرفیت اتصال را افزایش دهد و برای اتصالات با نیروی محوری بالا، ظرفیت و شکل پذیری را به حالت بهتر، یعنی حالتی که بار محوری متوسط است بر می گرداند.

به غیر از شریانهای حیاتی که نقش بسیار مهمی در هر کشور و سرزمینی دارد، مجموعه ای از سازه ها و بناهائی وجود دارد که از لحاظ اقتصادی ، موقعیت، پیشرفت و توسعه منطقه جزء سرمایه های ملی کشورمحسوب میشود و با توجه به لرزه خیز بودن کشور لزوم طراحی و بررسی این سازه ها در برابر زلزله احساس میشود .یکی از این بنا ها سا زه ی صنعتی پیش گرمکن کارخانه سیمان می باشد. در این پایان نامه یکی ازمرتفع ترین سازه های کارخانه سیمان که به برج پیش گرم کن معروف است ، به عنوان مورد خاص تحت تجزیه وتحلیل لرزه ای قرارگرفت . نتایج تحلیل سازه پیش گرمکن کارخانه سیمان شهرکرد در حالات استاتیکی معادل،تحلیل طیفی و تحلیل تاریخچه زمانی و تحلیل غیرخطی تحت زلزله های حوزه نزدیک ودور با بیش از چهل و پنج آنالیز با نرم افزار sap2000 ( ورژن 14.2 ) مورد بررسی و تجزیه و تحلیل پژوهشی قرار گرفت و مولفه های شتاب ،دریفت ، برش و هیسترسیس در حالت های مختلف باهم مقایسه شد. نتایج تحلیل ها بر اساس آیین نامه های 2800-ii ، 2800-iii و ubc97نشان می دهد که بطور کلی رفتار سازه مناسب می باشد و می توان گفت برای سازه مشکل عمده و قابل توجهی پیش نمی آید و پیشنهاد می شود ستون وسط پلان در طبقه همکف و ستون میانی کناری در طبقه ششم این سازه هشت طبقه مورد بازبینی قرار گرفته و بهتر است این اجزا کمی تقویت شوند. همچنین نتایج تحلیل های غیر خطی نشان می دهد سازه تحت رکورد های حوزه ی نزدیک وبرای گام های اولیه به مرحله فرو ریزش می رسد و این امر بیشتر به دلیل مولفه های افقی این زلزله ها می باشد و مولفه ی قائم رکورد ها تاثیر زیادی بر سازه ندارد (این مورد از مقایسه نتایج رکورد حوزه نزدیک آرپینیا با مولفه قائم و بدون این مولفه مشهود است) که برای مقاوم سازی سازه این موضوع باید در نظر گرفته شود. این سازه بیشتر در برابر رکورد هایی که محتوای فرکانسی بالایی دارند (بم،دنالی،آرپینیا و...) تخریب می شود. برای رکورد بم سازه در گام 25. و برای رکورد دنالی در گام 3. و برای زلزله آرپینیا در گام 5. به مرحله فرو ریزش می رسد. تحلیل های غیر خطی نشان می دهند که یکی ازستون های میانی زودتر از بقیه المان ها به مرحله تسلیم می رسد و اولین مفصل پلاستیک ها در این عضو تشکیل می شود. واژه های کلیدی: پیش گرمکن، حوزه ی دور، حوزه ی نزدیک، رکورد، تحلیل خطی و غیر خطی

در این پایان نامه به منظور بررسی جامع خواص بتن های حاوی زئولیت ، طرح های اختلاطی با لحاظ نسبت آب به سیمان 5/0 و مقادیرافزودن زئولیت 5، 10 و 15 درصد و همچنین افزودن میکروسیلیس برای مقایسه بهتر پوزولان ها طراحی شد که این آزمایشات، در دو بخش خواص مکانیکی و خواص سازه ای نمونه هایی ساخته شد. قابل ذکر است که در سنجش خواص سازه ای از طرح های اختلاط بهینه استفاده گردید. در بخش سنجش خواص مکانیکی 48 نمونه بتنی مکعبی فشاری ، 24 نمونه تیرخمشی غیر مسلح ، 24 نمونه استوانه ای کششی و در بخش سنجش خواص سازه ای 8 تیر بتن آرمه ساخته شدند

در این پایان¬نامه با ساخت سه نمونه دیوار برشی کوپله با تیر رابط ساخته شده توسط مصالح توانمند الیافی hpfrcc با نسبت طول به عمق 2 و با مقیاس 1:2 به بررسی آزمایشگاهی تأثیر وجود آرماتورهای قطری و همچنین اسپیرال¬های دور آرماتورهای قطری در تیر رابط پرداخته شده است. نمونه اول به عنوان مرجع در نظر گرفته شده و در آن از بتن معمولی و آرایش آرماتورگذاری مطابق با آیین¬نامه aci 318-08 استفاده شده است. در دو نمونه¬ی دیگر که با مصالح hpfrcc و با الیاف pps ساخته شده است، در یکی اسپیرال¬های دور آرماتور قطری و در دیگری هم اسپیرال¬ها و هم آرماتورهای قطری حذف شده است. نتایج آزمایشات حاکی از تأثیر بسزای مصالح الیافی توانمند hpfrcc در بالا بردن ظرفیت باربری، شکل¬پذیری، جذب انرژی و ... می¬باشد. همچنین این مصالح قابلیت آن را دارد که بتواند جایگزین مناسبی برای اسپیرال¬ها باشد و می¬توان مقدار آرماتورهای قطری را نیز کاهش داد ولی به طور کامل نمی¬توان آن¬ها را حذف کرد. علاوه بر آن الگوی مناسب ترک خوردگی و ریزتر شدن ترک¬ها نشان دهنده مشارکت مناسب الیاف در افزایش ظرفیت برشی می¬باشد. مقایسه¬ی نمونه ها با یکدیگر نشان می¬دهد که در نمونه¬ای که اسپیرال¬ها حذف شده است به علت استفاده از مصالح hpfrcc، مقدار ظرفیت باربری، ضریب شکل¬پذیری، جذب انرژی و جابه¬جایی تا رسیدن به گسیختگی در مقایسه با نمونه¬ی مرجع به ترتیب 15%، 36%، 69%، 35% افزایش داشته است. همچنین در نمونه¬ای که آرماتورهای قطری حذف شدند در مقایسه با نمونه مرجع، مقدار ظرفیت باربری 36% کاهش داشته، ضریب شکل پذیری 13% و جابه¬جایی گسیختگی 35% افزایش داشته و مقدار جذب انرژی تغییر چندانی نکرده است.