امروزه گسترش صنایع و گام به سوی صنعتی شدن ایجاب می کند که برای کاهش مشکلات آینده ، تحقیقات جامعی بر روی مصرف ضایعات کشاورزی ، معدنی وصنعتی صورت گیرد . از جمله این ضایعات کشاورزی باگاس است ؛ باگاس یکی از تولیدات جانبی نیشکر است که پس از عصاره گیری نیشکر به صورت قطعات ریز تراشه چوب به دست می آید . در این پایان نامه ، به منظور بررسی خصوصیات مکانیکی بتن حاوی باگاس ، ابتدا یک طرح اختلاط ثابت درنظر گرفته می شود ؛ نمونه هایی بر اساس این طرح اختلاط بدون افزودن باگاس ساخته شده و پس از عمل آوری ، مقاومت فشاری و کششی دونیم شدن آن ها تحت آزمایش قرار می گیرد . سپس نمونه هایی با طرح اختلاط مذکور و با درصدهای باگاس 10 ، 20 ، 30 ، 40 و 50 جایگزین سنگدانه ها ساخته شده و این نمونه ها پس از عمل آوری ، آزمایشات مربوطه بر روی آن ها صورت گرفته و نتایج استخراج می شوند . نتایج نشان می دهد که با افزایش درصد باگاس ، مقاومت فشاری بتن کاهش می یابد . در مقابل بتن حاوی 20درصد باگاس دارای مقاومت کششی بالاتری نسبت به بتن معمولی می باشد . در نهایت مشاهده می شود که بتن حاوی 20درصد باگاس جایگزین سنگدانه ها دارای مقاومت فشاری قابل قبولی می باشد که با توجه به کاهش وزن مخصوص و نیز افزایش مقاومت کششی آن ، یک مزیت محسوب می شود .

در این تحقیق، ضریب رفتار قاب های خمشی بتنی مقاوم سازی شده با بادبندهای همگرا از نوع هشتی و کاهش دادن جرم که بر اساس ضوابط مبحث ششم (بارهای وارده به ساختمان) بارگذاری شده و براساس آئین نامه بتن ایران (آبا) طراحی شده و توسط «دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود» تحت مقاوم سازی قرار گرفته، براساس سطح عملکرد مطالعه و تعیین شده است. در این پژوهش، ضریب رفتار و اجرای آن با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی (بار افزون) تعیین گردیده است. برای این منظور، قابهای خمشی بتنی مسلح 1، 2، 4، 6، 8، 10، 12، 14 و 15 طبقه با تعداد دهانه های 1 و 3 با سطح شکل پذیری متوسط و در منطقه لرزه خیزی زیاد مورد مطالعه و بهسازی قرار گرفته اند. در قابهای سه دهانه از سه نوع جانمائی بادبندها استفاده شده است. به این صورت که باد بندها در اولین دهانه یا در دهانه وسط یا در اولین و آخرین دهانه قرار می گیرند. در پایان ضریب رفتار قابهای مذکور براساس سطح عملکرد آنها محاسبه گردید و مشاهده شد که سختی سازها بعد از بهسازی، افزایش چشمگیری می یابد که این نتیجه از روی منحنی های push-over سازه ها مشهود است. همچنین ضریب رفتار محاسبه شده تفاوت زیادی با ضریب رفتار پیشنهاد شده و براساس روش مقاومت دارد.

تجربه ی زلزله های اخیر و مطالعات صورت گرفته بر خسارت های ناشی از زلزله حاکی از آن است که برخی از ساختمان های بتن مسلح موجود با وجود اینکه مقاومت خوبی در برابر بارهای ثقلی دارند، اما ممکن است در زمان وقوع زلزله عملکرد مناسبی از خود نشان ندهند. در سال های اخیر استفاده از بادبند های فلزی با اتصال مستقیم، در ساختمان های بتن آرمه جهت مقاوم سازی ساختمان های ضعیف موجود و همچنین در طراحی لرزه ای ساختمان های جدید به عنوان یک عنصر مقاوم برشی در برابر زلزله به دلایل متعدد از جمله مسائل اقتصادی و اجرای آسان مطرح شده است. یکی از راهکارهای مناسب تقویت، بهره گیری از مهاربندهای واگرای فولادی می باشد که تا کنون کمتر مورد توجه پژوهشگران بوده است. از آنجایی که اکثر آیین نامه های ساختمانی معتبر دنیا در حال تحول از روش های قدیمی طراحی بر اساس نیرو به طراحی بر اساس معیارهای تغییر مکانی علاوه بر نیرویی می باشند، لازم است ساختمان های ضعیف را بر اساس رویکرد جدید،-طراحی لرزه ای سازه ها بر اساس سطح عملکرد- که آخرین دستاورد علم مهندسی سازه و زلزله می باشد، تقویت کنیم. متداول ترین روش کنونی طراحی لرزه ای سازه ها استفاده از روش تحلیل استاتیکی معادل می باشد، در این روش طراح، سازه را با فرض رفتار کاملا ارتجاعی توسط یک سری نیروهای کاهش یافته طراحی می کند. کاهش نیروها از مقاومت ارتجاعی سازه به مقاومت مورد نیاز جهت طراحی فقط با دخالت دادن پارامترهای لرزه ای میسر است، هدف از انجام پژوهش حاضر محاسبه ی پارامترهای لرزه ای (زمان تناوب ارتعاش، برش پایه ی تسلیم، سختی، ضرایب شکل پذیری کلی، کاهش نیرو بر اثر شکل پذیری، مقاومت افزون و ضریب رفتار سازه) سیستم قاب خمشی بتنی- مهاربند واگرای فولادی می باشد. در این پژوهش ضمن بیان «مقدمه» و اشاره به «پیشینه موضوع» به ترتیب در فصول اول و دوم، فصل سوم تحت عنوان «تئوری روش تحقیق» به معرفی مبانی نظری محاسبه ی پارامترهای لرزه ای، فلسفه طراحی لرزه ای بر اساس سطح عملکرد، مقاوم سازی لرزه ای سازه ها بر اساس سطح عملکرد و سازه های انتخاب شده برای مطالعه، معطوف است. فصل چهارم نیز به، «ارائه و تفسیر نتایج» اختصاص داده شده است. با انجام تحلیل پوش اُور صد و هشتاد قاب خمشی بتن مسلح مقاوم سازی شده با مهاربندهای واگرای فولادی به منظور تامین سطح عملکرد ایمنی جانی تحت زلزله سطح خطر-1 و برداشت پارامترهای لرزه ای توسط روش یوانگ نتایج به دست آمده بیانگر بهبود رفتار قاب ها، افزایش بسیار چشمگیر سختی و برش پایه ی تسلیم، افزایش ضرایب کاهش نیرو با افزایش طول تیر پیوند و ثابت ماندن ضریب مقاومت افزون برای حالات مختلف بادبندی است.

چکیده: نظر به اهمیت خاک در پروژه های عمرانی از قبیل زیر سازی جاده ها، خاک ریزی ها، کانال های آبیاری و سازه های مرتبط با آن ها و غیره، بهسازی خاک جهت بهبود خصوصیات فیزیکی و مکانیکی آن مدت های طولانی مورد علاقه متخصصین ژئوتکنیک بوده است. در این خصوص روش های مختلفی از جمله مخلوط کردن خاک با مصالح دیگر مانند آهک یا سیمان مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به اینکه مخلوط کردن خاک، تنها با آهک یا سیمان ممکن است خصوصیات ژئوتکنیکی لازم برای اجرای پروژه را در بر نداشته باشد، لذا امروز علاوه بر این مصالح از مصالح و مواد افزودنی دیگر مانند میکروسیلیس و یا مواد پلیمری استفاده می شود. در این تحقیق تاثیر افزودن پودر لاستیک های فرسوده و دوده صنعتی بر خصوصیات مکانیکی و مقاومتی خاک های ماسه ای مورد بررسی قرار گرفته است. خاک در نسبت های اختلاط مختلف به صورت غیر همزمان با مقادیر 0، 10، 20، 30 و 40 درصد وزنی پودر لاستیک و مقادیر 0، 1، 2، 3، 4 و 6 درصد وزنی دوده کربنی ترکیب شده و سپس در دستگاه برش مستقیم، مورد آزمایش قرار گرفت. برخی از مهمترین نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که افزودن پودر لاستیک موجب کاهش مقاومت برشی خاک گشته در حالی که افزودن دوده صنعتی موجب افزایش مقاومت برشی خاک می گردد. درصد بهینه دوده برای دستیابی به بیشترین مقاومت برشی در عین اقتصادی بودن آن، %3 اعلام گردید.

مطالعه در مورد استفاده از frp برای محصور کردن ستون ها و شمع ها در دهه اخیر توسعه زیادی پیدا کرده است. محصورشدگی با frp باعث افزایش مقاومت فشاری، مقاومت برشی و شکل پذیری می شود. درک رفتار هر نوع مصالح گام اولیه برای طراحی ایمن و اقتصادی سازه می باشد. مدل هایی برای پیش-بینی رفتار تناوبی بتن محصور شده با frp ارائه شده است که در پیش بینی کرنش پلاستیک، پارامتر زوال تنش و همچنین مسیر باربرداری و بارگذاری دارای نقص می باشند بر همین اساس در این پژوهش اقدام به ساخت نمونه هایی آزمایشگاهی شده است که تحت بارگذاری فشاری یکنواخت و فشاری تناوبی با الگوهای بارگذاری مختلف قرار گرفتند و پارامتر های کلیدی منحنی های باربرداری و بارگذاری از قبیل کرنش پلاستیک و پارامتر زوال تنش محاسبه شده و مدل ریاضی نیز برای مسیر بارگذاری و باربرداری ارائه شده است. در مطالعات قبلی کرنش پلاستیک از امتداد دادن منحنی باربرداری محاسبه شده است. در این پژوهش باربرداری تا تنش صفر ادامه یافت و کرنش پلاستیک نمونه ها مستقیماً محاسبه شد. به این دلیل کرنش پلاستیک نمونه ها در پژوهش حاضر مقادیر کمتری را نشان می دهد. برای بدست آوردن پارامتر زوال تنش در بارگذاری با شش سیکل باربرداری و بارگذاری داخلی رابطه ی ریاضی ارائه شده است.

موضوع این رساله مطالعه و شبیه سازی جریان بعد از پرتابه جامی شکل سرریز تونلی سد رودبار به صورت عددی و بررسی مکانیزم آبشستگی در محل فرود جت می باشد.در این مقاله با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی ( cfd ) و نرم افزار flow 3d جریان خروجی از تونل به صورت جت پرتابی شبیه سازی شده است و ضمن مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی با نتایج مدل هیدرولیکی ساخته شده در آزمایشگاه و نتایج بدست آمده از روابط تحلیلی سایر پژوهشگران در این زمینه مشخصات هیدرولیکی جریان خروجی نظیر منحنی پروفیل جریان، فشار و سرعت جریان در مقاطع مختلف , عمق و طول پرتابه، زاویه و محل فرود جت پرتاب شده ، میزان بازشدگی جریان تعیین می گردد.سپس با کالیبره کردن نتایج حاصل از مدل عددی توسط نتایج مدل هیدرولیکی , محدوده و میزان آبشستگی ناشی از جت پرتابی با توجه به مدل عددی تعیین می گردد. نتیجه حاصل از این مطالعات در ابتدا تطابق قابل قبول میان نتایج مدل عددی و مدل هیدرولیکی در مقادیر فشار و سرعت می باشد. سپس با اتکا بر این سازگاری قابل قبول میان مدل عددی و مدل هیدرولیکی , مقادیر فشار و سرعت در قسمت های مختلف سرریز تونلی سد رودبار به همراه پروفیل جریان و محل فرود جت در بستر پایین دست , از مدل عددی به دست آمده است . در ادامه مقدار آبشستگی و عمق ناشی از آن در بستر پایین دست در کنار محدوده تحت تاثیر فرسایش توسط مدل عددی محاسبه شده و به صورت سه بعدی نمایش داده شده است. در انتها با مقایسه نتایج مدل عددی با روابط سایر دانشمندان , روابط قابل قبول انتخاب شده است. عمق فرسایش حاصل از آبشستگی در بستر پایین دست سد رودبار برای دوره بازگشت 1000 ساله 92/35 متر در فاصله 97/123 متری از لبه جام پرتابی , برای دوره بازگشت 10000 ساله 28/45 متر در فاصله 65/144متری از لبه جام پرتابی و برای دوره بازگشت pmf 26/49 متر در فاصله 62/150 متری از لبه جام پرتابی می باشد که سه رابطه chain,damel,martins نزدیکترین نتایج به مقادیر فوق را نشان می دهند.

استفاده از مهاربندهای کمانش تاب در دهه های اخیر در دنیا گسترش یافته است. عمده رفتار نامطلوب مهاربندها، کمانش در حالت فشاری است، که باعث کاهش شکل پذیری و کاهش ظرفیت استهلاک انرژی در سازه می شود. بادبندهای کمانش تاب به علت حذف کمانش نامطلوب، رفتار پایدارتر و استهلاک انرژی بیشتری نسبت به مهاربندهای معمول داشته و در کشش و فشار یکسان عمل می کنند. در این تحقیق، قاب ها به 4 تیپ ارتفاعی (4 طبقه به عنوان قاب های کوتاه مرتبه، 8 طبقه به عنوان قاب های میان مرتبه، 12 و 16 طبقه به عنوان قابهای بلند) و سه تیپ دهانه قاب (سه دهانه بادبندی 3 متر، 5 متر و 7 متر ) برای بررسی تاثیر افزایش ارتفاع و دهانه بادبندی بر ضریب رفتار و عملکرد سازه دسته بندی شدند. طراحی اولیه به روش حالت حدی انجام شد، سپس مدل ها برای سطح عملکرد آستانه ی فروریزش کنترل شدند. برای طراحی بر اساس سطح عملکرد از تحلیل پوش آور با سه الگوی بارجانبی مثلثی، یکنواخت و شکل مود اول استفاده شد. سیستم قاب های کمانش تاب مورد مطالعه، از نوع ساده مفصلی و منظم انتخاب و نتایج طراحی اولیه آن با سیستم مفصلی با بادبند هم محور معمولی از نظر اختلاف سطح مقطع اعضای سازه ای، وزن فولاد مصرفی، برش پایه کل، برش در طبقات مختلف و روند تغییرات این پارامترها با افزایش ارتفاع و افزایش عرض قاب در هر دو سیستم مقایسه شد. نتایج مقایسه نشان می دهد که قاب های کمانش تاب، برش پایه و فولاد مصرفی کمتری نسبت به قاب های معمول دارند و هر چه ارتفاع و عرض قاب افزایش یابد، استفاده از سیستم کمانش تاب اقتصادی تر خواهد شد. سیستم کمانش تاب به خوبی جوابگوی سطح عملکرد مورد نظر بوده و به دلیل شکل پذیری بالا برای مقاوم سازی سازه های موجود می تواند گزینه بسیار مناسبی باشد. نتایج تحلیل پوش آور شکل پذیری بالای آن را تایید می نمایند. در قاب های مورد مطالعه تاثیر شکل پذیری بر نتایج ضریب رفتار بیشتر از مقاومت افزون مشاهده شد. ضریب رفتار سیستم کمانش تاب با افزایش ارتفاع کاهش و با افزایش طول دهانه بادبندی افزایش نشان داد.

در آنالیز دینامیکی سازه ها به منظور تعیین نیروها و جابه جایی های ناشی از بارهای دینامیکی نظیر زلزله، معمول آن است که فرض شود تمامی نقاط اتصال سازه با زمین، شتاب زلزله را به طور همزمان و یکنواخت دریافت کنند. این چنین فرضی مستلزم پذیرفتن دو شرط است: الف) سرعت انتشار امواج زلزله بینهایت در نظر گرفته شود. ب) انتشار امواج زلزله در طول مسیر انتشار، به صورت یکنواخت و بدون تغییر در نظر گرفته شود.خطای در نظر گرفتن دو فرض یاد شده برای آنالیز سازه های کوچک و متوسط، محدود و قابل چشم پوشی می باشد. ولی برای سازه های بزرگ، دو فرض یاد شده می تواند خطاهای بزرگی در میزان جابجایی ها و تنش های محاسبه شده ایجاد نماید. در این پایان نامه، با معرفی تغییرات مکانی حرکات زمین لرزه و روش های مختلف محاسبه آن، شتاب نگاشت های غیر همزمان و غیر یکنواخت حرکات زمین در فواصل مختلف، با استفاده از یک روش احتمالاتی تولید شده اند. سپس از این شتاب نگاشت ها برای آنالیز دینامیکی پل ها با منظور کردن انتشار غیر همزمان و غیر یکنواخت امواج زلزله استفاده شده است. بدین منظور پل کابلی هشتم اهواز به عنوان نمونه ای از یک پل طویل مدل شده و رفتار آن در سه حالت تحریک غیر همزمان و یکنواخت، تحریک همزمان و غیر یکنواخت و تحریک غیر همزمان و غیر یکنواخت بررسی شده و با نتایج تحلیل دینامیکی معمولی مقایسه شده اند. نتایج حاصله حاکی از آن است که دو فرض معمول، باعث کاهش تنش های بدست آمده از آنالیز دینامیکی گردیده و بنابراین در آنالیز سازه های با فاصله تکیه گاهی زیاد، بایستی به مساله انتشار غیرهمزمان و غیریکنواخت امواج زلزله توجه شود.

در این پژوهش هدف مقایسه عملکرد دونرم افزار اجزای محدودبرای تحلیل وطراحی ساختمان بتن مسلح، که در یکی از آنهامدلسازی اجزای تیرها وستونها باالمان خطی ودر دیگری مدلسازی این عناصربا المان سه بعدی حجمی بادرنظرگرفتن فولاد مسلح کننده صورت می گیرد وبررسی امکان کاهش فولاد مصرفی در سازه به منظور صرفه اقتصادی وکاهش هزینه های اجرایی ساختمان می باشد. . بدین منظور ساختمان دوطبقه بتنی با اعمال بارگذاری طبق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان(بارهای وارد بر ساختمان) توسط نرم افزار etabs2000 تحلیل شده وسپس براساس آئین نامه aci318-08 موجود در لیست آئین نامه های آن وبا اعمال تصحیحات لازم آئین نامه ای طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان(طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه) طراحی می شود.سپس آرایش آرماتورهای طولی وعرضی تیرها وستونها طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان وخروجی نرم افزار etabs2000 ترسیم می شود.پس ازآن سازه با آرایش به دست آمده وبا استفاده از مدل سه بعدی توسط نرم افزار المان محدودabaqus تحلیل شده وتنش ها وتغییر مکان در نقاط مختلف سازه با ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان مقایسه می شود. با طی مراحل فوق مشاهده شده است که تنش فشاری بتن وتنش کششی فولاددرنقاط بحرانی در مجاورت اتصالات تیر به ستون به دست آمده از خروجی abaqus از تنش های مجاز کمتر بوده ولذا جهت استفاده بهینه از مصالح می توان میزان فولاد به کار رفته را کاهش داد.

نیروهای ناشی از زلزله آسیب های گسترده ای روی عناصر سازه ای تحمیل می کنند که منجر به فروپاشی سازه بخصوص در مناطق زلزله خیز می شود. به عنوان یک نتیجه، مقررات مربوط به طراحی و آیین نامه های ساختمانی به طور مستقیم به اهمیت طراحی انعطاف پذیر سازه های واقع در مکان هایی که خطرات زمین لرزه در آن ها قابل ملاحظه است، پرداخته اند. قاب های مقاوم خمشی، یکی از سیستم هایی است که در زلزله ها رفتار شکل پذیر دارد و بطور گسترده ای به عنوان سیستم های مقاوم جانبی مورد استفاده قرار می گیرد. بطور کلی سه نوع قاب مقاوم خمشی یعنی قاب خمشی ویژه، متوسط و معمولی تا سطح معینی از انعطاف پذیری طراحی می شوند. مطالعات تطبیقی بر روی رفتار لرزه ای این سه نوع مختلف سازه در این مطالعه انجام می شود. مدل های تحلیلی اتصالات باید شامل مدل چشمه اتصال باشند تا رفتار قاب ها بهتر مدل شود. بنابراین مدل کراوینکلر که مدل دقیقی می باشد، مورد استفاده قرار می گیرد. در این مطالعه دو نوع سازه از نظر ارتفاعی مورد بررسی قرار می گیرند. برای سازه های 5 طبقه، سه نوع سیستم با شکل پذیری معمولی، متوسط و ویژه و برای سازه های 10 طبقه، سیستم های با شکل پذیری متوسط و ویژه بر اساس استانداردهای مربوطه طراحی می شود. سپس تحلیل دینامیکی افزایشی (ida) جهت بدست آوردن رفتار لرزه ای سازه ها ارائه می شود. سپس حالات حدی بهره برداری بی وقفه و آستانه فروریزش از منحنی های ida برای این قاب ها تعیین می شود. همانطور که انتظار می رود، قاب خمشی ویژه رفتار لرزه ای بهتری در مقایسه با قاب های خمشی متوسط و معمولی دارا می باشد. همچنین مشاهده می شود که تفاوت بین قاب های خمشی فولادی ویژه و متوسط در قاب های 10 طبقه نسبت به قاب های نظیر 5 طبقه، چشمگیر تر است.

برای تحلیل هرچه دقیقتر سازه های بتنی و بتن مسلح در برابر بارهای وارده رعایت چند نکته اساسی الزامی است : الف-مدلسازی دقیق هندسه جسم ب- مدلسازی دقیق بارهای وارده بر جسم ج – مدلسازی دقیق رفتار مصالح جسم در این تحقیق با توجه به مطلب فوق تاکید اساسی بر محور سوم یعنی رفتار مصالح جسم قرار گرفته است مطلبی که در میان سه موضوع یاد شده به دلیل پیچیدگی موضوع ، کمتر در تحلیل ها مورد توجه قرار گرفته است. مدلهای الاستیک یا الاستو پلاستیک ( که در آن علاوه بر رفتار الاستیک فقط رفتار پلاستیک یعنی کرنش های برگشت ناپذیر در رفتار غیرالاستیک در نظر گرفته میشوند و کاهش سختی یا آسیب در نظر گرفته نمی شود ) برای توصیف کامل رفتار بتن مناسب نیستند . آنها در پیش بینی شیب باربرداری در طول بارهای چرخه ای که مقدار آسیب در ماده را توصیف میکند با شکست مواجه میشوند . مدلهای الاستیک قادر به ارئه کرنش بازگشت ناپذیر نبوده و بنابراین در هنگام باربرداری تنش صفر با کرنش صفر همراه بوده و شیب نمودار باربرداری بسیار بیشتر از مقدار واقعی خود خواهد بود.مدل الاستو پلاستیک هم به علت اینکه شیب باربرداری آن شیب الاستیک میباشد مدل دقیقی برای شبیه سازی بتن نیست . مدل دقیقتر ترکیب و تکمیل این دو مدل است که رفتار پلاستیک ماده را با کرنش های برگشت ناپذیر و کاهش سختی ماده ارائه میدهد. در این مدل اثر خمیری یعنی کرنش ماندگار و اثر آسیب یعنی نرم شدگی به خوبی نشان داده می شود. سبک های معمول شکست بتن ، ترک در کشش و خردشدگی در فشار میباشد که در مدل شکست با تغییرشکل های ماندگار و کاهش سختی ماده توصیف میشوند که این روند منجر به نرم شدگی کرنش در کشش و فشار بدون فشارمحصوری و یا با فشار محصوری کم می شود ( یعنی کاهش تنش تحت افزایش کرنش ) . در فشار محصوری کم ، نرم شدگی همراه با تورم حجمی غیرالاستیک زیادی خواهد بود . از طرف دیگر در فشار محصوری زیاد ، کاهش سختی وانبساط حجمی غیر الاستیک کمتر است . یک گروه از مدلهای ساختاری مناسب برای توصیف این رفتار پیچیده بتن بر اساس تئوری جریان الاستوپلاستیک با مکانیک آسیب میباشد . در مجموع مدلهای الاستیک خطی و الاستیک غیر خطی در شبیه سازی رفتار بتن تا لحظه گسیختگی ناتوانند و فقط میتوانند رفتار برگشت پذیر را مدلسازی کنند . مدل الاستو پلاستیک نقص مورد قبل را نداشته اما در پیش بینی رفتار بتن تحت اثر بارهای چرخه ای ناتوانند .یکی از راه حلها برای رسیدن به مدلی که نقایص مدلهای فوق را ندارد ترکیبی از مدلهای فوق با مدلهای آسیب میباشد . مدل مورد بحث در این مطالعه یکی از مدلهای ترکیبی آسیب-خمیری بتن می باشد که در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس استفاده میشود . مدل آسیب خمیری بتن در آباکوس از ترکیب دو سطح تسلیم لوبلاینر و تابع پتانسیل هیپربولیک دراگر-پراگر و قانون جریان غیر پیوسته استفاده میکند . با توجه به نبود یک منبع واحد و مشخص برای پیدا کردن پارامترهای مدل برای انواع بتن با مقاومت مشخصه های متفاوت انجام این تحقیق ضرورت پیدا کرد و لذا در این تحقیق هدف تعیین پارامترهای مدل آسیب-خمیری برای بتن های ویسچرز 1978 می باشد . در این تحقیق بعد از تعریف مدل رفتاری فوق و جزئیات آن با استفاده از روابط و نمودارهای تک محوری فشاری به تعریف و تعیین برخی پارامترها پرداخته و با تعریف تابع j و کمینه کردن آن به تعیین و تعریف پارامتر زاویه تورم می پردازیم و نهایتا با مدلسازی و تطابق و مقایسه نتایج تحلیلی و تجربی و در نظر گرفتن یافته های محققان قبلی پیشنهادات خود را ارائه و با نتایج تجربی بار-جابجایی تیرهای بتنی مسلح و غیرمسلح آنها را ارزش سنجی میکنیم .

باگاس نیشکرخوزستان به عنوان یک ماده ی مازاد صنایع کشاورزی، که ایجاد مشکلات زیست محیطی می نماید، مطرح است. بنابراین، مطالعه بر روی این ماده و کاربرد آن، می تواند علاوه بر یافتن راهی برای حل مشکلات زیست محیطی وکاهش هزینه های اِمحاء، به عنوان ماده ای با ارزش افزوده، در اقتصاد طرح ها تأثیرگذار باشد و زمینه شناخت نسبت به ویژگی های این ماده بومی را، به منظور ارتقاء و تکامل دانش در این حوزه، مهیا نماید. در این راستا بهبود خواص بتن به عنوان یکی از پر مصرف ترین مصالح پروژه-های عمرانی با استفاده از خاکستر باگاس در این پژوهش مد نظر بوده است. در این پژوهش، آزمایش های متنوعی جهت تعیین کیفیت مصالح مورد استفاده در طرح اختلاط بتن انجام گردید و سپس، دو طرح اختلاط بدون افزودن پوزولان، با دانه بندی متفاوت تهیه شد. پس از گذشت 7 روز آزمایش مقاومت فشاری به منظور انتخاب طرح مناسب انجام گردید که پس از تعیین مقاومت و مشاهده ی نتایج آن، نسبت به انتخاب طرح بهینه اقدام شد. از طرح بهینه به عنوان بتن کنترل و به تعداد 6 نمونه جهت آزمایش مقاومت فشاری سنین 7 و28 روزه و2 نمونه برای انجام آزمایش مقاومت کششی به روش دونیمه شدن(برزیل) و تعیین جذب آب بتن تهیه شد. سپس، نمونه هایی با طرح اختلاط مذکور و با درصد های مختلف شامل 5،10 ،15 و20 درصد از خاکستر باگاس که جایگزین بخشی از سیمان می شود، ساخته شد و این نمونه ها پس از عمل آوری، مورد آزمایش مقاومت فشاری در سنین 7 و 28 روزه، قرار گرفت. همچنین آزمایش های مقاومت کششی به روش دو نیمه شدن (برزیل) ومیزان جذب آب بتن با طرح اختلاط مشابه، به ترتیب در سن 28 و 32 روزه برای نمونه های بتن کنترل و پوزولانی صورت پذیرفت. نتایج نشان می دهد ترکیب 5 درصد خاکستر باگاس و95 درصد سیمان، موجب افزایش مقاومت فشاری بتن به میزان 17 و 2 درصد، به ترتیب در سنین 7 و 28 روزه نسبت به بتن کنترل می گردد. این میزان خاکستر باعث افزایش 8 درصدی مقاومت کششی بتن شد. بتن با 5 و10 درصد خاکستر باگاس تغییر چندانی در میزان جذب آب از خود نشان نداد لیکن با 15 درصد پوزولان، میزان جذب آب تا 28 درصد کاهش یافت. افزایش مقاومت بتن با 5 درصد خاکستر باگاس و رسیدن به مقاومت مورد طراحی در مدت 7 روز این امکان را می دهد که از این طرح برای سازه هائی که نیاز فوری به بهره برداری دارند، استفاده شود. از آن جا که نتایج استفاده از خاکستر باگاس نشان می دهد که خواص مکانیکی بتن شامل مقاومت فشاری وکششی بهبود می یابد بنابراین سرمایه گذاری بر روی تولید بتن با خاکستر باگاس، ضمن ایجاد صرفه اقتصادی برای پروژه های عمرانی، موجب جلوگیری از هزینه های هنگفت جابجائی و اِمحاءِ باگاس تولیدی صنایع استان خوزستان می گردد. این موضوع زمانی اهمیت خود را نشان می دهد که استان خوزستان بزرگ ترین مرکز تولید نیشکر در ایران بوده که سالانه حدود 3 میلیون تن باگاس تولید می کند که این رقم با افزایش سطح زیر کشت درحال افزایش است. استفاده از این منبع عظیم گیاهی، ضمن جلوگیری از برخی مشکلات زیست محیطی موجود، موجب صیانت از سرمایه های ملی و منابع معدنی مورد استفاده در تولید سیمان می گردد.

تعیین بسیاری از مشخصات و رفتار بتن تابع اجزای تشکیل دهنده ی آن می باشد. و برای اینکه بتوانیم نحوه ی ترک خوردگی و تأثیر مشخصات مکانیکی و هندسی اجزای بتن را روی رفتار آن مدل کنیم لازم است که بتن را بصورت غیرهمگن مدلسازی کنیم. غیرهمگنی بتن را در مقیاس های مختلف ماکروسکوپی، میکروسکوپی و یا میان مقیاس قابل بررسی است. در یک بررسی میان مقیاس بتن به عنوان یک ماده غیر همگن سه فازه مشتمل بر سه فاز سنگدانه، خمیرسیمان و ناحیه انتقال ( itz ) در نظر گرفته می شود. بتن دارای دو نقطه ضعف عمده است: مقاومت کششی پایین و شکنندگی بالا، که باعث وقوع فروریختگی بتن در زمان کوتاهی پس از شکل گیری اولین ترکها می شود. از اینرو کاربرد بتن در مواجهه ی با بارگذاری های ضربه ای، لرزه ای و خستگی دارای محدودیت های بسیار زیادی است. یک روش مناسب برای رفع این دو نقیصه و دست یافتن به یک جایگزین تقویت کننده ی مناسب، افزودن الیاف های گسسته ی کوتاه است، که به صورت رندوم در نمونه توزیع میشوند. بسیاری از سازه های بتنی ممکن است تحت تأثیر بارگذاری های ناگهانی مانند ضربات ناشی از پرتابه های گوناگون، موج های تنشی در اثر انفجار و سایر منابع بارگذاری با نرخ کرنش بالا قرار گیرند. رفتار دینامیکی بتن با رفتار استاتیکی و شبه استاتیکی آن تفاوت دارد، و مقاومت دینامیکی آن به نرخ بارگذاری بستگی دارد. در این تحقیق، بتن به صورت ماده ای سه فازه مدلسازی می شود و پس از آن الیاف های فولادی به عنوان فاز چهارم تشکیل دهنده بتن به آن افزوده می شوند. در میان مدلهای میان مقیاس موجود جهت مدلسازی بتن، از مدل تیر مشبک که یک مدل المان گسسته است استفاده شده است. مدل تشکیل شده تحت بارگذاری های استاتیکی و دینامیکی قرار می گیرد و روند شکل گیری ترک ها و همچنین نمودار نیرو-تغییرمکان بدست آمده با کارهای آزمایشگاهی موجود مقایسه می شوند. نتایج بدست آمده حاکی از تأثیر قابل توجه الیاف ها در روند شکل گیری ترک ها و افزایش شکل پذیری بتن دارد. همچنین با افزایش نرخ بارگذاری مقاومت نهایی نمونه های بتنی افزایش می یابد.

تنشهای حرارتی از جمله عوامل مهم درتحلیل و طراحی سازه ها می باشند. صفحات بعنوان یکی از مهمترین المان های سازه ای ممکن است در معرض این تنشها قرار گیرند. در این تحقیق یک صفحه ی فولادی مستطیلی با تکیه گاه های ساده، در حالت تنش مسطح فرض شده و با مش های مختلف از المان های مستطیلی هشت گرهی تقسیم بندی گردیده و در هر گره از المان، یک دمای مشخص و دو درجه آزادی uوv درنظر گرفته شده است. در گام بعد بحث تغییر گرادیان حرارتی در ضخامت صفحه در نظر گرفته شده و درهر گره سه درجه آزادی(یک جابجایی و دو چرخش) منظور شده و باز هم مساله با مش های مختلف مورد تحلیل قرار گرفته است، همچنین نحوه ی فرمولاسیون روش بدون المان گالرکین و نیز روش حداقل مربعات در تولید توابع شکل توضیح داده شده است. جهت برنامه نویسی از زبان فورترن استفاده شده است. مشاهده ی نتایج نشان می دهد که با کوچکتر کردن مش المان ها تنش های حاصله به طرز مناسبی همگرا می شوند. با مقایسه ی نتایج با نتایج حاصل از حل تحلیلی مشاهده شده است که المان ها و درجه آزادی های انتخابی با دقت قابل قبولی تنش های حرارتی را محاسبه می کنند.

علیرغم کارائی روش اجزاء محدود، یکی از مشکلاتی که در رابطه با آن مطرح است وقت cpu نسبتاً زیادی است که جهت عملیات شبکه بندی و آماده سازی اطلاعات لازم برای تحلیل مسائل از کامپیوتر گرفته می شود. به هدف رفع این مشکل، روشهای نسبتاً جدیدی ابداع شدند که در آنها حل معادلات دیفرانسیل حاکم تنها با استفاده از مجموعه ای از نقاط محدود صورت می گیرد و در آنها نیازی به شبکه اجزاء جهت تقریب متغیرهای محلی نمی باشد. این روشها، روشهای "بدون جزء (mesh free)" نامیده می شوند. تاکنون روشهای بدون جزء به طور نسبتاً زیادی در تحلیل محیطهای آبی، مسائل ارتجاعی خطی در مکانیک جامدات، مکانیک شکست و مسائل دیگر بکار رفته اند. با این وجود، استفاده از این روشها در تحلیل مسائل غیر خطی در بتن هنگامی که تنشهای حرارتی نیز در نظر گرفته شوند اندک بوده است.یکی از روشهای بی نیاز از شبکه به نام روش بدون جزء گالرکین که به اختصار روش efg نامیده می شود جهت تحلیل عددی بتن با مدل رفتاری ریز صفحات استفاده شده که بدین منظور کدنویسی لازم به زبان matlab برای تحلیل بدون شبکه در حالت 3بعدی انجام گرفته است و زیربرنامه های مناسب جهت مدلسازی سازه های پیچیده مانند سد بتنی قوسی و نیز روابط ساده شده ای از تاثیر حرارت بدان اضافه شده اند. در کار حاضر یک مدل سازگار چندصفحه ای ریزمقیاس برای توصیف عددی رفتار غیرخطی بتن در شرایط سه بعدی بکار برده شده است. فرض اصلی مدل چند صفحه ای آن است که بردار کرنش عمل کننده روی هر صفحه در داخل ماده، تصویر تانسور کرنش درشت مقیاس می باشد برای استفاده از این مدل زیربرنامه مدل ساختاری بتن، بدست آمده و در برنامه سه بعدی بدون المان گالرکین، اعمال شده است. تحلیلهای انجام شده نشان می دهند که، در صورت گره گذاری مناسب و انتخاب درست فراسنج ها، نتایج تحلیل efg از دقت بالایی برخوردارند اما زمان بسیار زیاد محاسبات و همچنین تعدد فراسنج ها و حساسیت نتایج نسبت به این فراسنج ها موجب می شود که با وجود مزایای روشهای بدون جزء، هنوز نتوان آنها را جایگزین مناسبی برای روش اجزاء محدود به حساب آورد. مسئله فراسنجی ومقایسه مدل چندصفحه ای با استفاده از داده های تجربی - که مشخص کننده رفتار مکانیکی بتن می باشد - نیز بیان شده است و نشانگر آن می باشد که مدل جدید چند صفحه ای، کارآئی مناسب عددی برای اعمال در برنامه بدون المان گالرکین را داشته و دارای دقت قابل قبولی در تطابق با نتایج آزمایشگاهی از جمله مسیر گسترش ترک می باشد.اگر چه مقصود از کار حاضر، تحلیل جامع یک سد قوسی مشخص در بارگذاریهای متعدد نمی باشد، این تحقیق مناسب بودن و کارآئی روش جدید چندصفحه ای برای تحلیل استاتیکی سدهای قوسی، مخصوصاً تحت بارگذاری آب، را مشخص می نماید.

طی دو دهه اخیر تحقیقات زیادی در مورد مصالح و روش‏های نوین جهت مقاوم‏سازی سازه‏های موجود انجام شده است. در دیوارهای برشی به‏دلیل ملاحظات معماری و تغییر کاربری ایجاد بازشو اجتناب ناپذیر است. این بازشو‏ها ممکن است بعد از ساخت و به دلایل متعدد ایجاد شوند. بازشوهای با ابعاد کوچک معمولاً تأثیر چندانی در عملکرد دیوارهای برشی نمی‏گذارند ولی رفتار دیوارهای دارای بازشو با ابعاد نسبتاً بزرگ متفاوت است و معمولاً باعث تمرکز تنش در اطراف بازشوها می‏گردد. در نتیجه یک نقطه ضعف در سازه ایجاد شده و غفلت از این موضوع باعث ایجاد خسارت در اطراف بازشوها می‏گردد. یکی از روش‏های مقاوم‏سازی، استفاده از مصالح کامپوزیت پلیمری (frp) است. سوالی که در اینجا مطرح می‏شود این است که این الیاف‏ها تا چه حدی می‏توانند بر ظرفیت خمشی و برشی تاثیرگذار باشند و یا اینکه نحوه‏ی قرارگیری frp چه تاثیری بر ظرفیت برشی دیوار دارد. در این تحقیق سعی شده است تاثیر ایجاد بازشو وهمچنین نحوه قرارگیری frp بر ظرفیت برشی دیوار مورد بررسی قرار گیرد. در ابتدا با استفاده از نرم افزار abaqus یک دیوار برشی بدون بازشو را مدل می‏کنیم و به منظور بررسی صحت مدل، نتایج را با یک نمونه آزمایشگاهی معتبر مقایسه می‏کنیم.سپس مدل‏های بازشودار را با الیاف frp تقویت می‏کنیم و نحوه‏ی تأثیر آن‏ها را بر مقاومت برشی دیوار می‏سنجیم. پس از آن با تغییر آرایشfrp، به بررسی تأثیر آرایش frp و حالات مختلف نصب الیاف frp می‏پردازیم. بررسی نمودارها نشان می‏دهد استفاده از الیاف frp روش مناسبی برای تقویت دیوارهای دارای بازشو است.

ارزیابی سلامت و پایداری سدهای بتنی نیازمند پیشبینی دقیق ترک خوردگی است، که به دست آوردن یک مدل رفتاری مناسب برای مصالح و یک روش محاسباتی قابل اعتماد و نزدیک به واقعیت، برای تحلیل ترک خوردگی در بتن به نیازی ضروری تبدیل شده است. در این رساله از مفهوم مکانیک شکست غیر خطی و مدل ترک مجزا برای مدل سازی ترک ایجاد شده در سد کوینا تحت شرایط بارگذاری استاتیکی و دینامیکی استفاده شده است. مدل پیشنهادی شامل جنبه¬های مختلفی برای شبیه¬سازی رفتار غیرخطی بتن در کشش در سدهای وزنی بتنی بوده و شامل رفتار پیش از نرم¬شدگی و شروع نرم¬شدگی بتن تحت بارهای دینامیکی می باشد و به خصوصیات پایه¬ای مصالح از قبیل مدول الاستیسیته، نسبت پواسون، مقاومت کششی و انرژی مخصوص شکست نیاز دارد. بدین ترتیب که نقاط آغاز شروع ترک را با توجه به تحقیقات و نتایجی که محققان گذشته بدست آورده اند را در نظر گرفته و مسیر ترک را از آن نقاط تا به انتها بدست میاوریم. جهت بکار گیری این مدل در تحلیل دینامیکی سد های بتنی، ماکرویی به زبان apdl که زبان مخصوص ماکرو نویسی در نرم افزار ansys میباشد تدوین گردیده است. مدل پیشنهاد شده توانایی تشخیص مسیر ترک، محاسبه تنش و جابجایی سد تحت بارگذاری دینامیکی را داراست. در این رساله چهار تحلیل با نقاط آغاز شروع ترک متفاوت با در نظر گرفتن تاثیرات اندر کنش سد و مخزن بر روی سد کوینا انجام شده است که در نهایت مشخص میشود، کاربرد این مدل نتایجی معقول در بر خواهد داشت و پروفیل ترک بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی مطابقت خوبی دارد.

از تجربیات بدست آمده از زلزله های گذشته ، چنین به نظر می رسد که بسیاری از ساختمان هایی که بر اساس آیین نامه های قدیمی طراحی شده اند در برابر زلزله آسیب پذیر هستند.یکی از روش های متداول در بهسازی لرزه ای ساختمان های فولادی ، استفاده از میراگر های اصطکاکی می باشد. میراگر پال یکی از مفیدترین ، کم هزینه ترین و ساده ترین این میراگرهاست.نوع اصلاح شده این میراگر (ipfd) عملکرد این میراگر را بهبود بخشیده و با ساده تر کردن ساختار آن ، هزینه ساخت آن را نیز کاهش داده است.به کار گیری این ابزار افزایش دهنده میرایی ، در نواحی لرزه خیز جهان به دلایل پیش گفته و نیز، عدم حساسیت به حرارات و عوامل محیطی ، رفتار مطمئن و مقاومت مطلوب مورد توجه قرار گرفته است.استفاده از این ابزار باعث می شود تمرکز تغییرشکل های غیرالاستیک و اتلاف انرژی در آنها صورت گرفته و در نهایت تقاضای اتلاف انرژی در اعضای اصلی سازه کاهش یابد.در این تحقیق به عنوان نمونه یک ساختمان 8 طبقه با سیستم سازه ای قاب خمشی در یک جهت و قاب خمشی به همراه بادبند در جهت دیگر مورد آنالیز قرار گرفته است.سطح عملکردایمنی جانی برای ساختمان انتخاب شد و تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی مشخص شد ساختمان مورد نظر سطح عملکردی مورد نظر را برآورده نمی کند.لذا طرح بهسازی ساختمان با میراگر ipfd مورد بررسی قرار گرفت و بین پاسخ سازه موجود و بهسازی شده مقایسه انجام شد.برای این منظور از تحلیل های استاتیکی غیرخطی (push over) و دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی استفاده شده است.همچنین برای بررسی میزان کارایی میراگر سه ساختمان 6 ، 10 و 12طبقه با پلان ، سیستم سازه ای و بارگذاری مشابه مورد استفاده قرار گرفت. برای بررسی عملکرد میراگر نمودارهای تاریخچه زمانی برش پایه ، تاریخچه زمانی جابه جایی بام ،دریفت طبقات ،انرژی جذب شده در المان های سازه و حلقه ی هیسترزیس میراگر بررسی شده اند. نتایج نشان داد استفاده از میراگر ipfd راهکار مناسبی برای بهسازی لرزه ای ساختمان بوده و باعث کاهش پاسخ سازه به زلزله ، بهبود سطح عملکرد سازه ای و کاهش جذب انرژی در المان های سازه شده است.همچنین این نتایج نشان داد که تاثیر میراگر در زلزله ها شدیدتر بیشتر است.ضمن اینکه مقایسه عملکرد ساختمان های با تعداد طبقات مختلف نشان داد که کارایی میراگر در ساختمان های کوتاهتر بیشتر است ،هر چند استفاده از میراگر در ساختمان های بلندتر نیز باعث بهبود عملکرد ساختمان می گردد.

روش المان محدود، بدلیل استفاده از المان در تحلیل مسائلی با مرزهای پیچیده یا متحرک و یا مسائلی که در زمان دچار تغییر در هندسه حوزه می شوند نیازمند فرآیند مداوم شبکه بندی مسئله میباشد. بدلیل چنین محدودیت هایی توجه پژوهشگران به روشهای بدون شبکه معطوف گردیده است. در این پژوهش، از ترکیب روش حداقل مربعات گسسته و روش ماکروپلین روشی نوین برای مدلسازی رفتار مصالح با ترک پیش رونده ارائه شده است. از مزایای این روش عدم نیاز به انتگرال گیری و سادگی به کارگیری آن می باشد. روش ارائه شده توانایی تحلیل تنش در صفحات ترکدار، پیش بینی مسیر رشد ترک و ارائه نمودار تنش-کرنش حاصل از رشد ترک در جسم سازه را دارا میباشد. در نهایت کارایی و دقت بالای روش حداقل مربعات گسسته با حل مسائل استاندارد به اثبات رسیده است.

هدف از این پژوهش ارائه ی مدل سه بعدی اجزای محدود نزدیک به واقعیت از سد دز است. با توجه به پیچیده بودن هندسه ی سد دو قوسی، از دو نرم افزار matlab و catia جهت ساختن هندسه ی سه بعدی این سد و نرم افزار اجزای محدود آباکوس استفاده شده است. پس از صحت سنجی اولیه ی مدل، دو مدل از سد تهیه شد مدل اول شامل یک مدل اجزای محدود سه بعدی دقیق و منطبق بر ابعاد واقعی سد با درنظر گرفتن درز های انقباضی و بارهای استاتیکی و حرارتی بود ونیروی هیدرواستاتیک ناشی از مخزن به شکل معادل در آن درنظر گرفته شد. در مدل دوم به جای نیروی هیدرواستاتیک معادل، مخزن به طور کامل با المان های سیال مدل سازی شد. در هر دو مدل تمامی سطوح تماس و اندر کنش های سد- مخزن- پی و شرایط مرزی بین بلوک های سد و انتهای دور مخزن مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. همچنین بار ناشی از حرارت در تمام نقاط بالادست و پایین دست سد درنظر گرفته شد. مشخص گردید بارهای حرارتی برعکس بار هیدرواستاتیکی مخزن ایجاد تنش های کششی قوسی در بدنه سد می کنند. تنش های کششی قوسی در قسمت های نزدیک تکیه گاه بیشتر می باشند و خطر ایجاد ترک در این نقاط بیشتر است و چون میزان تنش کششی قوسی موجود در بدنه سد، از میزان مقاومت کششی بتن کمتر است، امکان وقوع ترک های کششی وجود نخواهد داشت. بین بلوک ها نیروی فشاری در راستای عمود بر سطح تماس آن ها وجود دارد که این نیرو به دلیل عملکرد قوسی سد در توزیع تنش ها به سمت تکیه گاه ها به شکل فشاری است.