این پایان نامه به تحلیل تاریخچه زمانی قاب فولادی دو طبقه ای که توسط جداسازهای الیافی غیرمتصل لرزه جداسازی شده است می پردازد. جداسازهای الیافی جداسازهای الاستومری هستند که توسط لایه های الیاف تسلیح شده اند. غیرمتصل بودن جداسازهای مورد نظر بدان معناست؛ که جداسازها بدون هیچ گونه اتصال مکانیکی مابین زیرسازه (فونداسیون) و روسازه (قاب فولادی) قرار می گیرند. در نتیجه کاربرد غیرمتصل و همچنین عدم وجود سختی خمشی در لایه های تسلیح الیافی جداسازها، تحت اثر نیروهای جانبی جداسازها دچار تغییر شکل جانبی شبه غلتان می شوند. رفتار نیرو- تغییرمکان جانبی چنین جداسازهایی غیرخطی است؛ چرا که با افزایش تغییر شکل جانبی شبه غلتان سختی جانبی جداسازها کاهش می یابد. البته این کاهش سختی پدیده ی مثبتی قلمداد می گردد، زیرا منجر به افزایش راندمان جداسازها به عنوان جداگر لرزه ای می شود. در تحلیل تاریخچه زمانی انجام شده در این پایان نامه حلقه های پسماند نیرو- جابجایی جانبی جداسازها که از آزمایشات بارگذاری رفت و برگشتی بدست آمده اند، توسط نسخه تعمیم یافته ای از مدل بوک- ون که برای اولین بار در این تحقیق ارائه گردیده ، شبیه سازی شده اند. در این تحقیق پاسخ دینامیکی قاب فولادی جداسازی شده تحت اثر شش زلزله مختلف تعیین و با نتایج آزمایشات میز لرزه موجود در ادبیات تحقیق مورد مقایسه قرار گرفته اند. از مقایسه جابجایی های جانبی، برش پایه و لنگر واژگونی محاسبه شده قاب با مقادیر نظیر حاصله از مطالعات آزمایشگاهی این نتیجه قابل استنتاج است؛ که مدل تعمیم یافته بوک- ون مورد بررسی از دقت مناسبی در شبیه سازی رفتار تاریخچه زمانی جداسازهای مورد مطالعه و همچنین قاب جداسازی شده برخوردار می باشد.

مصالح بنایی در گذشته های دور، با توجه به نقش باربری قابل توجه، مصالح اصلی ساخت و ساز را تشکیل می دادند. این مصالح اولین بار با مشاهده سخت شدن گل در کناره کوره ها و تنورهای پخت و پز، مورد توجه قرار گرفتند و این مسئله اساس ساخت آجرهای امروزی را تشکیل می دهد. در آن زمان تنها به دلیل استحکام و در دسترس بودن مورد استفاده قرار می گرفت اما با گذشت زمان و مشاهده رفتار و عملکرد آن ها در شرایطی مثل زمین لرزه و باد و این که انسان همیشه به دنبال امنیت خاطر و آسایش می باشد، نیاز به شناخت رفتار دقیق تر این مصالح بیش از پیش احساس شد. در گذشته که تکنولوژی از شکل امروزی فاصله داشت، اکثر تحقیقات و بررسی ها حالت آزمایشگاهی داشت. به تدریج با پیشرفت علم و تکنولوژی دانشمندان به تحلیل های دقیق و علمی این مصالح در مقیاس کوچک و در مقیاس سازه های واقعی پرداختند. مدل سازی عددی دیوارهای آجری به طور کلی به پنج دسته مدل سازی میکرو یا ریزمدل سازی و مدل سازی ماکرو یا درشت مدل سازی و المان های ابداعی و حالت حدی و چند مقیاسی تقسیم می شوند. همان طور از ظاهر مشخص است، دیوار آجری یک ماده مرکب از سه جزء اصلی می باشد؛ آجر، ملات و سطح تماس آجر و ملات. در مدل سازی میکرو هر کدام از اجزاء دیوار آجری به طور جداگانه مدل سازی می شوند. هر چند که مدل سازی در این روش از دقت قابل توجهی برخوردار است، اما از نظر حجم محاسبات و شیوه مدل سازی، بسیار پیچیده است و برای مدل سازی در ابعاد بزرگ کاربردی ندارد. در مدل سازی ماکرو ، دیوار آجری به صورت یک ماده هموژن و یک دست، با خواص مکانیکی معادل فرض می شود. مدل سازی در این روش ساده بوده و حجم محاسبات نیز بسیار کمتر از مدل سازی میکرو می باشد. در روش سوم از یک سری المان های معادل به جای مدل سازی کل دیوار استفاده می شود. روش حدی نیز به مدل سازی المان های لاغر مصالح بنایی و طاق ها و قوس ها و بحث پایداری آن ها می پردازد و روش چند مقیاسی نیز از مزایای هر دو روش ماکرو و میکرو به منظور مدل سازی بنایی، بهره می گیرد. از جمله روش های عددی به کار رفته جهت مدل سازی عددی دیوارهای آجری نیز می توان به روش های اجزاء محدود و اجزاء مجزا اشاره کرد. بسیاری از مدل های عددی ارائه شده در این زمینه نیاز به پارامترهای متعددی دارند که لازمه داشتن آن ها، انجام آزمایش های غیرمتعارف و پرهزینه است و اجرای آن نیز نیاز به مهارت محاسباتی زیادی دارد، در این پایان نامه سعی شده یک مدل ماکرو با استفاده از نتایج تست های ساده و متعارف آزمایشگاهی برای ارزیابی دیوار بنایی غیرمسلح ارائه گردد. در واقع با داشتن نمودار تنش-کرنش یک منشور بنایی و خواص معمولی مانند مدول الاستیسیته و نسبت پواسون بنایی، مدل مذکور قادر خواهد بود تا رفتار غیرخطی یک دیوار بنایی را مدل سازی کند. رفتار بنایی غیر ایزوتروپیک است و در گذشته مدل هایی ارتوتروپیک برای مدل سازی آن در مقیاس ماکرو ارائه شده، ولی به دلیل نیاز به پارامترهای فراوان و پیچیده بودن آن، این مدل ها زیاد مورد استقبال قرار نگرفتند، برای رفع این نواقص یعنی ساده کردن تحلیل و در عین حال بالا بردن دقت آن در این تحقیق از یک ابتکار جدید جهت تحلیل دیوار بنایی استفاده شده است و آن استفاده از مدل چندصفحه ای است که اولین بار در مطالعه رفتار خاک به کار گرفته شده است، این مدل قادر است رفتار غیرایزوتروپیک تحمیلی ماده را به صورت خود به خود پس از تسلیم در نظر بگیرد، ویژگی عمده مدل چند صفحه ای، ارائه مدل ساختاری در صفحه است و نه در فضا، و از پیچیدگی های بیش از حد مدل های ساختاری در فضا در آن خبری نیست. اساس نظریه چندصفحه ای، تعیین ارتباط عددی بین دو حالت رفتارهای بین ذره ای (رفتارریزمقیاس) و خواص مکانیکی مهندسی (رفتاردرشت مقیاس) درقالب یک معادله ساختاری است. به عبارت دیگر، دراین حالت خواص ماده، ازویژگی هریک از اجزای سازنده آن به دست می آید و دست یابی به رفتار تنش- کرنش مصالح، با بررسی رفتاربین ذره ای نیزامکان پذیراست. این چهارچوب که دراصل کاربرد انتگرال گیری عددی درجمع آوری آثار مختلف دریک پهنه به حساب می آید، درپیش بینی رفتارمواد مرکب، بتن آرمه، نرم شدن مواد کشسان – خمیری وحتی محاسبه تغییرات ضریب نفوذپذیری خاک به تناسب تغییرشکل های خمیری در پهنه توده خاک، بکارگرفته شده است. دراین الگو چون رابطه ساختاری برای تعدادی صفحه مستقل نوشته می شود و ازطرفی این صفحه ها ازنظر درجه فعالیت، تغییرشکل خمیری، سخت شدگی وحتی گسیختگی متفاوت هستند، شکل ونزدیک ترین امتدادگسیختگی درهرسازه، قابل دست یابی است. در این پایان نامه سعی شده است تا در قالب برنامه نویسی به زبان برنامه نویسی متلب ابتدا رفتار درون صفحه ای مصالح بنایی در آزمایش سه محوره مدل سازی گردد و سپس امکان سنجی ای جهت استفاده از این مدل رفتاری در یک برنامه اجزاء محدود صورت گیرد. پس از اطمینان از صحت جوا ب های ارائه شده در قالب روش اجزاء محدود، دیوار بنایی بدون بازشویی که مورد تحقیق بسیاری از پژوهش ها قرار گرفته، تحت بار های جانبی با استفاده از الگوریتم ارائه شده، مورد تحلیل قرار بگیرد.

پایدارسازی شیب¬های خاکی و پیشنهاد راهکارهای گوناگون، یکی از مسائل مطرح و مهم در مهندسی ژئوتکنیک است. استفاده از روش¬های عددی و تحلیلی در پایدارسازیِ شیب¬های خاکی به کمکِ شمع، از روش¬های متداولی است که توسط محققین مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بهینه¬یابی مکان شمع به منظور پایدارسازی شیب¬های خاکی با استفاده از روش¬های عددی و تحلیلی توسط محققین مختلف، منجر به نتایج متعددی شده است که این سوال را در ذهن طراح مطرح می¬کند که بهترین مکانِ واقعی برای نصب شمع کجاست؟ به نظر می¬رسد که جایِ مطالعات آزمایشگاهی برای این منظور خالی است که در این تحقیق به آن پرداخته می¬شود. مطالعات آزمایشگاهیِ انجام شده در این تحقیق قادر است که گرهِ ایجاد شده در نتایج مختلف و گاه متضاد تحلیل¬های عددی را برای یافتن مکانِ بهینه شمع باز کند. مطالعهِ آزمایشگاهی مذکور، برای شیب خاکیِ ماسه¬ای انجام شده است که توسط بارش اشباع می¬گردد و پس از اشباع شدن تحت بارگذاری قرار می گیرد. با قرار دادن شمع در مکان¬های مختلف و اشباع کردن شیب خاکی توسط بارش و بارگذاری آن ها، نتایج قابل توجه و معقولی بدست آمده است که می¬تواند راهگشای مناسبی برای طراحان باشد. تمام مدل¬های آزمایشگاهیِ انجام شده، توسط روش-های تعادل حدی و اجزاء محدود نیز مدل¬سازی و مقایسه شده¬اند که تطابق خوبی با یکدیگر دارند.

چکیده در حال حاضر سازه¬های بسیاری در مناطق روستایی و شهری کشور را میتوان یافت که از مصالح بنایی ساخته شده اند. جزییات اجرایی ساختمان¬هـای بنایی متداول در کشور اغلب بر اساس یک سری ضوابط توصیه ای کلاف بندی بدون انجام تحلیل و محاسبات طراحی ساختمان تعیین می گردند. ساختمانهای مذکور را میتوان سازه های بنایی کلاف بندی شده نامید. ساختمان های بنایی از جمله سازه هایی هستند که مدل سازی رفتار آنها بدلیل ناهمگن بودن مصالح مصرفی (واحد های بنایی و ملات ماسه سیمان) دارای پیچیدگی خاص خود می باشد. عملکرد ساختمان¬های بنایی در زلزله¬های گذشته نشان داده است که این ساختمان¬ها هر قدر هم خوب ساخته شوند مادام که مسلح نباشند از شکل پذیری مناسبی برخوردار نبوده و آسیب پذیر خواهند بود. کاربرد تسلیح فلزی (آرماتور) عمدتا منجر به افزایش مقاومتهای خمشی و برشی دیوارهای ساخته شده از مصالح بنایی شده و همچنین سطح موثری از شکل پذیری را در سـاختمان ایجاد می¬نماید. در ساختمانهای بنایی مسلح، بر خلاف ساختمانهای بنایی کلاف بندی شده متداول در کشور که بر اساس ضوابط توصیه ای اجرا میشوند، آرماتورگذاری دیوار دارای مبنای محاسباتی شبیه به محاسبات ساختمانهای بتن آرمه می باشد. اجرای ساختمان¬های بنایی مسلح علی رغم مزایای اقتصادی آنها در سطح کشور متداول نیست که دلایل این امر را علاوه بر عدم وجود آموزش و مقررات ساختمانی مدرن، در فقدان مصالح بنایی استاندارد می باید جستجو نمود. هدف اصلی این تحقیق تولید آزمایشی بلوکهای بتنی مجوف براساس استانداردهای بین المللی و تعیین مشخصات فنی آنها توسط مطالعات آزمایشگاهی می باشد. بنایی مسلح با بلوک های مجوف بتنی استاندارد یک روش ساختمانی نسبتاً ساده و در عین حال اقتصادی است که از نظر مقاومت در برابر نیروهای باد و زلزله، در بسیاری از ساختمان¬های کوتاه تا متوسط می¬تواند رقیب مناسب سایر سیستم های سازه ای متداول باشد. از نظر اجرایی ساخت سیستم های بنایی نسبتا ساده¬ بوده و عملاً به تجهیزات اجرایی گران قیمت همانند ساختمانهای بتن مسلح و یا سیستمهای فلزی بی نیاز می باشد. در راستای تحقق اهداف این تحقیق دستگاه تولید بلوک های استاندارد و قالب بلوک مربوط به آن ساخته و متجاوز از پنجاه عدد بلوک بتنی مجوف به ضخامت اسمی 15 سانتی متر تولید گردیدند. در ادامه تحقیق حاضر مشخصات فنی بلوکها با انجام آزمایشاتی نظیر جذب آب، تعیین وزن مخصوص، انقباض و مقاومت فشاری تعیین و با مقادیر مجاز توصیه شده در استاندارد astm مورد مقایسه قرار گرفتند. علاوه بر این با ساخت ملات و دوغاب (ملات روان) منشورهای بنایی توخالی و دوغاب ریزی شده از بلوکهای استاندارد تولیدی ساخته و مقاومتهای فشاری آنها تعیین گردیدند. در مرحله نهایی تحقیق مقاومت فشاری منشورهای بنایی ساخته شده از بلوک های سیمانی موجود در بازار (بلوکهای مرسوم) تعیین و با مقادیر نظیر بدست آمده در خصوص بلوک های استاندارد تولید شده در این تحقیق مورد مقایسه قرار گرفتند. تحقیق حاضر میتواند فتح بابی برای انجام آزمایشات بیشتر در زمینه و گسترش کاربرد سیستم بنایی مسلح در کشور گردد.