این تحقیق توسط برنامه کامپیوتری به مدلسازی دقیق تاثیرات گامهای آرماتوربندی بصورت مارپیچی پرداخته است. مدلی که مورد بررسی قرار گرفته دارای مقیاس 1 به 3 میباشد تا یتوان توسط دستگاههای آزمایشگاه سازه دقت مدل بررسی گردد. همچنین مدل باید قادر به بررسی و مقایسه ستون دایروی با خاموت دورپیچ متقاطع نسبت به خاموتهای دورپیچ معمولی باشد.برای بررسی اثر افزایشی گام مارپیچها یک ستون دیگر با گامی دیگر تحت اثر همین بارگذاری قرار گرفته و نمودارهای حاصله از بررسی عددی این ستون حاکی از افزایش در مقاومت و افزایش قابل توجهی در شکل پذیری ستونهای دورپیچ می باشد.لذا برای این منظور از سه مدل ستون که همه دارای ارتفاع 1000 میلیمتر و قطر 250 میلیمتر بررسی شده است.ستونها دارای خاموت دورپیچ معمولی و خاموتهای مارپیچ متقاطع دارای گامهای 25، 50، 75 میلیمتر است. در این مدلسازی اثرات افزایشی در فاصله خاموتها مقطع دایروی و محصورشدگی غیر فعال مارپیچهای متقاطع را توسط نمودار نیرو-تغییرمکان بررسی گردیده است تا درصورت انجام آزمایش حقیقی براحتی بتوان از نتایج این تحقیق استفاده نمود. نتایج حاصله از اعمال اینگونه بار حاکی از افزایش مقاومت و شکل پذیری ستون دارای دورپیچ متقاطع و عملکرد بهتر این ستونها در عمل مانندپایه پلها و شمعها را نشان می دهد. برای مدل کردن این ستون در برنامه abaqus سعی شده از مدل قطعات صلب که بتن دارای آن می باشد استفاده گردد و طبق بررسی های صورت گرفته مقدار مدول الاستیسیته برای بتنkg/m^2 105×2.6154 و ضریب پواسن 0.17 لحاظ گردیده است. برای یکی از ستونها دارای دورپیچ معمولی با گام 25 میلیمتر است و ستون دیگر که به صورت متقاطع مدل شده اند دارای گام مارپیچی معمولی 50 میلیمتر می باشد که برای نشان دادن اثر افزایش گامها است که در اصل این ستونی با مقطع مارپیچی متقاطعی است که دارای گام مارپیچی 25 میلیمتر می باشد. ستونهای معرفی شده بالا برای آنکه در پایه پلها در دو راستا مقید شده می باشند و نمی توانند هیچ حرکتی انجام دهند لذا سر ستونها را در دو راستای جانبی مقید در نظر گرفته ایم. بارگذاری طبق روندافزایشی مشخصی به صورت یکنواخت و بصورت فشار بر سطح در مدت زمان 1 دقیقه از صفر به 50 نیوتن بر میلیمتر مربع می رسد و این بخاطر این موضوع است که از اثرات بار ضربه ای بر روی ستون جلوگیری کرده باشیم.

رفتار اتصالات تیر- ستون در سازه های بتن آرمه از مسایل پیچیده در سازه های بتنی بوده و برای مهندسان طراح چندان روشن نیست. در آیین نامه های طراحی سازه های بتن آرمه از قبیل aci نیز جزییات دقیقی از پارامترهای موثر بر رفتار اتصالات دیده نمی شود و در آنها به ارایه توصیه هایی کلی در مورد اتصالات خاص بسنده شده است. بنابراین در این پایان نامه، مدل اجزای محدود چند اتصال تیر به ستون بتن آرمه در نرم افزار ansys ساخته شده و تحلیل غیر خطی استاتیکی بر روی آنها انجام گرفته است و در نهایت بر روی نتایج بدست آمده از آنالیز غیر خطی بحث شده است. مباحثی که در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته اند به ترتیب زیر می باشند: در فصل اول انواع اتصالات از نظر موقعیت قرارگیری در قاب و نوع رفتار بررسی شده اند.در فصل دوم به مهمترین تحقیقات انجام شده در زمینه اتصالات اشاره شده است.در فصل سوم پارامترهای تاثیرگذار بر رفتار اتصالات تشریح شده اند. همچنین در این فصل در مورد تاثیر لغزش مهاری آرماتور تیر بر رفتار غیر خطی اتصالات بحث مفصلی انجام شده است. ضوابط و توصیه های آیین نامه aci-318-99 در مورد طراحی اتصالات در فصل چهارم گردآوری شده است. در فصل پنجم به بررسی روابط مشخصه بتن و فولاد در تحلیل غیر خطی پرداخته شده است.در فصل ششم ابتدا توضیح مختصری در مورد نحوه مدل سازی بتن و آرماتور در نرم افزار ansys ارایه شده و سپس به منظور بررسی صحت مدل سازی و اطمینان از نتایج حاصل از آن یک اتصال بتن آرمه خارجی که در مرجع [26] مورد بررسی تجربی و عددی قرار گرفته بود را مدل سازی کرده و نتایج حاصل را با نتایج مرجع مذکور مقایسه کردیم. وقتی از صحت نتایج بدست آمده مطمین شدیم، در فصل هفتم سه مدل اتصال تیر- ستون را ساخته و نتایج آنالیز غیر خطی آنها را مورد بحث و بررسی قرار داده ایم.

خسارات مالی و تلفات جانی ناشی از وقوع زمین لرزه های بزرگ در جهان لزو درک رفتار دقیق سازه در هنگام وقوع زلزله را بیش از پیش روشن کرده است. در سالهای اخیر بررسی کفایت سازه ها از طریق کنترل مقاومت جای خود را به ارزیابی عملکرد لرزه ای آنها داده است. در این پژوهش ارزیابی عملکرد سازه های بتن آرمه با دال تخت با قاب خمشی پیرامونی با انجام تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیر خطی صورت گرفته و وقوع گسیختگی در اثر برش پانچ در اتصالات دال به ستون در این اینگونه سازه ها بررسی شده است. نتایج حاصل از تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیر خطی با هم مقایسه شده اند و دقت نتایج حاصل از تحلیل pushover برای ارزیابی سازه ها بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی غیر خطی و دینامیکی غیر خطی در ساختمان های این پژوهش تطابق قابل قبولی دارند. برای ارزیابی رفتار سازه ها از نتایج حاصل از تحلیل های دینامیکی و معیارهای دستورالعمل بهسازی استفاده شده است. پس از ارزیابی سازه ها مشاهده شد که در اینگونه سازه ها در زلزله های با احتمال وقوع 10 درصد در 50 سال (زلزله با دوره بازگشت 475 سال) در اتصالات دال به ستون گسیختگی در اثر برش پانچ اتفاق نمی افتد ولی سازه ها معیارهای سطح عملکرد ایمنی جانی (ls) را ارضا نمی کنند و در زلزله های شدید (maximum considered eathquake) در اتصالات دال به ستون در این سازه ها گسیختگی در اثر برش پانچ اتفاق می افتد. نتایج به دست آمده لزوم بررسی دقیق تر رفتار اتصالات دال-ستونی را در هنگام طراحی اینگونه سازه ها روشن می سازد. صرفا استفاده از یک سیستم باربر جانبی برای تحمل نیروهای لرزه ای نمی تواند مانع از وقوع گسیختگی در اثر برش پانچ در زلزله های شدید شود و با توجه ظرفیت شکل پذیری کم در اتصالات دال به ستون، در اثر تغییر مکان های جانبی به وجود آمده در سازه امکان وقوع گسیختگی در اثر برش پانچ هم چنان وجود دارد.

وقوع زلزله های بزرگ در نزدیکی شهرهایی که در مجاورت گسل قرار دارند غیر قابل انکار است. از خصوصیات حرکات ثبت شده در حوزه نزدیک نسبت به حوزه دور حرکات شدید قائم زمین می باشد. در این مطالعه هدف بررسی تاثیر مولفه قائم زمین در زلزله های حوزه نزدیک بر روی رفتار دیوارهای برشی همبسته می باشد. برای رسیدن به این هدف، در این پژوهش دو سازه دوبعدی 12 طبقه یکی بدون همبستگی و دیگری با ضریب همبستگی 30 درصد که طبق آیین نامه ایران طراحی گردیده، انتخاب شده است. تمام زلزله های حوزه نزدیک ایران با توجه به معیار محرز به همراه زمین لرزه های چی چی تایوان و لندرز آمریکا به عنوان زلزله های وارده بر سازه های مزبور در نظر گرفته شدند تا رفتار دینامیکی غیر خطی حوزه نزدیک سازه های انتخابی، مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد. بر اساس تحلیل غیر خطی در سیستم بدون همبستگی در حداکثر تغییر مکان بام حرکت عمودی زمین با کاهش نیروی وارده باعث کاهش ناچیز تغییر مکان نسبی طبقات بخصوص در یک سوم فوقانی دیوار می شود و همچنین باعث کاهش 80 درصدی دوران پای دیوار (یک هشتم ارتفاع طبقه اول از پای دیوار) در سازه با این سیستم می شود. اما در مورد سیستم با همبستگی 30 درصد حرکت عمودی زمین تاثیر قابل ملاحظه ای بر پارامترهای تغییر مکانی سیستم ندارد. در سیستم بدون همبستگی حرکت عمودی زمین به طور میانگین باعث کاهش 20 درصدی نیروی فشاری و افزایش 50 درصدی نیروی کششی وارده به دیوار می شود. در مورد سیستم با ضریب همبستگی 30 درصد تاثیر حرکت عمودی زمین بر نیروی فشاری و کششی دیوار قابل ملاحظه تر می باشد به طور میانگین باعث افزایش 145 درصدی نیروی فشاری و 70 درصدی نیروی کششی دیوار می شود. با توجه به این تاثیرات، در نظر گرفتن شتاب قائم در طراحی سازه ها اهمیت خواهد داشت و بایستی برای زلزله های حوزه نزدیک که موضوع این مطالعه می باشد طیف پاسخ عمودی در کنار طیف پاسخ شتاب افقی در آیین نامه ها وارد شود.