اتصالات از جمله مهمترین بخشها در سازه های فلزی هستند و اتصال کف ستون یکی از مهمترین اتصالات است. اهمیت این اتصال به این دلیل است که رفتار آن بر روی کل سازه تآثیر گذارمی باشد. لذا طراحی این اتصالات بسیار حساس و مهم تلقی می شود. به منظور طراحی این اتصال ابتدا باید تنش توزیع شده در زیر کف ستون را که ناشی از بارهای وارده از ستون به کف ستون است بدست آورد. با دسترسی به شکل و شدت تنش توزیع شده در زیر کف ستون و با بکارگیری روشهای مختلف تحلیل سازه می توان تنشهای بحرانی را در کفستون محاسبه و بر اساس آن به طراحی کف ستون اقدام کرد. بنابراین یکی از پارامترهای مهم طراحی, حداکثر تنش و نحوه توزیع آن در زیر کف ستون (روی پی) است. در صورتی که فرض شود ورق کف ستون دارای عملکرد صلب است با وارد شدن بار محوری تنش زیر آن بصورت یکنواخت و با وارد شدن بار برون محور تنش زیر آن بصورت خطی توزیع می شود اما در عمل چنین نیست و ورق کف ستون صلب نمی باشد لذا توزیع تنش در زیر آن نمی تواند یکنواخت و یا خطی باشد. در این پایان نامه این موضوع مورد بررسی قرار گرفته و با مدلسازی این اتصال به روشهای تئوری ورقها و اجزاء محدود توزیع تنش زیر کف ستونهای در معرض بار محوری و برون محور بدست آمده است با توجه به اینکه روش اجزاء محدود یک روش عددی است و استفاده از آن برای طراحی هر اتصال دشوار است و معادلات حاصل از تحلیل ورق به روش تئوری ورقها نیز تا حدودی حجیم و دشوار است, مناسبترین اشکالی را که توزیع تنش زیر کف ستون (تحت اثر بارهای محوری و برون محور) نشان دهد و در عین حال این اشکال به توزیع بدست آمده از روش اجزاء محدود نزدیک باشد پیشنهاد شده است و با استفاده از این توزیع پیشنهادی مثال هایی طراحی شده که به مراتب اقتصادی تر از مثال های طراحی شده به روشهای آیین نامه است.

ارزیابی پایداری شیب های خاکی مسلح از مسائل مهم در مهندسی ژئوتکنیک می باشد. در این پایان نامه از روش قطعات افقی برای محاسبه مسلح کننده مورد نیاز برای پایداری شیب استفاده شده است در این روش خاک به یک سری قطعات افقی تقسیم شده و تعادل نیروهای افقی و قائم و تعادل لنگر نیروهای وارد به قطعات حول یک نقطه فرضی ارضا می شود. در این روش بایستی برای تحلیل مسئله سطح لغزش مشخص باشد. در تحقیقات پیشین از سطح لغزش لاگ اسپیرال استفاده نموده اند اما در این تحقیق علاوه بر این نوع سطح لغزش از سطح لغزش کلی نیز استفاده شده است. بر این اساس معادلات تعادل برای سطح لغزش کلی اصلاح شدند. برای حل دستگاه معادلات غیر خطی از روش نیوتن رافسون استفاده شده است. برای بدست آوردن بهینه ترین سطح لغزش از روش بهینه سازی گروه ذرات(optimization particle swarm(pso ،استفاده شده است. بر این اساس یک برنامه کامپیوتری نوشته شد که قادر است با گرفتن مشخصات هندسی شیب و مشحصات خاک بهینه ترین سطح لغزش لاگ اسپیرال و همچنین بهینه ترین سطح لغزش کلی را محاسبه نماید. نتایج تحلیل برای سطح لغزش لاگ اسپیرال کاملأ با نتایج سایر تحقیقات یکسان است اما برای سطح لغزش کلی مقدار بحرانی تری را نشان می دهد.

این پایان نامه با هدف نیل به تحلیل و طراحی هر چه دقیقتر، ایمنتر، اقتصادی تر وآسانتر سیستمهای ثانویه انجام شده است، بدین منظور این پایان نامه را می توان به سه قسمت عمده تقسیم بندی نمود. در قسمت اول که شامل فصول اول، دوم و سوم می باشد، کوشش شد تا ابتدا با بیان مقدماتی از انواع سیستمهای ثانویه و روشهای تحلیل آن، این گونه سازه ها معرفی و معضلات ناشی از تحلیل اشتباه که منجر به طرحی غیر ایمن و یا غیر اقتصادی می گردد، مورد بررسی قرار گیرد، سپس با ارائه ابعاد مختلف تحلیل ماتریسی سازه ها، چگونگی محاسبه پاسخ سیستم ثانویه و سازه اصلی و نیز چگونگی در نظر گرفتن اثر اندرکنش دینامیکی در محاسبه پاسخ دقیق سیستم ثانویه بیان گردید. این قسمت را می توان بعنوان اساس برنامه نویسی نرم افزاری در نظر گرفت که موضوع این پایان نامه می باشد. و اما در قسمت دوم این پایان نامه که شامل فصل چهارم می گردد، قابلیتها، توانائیها و چگونگی کار با نرم افزار مورد نظر این پایان نامه که بعنوان second analyser نام گذاری شده است بیان گردید و کوشش شد تا با ارائه مثالهای متعدد در زمینه تحلیل سازه و همچنین تحلیل سیستم ثانویه، صحت عملکرد این نرم افزار مورد بررسی و داوری قرار گیرد. در قسمت سوم این پایان نامه که شامل فصل پنجم می گردد تلاش شد تا با بررسی دو پارامتر مهم تأثیرگذار بر پاسخ سیستمهای ثانویه یعنی نسبت جرم و نسبت فرکانس، شرایط و دلایل افزایش درصد خطای تحلیل سیستم ثانویه ناشی از نادیده گرفتن اثر اندرکنش دینامیکی آن با سازه اصلی ارائه گردد. پس از بررسی انجام شده بر روی پارامترهای مهم نسبت فرکانس و نسبت جرم به دو نکته اساسی پی می بریم. اولاً استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی نسبت به روش طیفی باعث ایجاد درصد خطای بیشتری در محدوده نسبت فرکانس واحد می گردد. ثانیاً چنانچه فرکانس طبیعی سیستم ثانویه بیشتر از 1.3 برابر فرکانس طبیعی سازه اصلی باشد و جرم آن کمتر از 01. 0جرم طبقه ای از سازه اصلی که سیستم ثانویه بر روی آن نصب شده، گردد می توان با در نظر گرفتن یک ضریب افزایش، نیروی محاسبه شده از تحلیل بدون اندرکنش سیستم ثانویه را به میزان %15 افزایش داد تا خطای ناشی از نادیده گرفتن آن اثر اندرکنش به حداقل خود برسد.

مسئله آنالیز، طراحی و تعادل شیب های خاکی در پروژه هایی نظیر بزرگراه ها، سدها و به طور کلی پروژه هایی که احتمال وجود پتانسیل لغزش بر روی شیب شیروانی ها وجود دارد، یکی از چالش های اساسی پایداری شیب ها می باشد. روشهای متعددی برای آنالیز شیب ها تدوین شده، که رایج ترین آنها روش های حدی می باشد. ازبین همه روش ها، روش تعادل حدی به دلیل سادگی و قابلیت های آن، بیشتر مورد توجه قرار گرفته و کاربرد فراوانی در حل مسائل پایداری مکانیک خاک، از جمله پایداری شیروانیها دارد. در این روش ابتدا بایستی سطح لغزش انتخاب شده و سپس شیب از نظر پایداری تحلیل می شود و همین انتخاب سطح لغزش مشکل اساسی این روش می باشد. روش مرسوم و البته قدیمی تر این است که سطح لغزش، دایره ای فرض شده و با تولید تعداد زیادی سطوح لغزش آزمایشی و تحلیل آنها، سطح لغزش بحرانی، انتخاب شود. اما در خاک های لایه ای دیده شده است که، سطح لغزش دایره ای نبوده و ممکن است شکل هندسی خاصی نداشته باشد. به همین منظور، از روشهای بهینه سازی که در فضای جواب های ممکن در جستجوی بهترین جواب می باشد، استفاده می شود. با توجه به مشکلاتی از قبیل عدم همگرایی، وجود کمینه های متعدد و محلی، نیاز به تخمین برای شروع سعی اولیه و همچنین وجود متغیر های کنترل زیاد و زمان حل طولانی که در روشهای کلاسیک بهینه سازی وجود دارد، از روش های مدرن بهینه سازی موسوم به تجربه یافت(heuristic) استفاده می شود. در این پایان نامه از تکنیک مدرن بهینه سازی afsa (artificial fish swarm algorithm)، موسوم به حرکت گروهی ماهی ها، جهت تعیین سطح لغزش بحرانی شیروانی های خاکی غیر مسلح و مسلح، استفاده شده است. به این منظور ابتدا برای خاک های غیر مسلح و مسلح به روش تعادل حدی و روش قطعات، برنامه ای تهیه شده که با فرض همگن بوده خاک و با داشتن سطح لغزش و پارامتر های شیروانی شامل هندسه شیب، ضریب چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و وزن مخصوص خاک و همچنین اثرات ناشی از شتابهای زلزله و خصوصیات مسلح کننده، شیب را تحلیل کند. سپس الگوریتم بهینه سازی به برنامه اعمال شده و در نهایت برنامه ای تهیه شده است که توانایی تعیین سطح لغزش بحرانی شیروانی های خاکی غیر مسلح و مسلح را با استفاده از روش بهینه سازی afsa دارا می باشد. با استفاده از برنامه تهیه شده و تحلیل های متعدد، اثر و سرعت همگرایی پارامتر های موثر در این روش مورد ارزیابی قرار گرفته و با استفاده از مقادیر بهینه پارامتر ها، مسائل نمونه تحلیل و با نتایج تحقیقات انجام شده سایر محققین، مقایسه شده است. لازم به ذکر است کلیه برنامه ها با استفاده از نسخه نرم افزار matlab 2009 کد نویسی شده و جهت کنترل تحلیل ها، نرم افزار geo-studio مورد کاربرد قرار گرفته است.

در این پایان نامه، الگوریتمی بر اساس روش اجزاء محدود برای مطالعه پاسخهای دینامیکی ورقهای مرکب لایه ای تحت اثر نوسان گرهای متحرک ارائه شده است. در مدلسازی ورق، از المانهای دوبعدی مستطیلی چهار گرهی دارای پیوستگی مرتبه صفر شامل 5 درجه آزادی در هر گره در گوشه های المان، بر اساس تئوری تغییرفرمهای برشی مرتبه اول، استفاده شده است. روند ارائه شده، به منظور در نظرگرفتن اندرکنشهای دینامیکی کامل میان اجزاء سیستم توسعه یافته است. همچنین برای مسائل جرم متحرک و مسائل ساده شده بار متحرک نیز قابل کاربرد است. پس از به دست آوردن معادلات حاکم برای یک المان، سرهم کردن و اعمال شرایط مرزی هندسی، معادلات حرکت مربوطه با استفاده از روش شتاب ثابت از دسته روشهای انتگرال گیری عددی نیومارک حل شده و پاسخهای سیستم در هر مرحله زمانی به دست آمده اند. در ابتدا، نتایج عددی تحلیلهای استاتیکی، ارتعاش آزاد و مسائل ساده تر بار متحرک ارائه و به منظور اثبات صحت و دقت فرمولاسیون و روش حاضر، در صورت امکان با حلهای دقیق یا سایر روشهای عددی موجود مقایسه شده است. تحلیل پارامتریک انجام شده برای محدوده وسیعی از سرعتها، نسبتهای جرم، فرکانس و میرایی اجزاء سیستم نشان می دهد که اثرات سختی، اینرسی و سرعت وسیله متحرک و نیز میرایی ورق بر روی پاسخهای دینامیکی سیستم قابل توجه است، درحالی که میرایی وسیله متحرک اثر ناچیزی بر روی پاسخهای سیستم دارد. به علاوه، اثرات اندرکنشی زاویه الیاف و چیدمان لایه ها با سرعتهای حرکت وسیله متحرک نشان داده شده است. در انتها، اثرات خروج از مرکزیت وسیله متحرک بر روی پاسخهای دینامیکی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است.

در این پایان نامه ارتعاشات آزاد و کمانش حرارتی ورق های چهار وجهی با مرزهای جانبی خطی نازک تا نسبتاً ضخیم ساخته شده از مواد با خواص مادی متغیر در محیط حرارتی بررسی گردیده است. خواص مادی وابسته به دما فرض شده و در راستای ضخامت دارای تغییرات پیوسته می باشند که به صورت توزیع توانی در نظر گرفته شده اند. معادلات حاکم و شرایط مرزی مربوط که شامل اثرات تنش های حرارتی اولیه می باشند، با استفاده از اصل هامیلتون و کار مجازی و بر اساس تئوری مرتبه اول برشی بدست آورده شده اند. تنش های حرارتی اولیه با حل معادلات تعادل اولیه ترموالاستیک بدست آمده اند. سپس روش کارآمد و دقیق دیفرانسیل کوادریچر جهت تجزیه معادلات تعادل اولیه، معادلات ارتعاش آزاد و نیز معادلات کمانش حرارتی به کار گرفته شده و فرکانس های طبیعی و دمای بحرانی کمانش ورق به دست آورده شده اند. جهت اثبات دقت فرمولاسیون و روش ارائه شده، نتایج با نتایج به دست آمده بر اساس تئوری های کلاسیک، مرتبه اول برشی، مرتبه بالای برشی و سه بعدی الاستیسیته مقایسه شده اند. شرایط مرزی متفاوتی برای ورق در نظر گرفته شده است. همگرایی سریع روش برای تحلیل ارتعاش آزاد و کمانش حرارتی ورق های با خواص مادی متغیر واقع در محیط حرارتی به صورت عددی نشان داده شده است. در پایان، مطالعه پارامتری برای بررسی اثر پارامتر های مختلف از جمله شرایط مرزی مختلف، شاخص توزیع خواص مادی، توزیع دما (به صورت یکنواخت، خطی و یا غیریکنواخت)، نسبت اضلاع ورق و همچنین نسبت ضخامت به ضلع ورق بر روی فرکانس های ارتعاش آزاد و کمانش حرارتی صورت گرفته است. در این جا می بایستی متذکر شد که تاکنون جوابی برای ارتعاش آزاد و کمانش حرارتی ورق های چهار وجهی دلخواه ساخته شده از مواد با خواص متغیر و وابسته به دما تحت اثر محیط حرارتی و بر اساس تئوری مرتبه اول برشی موجود نمی باشد. بنابراین یک سری نتایج جدید برای ارتعاش آزاد و کمانش حرارتی این ورق با شرایط مرزی مختلف ارائه خواهند شد که این نتایج جدید می توانند به عنوان یک مرجع برای سنجش دقت دیگر مطالعات در آینده به کار رود.

چکیده بهینه کردن فشار های جانبی وارد بر دیوارهای حائل مسلح و غیر مسلح با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک به وسیله ی: سعید شهیدیان محاسبه فشار جانبی خاک در دیوارهای حایل مسلح و غیرمسلح یکی از چالش های اصلی مهندسین ژئوتکنیک می باشد. در این پایان نامه پایداری دیوارهای خاکی مسلح و غیر مسلح مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای تحلیل از روش قطعات قائم و روش اسپنسر استفاده شده است. یکی از مشکلات روش قطعات قائم، این است که سطح لغزش بایستی از قبل مشخص باشد. در این پایان نامه سطح لغزش بحرانی با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک و روش گروه ذرات تعیین شده است. برای حل مسئله یک برنامه کامپیوتری نوشته شد. این برنامه قادر است با گرفتن ورودی های هندسی و مشخصات خاک، پایداری دیوار را بررسی کند و بحرانی ترین سطح لغزش را معرفی نماید. با مقایسه نتایج حاصل از برنامه نوشته شده با نرم افزار slope/w درستی برنامه برای سطح لغزش مشخص، ارزیابی شد. سپس نتایج به دست آمده با نتایج سایرین مقایسه گردید. نتایج نشان دادند که سطح لغزش به دست آمده و نیز نیروی وارده به دیوار، نسبت به نتایج سایرین بحرانی تر است.

در این پایان نامه، قابلیت روش زمان دوام در مقایسه با روشهای استاتیکی غیرخطی و دینامیکی فزاینده در تحلیل لرزه ای ساختمانهای فولادی نامنظم در پلان مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به اینکه وجود نامنظمی درسازه در رفتار لرزه ای آن پیچید گیهای خاصی را اعمال می کند،بنابراین باعث تمرکز تنش در برخی از اعضای سازه شده و تحلیل آن را دچار مشکل می سازد. به عنوان مثال، اثرات مودهای بالاتر بخصوص مودهای پیچشی در رفتار لرزه ای سازه گاهی بیشتراز مودهای ابتدایی می شود و یا اصولاً تغییرشکل سازه کاملاً دگرگون می گردد و یا بخش های مختلف سازه دارای پریودهای منحصر به فرد می شوند.به همین دلیل ساختمانهای نامنظم نیاز به شکل پذیری و مقاومت ویژه ای دارند و برای تحلیل آنها نیاز به روشهایی است تا بتوان این نیازمندیها و پیچیدگیها را در نظر گرفت و تصویر مناسبی از رفتار سازه در مقابل زلزله را نشان داد. رسیدن به این هدف می تواند قدم موثری در جهت ارزیابی لرزه ای ساختمانهای نامنظم باشد و همچنین می توان درمقاوم سازی اینگونه ساختمانها از این روش بهره برد. از آنجایی که روش زمان دوام اخیراً ارائه شده،دقت و صحت آن در زمینه های مختلف نیازمند تحقیقات بیشتر است. لذا در این پایان نامه، مدلهای سه بعدی 3، 7 و 12 طبقه از ساختمان فولادی که فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی آنها بیش از 20 درصد بعد ساختمان در جهت مربوطه می باشند، بر اساس آیین نامه aisc طراحی شده و با استفاده از نرم افزارperform-3d با روش زمان دوام مورد ارزیابی لرزه ای قرار می گیرند و عملکرد لرزه ای آنها با روشهای استاتیکی غیرخطی و دینامیکی فزاینده مقایسه می شود. نتایج نشان دهنده این است که روش زمان دوام کارایی خوبی در تحلیل سازه های نامنظم فولادی دارد و عملکرد واقعی تری از سازه را در هنگام زلزله به تصویر می کشد. ضمن اینکه در برخی موارد هماهنگی خوبی با روشهای استاتیکی غیرخطی و مخصوصاًدینامیکی فزاینده دارد.

امروزه یکی از مهمترین پارامترهای تحلیل و طراحی سازه انتخاب روش مناسب تحلیل با توجه به شکل و نوع سازه از نظر منظمی و نامنظمی می باشد . نامنظمی یکی از مسائلی است که در آنالیز و بررسی رفتار سازه نقش مهمی را ایفاء می نماید. نامنظمی موجب پیچیدگی رفتار لرزه ای سازه و ایجاد تمرکز تنش در اجزاء آن می شود. لذا جهت بررسی دقیق تر رفتار لرزه ای این سازه ها انتخاب روش صحیح تحلیل سازه اجتناب ناپذیر می باشد.روش تحلیل استاتیکی غیرخطی یکی از روشهای ساده و کاربردی جهت شناخت رفتار غیرخطی سازه ها می باشد. با این حال این روش بیشتر برای ساختمانهای منظم ارائه شده است. یکی دیگر از روشهای تحلیل لرزه ای سازه روش دینامیکی فزاینده است. این روش وقت گیر بوده و دارای پیچیدگی هایی است که کاربرد آن را برای استفاده عملی در مهندسی محدود می کند. روش دیگری که اخیرا ارائه شده است، روش زمان دوام است که نوعی تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی است. این روش محدودیت های روش تحلیل استاتیکی غیرخطی را نداشته وفاقد پیچیدگی های روش دینامیکی فزاینده برای مصارف عملی است.در این تحقیق ساختمانهای 3، 5، 7 و 9 طبقه بتنی نامنظم در ارتفاع با اختلاف تراز طبقات در هر ساختمان به مقدار5/0، 0/1 و 5/1 متر با سه دهنه به صورت دو بعدی بر اساس آیین نامه های aci318-99 و ubc94طراحی شده و با استفاده از نرم افزار idarc-2d با هر سه روش فوق تحلیل شده اند. در هر مورد شاخص خرابی بدست آمده و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج حاصل، بیان گر قابلیت مناسب روش زمان دوام در پیش بینی انواع شاخص های خرابی می باشد.ضمن اینکه با توجه به دینامیکی بودن ماهیت روش زمان دوام، هماهنگی خوبی با روش دینامیکی فزاینده، دارد و در مواردی نتایج این روش، به نتایج روش استاتیکی غیر خطی، نزدیک تر می باشد

در این پایان نامه به تحلیل استاتیکی و دینامیکی شمع های منفرد قائم تحت اثر بارهای جانبی واقع در انواع خاک های چسبنده و غیر چسبنده پرداخته شده است. ابتدا با استفاده از اصل همیلتون و بر مبنای تئوری کلاسیک، معادله حاکم بر رفتار شمع تحت اثر انواع بارهای جانبی را به دست آورده و از آن ها برای بدست آوردن معادله حاکم بر رفتار شمع تحت اثر بار های دینامیکی و استاتیکی استفاده می کنیم. لازم به ذکر است به منظور مدل سازی رفتار غیرخطی-دینامیکی خاک از منحنی p-y دینامیکی استفاده شده است. همچنین، با در نظر گرفتن دو نوع شرط مرزی برای سر شمع، یکی حالت سر آزاد و دیگری سر بسته، به حل معادله حاکم پرداخته شده است. روش عددی مورد استفاده برای حل معادلات حاکم، روش دیفرانسیل کوادریچر می باشد. به منظور بررسی و مشخص کردن سرعت همگرایی این روش، ابتدا مسئله ای را در نظر گرفته و آن را با استفاده از روش های دیفرانسیل کوادریچر و تفاضل محدود حل نموده و نتایج حاصله، با نتایج حل دقیق و تحلیلی آن مقایسه شده است. پس از مشخص شدن سرعت همگرایی روش دیفرانسیل کوادریچر، سایر مسائل شمع تحت اثر نیروهای استاتیکی و نوسانی با به کارگیری همین روش عددی حل شده اند و بر اساس آن اثر پارامتر های مختلف شمع و خاک و همچنین اثر فرکانس بارگذاری بر جابجایی های ایجاد شده در شمع و حداکثر لنگر بوجود آمده در آن ، که در بهینه نمودن طراحی شمع ها بسیار با اهمیت می باشد، مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است. ضمنا به منظور بررسی های بیشتر و اطمینان از صحت نتایج، در حالت های مختلف مقایسه ای بین روش دیفرانسیل کوادریچر و روش تفاضل محدود و همچنین نتایج ارائه شده توسط سایر محققین انجام شده است.

این پایان نامه، الگوریتم بهینه سازی گسسته ی کلونی زنبور مصنوعی توسعه یافته به کمک مکانیزم بازگشت ‏‏(‏abc-fb‏) را برای طراحی بهینه‏‎ ‎ی وزن خرپاهای صفحه‎ ‎ای، خرپاهای فضایی و قاب های فولادی ارائه می دهد. ‏این الگوریتم بر مبنای الگوریتم های بهینه سازی کلونی زنبور مصنوعی ارائه شده توسط ‏karabog‏ [‏appl soft ‎comput 11(2011) 3021-3031‎‏] و ‏sonmez‏ [‏struct multidisc optim 43(2011)85-97; appl soft ‎comput 11(2011) 2406-2418‎‏] می باشد. از الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی ‏karaboga‏ که برای بهینه سازی ‏مقید مسائل عددی ارائه شده بود، به عنوان الگوریتم پایه و از پیشنهاد ‏sonmez‏ در جایگزینی نصف بهترین راه ‏حل ها از جمعیت اولیه، به عنوان زنبورهای "استخدام شده" به منظور افزایش سرعت همگرایی استفاده ‏می شود. به منظور گسسته سازی این الگوریتم، با الهام از پیشنهاد ارائه شده توسط کاوه و طلعت اهری‎ ‎‏ ‏‏[‏asian journal of civil engineering (building and housing) 9(2007)563-575‎‏] در الگوریتم گسسته ی ‏بهینه سازی جامعه ی ذرات، مقادیر انتخاب شده توسط زنبورها با نزدیکترین مقدار گسسته ی مجاز جایگزین ‏می شوند. در مرحله ی بعد، جهت اعمال قیود به الگوریتم، از "مکانیزم بازگشت" استفاده می شود. این تکنیک ‏اعمال قیود که از مجموعه ی روش های مبتنی بر توابع جریمه ی فوت به شمار می آید، نسبت به دیگر ‏تکنیک های اعمال قیود، روشی نسبتاً ساده است، به ویژه زمانی که به علت سادگی قیود، تولید فضای اولیه ی ‏امکان پذیر دشوار و زمان بر نباشد. این روش بر اساس تکرار فرایند تولید یک نقطه ی جدید، به صورت بازگشتی ‏به نقطه ی اولیه، تا زمان دست یابی به یک حل امکان پذیر، می باشد. زمانی که فرایند بهینه سازی آغاز می شود، ‏ذرات (زنبورها) در فضای امکان پذیر به دنبال راه حل می گردند. اگر هر یک از ذرات (زنبورها) به خارج از ‏ناحیه ی امکان پذیر‎ ‎برود، به موقعیت قبلی اش باز گردانده می شود تا فضایی که ذرات (زنبورها) در آن به جستجو ‏می پردازند، یک فضای امکان پذیر باشد. الگوریتم پیشنهادی با استفاده از چند مثال مبنا از خرپاهای صفحه ای، ‏خرپاهای فضایی و قاب های فولادی دو بعدی که در مقالات موجود هستند، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج، نشان ‏دهنده ی افزایش نرخ همگرایی و دقت، در مقایسه با سایر روش های بهینه سازی می باشد.‏

در میان انواع سازه ها، پل ها نسبت به سایر سازه های معمولی دارای ساختار سیستم پیچیده تری می باشند. همچنین به عنوان یکی از ارکان شریان های حیاتی می باشند که لازم است بعد از زلزله به منظور راه دسترستی به بیمارستان ها، ایستگاه های آتش نشانی و سایر خدمات مورد استفاده قرار گیرند. بنا به علل ذکر شده، می توان گفت پل ها بی تردید جایگاه ویژه ای در حفظ سطح مورد نیاز از ایمنی و قابلیت بهره برداری را دارا می باشند. اکثر آیین نامه های طراحی پل در بحث تحلیل لرزه ای پل ها، یا اثر مولفه قائم را در نظر نمی گیرند و یا روش مشخصی برای در نظر گرفتن مولفه قائم زلزله ارائه نمی دهند. با این حال بررسی زلزله های چند دهه اخیر نشان می دهد که اثر مولفه قائم زلزله می تواند در برخی موارد از عوامل اصلی تخریب پل ها باشد. در مواردی که اثر مولفه قائم در طراحی وارد می شود تابع طیف به طور معمول 66/0 طیف پاسخ مولفه افقی منظور می شود. با این حال مطالعات جدید نشان می دهند که این نسبت در پریودهای پایین و در نواحی نزدیک گسل، تخمینی در خلاف جهت اطمینان است. در این تحقیق علاوه بر بررسی اثر همزمان دو مولفه افقی و قائم زلزله، اثر همزمان هر سه مولفه زلزله بر پاسخ پل ها، بررسی گردیده است. در فصل اول به بررسی پژوهش ها و مطالعات انجام شده بر تأثیر مولفه قائم زلزله بر طیف پاسخ زلزله و نیروهای وارد بر پل پرداخته شده است. با توجه به اهمیت در نظر گرفتن اندرکنش خاک در کوله ها و زیر ستون ها با سازه پل، در فصل دوم به بررسی نیروهای وارد بر خاک و نیز روابط موجود به منظور در نظر گرفتن اندرکنش خاک پرداخته شده است. در فصل سوم به معرفی اعضای رو سازه و زیر سازه پرداخته شده است. انواع روش های مدل سازی ستون ها، مدل سازی عرشه، تأثیر انحراف عرشه پل ها بر عملکرد صلب عرشه، درزهای انبساط و بالشتک ها به عنوان انتقال دهنده های نیرو از عرشه به ستون ها، معرفی و مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل چهارم شاخص ترین ویژگی های نرم افزار اُپن سیس که دلیل انتخاب آن برای این تحقیق می باشد، ذکر می گردد. سپس، پل کلمنتس به منظور مدل سازی، معرفی شده است. در انتها با مقایسه مقادیر پاسخ های نیرویی و تغییر مکانی و نتایج موجود در مقاله، صحت مدل ساخته شده در نرم افزار اُپن سیس کنترل می گردد. در فصل پنجم نتایج حاصل از تحلیل پل های مدل سازی شده در فصل چهارم، ارائه شده است. در این راستا به بررسی اثر مولفه قائم زلزله بر رفتار لرزه ای پل ها پرداخته شده است. در نهایت در فصل ششم خلاصه ای از نتایج و پیشنهادات حاصل از این تحقیق بیان شده است.

در صورت عدم دسترسی به نگاشت هایی مناسب، استفاده از نگاشت های اصلاح شده جایگزینی مناسب جهت انجام تحلیل های تاریخچه زمانی خواهد بود و در تهیه این مجموعه نگاشت، انطباق طیفی از مهمترین و یا اصلی ترین معیارهای آیین نامه ها می باشد. روش های زیادی جهت اصلاح نگاشت های موجود جهت حصول انطباق طیفی بیشتر بر طیف پاسخ هدف موجود می باشد. اما در کل می توان این روش ها را به سه دسته مقیاس در حوزه زمان، مقیاس در حوزه فرکانس و مقیاس در حوزه زمان- فرکانس تقسیم بندی کرد. در تمامی روش های مذکور طیف پاسخ هدف به عنوان تنها داده لرزه ای هدف درنظر گرفته می شود و تلاش برای حصول انطباق بر آن صورت می گیرد. در حالیکه طیف پاسخ تنها یکی از داده های بدست آمده از نگاشت های طبیعی روی داده می باشد و نگاشت هر منطقه دارای بسیاری از اطلاعات لرزه ای دیگر می باشد که درون طیف پاسخ دیده نشده است. همچنین بدلیل آنکه طیف پاسخ مستقل از زمان می باشد و هیچگونه اطلاعات زمانی ارائه نمی کند، روش های اصلاح اقدام به اصلاح کلیه دامنه نگاشت ها با ضریب یا ضرایبی یکسان جهت انطباق بر طیف پاسخ هدف می کنند درحالیکه بسیاری از بازه های یک نگاشت شاید نیازی به اصلاح نداشته و یا آنکه جهت اصلاح نیازی به پاسخ های اکسترمم نباشد. در این پایان نامه به بررسی سه روش عمده مورد استفاده جهت اصلاح نگاشت ها جهت حصول انطباق طیفی موردنظر پرداخته می شود و پس از شرح هر روش اقدام به اصلاح مجموعه ای از نگاشت ها به آن روش جهت انطباق بر طیف پاسخ نگاشت انتخاب شده ای به عنوان هدف می گردد. پس از آن ضعف دیده شده در هر روش بیان خواهد شد و نشان داده می شود که نگاشت های روی داده دارای سطح بیشتری از اطلاعات می باشند و در این میان سطحی جدید از اطلاعات یک نگاشت که ایده تکامل طیفی نام گذاری شد و از دستآوردهای این تحقیق می باشد بیان می گردد. در انتها بوسیله ایده مطرح شده و روش پیشنهادی دیگری اقدام به برطرف نمودن ضعف های روش های بیان شده اصلاح نگاشت پرداخته می شود. نتایج بدست آمده انطباق طیفی بیشتر و نگاشت هایی با رفتاری نزدیک تر به نگاشت هدف را نشان می دهد.

به دلیل وجود پیچیدگی های بسیار در سازوکار رویداد زمین لرزه ها، امکان پیش بینی دقیق آن در یک ساختگاه معین وجود ندارد. اما تجربه و یافته های علمی نشان می دهد که با استفاده از روش های آماری و احتمالی تحت عنوان تحلیل خطر لرزه ای، می توان ایمن بودن سازه ها در مقابل زمین لرزه را تا حد مطلوبی برآورد نمود. مطالعه حاضر، نتایج این تحلیل را با استفاده از رهیافت احتمالی و در مواردی با استفاده از رهیافت تعینی ارائه داده است. این مطالعات به منظور بررسی وضعیت لرزه خیزی در استان بوشهر و با انتخاب گستره طرحی به شعاع 150 کیلومتر از مرز های این استان صورت گرفته است. بدین منظور منابع لرزه زا در گستره طرح با استفاده از نقشه های زمین شناسی موجود، تعیین و سپس مدل مناسب از چشمه های لرزه زا به-صورت خطی در منطقه ارائه شده است. فهرست زمین لرزه های روی داده در محدوده مطالعاتی از طریق اسناد تاریخی و ثبت دستگاهی جمع آوری شده و با استفاده از روش هایی، نواقص موجود در این کاتالوگ مرتفع گردیده است. دست یابی به توزیع پواسونی با به کارگیری روش پنجره زمانی- مکانی گاردنر و نوپوف و حذف پس لرزه ها و پیش لرزه ها انجام شده است. در ادامه با استفاده از روش های کیکو و گوتنبرگ- ریشتر، پارامترهای لرزه خیزی محاسبه و پس از انجام بررسی هایی بهترین نتایج انتخاب شده اند. در نهایت پارامترهای مذکور، با توجه به توان لرزه زایی هر گسل به گسل های منطقه اختصاص داده می شود. از طرفی میزان کاهندگی و تضعیف پارامترهای جنبش نیرومند زمین با استفاده از روابط boore- atkinson، campbell-bozorgnia، chiou-youngs و قاسمی و همکاران محاسبه شده اند. پس از ترکیب منابع لرزه زا و استفاده از روابط کاهندگی اشاره شده در فوق، تحلیل خطر لرزه ای از استفاده از نرم افزار ez-frisk صورت گرفته است. خروجی های این برنامه به صورت منحنی خطر و طیف خطر یکنواخت با استفاده از روش های تعینی و احتمالی خطر لرزه ای، برای شهرهای مهم استان در نمودارهایی ارائه شده است. در نهایت نقشه پهنه بندی خطر لرزه ای با استفاده از یک کد نوشته شده در برنامه مطلب و با داشتن طول و عرض جغرافیایی هر نقطه و مقدار بیشینه شتاب زمین(pga) و برای دوره بازگشت های 75، 475 و 2475 سال ترسیم شده است.

تا قبل از زلزله سال 1994 نورثریچ و زلزله 1995 کوبه ی ژاپن فرض بر این بود که اتصالات ساختمان های قاب خمشی دارای شکل پذیری مناسبی می باشند، پس از این زلزله ها اتصالات مقاوم خمشی خسارت های زیادی را متحمل شدند. با مطالعات آزمایشگاهی مجدد بر روی اتصالات این قاب ها، شکل پذیری و اتلاف انرژی بسیار کم و شکست ترد در جوش های بال تیر به ستون در تغییرمکان های اندک، برای آن مشاهده گردید. در چاره اندیشی برای بهبود عملکرد این اتصالات، اتصال با کاهش در مقطع تیر به نام "reduced beam section" (rbs) پیشنهاد گردید. در این حالت به فاصله ی اندکی از بر ستون به صورت موضعی در مقطع تیر باریک شدگی ایجاد می گردد تا ظرفیت خمشی تیر در آن منطقه کاهش یابد. با این عمل مفصل پلاستیک دور از اتصال تیر به ستون و در خود تیر ایجاد می شود و از شکست در اتصال و جوش بال تیر به ستون جلوگیری می گردد. نوعی از اتصال کاهش یافته که با ایجاد برش کمانی در بال تیر ایجاد می شود، بیش از انواع دیگر برش مورد توجه قرارگرفته است. این نوع اتصال معروف به اتصال استخوانی می باشد. در این مطالعه تأثیر زاویه تیر نسبت به ستون در عملکرد لرزه ای اتصال استخوانی تحت زوایای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. جهت تحلیل و شبیه سازی از روش المان محدود و نرم افزار آباکوس استفاده گردید که نوع تحلیل استاتیکی غیرخطی، معیار تسلیم مصالح فون میسز و کرنش سخت شوندگی مصالح در حالت بارگذاری چرخه ای سینماتیکی انتخاب گردیده است. نتایج نشان می دهد که تغییرات زاویه تیر نسبت به محور مرکزی ستون تأثیرات کمی در پاسخ هیسترزیس نمونه ها دارد. با افزایش زاویه مقاومت در ناحیه غیر ارتجاعی افزایش می-یابد که برای زوایای بیش از 30 درجه بیش تر است. در اتصال تیر مورب گسیختگی در ناحیه کاهش یافته rbs از یک طرف شروع می شود، درحالی که در اتصال مقاوم خمشی تیر به ستون در زاویه صفر درجه، گسیختگی از دو طرف به طور همزمان آغاز می گردد. همچنین با توجه به تجزیه نیروها در حالت اتصال تیر مورب، پیچش در تیر و ستون ایجاد می گردد و مقدار لنگر وارده به چشمه اتصال کاهش می یابد که این مقدار کاهش با افزایش زاویه، افزایش می یابد. بر همین اساس انرژی کمتری توسط چشمه اتصال مستهلک می گردد. در این تحقیق نشان داده شد که برای طراحی و کنترل ورق های تقویتی اتصالات مقاوم خمشی در حالت تیر مورب می توان نیروی های کمتری را در نظر گرفت.

استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی یکی از روش های کنترل غیر فعّال سازه است. این نوع آلیاژ به علت داشتن ویژگی های منحصر به فردی همچون خاصیت فوق ارتجاعی و اثر حافظه دار شکلی توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است. این خواص ناشی از تبدیل فازی ایجادشده در آلیاژ به علت تغییرات درجه حرارت و تنش است. از جمله روش های به کارگیری این آلیاژ در سازه، می توان به استفاده از آن در محل اتصال تیر به ستون قاب های فولادی اشاره کرد. هدف این پژوهش بررسی اثر تعداد اتصالات مجهز به آلیاژ حافظه دار شکلی بر تغییرات پارامتر های لرزه ای قاب های خمشی است. در این پژوهش سه قاب فولادی 5، 10 و 15 طبقه با تعداد مختلف اتصالات مجهز به آلیاژ حافظه دار شکلی مورد مطالعه قرارگرفته است. اولویت تجهیز اتصالات، به آلیاژ حافظه دار شکلی بر اساس محل تشکیل مفاصل پلاستیک است. آلیاژ حافظه دار شکلی در نظر گرفته شده از نوع فوق ارتجاعی است. قاب های گفته شده با استفاده از تحلیل بار افزون، تحلیل چرخه ای و تحلیل تاریخچه زمانی با سه شتاب نگاشت با حداکثر شتاب های 0.2g، 0.35g و 0.7g مورد ارزیابی قرارگرفته اند. نتایج بیانگر این است که با افزایش تعداد اتصالات مجهز به آلیاژ حافظه دار شکلی پارامترهایی همچون تغییر مکان باقیمانده بام، نسبت تغییر مکان باقیمانده طبقه و تعداد مفاصل پلاستیک تشکیل شده در انتهای تیرها کاهش می یابند. کاهش این پارامترها بیانگر کاهش آسیب های ایجاد شده در قاب پس از زلزله می باشد. مقایسه تغییرات در پارامتر های مورد مطالعه بیانگر آن است که افزایش تعداد اتصالات اگرچه تأثیر بر این پارامتر ها را افزایش می دهد ولی نرخ تأثیر اتصالات بر پارامترها به تعداد اتصالات را کاهش می دهد.

خطوط لوله مدفون گازی از مهم ترین شریان های حیاتی هستند، زیرا حاوی مواد اشتعال پذیر بوده و در صورت نشت گاز و آتش سوزی های پس از آن می توانند خسارت مالی، جانی و زیست محیطی هنگفتی را به بار آورند. بررسی رفتار لوله در زلزله های گذشته، حاکی از آسیب پذیری آن ها در برابر حرکات پایدار زمین چون گسل می باشد. در اکثر مطالعات صورت گرفته، حرکت گسل به صورت دو بعدی در نظر گرفته شده است. در برخی از مطالعات اخیر حرکت سه بعدی گسل در نظر گرفته شده اما برای در نظر گرفتن اندرکنش بین لوله و خاک، به منظور مدلسازی خاک از فنرهای معادل استفاده شده است که نیروی فنرها با استفاده از سعی و خطا به دست می آید. در این مطالعه با استفاده از المان های سه بعدی پیوسته برای خاک، حرکت سه بعدی گسل در نظر گرفته شده است، جهت مدل سازی از دو بخش خاک، جهت اعمال حرکت گسل و یک بخش لوله استفاده شده است، لوله های تحت بررسی شامل لوله پلی اتیلن با چگالی بالا و لوله فولادی است. پارامترهای مختلفی بر پاسخ لوله تحت گسل موثر هستند، این پارامترها شامل قطر لوله، ضخامت لوله، عمق دفن لوله از سطح خاک، زاویه جهت گیری لوله نسبت به گسل، جنس خاک و سرعت اعمال جابه جایی گسل می باشد. جهت بررسی میزان تأثیر این پارامترها، مدل های مختلفی تحت شرایط متفاوتی از هریک از پارامترها مورد تحلیل قرار گرفته است، در لوله پلی اتیلن با چگالی بالا، نتایج حاکی از این است که افزایش قطر لوله، ضخامت لوله و زاویه جهت گیری لوله نسبت به گسل سبب کاهش پاسخ کرنش طولی می گردد، اما با افزایش عمق دفن لوله و افزایش چسبندگی خاک در خاک رس و افزایش میزان زاویه اصطکاک داخلی خاک در خاک های دانه ای میزان کرنش طولی افزایش می یابد. همچنین بررسی سرعت اعمال جابه جایی گسل نشان داد که این پارامتر در جابه جایی کم گسل، در خاک های دانه ای سبب افزایش کرنش طولی و در خاک های رسی سبب کاهش کرنش طولی می گردد. در ادامه میزان تأثیر پارامتر های یاد شده در لوله فولادی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با افزایش قطر لوله و زاویه جهت گیری لوله نسبت به گسل، میزان کرنش طولی کاهش و با افزایش عمق دفن لوله میزان کرنش طولی افزایش می یابد، همچنین مشاهده شد که در لوله فولادی ضخامت تأثیر محسوسی بر پاسخ لوله ندارد و در بررسی اثر جنس خاک مشاهده شد که در جابه جایی کم، افزایش چسبندگی خاک در خاک رس و افزایش میزان زاویه اصطکاک داخلی خاک در خاک های دانه ای تأثیری بر کرنش لوله ندارد و در جابه جایی بالاتر، سبب کاهش کرنش طولی گشته است. با بررسی سرعت اعمال جابه جایی گسل نیز مشاهده شد که، افزایش این پارامتر تا محدوده ای خاص، در هر دو خاک رس و ماسه سبب کاهش کرنش طولی می گردد.

خطوط لوله دریایی یکی از مهم¬ترین بخش¬های صنعت فرا ساحل می¬باشد که محققین بسیاری در حال حاضر به بررسی چالش¬هایی که این سازه با آن روبروست می¬پردازند. در این میان کمانش در این خطوط مهم ترین موضوع در این زمینه است و استفاده از لوله¬گذاری مارپیچ، به عنوان یکی از روش¬های مهم کنترل کمانش در خطوط لوله دریایی می¬باشد. کارایی قابل قبول و اقتصادی بودن، محبوبیت این روش را بالا برده است به طوری که بررسی جنبه¬های مختلف این روش، بیش از هر زمان دیگری احساس می¬شود. ایجاد چاله-های آبشستگی در زیر خطوط لوله ممکن است کارآمدی و عملکرد روش لوله¬گذاری مارپیچ را تحت شعاع قرار دهد. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر چاله آبشستگی بر کمانش خطوط لوله دریایی می¬باشد. در این مطالعه با در نظر گرفتن قطر¬های 10، 20، 30 و 40 اینچ برای خطوط لوله دریایی، طول و عمق چاله آبشستگی را به دست آورده و سپس تأثیر آن¬ها بر خطوط لوله با استفاده از نرم¬افزار اجزا محدود abaqus مورد بررسی قرار گرفته است و جهت مدل¬سازی جریان و موج از aqua module استفاده گردیده است. نتایج بیانگر این است که ایجاد چاله آبشستگی زیر خطوط لوله مستقیم باعث ایجاد تغییر شکل رو به پایین این خطوط خواهد شد ولی تغییر شکل خطوط لوله مارپیچ متأثر از حضور چاله آبشستگی نیست و این خطوط به صورت جانبی تغییر شکل می¬دهند همچنین با افزایش سرعت جریان، نیروی محوری موثر در خط لوله مستقیم افزایش و در خط لوله مارپیچ کاهش می¬یابد که چون افزایش نیروی محوری در خط لوله مستقیم ناچیز هست و کاهش نیروی محوری در خط لوله مارپیچ، مطلوب و مورد نظر ما می¬باشد بنابراین صرف نظر کردن از جریان و موج در تحلیل کمانش خطوط لوله مستقیم و مارپیچ منطقی می¬باشد.

در این تحقیق از حل معکوس برای تخمین سطح مقطع آرماتور در تیرهای بتن آرمه تحت اثر بارهای استاتیکی، دینامیکی و ضربه ای و شرایط مرزی دوسر مفصل، یک سر گیردار و دو سر گیردار استفاده شده است. روشهای متعددی برای حل مسئله معکوس وجود دارد که از مهم ترین آنها می توان به سه روش زیر اشاره کرد. روش گرادیان مزدوج، لونبرگ- مارکاردت و روش ترکیبی الگوریتم ژنتیک-گرادیان مزدوج. روش گرادیان مزدوج یکی از روشهای بسیار قوی و کارآمد در حل مسائل معکوس و بهینه سازی می باشد که هم در بهینه سازی خطی و غیر خطی کاربرد دارد. دو روش ذکر شده دیگر نیز دقت همگرایی خوبی در حل مسائل معکوس دارد. دقت همگرایی روش های ذکر شده با استفاده از مقادیر دقیق و تخمینی حاصله خیز تیر تعیین می شود. در این تحقیق سطح مقطع آرماتور با فرض داشتن مقدار دقیق سطح مقطع آرماتور کششی و همچنین فرض مقدار اولیه برای سطح مقطع آرماتور کششی، با استفاده از مقادیر خیز تیر در نقاط مختلف، مقادیر تخمینی سطح مقطع آرماتور کششی، تعیین شده و با مقدار دقیق سطح مقطع آرماتور مقایسه می گردد. بطور کلی روشهای بهینه سازی فوق شامل 4 مرحله می باشد. مرحله اول حل مستقیم بوده که معادله خیز تیر با فرض مقدار اولیه برای سطح مقطع آرماتورکششی تعیین می گردد. در این تحقیق حل معادله حاکم بر خیز تیر، با استفاده ازروشهای تحلیلی انجام می گیرد. مرحله دوم حل معکوس بوده که در این مرحله باید تابع هدف تعریف شده کمینه گردد. مرحله سوم روند تکرار بوده که در هر مرحله حدس جدید برای سطح مقطع آرماتور حاصل شده و در مرحله آخر معیار توقف کنترل می گردد که مقدار تابع هدف تعریف شده، از خطای در نظر گرفته شده کمتر شود. نتایج عددی حاصل شده حاکی از این است که همگرایی روشهای فوق وابسته به مقدار حدس اولیه انتخابی نبوده و با حدس اولیه دلخواه، مقادیر تخمینی سطح مقطع آرماتور کششی حاصله، با دقت بالایی به مقدار دقیق، همگرا شده است. روش گرادیان مزدوج نسبت به روش لونبرگ- مارکاردت، دقت و سرعت همگرایی بیشتری دارد.

در دنیای رقابتی امروز، انسان¬ها به دنبال حداکثر بازدهی از یک فضای محدود در دسترس خویش هستند. در این راستا با پیشرفت علوم و تکنولوژی و به وجود آمدن نیازها و خواسته¬های جدید در زمینه مهندسی سازه، عامل زمان اهمیت بیشتری یافته و باعث روی آوردن هر چه بیشتر مهندسان سازه به قابلیت¬های منحصر بفرد سازه¬های فضاکار گردیده است. گنبدها که از جمله سیستم¬های سازه فضاکار می¬باشند از پیچیدگی سازه¬ای خاصی برخوردارند و تاکنون مقاومت چشمگیری در برابر زلزله¬های مخرب از خود بروز داده¬اند ولی با توجه به سبک وزنی آنها رفتارشان در مقابل انفجار هنوز تا حدود زیادی ناشناخته است. از طرفی با توجه به گسترش ناخوشایند تروریسم و تهدید زندگی انسان¬ها بواسطه انفجارهای مختلف، تحلیل و طراحی انفجاری سازه¬ها، دیگر نه یک محافظه¬کاری هزینه¬بر، که یک ضرورت بشمار می¬رود. سازه¬های دارای اشکال مختلف، رفتارهای متفاوتی در برابر موج ناشی از انفجار از خود نشان می¬دهند و درک صحیح عملکرد سازه در برابر انفجار می¬تواند در طراحی سازه مفید و موثر واقع شود؛ از اینرو تحلیل گنبدهای فضاکار در مقابل بارهای ناشی از موج انفجاری ضروری به نظر می¬رسد. در این پژوهش در ابتدا به معرفی مختصر سازه¬های فضاکار، خصوصیات و روش¬های اجرای آن پرداخته شده است سپس در مورد روش¬های مدل¬سازی بار ناشی از موج انفجار و تئوری¬های مربوط به آن بحث شده است و با استفاده از مفاهیم آن روش مناسب برای معادل-سازی و مدل¬سازی بار ناشی از موج انفجار پیشنهاد گردیده است؛ همچنین در این پژوهش به مروری بر پژوهش¬های انجام شده در زمینه سازه¬های فضاکار و نیز بارهای انفجاری پرداخته شده است. سپس به بررسی رفتار عملکردی شش مدل گنبد تک لایه اشودلر با دهانه ثابت 40 متر و نسبت¬های ارتفاع به دهانه 1/5 ، 1/6 ، 1/7 ، 1/8، 1/9 و 1/10 تحت یک انفجار هوایی در فاصله¬ای ثابت نسبت به گنبد پرداخته شده است. شبیه¬سازی موج ناشی از انفجار و انجام تحلیل¬های انفجاری به کمک نرم¬افزار اجزاء محدود آباکوس انجام شده است. برای هر گنبد نواحی بحرانی شناسایی و معرفی گردیده و نتایج بدست آمده از تحلیل، در قالب نمودارهای تغییرمکان، تنش و انرژی درسازه مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است؛ تا نهایتا حالت بهینه¬ای که بیشترین مقاومت و عملکرد بهینه را در برابر بارگذاری ناشی از انفجار دارا می-باشد، بدست آید. در بخش دیگری از پژوهش به بررسی پایداری گنبد تک ¬لایه اشودلر تحت بارگذاری انفجار هوایی از 1 تا 30 کیلوگرم tnt پرداحته شده است؛ و گنبد را از لحاظ رخداد پدیده فروجهش گرهی، موضعی و کلی مورد بحث و مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می¬دهند که گنبدهای تک¬لایه اشودلر تحت اثر موج ناشی از بارگذاری انفجاری، وارد ناحیه غیرخطی رفتار خود می¬شوند و سعی در نگه داشتن این گنبدها در ناحیه الاستیک در واقع امری غیر¬اقتصادی و غیرفنی می¬باشد، اما می¬توان با بکارگیری تمهیداتی مقدار ورود به ناحیه پلاستیک را در این گنبدها کنترل نمود. نسبت ارتفاع به دهانه پارامتر موثری است که می¬توان برای بهبود رفتار گنبد در برابر بارگذاری انفجاری استفاده کرد، بطوری که با کاهش نسبت ارتفاع به دهانه در یک دهانه ثابت در گنبدی با اعضا و مصالح یکسان، تا زمانی که پایداری گنبد به مخاطره نیفتد، شاهد بهبود عملکرد و نیز مقاومت گنبد در برابر موج ناشی از انفجار می¬باشیم. از میان نسبت¬های مورد بررسی، نسبت 1/7 بهترین عملکرد و مقاومت را در برابر موج ناشی از انفجار دارا می¬باشد.

قرار گرفتن ایران دریکی از حادثه خیزترین نقاط جهان باعث شده است تا همواره با حوادث طبیعی روبرو گردد. ازآنجایی که بیش از 70% خاک ایران در مناطق زلزله¬خیز قرار دارد، بیشترین تلفات و خسارت¬ها نیز مربوط به زلزله است. بر اساس برخی منابع آماری، در قرن بیستم، ایران با وقوع 89 زلزله مهیب و 122 هزار تلفات انسانی، رتبه چهارم جهانی را در این زمینه به خود اختصاص داده است. پس از زلزله ویرانگر 1341 بویین زهرا که بزرگی آن 7.2 در مقیاس ریشتر بوده و در پی آن 12000 نفر جان خود را از دست دادند، اولین آیین نامه زلزله ایران تهیه شد. ویرایش اول استاندارد 2800 در بهمن 1366 و ویرایش دوم در سال 1372 شروع و در سال 1378 تصویب و ابلاغ شد. ویرایش سوم در سال 1384 به تصویب رسید و در سال 1392 پیش نویس اول و دوم و نهایی ویرایش چهارم ابلاغ شد. با توجه به این¬که استاندارد 2800 بر اساس سطح عملکرد ایمنی جانی طراحی شده است، لذا بررسی کفایت این استاندارد در حوزه سطح عملکرد ضروری می¬باشد. در این تحقیق 42 سازه سه بعدی واقعی و قابل اجرا، که به صورت بهینه طراحی شده است، در نظر گرفته شده است. 21 سازه توسط ویرایش 3 استاندارد 2800 و 21 سازه توسط پیش نویس نهایی 4 استاندارد 2800 طراحی شده است. این 21 سازه شامل 7 سازه 5 طبقه، 7 سازه 10 طبقه و 7 سازه 15 طبقه می¬باشد. نحوه انتخاب طبقات به منظور در نظر گرفتن اثرات سازه¬های کوتاه مرتبه، میان مرتبه و بلندمرتبه در ارزیابی حوزه سطح عملکرد، بوده است. هرکدام از این 7 سازه از یک سازه منظم و سه سازه نامنظم جرمی با خروج از مرکزیت¬های جرمی 20،10 و 30 درصد بعد طولی و سه سازه نامنظم سختی با خروج از مرکزیت¬های سختی 10، 20 و 30 درصد بعد طولی، تشکیل شده است. درواقع نامنظمی¬ها به وسیله جابجایی مرکز جرم و یا مرکز سختی سازه منظم صورت گرفته است. به منظور ارزیابی کفایت استاندارد 2800 در حوزه سطح عملکرد، از طیف پیشنهادشده در استاندارد 2800 استفاده شده است. همچنین به منظور ارزیابی پیش نویس نهایی ویرایش 4 استاندارد 2800، در حوزه نزدیک گسل ازنظر سطح عملکرد، کلیه سازه¬های طراحی شده توسط این پیش نویس، به وسیله 7 طیف حوزه نزدیک گسل آیین¬نامه ubc-97، مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج نشان می¬دهد که در بیشتر موارد سازه¬های موردبررسی قرارگرفته توسط این دو ویرایش، سطح ایمنی جانی را تأمین نکرده¬اند و در ویرایش سوم با افزایش ارتفاع حدود عملکرد ایمنی جانی بهبودیافته است، درحالی که در پیش نویس نهایی ویرایش چهارم، این عملکرد با افزایش ارتفاع کاهش یافته است. همچنین سازه¬های طراحی شده به وسیله پیش نویس نهایی ویرایش 4 استاندارد 2800، در حوزه نزدیک گسل حد ایمنی جانی را تأمین نکرده¬اند. کلیدواژه: سازه¬های منظم و نامنظم، سطح عملکرد ایمنی جانی، تحلیل بار¬افزون، حوزه نزدیک گسل

در این تحقیق از حل معکوس برای تخمین سطح مقطع آرماتور در تیرهای بتن آرمه تحت اثر بارهای استاتیکی، دینامیکی و ضربه ای و شرایط مرزی دوسر مفصل، یک سر گیردار و دو سر گیردار استفاده شده است. روشهای متعددی برای حل مسئله معکوس وجود دارد که از مهم ترین آنها می توان به سه روش زیر اشاره¬¬کرد. روش گرادیان مزدوج، لونبرگ- مارکاردت و روش ترکیبی الگوریتم ژنتیک-گرادیان مزدوج. روش گرادیان مزدوج یکی از روشهای بسیار قوی و کارآمد در حل مسائل معکوس و بهینه سازی می¬باشد که هم در بهینه سازی خطی و غیر خطی کاربرد دارد. دو روش ذکر شده دیگر نیز دقت همگرایی خوبی در حل مسائل معکوس دارد. دقت همگرایی روش های ذکر شده با استفاده از مقادیر دقیق و تخمینی حاصله خیز تیر تعیین می¬شود. در این تحقیق با داشتن مقدار دقیق سطح مقطع آرماتور کششی و همچنین فرض مقدار اولیه برای سطح مقطع آرماتور کششی، با استفاده از مقادیر خیز تیر در نقاط مختلف، مقادیر تخمینی سطح مقطع آرماتور کششی،¬تعیین شده و با مقدار دقیق سطح مقطع آرماتور مقایسه¬ می¬گردد. بطور کلی روشهای بهینه سازی فوق شامل 4 مرحله می¬باشد. مرحله اول حل مستقیم بوده که معادله خیز تیر با فرض مقدار اولیه برای سطح مقطع آرماتورکششی تعیین می¬گردد. در این تحقیق حل معادله حاکم بر خیز تیر، با استفاده ازروشهای تحلیلی انجام می¬گیرد. مرحله دوم حل معکوس بوده که در این مرحله باید تابع هدف تعریف شده کمینه گردد. مرحله سوم روند تکرار بوده که در هر مرحله حدس جدید برای سطح مقطع آرماتور حاصل شده و در مرحله آخر معیار توقف کنترل می¬گردد که مقدار تابع هدف تعریف شده، از خطای در نظر گرفته شده کمتر شود. نتایج عددی حاصل شده حاکی از این است که همگرایی روشهای فوق وابسته به مقدار حدس اولیه انتخابی نبوده و با حدس اولیه دلخواه، مقادیر تخمینی سطح مقطع آرماتور کششی حاصله، با دقت بالایی به مقدار دقیق، همگرا شده است. روش گرادیان مزدوج نسبت به روش لونبرگ- مارکاردت، دقت و سرعت همگرایی بیشتری دارد.

چکیده: بررسی اثر انفجار برسازه های فضاکار چلیکی دولایه دانشجو: احمدرضا آرامی باغملایی با توجه به افزایش روزافزون حملات تروریستی در سراسر دنیا، طراحی سازه ها در مقابل بارهای ناشی از انفجار در حوزه پدافند غیرعامل موردتوجه ویژه ای قرارگرفته است. با توجه به سبکی وزن سازه های فضاکار به نظر می رسد که این نوع سازه مقاومت کمی در برابر بارهای انفجاری داشته باشد. در این تحقیق رفتار سازه های فضاکار چلیکی دولایه تحت اثر بارگذاری انفجاری مورد بررسی قرارگرفته است. در فصل های اول و دوم این تحقیق، کلیات پژوهش حاضر، روش انجام کار و سازه های فضاکار و تاریخچه و مبانی انفجار به طور مفصل موردمطالعه قرارگرفته اند. در فصل سوم به مروری بر تحقیقات انجام گرفته اشاره شده و فصل چهارم به مدل سازی عددی و صحّت سنجی و مبانی بارگذاری انفجاری می پردازد که در همین راستا مدل ها با نسبت های خیز به دهانه 15/0، 3/0 و 45/0 در نظر گرفته شده که طول، دهانه و ارتفاع همه آن ها به ترتیب: 42، 30 و 5/1 متر است. بارگذاری از نوع متقارن بوده و شرایط تکیه گاهی از نوع مفصلی برای گره های در امتداد طولی و از نوع غلتکی برای گره های روی دو قوس انتهایی لایه پایین، فرض گردیده است. تحلیل و طراحی اولیه سازه به صورت استاتیکی انجام شده است. در ادامه، در فصل پنجم تحلیل دینامیکی مدل ها با 3 وزن ماده منفجره در 3 فاصله متفاوت تا سازه های فضاکار چلیکی دولایه انجام گرفته که در این راستا بیشینه تنش های سازه در لحظه انفجار، تغییرمکان سازه پس از وقوع انفجار، انرژی جنبشی، داخلی و کرنشی سازه ازجمله نتایجی است که موردبررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد تحت بارهای انفجاری، همه مدل ها وارد ناحیه غیرخطی رفتار خود شده اند چون مقدار تنش بیش تر از تنش تسلیم شده است و به همین دلیل پس از انفجار قابل استفاده نخواهند بود. هم چنین هرچه خیز سازه های فضاکار چلیکی دولایه کمتر باشد تغییرمکان بیش تری پیدا خواهند کرد. در این پژوهش برای مدل سازی از نرم افزار formian v.2.2 و نرم افزار المان محدود abaqus/cae v.6.13-1، برای تحلیل از abaqus/explicit و برای پردازش و مشاهده نتایج از abaqus/viewer استفاده شده است. کلمات کلیدی: انفجار، سازه های فضاکار، چلیک دولایه، abaqus

با توجه به گسترش ناخوشایند تروریسم و تهدید زندگی انسان ها توسط انفجارهای مختلف امروزه تحلیل و طراحی انفجاری خاص سازه ها با شکل و مصالح مختلف، رفتارهای متفاوتی در برابر بارهای انفجاری از خود نشان می دهند و دانستن عملکرد سازه در برابر انفجار می تواند در انتخاب شکل و مصالح مناسب برای سازه مفید و موثر واقع شود. در این تحقیق ابتدا مقدمه ای در مورد خصوصیات بارهای انفجاری و انواع آن و آیین نامه های مرتبط با این پدیده پرداخته شده است سپس به بررسی سازه های فضاکار و در نهایت بررسی نوع چلیک تک لایه در برابر بار ناشی از انفجار به کمک نرم افزار abaqus میزان جابجایی و تنش ماکزیمم و انرژی جنبشی و کرنشی سازه و مشخص کردن بحرانی ترین مدل پرداخته شده است. در این مطالعه سه نمونه از چلیک های فضاکار تک لایه با ارتفاع های متفاوت 3/33 و 4 و 6/67 متر مدلسازی گردید. از دیگر مواردی که در این پایان نامه مورد تحقیق قرار گرفته، روش های مدل سازی سازه فضاکار در نرم افزار abaqus می باشد. نوع تکیه گاهها مفصلی در نظر گرفته شده و بارگذاری از نوع متقارن با بارگرهی 6500 نیوتن می باشد. شایان ذکر است در این پژوهش برای مدل سازی از نرم افزار abaqus 6.13-1 جهت تحلیل به روش المان محدود قرار گرفته است و بار انفجار نیز به منظور یافتن پاسخ ها تاریخچه زمانی سازه اعمال شده است. با استفاده از نمودارها و تحلیل های انجام شده می توان به این مساله اشاره کرده که در این نوع چلیک، با افزایش ارتفاع به دلیل نرم شدن سازه و افزایش شکل پذیری آن و در نهایت رفتار خمشی مطلوب تری در برابر انفجار از خود نشان می دهند. که مناسب ترین مدل ارتفاع 6/67 متر و بحرانی ترین حالت با نسبت ارتفاع 3/33 متر در حالت انفجار از نوع درونی و وسط اولین قوس سازه بدست آمده است.

در طی دهه های اخیر برای دستیابی به اهداف توسعه پایدار ، دست اندرکاران صنعت به راه حل های واحدی برای بکارگیری فولاد در بخش مسکن دست یافتند.از آن جمله می توان به کارگیری سیستم ساختمانی (lsf) lightweight steel framing را که با استفاده از ورق های فولادی گالوانیزه سردنورد شده cold formed steel(cfs) شکل گرفته است نام برد.بطورکلی سازه های با قاب سبک فولادی (lsf) به دلیل سرعت بالای نصب و مونتاژجایگاه رو به رشد و در خور توجه ای را در میان مهندسین سازه یافته اند.امروزه بسیاری از سازه های ساختمانی کشورهایی از قبیل آمریکا،کانادا و استرالیا با سیستم قاب سبک فولادی ساخته میشوند.فرضیات بسیاری در ضوابط بارگذاری ، پایداری و طراحی سازه همچنین اتصالات آنها بکار گرفته می شود.این در حالی است که برخی بارها همچون انفجار در اغلب موارد بعنوان فرضیات طراحی اولیه و نهایی سازه ی سرویس دهنده لحاظ نگردیده اند و این امر به خودی خود ممکن است موجب بروز رفتاری پیش بینی نشده در عملکرد سازه و از سرویس خارج شدن اتصالات اعضای سازه گردد.این ناپایداری بعضا ممکن است باعث بوجود آمدن پدیده فروریزش پیش رونده در سازه گردد.سازه های فولادی سبک بدلیل وزن کم ساختمان ، علیرغم عملکرد مناسب در مقابل بار زلزله می باشد در مقابل بارگذاری انفجار بسیارآسیب پذیر می باشد.این تحقیق با توجه به اهمیت مسئله از جایگاه مهندسی سازه و پدافند غیر عامل به بررسی رفتار اتصالات قاب فولادی سبک فولادی (lsf) در برابر اثر انفجار همچون بمب گذاری انتحاری می پردازد.در این راستا مدل سازی قاب با نرم افزار abaqus انجام گرفته و همزمان با ورود بارهای مرده و زنده ، بارگذاری انفجار نیز بر سازه اثر داده می شود.قاب تحت 4 وزن مختلف tnt در 3 فاصله ی متفاوت قرار گرفته و تغییر مکان های نقاط خاصی از قاب اندازه گیری می شود. در مرحله بعد به مدل سازی جزئیات اتصالات stud به truck پرداخته و تغییرمکان های بدست آمده از مرحله قبل را در این مدل اعمال میکنیم . مقایسه انرژی های جنبشی ، مستهلک شده پلاستیک و کرنشی همچنین زوال قطعات اتصال از جمله نتایج این تحقیق می باشد.

in civil engineering concrete is a material combined of hydraulic cement, sand, gravel and water. gravel and sand compose 60 to 70 percent of concrete. these aggregates support compression force of concrete. cement paste acts as glue to stick grain together. in bushehr factories producing aggregates do not operate according to astm standards, so that fineness modulus (fm) of the produced sands is 3.6 (recommended astm range for fm is 2.3 to 3). the purpose of this study is to improve sands grading, using aalishahr dune sands, 30 kilometers away from bushehr. different percentage of aalishahr dune sands replaced factory sands and concrete was made according to every percentage of replacement. the result indicate that according to slump test, increasing aalishahr dune sands workability of the fresh concrete increases, too. also increase in compression stress is due to 20 percent replacement of sands, causing 20%in 7 days, 18% in 28 days, 31% in 90 days concrete samples, compared to samples without aalishahr dune sands. the minimum of water absorption was in hardened concrete with 10 to 20 percent of aalishahr dune sands.

حملات تروریستی اخیر در سراسر جهان، مانند حادثه مرکز تجارت جهانی، نشان می‎دهد که متاسفانه فعالیت‎های تروریستی افزایش یافته است. یک نوع از حملات تروریستی رایج استفاده از مواد منفجره می‎باشد. همچنین، انفجارهای ایجاد شده در سایت‎های پتروشیمی و غیره که بر اثر حادثه ایجاد می‎شوند یکی از تهدیداتی است که در این زمینه متوجه سازه‎های موجود می‎باشد. انفجارها می‎توانند سبب آسیب شدید به ساختمان‎ها شوند و گاهی سبب خرابی پیشرونده و کامل می‎شوند. فشارهای ناشی از انفجار یکی از مخرب‎ترین بارهایی است که سازه ممکن است تجربه کند. در حالی که طراحی سازه‎ها برای انفجارهای بزرگ، ممکن است گران و غیرعملی باشد، مهندسان به دنبال روش‎هایی هستند که از خرابی ناشی از بمب‎های خودرویی و بسته ای جلوگیری نمایند. در این تحقیق، رفتار سازه‎های مخازن هوایی در برابر بارهای انفجاری مورد بررسی قرار خواهد گرفت. مخازن ذخیره امروزه بطور گسترده ای در صنایع تولید فراورده‎های نفتی و همچنین در تاسیسات آبرسانی مورد استفاده قرار می‎گیرند و از این لحاظ جزء شریان‎های حیاتی و زیرساختی محسوب می‎گردند. لذا بررسی رفتار آن‎ها در برابر وقایعی نظیر انفجار بسیار حائز اهمیت می‎باشد. نخست بررسی کاملی بر روی منابع مطالعاتی موجود و تحقیقات سایر محققین انجام خواهد شد. در ادامه مبانی تئوری مسئله تحقیق بررسی گشته و رفتار سازه در برابر بارهای وارده از طریق شبیه سازی عددی بررسی خواهد شد. بدین منظور از نرم‎افزار اجزاء محدود abaqus استفاده خواهد شد. پارامترهای مختلف مسئله نظیر وضعیت بار، میزان و فاصله مواد منفجره تا سازه، هندسه مسئله و غیره در سطوح مختلف مورد ارزیابی قرار خواهند گرفت تا تاثیر هر پارامتردر رفتار سازه بدست آید. نتایج نشان داده است که رابطه تقریبا مستقیمی بین بزرگی بار و مقدار کرنش حداکثر متناظر با آن در مخزن وجود دارد. به علاوه، در انفجار‎های خارج از مرکز مخزن، تنش حداکثر عموما در نقاطی در ارتفاع کمتر نسبت به نقطه انفجار رخ می‎دهد.

روش های تحلیلی راه حلی اساسی برای حل معادلات دیفرانسیلی حاکم بر یک پدیده مهندسی می باشد اما اگر مسئله از پیچیدگی خاصی برخوردار باشد روشهای تحلیلی برای حل این نوع معادلات مناسب نیستند از این رو استفاده از روشهای عددی با گسترش علم مهندسی کامپیوتر از رونق ویژه ای برخوردار شد. یکی از انواع معادلات مهندسی پیچیده معادله برگر می باشد که در حالت دو بعدی بدون بعد شده و بصورت غیر خطی و وابسته به زمان بیان می شود و می تواند معادله حاکم بر رفتار پدیده هایی نظیر سرعت سقوط ذره درون یک سیال راکد و یا با نزدیک به سکون مانند آب رسوب دار پشت یک بند انحرافی و یا سد یاشد. در بین روشهای عددی حل معادلات دیفرانسیل جزیی روشهایی نظیر تفاضل محدود، حجم محدود، المان محدود و لایه مرزی بسیار مرسوم می باشد. در این پایان نامه برای حل معادله برگر در حالت دو بعدی غیر خطی وابسته به زمان از روش دیفرانسیل کوادریچر افزایشی استفاده شده است و دقت نتایج حل معادله با بعضی حالات موجود مقایسه و مورد بررسی قرار گرفته است همچنین در چند حالت محدود معادله با روش تفاضل محدود نیز حل شده است. نتایج بیانگر دقت روش دیفرانسیل کوادریچر افزایشی در مقایسه با روشهای دیگر موجود حل این معادله نظیر روش المان محدود و استفاده از توابع تقریب در بعضی نقاط موجود می باشد. ضمن این که در روش دیفرانسیل کوادریچر افزایشی، تعداد نقاط تقسیم بر روی دو بعد مسئله و نیز محور زمان به مراتب کمتر از دو روش مورد استفاده در صحت سنجی بوده است و خود این تعداد تقسیمات نیز تابع پارامترهای مسئله بوده است بطوریکه در لزجت کوچک تعداد تقسیمات به مراتب بسیار بیشتر از لزجتهای بزرگتر بوده و بالطبع زمان اجرا برنامه نیز بیشتر می شد. همچنین دو پارامتر لزجت و زمان در این معادله مورد بررسی پارامتریک قرار گرفته است که نتایج آن برای دو محور گذرنده از مرکز مقطع با جزئیات و تجزیه و تحلیل در متن پایان نامه موجود می باشد. نتایج بیانگر این است که در لزجتهای کم روش تفاضل محدود قادر به حل مسئله نبوده در صورتیکه روش دیفرانسیل کوادریچر افزایشی با دقت عالی قادر به تعین سرعت سقوط ذره در دو بعد می باشد. همچنین با افزایش لزجت و نیز زمان سرعت سقوط ذره کاهش می یابد همچنین در بعضا از زمانها وجود جریان رو به بالا در لیه های نزدیک بستر مشاهده شد که باعث معلق بودن ذرات در بعضی حالات و زمانها می شود.

مسیرهای قوسی رودخانه ها یکی از بازه های بسیار مهم برای بررسی الگوی جریان می باشند. به دلیل وجود جریان های ثانویه در قوس رودخانه ها، مورفولوژی خم های آبرفتی دست خوش تغییرات زیادی شده و فرسایش در قوس خارجی را سبب می شوند. آبشکن ها، سازه های هیدرولیکی ساده ای هستند که برای ساماندهی دیواره خارجی رودخانه ها در قوس استفاده می شوند. در این تحقیق، به منظور شناخت بهتر الگوی پیچیده جریان در قوس تند، در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه خلیج فارس، یک کانال قوسی با زاویه مرکزی 180 درجه (با نسبت شعاع انحنا به عرض کانال برابر با 2) به عنوان اولین کانال قوسی 180 درجه تند در ایران طراحی و ساخته شد. برای انجام آزمایشات، به منظور اندازه گیری مولفه های سرعت و تعیین الگوی سه بعدی جریان از دستگاه سرعت سنج سه بعدی vectrino استفاده شده است. در مرحله اول آزمایشات، به مطالعه الگوی جریان متوسط و آشفته در طول قوس 180 درجه تند پرداخته شد و پارامترهای مختلفی نظیر خطوط جریان آشفته، تنش رینولدزی، قدرت جریان ثانویه، ورتیسیتی، انرژی جنبشی و ... مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از این آزمایش، نشان داد که به دلیل شدت یافتن جریان ثانویه در راس قوس، دو گردابه ساعتگرد در مقطع عرضی 90 درجه در فواصل 5 و 38 درصدی عرض کانال از ساحل تشکیل شد. بیشینه تنش برشی بستر نیز در ورودی قوس و نزدیک به دیواره داخلی و در زاویه 40 درجه واقع شده است. علاوه بر این، میزان چرخش المان ها و قدرت جریان ثانویه نیز به ترتیب در موقعیت های 60 و 80 درجه به بیشترین مقدار خود رسید. در مرحله دوم آزمایشات به منظور بررسی نقش آبشکن بر تغییر الگوی جریان در قوس 180 درجه تند، ابتدا به مطالعه تاثیر پارامتر طول آبشکن های t شکل و l شکل (در هر دو حالت بال به سمت بالادست و پایین دست) پرداخته شد. نتایج حاصل از این آزمایشات بیانگر این است که با افزایش 67 درصدی طول آبشکن، قدرت جریان ثانویه در طول قوس برای آبشکن های t شکل، l شکل با بال به سمت بالادست و پایین دست به ترتیب 26، 35 و 40 درصد افزایش یافته است. با افزایش طول آبشکن تنش برشی بستر نیز افزایش یافته و به گونه ای که مقدار تنش برشی بیشینه در اطراف بال آبشکن بزرگتر مشاهده شده است. در این تحقیق، علاوه بر اثر پارامتر طول آبشکن، به بررسی پارامتر هندسه بال آبشکن های t شکل، l شکل و مستقیم نیز پرداخته شد. نتایج حاصل از این آزمایشات بیانگر این است که بیشترین تنش برشی بستر در اطراف دماغه آبشکن مستقیم واقع شده و آبشکن های t شکل و l شکل با بال به سمت پایین دست عملکرد مناسبتری در جهت کاهش تنش برشی بیشینه دارند. علاوه بر این، آبشکن t شکل نسبت به سایر آبشکن ها نقش موثرتری در حفاظت از ساحل خارجی در برابر حمله جریان های با سرعت بالا داشته است.

امروزه ساماندهی رودخانه ها نقش مهمی در برآورد نیازهای بشر ایفا می کند. انتخاب بهترین روش ساماندهی نه تنها از نظر مسائل اقتصادی بلکه از نظر راحتی و زمان اجرا بسیار مهم می باشد. آبشکن می-تواند به عنوان سازه ای تعریف شود که از ساحل به سمت جریان کشیده می شود تا از دیواره خارجی در مسیرهای مستقیم و قوسی شکل محافظت کند. با به کارگیری آبشکن محافظت از دیواره خارجی و انحراف سرعت های ماکزیمم از ناحیه قرارگیری آبشکن ممکن می باشد. علاوه بر خصوصیات هندسی آبشکن، خصوصیات هندسی کانال مورد مطالعه نیز الگوی جریان و آبشستگی بستر را تحت تأثیر قرار می دهد. که این عوامل، لزوم تحقیق درباره خاصیت سهبعدی الگوی جریان و نیز تغییرات توپوگرافی بستر در قوس های توأم با سازه های هیدرولیکی را آشکار میسازد. در این تحقیق به مطالعه الگوی جریان و آبشستگی حول آبشکن t شکل جاذب، عمودی و دافع مستقر در قوس 90 درجه با استفاده از مدل سهبعدی ssiim پرداخته شده است. که بدین منظور ابتدا به بررسی توپوگرافی بستر تعادل یافته در طول قوس 90 درجه و شکل گیری چاله آبشستگی در دماغه بال بالادست آبشکن عمودی و نیز شناسایی الگوی حاکم بر رفتار جریان با استفاده از بررسی پروفیلهای مولفه طولی سرعت u، مولفه عرضی v و مولفه عمقی w، روند تغییرات جریان ثانویه در محدوده آبشکن و نیز خطوط جریان در ترازهای مختلف پرداخته شد. سپس به منظور درک بهتر از الگوی جریان و آبشستگی در طول قوس 90 درجه و نیز حول آبشکن t شکل، به شبیه سازی الگوی جریان و آبشستگی حول آبشکن مستقر در کانالی 90 درجه تحت اثر عواملی همچون جاذب و دافع بودن، نسبت شعاع انحنا به عرض کانال و همچنین درصد استغراق آبشکن های t شکل، پرداخته شد و تأثیر این عوامل را بر روی توپوگرافی بستر و تغییرات پروفیلهای طولی و عرضی بستر کانال نسبت به حالت اولیه و نیز خطوط جریان در مقاطع عرضی، طولی و ترازهای مختلف، روند شکلگیری، رشد و استهلاک جریان ثانویه و همچنین ناحیه جدایی جریان، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. پروفیل های طولی و عرضی و پروفیل بی بعد پلان بستر با بعضی از نتایج آزمایشگاهی واقفی مقایسه شد. نتایج نشان داد تطابق خوبی بین مدل آزمایشگاهی و عددی ssiim برقرار است. مقایسه نشان داد مدل عددی ssiim به خوبی می تواند الگوی جریان و آبشستگی در اطراف آبشکن t شکل را پیش بینی کند. همچنین نتایج نشان داد عمق بیشینه چاله آبشستگی در تمامی موارد در مجاورت چاله آبشستگی و بالادست آن تشکیل می شود که افزایش درصد استغراق در حالت آبشکن جاذب و عمودی باعث کاهش بیشینه عمق چاله و افزایش آن در حالت دافع می شود. همچنین نتایج نشان داد در تمامی حالات با افزایش شعاع انحنا عمق بیشینه چاله افزایش می یابد. همین طور در تمام درصدهای استغراق آبشکن قدرت بیشینه جریان ثانویه در نزدیکی بال آبشکن تشکیل می شود.

در این تحقیق با بهره گیری از مصالح موجود در شهرخورموج و الیاف و مواد آب بند، پارامتر های مقاومتی بتن از لحاظ فشار و خمش مورد بررسی قرار گرفته است. بدین ترتیب آزمایشات مقاومت فشاری در سنین 7، 28 و90 روزه بر روی آزمونه های مکعبی و آزمایشات مقاومت خمشی در سنین 7، 28 و90 روزه بر روی آزمونه های مکعب مستطیلی انجام گرفته است. آزمایشات در 34 طرح اختلاط و تعداد 408 نمونه صورت گرفته به طوریکه در ساخت بتن از ترکیب مواد آب بند کننده شامل پودر sbf-wr201 (اسیدی خنثی) و پودر bc40(اسیدی خنثی) و مایع bc39 (قلیایی) و الیاف فولادی، پلی پروپیلن و شیشه ای استفاده شده است

در این پایان نامه، تحلیل دینامیکی تیرها و ورق های مرکب لایه ای مستطیلی تحت بار عرضی متحرک مورد بررسی قرار گرفته است. برای غلبه بر نقایص تئوری های یک و دو بعدی، از تئوری سه بعدی الاستیسیته خطی بدون هیچ پیش فرضی استفاده گردیده است. با توجه به توانائی تئوری لایروایز برای مدل نمودن رفتار مواد مرکب لایه ای و ارائه تنش های بین لایه ای و درون صفحه ای اینگونه مواد، معادلات حاکم در جهت ضخامت ورق با استفاده از این تئوری تجزیه شده است. برای این منظور پس از تفکیک ورق به یک سری لایه ها، در هر لایه در جهت ضخامت هر سه مولفه جابجایی با استفاده از توابع شکل کلی (global shape functions) بر حسب مقادیر گره ها در این جهت بیان شده اند. استفاده از توابع شکل کلی نیاز به عمل سرهم بندی را از بین می برد. برای بالا بردن دقت، توابع شکل درجه دوم (quadratic shape functions) استفاده شده است. به منظور به دست آوردن جواب های دقیق که قابل استفاده و استناد دیگر محققان باشد، شرایط تکیه گاهی ساده در نظر گرفته شده تا بتوان، در صفحه ورق از تحلیل مودال جهت تجزیه مشتقات مکانی استفاده کرد. علاوه بر جابجایی ها، مولفه های مختلف تنش نیز در نقاط مختلف تیر و ورق محاسبه گردیده است. برای تجزیه مشتقات زمانی علاوه بر روش رایج در دینامیک سازها (نیومارک)، برای اولین بار یک متدولوژی بر اساس روش دیفرانسیل کوادریچر (dqm) استفاده گردیده است. دقت بیشتر همراه با زمان محاسبه کمتر این روش نسبت به روش نیومارک نشان داده شده است. به علاوه، مسأله مورد نظر بر اساس تئوری های رایج نظیر تئوری کلاسیک، مرتبه اول و مراتب بالای برشی نیز مورد بررسی قرار گرفته و مقایسه ای بین نتایج این تئوری ها و تئوری سه بعدی لایروایز انجام شده است. در قسمت نتایج، برای مقادیر مختلف پارامترها، در حالت بارگذاری دینامیکی، مقایسه ای بین جابجایی های عرضی بدست آمده از این روش سه بعدی و دیگر روش های دو بعدی صورت پذیرفته است. همچنین علاوه بر مقایسه جواب ها تحت بار استاتیکی، مقایسه ای بین جواب های این روش و دیگر روش های موجود برای تیر و ورق های مرکب تحت بار متحرک انجام گرفته و صحت و دقت این روش مورد تائید قرار گرفته است. در ادامه، تأثیر پارامترهای مختلف نظیر سرعت بارگذاری، نسبت ضخامت به طول، زاویه الیاف و جنس لایه ها در لایه های مختلف بر رفتار و پاسخ دینامیکی تیرها و ورق ها ی ارتوتروپیک و مرکب لایه ای تحت بار متمرکز (point load) متحرک صورت گرفته است.

در این تحقیق مسئله بهینه سازی ستون های چندتکه با مقطع ثابت و متغیر بررسی شده است. متغیرهای بهینه سازی طول و شعاع ژیراسیون بوده و تابع هدف، مقدار بار بحرانی کمانش است. ملاک بهینه سازی ماکزیمم کردن نیروی کمانش است. مسائل مختلفی برای شرایط مرزی گوناگون از جمله یک سرگیردار، دوسرگیردار و دوسرمفصل حل شده است. برای مسائل مقطع متغیر فرض شده است که شعاع ژیراسیون بصورت خطی نسبت به طول تغییر می کند. نتایج مربوط به ستون یک تکه، دوتکه و بیشتر نیز با شیب های متفاوت آورده شده است. جهت توسعه الگوریتم بهینه سازی، شیب تکه ها نیز بعنوان متغیر طراحی در نظر گرفته شده و نتایج مربوط به ستون یک تکه، دوتکه و سه تکه بررسی گردیده است. برای پاره ای مسائل کاربردی که شعاع ژیراسیون و یا طول تکه ای از ستون باید ثابت باشد، بقیه متغیرها به جز مقادیر از قبل معلوم بهینه شده اند.

در برآورد اثر زلزله برکندوهای مواد دانه ای به روشهای استاتیکی معادل و شبه دینامیکی تعیین فرکانس و درصد میرائی مودهای ارتعاشی کند و نقش مهمی ایفا مینماید. برای تعیین فرکانسهای کندوهای خالی میتوان از تئوریهای پوسته ها و در موارد خاص از تئوری تیرها استفاده نمود . لیکن درحال حاضر میزان اثر مواد دانه ای ذخیره شده در کندو و تقابل این مواد با پوسته کندو بر خصوصیات دینامیکی آن دقیقا مشخص نمیباشد. دراین تحقیق فرکانس و درصد میرائی کندوهای خاص ذخیره گندم با روش ارتعاشات محیطی اندازه گیری شده و اثر عوامل مختلف و بخصوص گندم آن بدست آمده است . جهت تعیین اثر عوامل مختلف بر فرکانس ودرصد میرائی،کندوهای سه سیلوی اکبرآبا شیراز، با کندوهای بهم چسبیده واقع بر ستون، و سیلوی یکصد هزارتنی اصفهان، با کندوهای جدا ازهم و قیف زمینی، با روش ارتعاشات محیطی مورد آزمایش قرار گرفته اند. همانگونه که انتظار میرفت آزمایشات نشان داد که با افزایش حجم گ در کندوها فرکانس آنها کاهش و درصد میرائی افزایش می یابد. نسبت فرکانس کند پر به کندوی خالی در سیلوی اصفهان 0/72 و درسیلوی قدیم شیراز حدود 0/75 بدست آمده است . در سیلوی اصفهان درصد میرائی کندوی پر 1/36 برابر درصد میرائی کندوی خالی میباشد . این نسبت در سیلوی قدیم شیراز 1/45 میباشد . با انتخاب مدل ساده تیر طره با تکیه گاه فنری (برای تغییر فرم پذیر بودن خاک) جرم متمرکز در انتهای تیر (برای سقف کندو)، با یک تغییر مقطع در ارتفاع (برای تغییر خصوصیات فیزیکی کندو بر اثر وجود گندم)، و بادرنظر گرفتن تغییر فرمهای خمشی، برشی و اینرسی چرخشی و کالیبره کردن مدل ضرایب جرم و سختی موثر گندم بدست آمده است . نتایج نشان میدهد که ضریب جرم گندم به مقدار گندم انبا شده در کندو بستگی دارد . در کندوهای سیلوی اصفهان این ضریب بین 0/35 و 0/5 و در سیلوی قدیم شیراز بین 0/7 و 0/85 میباشد. برای کندوی کاملا پر این ضریب به ترتیب 0/43 و 0/79 میباشد. ازنظر سختی موثر، وجود گندم در کندو قابل توجه نمیباشد. با مطالعه روی مدل انتخابی این نتیجه نیز بدست آمده که اثر تقابل کندو با خاک روی فرکانس ، نه تنها به خصوصیات فیزیکی خاک بلکه به ارتفاع ک و سختی آن بستگی دارد.در سیلوی اصفهان تقابل کندو و خاک اثر چندانی روی فرکانس نداشته ولی در سیلوی اکبرآباد شیراز از درنظر گرفتن این تقابل فرکانس کندوها را تا 2/8 برابر کاهش میدهد .