بررسی نیروهای ناشی از انفجار به منظور تحلیل و طراحی سازه های امن، از مهم ترین مقوله هایی است که در چند سال اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. سازه های معمولی در برابر اکثر انفجارها به شدت آسیب پذیر هستند. بنابراین لازم است که برای طراحی سازه ها در برابر بار ناشی از انفجار که زیرمجموعه ای از پدافند غیرعامل به حساب می آید، بارگذاری دیگری نیز بر روی سازه اعمال شود. اما از آنجایی که بارگذاری انفجاری ماهیتی دینامیکی دارد و تحلیل دینامیکی غیرخطی همواره دارای پیچیدگی هایی می باشد، اعمال این نوع بارگذاری در طراحی سازه مشکل و وقت گیر بوده و کاربرد آن به کارهای تحقیقاتی محدود می شود. در سال های اخیر تحلیل بارافزون به عنوان یک ابزار قوی برای تحلیل غیرخطی سازه ها به خاطر سادگی و سهولت آن نسبت به روش دینامیکی مورد پذیرش قرار گرفته است. بنابراین ارائه روشی جهت تخمین رفتار سازه در برابر بارگذاری انفجار با استفاده از روش بارافزون می تواند در مقاصد عملی نظیر طراحی سازه در برابر انفجار، بسیار سودمند و موثر واقع شود. هدف اصلی این تحقیق، توسعه روشی ساده جهت تحلیل و طراحی قاب های فولادی تحت اثر بارگذاری انفجار با استفاده از روش بارافزون می باشد. در این تحقیق، ابتدا ماهیت امواج انفجار و شکل عمومی آنها معرفی شده و روابطی جهت معادل سازی مقدار مواد منفجره ارائه شده است. در ادامه به شبیه سازی رفتار غیرخطی قاب های فولادی با استفاده از روش بارافزون پرداخته شده است. برای این منظور قاب های متعددی با تعداد طبقات و دهانه های مختلف تحت اثر بارگذاری انفجار با شدت ایمپالس های متفاوت مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. با استفاده از نتایج استاتیکی غیرخطی، معادلاتی استخراج می شود که می تواند جابه جایی نسبی دینامیکی سازه را در اثر انفجار حاصل کند. بر اساس معادلات بدست آمده، یک روش جدید برای طراحی سازه در مقابل انفجار پیشنهاد می شود. به منظور نشان دادن میزان دقت روش پیشنهادی، نتایج حاصله با نتایج روش دینامیکی غیرخطی مقایسه می گردند. نتایج حاصله نشان می دهد که روش پیشنهادی تحقیق می تواند پاسخ غیرخطی سازه تحت بارگذاری انفجار را بدون انجام محاسبات پیچیده و تحلیل دینامیکی با دقت مطلوبی تخمین زند.

تعیین خسارت وارد بر سازه از مهمترین مقوله هایی است که در چند سال اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در این رابطه با بررسی جنبه های مختلف رفتاری سازه شاخص های مختلفی ارائه شده است. ار آنجا که اکثریت این اندیس ها با استفاده از تحلیل دینامیکی غیر خطی که بسیار وقت گیر و پیچیده هستند، تعیین می شوند؛ محاسبه آنها بسیار مشکل خواهد بود و کاربرد آنها به کارهای تحقیقاتی محدود می شوند. در سالهای اخیر تحلیل بار افزون به عنوان یک ابزار قوی برای تحلیل غیر خطی سازه ها بخاطر سادگی و سهولت آن نسبت به روش دینامیکی، مورد پذیرش قرار گرفته است. بنابراین توسعه یک معیار جهت تخمین خسارت وارد بر سازه با استفاده از روش بار افزون می تواند در مقاصد عملی نظیر طراحی بر اساس عملکرد، بسیار سودمند و موثر واقع شود. هدف اصلی این تحقیق، ارائه یک معیار خسارت کاربردی برای قاب های فولادی براساس تحلیل بار افزون می باشد. بدین منظور ابتدا تحلیل خسارت بر روی چندین قاب خمشی فولادی معمولی با مدل سازی دقیق رفتار غیر خطی المان های آنها انجام می شود. 7 رکورد زلزله، متناسب با شرایط ساختگاهی در نظر گرفته شده در طراحی سازه ها به گونه ای که طیف میانگین حاصل از آنها تا حد امکان کمترین اختلاف را با طیف طرح آیین نامه ubc داشته باشد، انتخاب و مقیاس شده اند. در روش استاتیکی ابتدا نقطه عملکرد سازه ها با استفاده از روش طیف ظرفیت محاسبه گردیده و مقادیر چندین شاخص خسارت مختلف، در این نقاط تعیین می شوند. جهت محاسبه خسارت در روش دینامیکی از شاخص پارک و آنگ که یکی از اندیس های معتبر در این زمینه ها است، استفاده می شود. با مقایسه نتایج حاصل از دو روش و ارزیابی ارتباط بین دو مجموعه، روابط خسارت صریح براساس نتایج روش استاتیکی استخراج می گردد. در این تحقیق همچنین به بررسی میزان شکل پذیری و نوع خاک بر میزان خسارت وارد بر سازه و روابط ارائه شده پرداخته می شود. نشان داده می شود که برخی از شاخص های ارزیابی شده در این تحقیق انطباق مناسبی با شاخص پارک و آنگ دارد. به منظور ارائه یک روش موثر در تعیین وضعیت خسارت (عملکرد) سازه بوسیله شاخص های خسارت پیشنهادی، جداولی ارائه می شود.

کارآیی دستورالعمل های لرزه ای بویژه آئین نامه های عملکرد مبنا به طور مستقیم به دقت نتایج حاصل از تحلیل سازه ها وابسته است. استفاده از تحلیل بارافزون (پوش آور) با توجه به مزایای روش های تحلیل استاتیکی غیرخطی و نیز محدودیت های تحلیل های دینامیکی غیرخطی رو به افزایش است. الگوی بارگذاری جانبی استفاده شده در این تحلیل از پارامترهای تاثیرگذار بر میزان دقت آن در تخمین پاسخ و پیش بینی رفتار سازه تحت زلزله می باشد. روش های پیشنهاد شده برای تعیین توزیع نیروی جانبی در تحقیقات گذشته و آئین نامه های مختلف علی رغم ارائه تخمین کلی از پاسخ سازه، عمدتا دقت کافی را ندارند یا برای رسیدن به دقت مناسب نیاز به چندین تحلیل و محاسبات زمان بر دارند. در این مطالعه ابتدا الگوی بارگذاری بهینه به صورت الگویی با کمترین خطا نسبت به پاسخ های مرجع تعریف گردیده و با توجه به برخی روش های عددی توسعه می یابد. سپس با استفاده از آن روشی جدید بر مبنای نتایج تحلیل دینامیکی و حل یک مسئله بهینه یابی برای بدست آوردن الگوی بارگذاری بهینه پیشنهاد می شود. روش پیشنهادی براساس فرضیات مشخص برای تعدادی سازه با خصوصیات دینامیکی مختلف توسعه داده شده و نتایج آن با سایر روشها مقایسه می شود. نتایج حاصل از این ارزیابی دقت بالا و عملکرد مناسبی را در محاسبه توزیع جابجایی نسبی طبقات نشان می دهد و کمترین خطا را نسبت به سایر روش ها دارد. بررسی الگوهای بارگذاری بهینه همچنین نشان دهنده تعریف مناسب بارگذاری بهینه و حاوی نکاتی از نحوه توزیع بهینه نیرو در ارتفاع است. روش و رابطه پیشنهادی علاوه بر دقت کافی، ساده و نیز بدون پیچیدگی است و می تواند به سادگی در حوزه های گسترده پاسخ و شکل توزیع نیرو توسعه یابد. همچنین با تغییر در مسئله بهینه یابی تعریف شده در این مطالعه کارآیی این روش بهبود می یابد. با توجه به سادگی کارآیی و پتانسیل بسط، این روش در استانداردهای لرزه ای موجود قابل بکارگیری می باشد.

امروزه به علت افزایش استفاده از انواع نامنظمی در سازه ها که ناشی از ملاحظات معماری و نوع خاص کاربری سازه می باشد، آیین نامه های لرزه ای کشورهای مختلف، همواره درحال ارزیابی و بازنگری ضوابط مربوط به سازه های نامنظم می باشند. یک نوع خاص نامنظمی در سازه ، پس رفتگی در ارتفاع آن می باشد که تاثیر قابل ملاحظه ای بر عملکرد لرزه ای سازه دارد. در این تحقیق با در نظرگرفتن چندین نوع قاب بتنی خمشی با الگوی پس رفتگی متفاوت، که براساس آیین نامه 2800 و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان طراحی شده اند، به بررسی عملکرد لرزه ای آنها پرداخته می شود. به این منظور پس از مدلسازی و تحلیل استاتیکی و دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی قاب ها، پاسخهای غیرخطی آنها شامل تغییرشکل نسبی طبقات و چرخشهای پلاستیک اعضای قاب ها محاسبه شده و مورد ارزیابی قرار می گیرند.همچنین دقت روش بار افزون در تعیین عملکرد لرزه ای سازه های نامنظم، مورد ارزیابی قرار می گیرد. جهت بررسی عملکرد لرزه ای سازه های طراحی شده، از ضوابط آیین نامه fema273و fema356 استفاده می شود. نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی نشان می دهدکه قابهای منظم به طور کلی سطح عملکرد ایمنی جانی را تأمین می کنند، اما ممکن است تعدادی از اعضا، به صورت موضعی، عملکرد ضعیف تری از سطح عملکرد ایمنی جانی داشته باشند. این در حالی است که با ایجاد پس رفتگی و افزایش شدت نامنظمی در ارتفاع، سطح عملکرد قابها به شدت کاهش یافته و حتی دچار تخریب کلی می شوند.همچنین نشان داده می شود که غالباً اعضایی که در محل وقوع نامنظمی قرار دارند، بیشترین خسارت را تجربه کرده و برای اینکه عملکرد آنها در سطح ایمنی جانی باقی بماند باید به شیوه مناسبی تقویت شوند. از نتایج دیگر این تحقیق این است که روش بارافزون در ارزیابی عملکرد قابهای دارای پس رفتگی در ارتفاع، مناسب نبوده و نتایج آن با نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی اختلاف زیادی دارد.

تحلیل بار افزون یک روش غیرخطی است که در بسیاری موارد به دلیل سادگی آن در مقایسه با روش های دینامیک، به عنوان ابزار اصلی برای تحلیل غیرخطی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش، بارهای جانبی صعودی یکنواخت همراه با بارهای ثابت ثقلی به یک قاب اعمال می شوند تا زمانی که یک گره کنترل به یک جابجایی جانبی "هدف"، یا یک برش پایه "هدف" برسد که با سطح عملکرد لرزه ای مطابقت دارد. الگوی بار جانبی تعیین شده برای تحلیل بار افزون بر پایه این فرض است که پاسخ سازه توسط یک مد ارتعاشی کنترل می شود و اینکه شکل این مد در سراسر پاسخ تاریخچه زمانی ثابت می ماند. عموما مد اصلی سازه به عنوان مد غالب برای سیستم mdof در نظر گرفته می شود و اثرات دیگر مدها نادیده گرفته می شود. به همین دلیل، تحلیل معمولی بار افزون معمولا تنها برای پیش بینی پاسخ لرزه ای ساختمان های کوتاه تا متوسط مورد استفاده قرار می گیرد. در این مطالعه، یک الگوی بار اصلاح شده برای در نظر گرفتن اثرات مدهای ارتعاشی مختلف توسعه داده می شود. در روش پیشنهادی، قسمتی از مدهای ارتعاشی سازه با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تعیین می شود طوری که خطای ناشی از تغییر مکان نسبی طبقات (drifts) در ارتفاع سازه به حداقل ممکن برسد. نشان داده می شود که روش پیشنهادی می-تواند دقت پاسخ های ناشی از تحلیل بار افزون را افزایش داده و الگوی باری بهتر از الگوهای بار معمول ارائه کند.

دشت رونیز یکی از دشتهای شهرستان استهبان می باشد که در سنوات اخیر آبخوان آن دشت دچار تغییرات زیادی گردیده وخشکسالی وبرداشت بی رویه برسطح ایستابی آبهای زیرزمینی اثر زیادی گذاشته است. آمار برداری تغییرات سطح ایستابی آب زیرزمینی دشت رونیز توسط تعداد 13 حلقه چاه مشاهده ای در آبخوان آبرفتی دشت انجام می گردد. ثبت اطلاعات این تغییرات از شهریور ماه 1375 توسط مرکز مطالعات منابع آب شرق فارس (فسا) شروع گردیده است. اطلاعات موجود در ایستگاه باران سنجی رونیز از مهر ماه 1349 و به میزان 42 سال مورد استفاده قرار گرفته است. بطور کلی هیدروگراف واحد آب زیرزمینی در دشت رونیز روند نزولی را نشان می دهد به طوری که در مدت 15 سال ( از شهریور 1375 لغایت شهریور 1390) به میزان 61/11 متر افت یعنی سالانه به میزان 77/0 متر پائین رفتن سطح ایستابی رخ داده است.در این تحقیق پس از بررسی تغییرات هیدروگراف واحد آب زیرزمینی وبارش ها در سالهای آماری تراز آب زیرزمینی ماهانه وبارندگی با استفاده از نرم افزار تا افق سال 1400 هجری شمسی پیش بینی گردیده است. در خصوص خشکسالی ها پیش بینی های بارندگی وتغییرات سطح ایستابی آب در درشت رونیز هیدروگراف واحد آب زیرزمینی روند نزولی را نشان می دهد وبخشی از افت سطح ایستابی آبخوان ناشی از خشکسالی هیدرولوژی است. به منظور کاهش اثرات خشکسالی برآبخوان پیشنهاداتی از جمله آموزش کشاورزان، ایجاد تشکل آبران جهت کنترل مردمی برداشت آب از منابع آبی(چاه) وهماهنگی با بخش دولتی، کنترل برداشت با اجرای طرحهای آب وخاک ، تغییر الگوی کشت ، استفاده از مواد الی خاک در این تحقیق ارائه گردیده است.

با بالا رفتن خطرات ناشی از حملات تروریستی و جنگها در سرتاسر جهان، و پیامدهای منفی ناشی از آنها، طراحی سازه های مقاوم در برابر انفجار، اهمیت یافته است. در میان انواع سازه ها، پلها به دلیل اهمیتشان در سیستم حمل و نقل از جایگاه ویژه ای برخوردار هستند. تخریب یک پل می تواند باعث خسارتهای جانی و مالی فراوان شود، و یا دسترسی به یک مکان را تا مدتها مختل کند. با این حال تا کنون عمده ی تحقیقات صورت گرفته در زمینه ی بررسی رفتار سازه، یا طراحی مقاوم آن در برابر انفجار به سازه های ساختمانی محدود شده و توجه به رفتار پلها در برابر انفجار و یا تحلیل و طراحی مقاوم آنها موضوعی است که در چند سال اخیر توجه برخی دولتها و مهندسان را به خود جلب کرده است. برای طراحی هر سازه ابتدا باید آن را تحلیل کرد. در حال حاضر دقیقترین روش تحلیل سازه ها در برابر بارگذاری های انفجاری، تحلیل دینامیکی غیر خطی می باشد، ولی به دلیل پیچیدگیهای مدلسازی، زمان و هزینه ی بالا، این روش همواره نمی تواند در مقاصد عملی مورد استفاده قرار گیرد. در این میان روش تحلیل استاتیکی غیر خطی، روشی است که استفاده از آن برای تخمین بیشینه تغییر مکان ساختمانها و پلها در طراحی های لرزه ای بسیار رایج است، اما تحقیقات بسیار محدودی در مورد کاربرد و ارزیابی این روش برای بارگذاریهای خاص مثل بارگذاریهای انفجاری انجام شده است. هدف اصلی از تحقیق حاضر، ارائه ی روشی ساده جهت معادلسازی استاتیکی بار انفجار و تحلیل استاتیکی غیرخطی در پلهای با عرشه ی مختلط در برابر انفجار است. در این تحقیق، ابتدا روش شبیه سازی انفجار ومدلسازی پلها با عرشه مختلط ارائه شده است. سپس یک روش برای معادلسازی استاتیکی بارگذاری انفجار پیشنهاد گردیده و به ارزیابی دقت تحلیل استاتیکی غیرخطی پلها در برابر انفجار پرداخته شده است. بدین منظور نمونه های متعددی از پلهای با عرشه مختلط با فرکانسهای طبیعی مختلف در معرض انفجار با شدتهای مختلف در نظر گرفته شد و تحلیلهای غیرخطی دینامیکی بر روی آنها انجام شد. پس از انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی بر روی تمامی نمونه ها با روش کنترل تغییر مکان، بار معادل استاتیکی برای هر نمونه محاسبه گردید. بر اساس نتایج حاصله، طیفهای بارگذاری معادل استاتیکی برای مقادیر مختلف ماده منفجره ارائه گردید. نشان داده شده که روش پیشنهادی به سادگی و بدون پیچیدگیهای تحلیل دینامیکی غیرخطی، به طور محافظه کارانه قابل کاربرد در برآورد تغییرمکان حداکثر پلهای با عرشه مختلط در برابر انفجار می باشد. هر چند که در بعضی موارد خطاهای به وجود آمده موجب غیر اقتصادی شدن طرح می گردد.

در حال حاضر آئین نامه های لرزه ای، تنها لرزه اصلی را به منظور طراحی سازه لحاظ می کنند و از اثرات لرزه های ثانویه صرف نظر می کنند. این لرزه های ثانویه که بعد از رویداد اصلی به وقوع می پیوندند را پس لرزه گویند. شواهدی از زمین لرزه های اخیر دنیا نشان داده است که آثار این پس لرزه ها در بعضی از موارد منجر به افزایش خسارت وارد به سازه می شود. به طور کلی در یک رویداد زمین لرزه شدید، سازه تحت لرزه اصلی دچار آسیب شده، سختی آن کاهش می یابد و تعدادی مفاصل پلاستیک در آن تشکیل می شود. از این رو وقوع پس لرزه های آتی می تواند اثرات مخرب تری بر سازه آسیب دیده نسبت به سازه اولیه داشته باشد. هدف از این مطالعه تحلیل سازه های بتن آرمه تحت اثر همزمان لرزه اصلی و پس لرزه های آن و بررسی تغییرات شاخص خسارت در حالات مختلف بارهای لرزه ای می باشد. داده های مورد استفاده در این مطالعه، نگاشت های مربوط به پس لرزه های رویداده در ژاپن، ایران و کالیفرنیا بودند که از میان آن ها رکوردهای حوزه ژاپن به منظور تحلیل سازه ها مورد استفاده قرار گرفتند. تحلیل های خسارت برروی یک سری ستون بتنی و یک سری قاب ساده یک دهانه یک طبقه بتنی با دوره تناوب های مختلف انجام گرفته است. برای مشاهده میزان آسیب های سازه ای از شاخص خسارت پارک و انگ استفاده شده است. سعی شده تا سازه تحت زلزله اصلی دچار آسیب های متوسط شده و سپس پس لرزه ها به صورت رشته دنباله داری از شتاب ها به سازه آسیب دیده اعمال شده اند. نتایج بررسی ها نشان می دهد که با افزایش نسبت شتاب حداکثر پس لرزه ها نسبت به زلزله اصلی و همچنین افزایش دوره تناوب سازه، میزان خسارت های سازه تحت اثر پس لرزه ها نیز افزایش خواهد داشت. در نهایت تغییرات شاخص خسارت تحت اثر پس لرزه های وارد به سازه بعنوان یک ترم بدون بعد به رابطه شاخص خسارت پارک و انگ اضافه شده است.

چکیده: در این تحقیق، کاربرد روش تقریب سازگار برای طراحی بهینه قاب های خمشی بتن مسلح، نشان داده می شود. بدین منظور، طراحی قاب های خمشی بتن مسلح، به عنوان یک مساله بهینه سازی فرموله می شود. متغیرهای طراحی، ابعاد مقاطع بتنی و مساحت آرماتورها می باشد. تابع هدف، هزینه کل قاب شامل هزینه بتن ریزی، قالب بندی و آرماتورهای فولادی برای تک تک اعضای سازه می-باشد. قیود طراحی بر اساس آیین نامه بتن آمریکا و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان تعریف می شوند. در مدل طراحی بهینه، تابع هدف و قیود طراحی بر مبنای مفهوم تقریب سازگار به طور صریح فرموله ، و مساله اصلی بهینه سازی با چند مساله بهینه سازی ساده جایگزین می شود. هر زیر مساله ابتدا برمبنای نتایج تحلیل سازه و تحلیل حساسیت تعریف شده و سپس با استفاده از برنامه ریزی درجه دوم متوالی حل می شود. کاربرد روش پیشنهادی در این تحقیق با استفاده از حل دو مساله طراحی نشان داده می شود و نتایج بهینه حاصل از آن با نتایج موجود در ادبیات موضوع مقایسه می شود. نشان داده می شود که روش پیشنهادی به آسانی می تواند برای بدست آوردن طرح های معقول، قابل اعتماد، اقتصادی و عملی بر قاب های خمشی بتن مسلح اعمال شود. همچنین نشان داده می شود که الگوریتم پیشنهادی طی تنها چند چرخه به همگرایی می رسد. کلمات کلیدی: بهینه سازی سازه ای، تقریب سازگار، تحلیل حساسیت، قاب بتنی.

در تحقیق حاضر، کاربرد روش تقریب سازگار برای طراحی بهینه قاب های فولادی خمشی نشان داده شده است. بدین منظور، طراحی قاب های فولادی خمشی به عنوان یک مساله بهینه سازی فرموله شد. تابع هدف وزن قاب می باشد. قیود طراحی بر مبنای آیین نامه سازه های فولادی آمریکا و آیین نامه سازه های فولادی ایران تعریف شده است. در مدل طراحی بهینه، تابع هدف و قیود طراحی بر مبنای مفهوم تقریب سازگار به طور صریح فرموله، و مساله اصلی بهینه سازی با چند مساله بهینه سازی ساده جایگزین شده است. هر زیر مساله ابتدا برمبنای نتایج تحلیل سازه و تحلیل حساسیت تعریف شده و سپس با استفاده از برنامه ریزی درجه دوم متوالی حل شده است. کاربرد روش پیشنهادی در این تحقیق با استفاده از حل دو مساله طراحی نشان داده شده است و نتایج بهینه حاصل از آن با نتایج موجود در ادبیات موضوع مقایسه شده است. نشان داده شد که روش پیشنهادی به آسانی می تواند برای بدست آوردن طرح های معقول، قابل اعتماد، اقتصادی و عملی بر قاب های خمشی فولادی اعمال شود. همچنین نشان داده شد که الگوریتم پیشنهادی طی تنها چند چرخه به همگرایی می رسد.

یک نوع خاص نا منظمی در سازه، پس رفتگی آن در ارتفاع می باشدکه تأثیر قابل ملاحظه ای بر عملکرد سازه دارد. در این تحقیق چندین نوع قاب خمشی فولادی متوسط با الگوی پس رفتگی متفاوت، بر اساس آیین‏نامه 2800 و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ها طراحی شده و پس از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی با نرم افزار perform 3d، پاسخ های غیر خطی آنها شامل تغییرشکل نسبی‏ طبقات و دوران های پلاستیک المان ها محاسبه و ارزیابی می شوند. جهت بررسی عملکرد لرزه ای سازه ها از ضوابط fema 356 استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که در تمامی قاب‏های منظم سطح عملکرد ایمنی جانی تأمین می‏شود اما با افزایش پس رفتگی در ارتفاع در قاب های بلند تر (از 3 طبقه به بالا تر) سطح عملکرد قاب ها از سطح ایمنی جانی وحتی در بعض موارد در قاب‏های بلند از آستانه فروریزش تجاوز می کند. همچنین نشان داده می شود که اعضای واقع در مجاورت پس رفتگی و طبقات بالای سازه، بیشترین خسارت را تجربه کرده و برای اینکه سطح ایمنی آنها درحد ایمنی جانی رعایت گردد باید به نوعی تقویت شوند. واژ های کلیدی:آیین نامه 2800، عملکرد لرزه ای، پس‏رفتگی سازه در ارتفاع، تحلیل دینامیکی غیر‏خطی

سطوح عملکرد لرزه ای وضعیت خسارت در طیف وسیعی از خسارت وارد بر ساختمان است که سازه در هنگام زلزله می تواند تجربه کند. مشاهده خسارت ساختمان ها در هنگام زلزله های شدید نشان می دهد که همبستگی خسارت سازه ای با تک پارامترهایی مانند حداکثر شتاب زمین یا زمان کل زلزله کم است در حالی که اغلب از حداکثر شتاب زمین به عنوان پارامتر اصلی برای ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه ها استفاده می شود. مهمترین هدف این تحقیق تعیین رابطه بین چندین پارامتر شتاب لرزه ای و تغییر مکان هدف سازه ها است که پارامتر مهمی برای تعیین سطح عملکرد سازه است. برای این هدف، ابتدا تحلیل غیرخطی بر روی سه قاب 3 طبقه فرضی،3 طبقهsac و 9 طبقه sac تحت چندین زلزله دور از گسل انجام گرفت سپس تغییر مکان هدف و پارامترهای لرزه ای برای هر سازه محاسبه می شود. رابطه بین تغییرمکان هدف و پارامترهای لرزه ای را با استفاده از ضریب همبستگی مورد پردازش قرار می دهیم. نشان داده شد که حداکثر شتاب زمین دارای همبستگی ضعیفی با تغییرمکان هدف سازه است. از طرف دیگر، شدت هازنر، طیف شبه شتاب، طیف شبه سرعت و حداکثر سرعت زمین همبستگی قویی را با تغییرمکان هدف سازه از خود نشان دادند

تغییرات ناگهانی سختی یا جرم در ارتفاع ساختمان های چندطبقه، یکی از انواع مهم نامنظمی است که باعث اختلال در رفتار دینامیکی سازه شده و موجب بروز خسارت در اثر زلزله در طبقات ضعیف می گردد. تحقیقات نشان داده است که روش تحلیل استاتیکی معادل ارائه شده در آیین نامه های لرزه ای جهت تخمین نیروهای ناشی از زلزله برای سازه¬های نامنظم، نامناسب بوده و منتهی به خطاهای غیرقابل قبول می شود. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی ضوابط آیین نامه 2800 در تعیین ضریب رفتار قاب های خمشی بتن مسلح دارای نامنظمی در ارتفاع می باشد. به این منظور در ابتدا چندین قاب خمشی بتنی که شامل قاب های نامنظم در ارتفاع هستند انتخاب می شوند. در انتخاب نمونه ها سعی شده ارتفاعاتی از ساختمان انتخاب شوند تا بتوانند اکثر ساختمان های میان مرتبه را پوشش دهند (3 و 6 و 9 و 12 طبقه). نمونه های انتخاب شده بر اساس استاندارد 2800 زلزله و مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران طراحی می شوند. پس از طراحی نمونه ها، تحلیل دینامیکی افزایشی و استاتیکی غیرخطی بر روی کلیه نمونه ها انجام می شود. در مرحله بعد، ضریب رفتار قاب های مورد بررسی، طبق روش یانگ محاسبه شده و مورد ارزیابی و مقایسه با ضریب رفتار پیشنهادی توسط آیین نامه 2800 زلزله ایران قرار می گیرد. همچنین رابطه ای برای محاسبه ضریب رفتار قاب های نامنظم ارائه شده و مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد که روش پیشنهادی تحقیق دارای دقت مناسب جهت تخمین ضریب رفتار قاب خمشی بتن مسلح نامنظم در ارتفاع می باشد. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد که مقادیر ضریب رفتار حاصل از روش تحلیل دینامیکی افزایشی بیشتر از مقادیر حاصل از روش استاتیکی بارافزون می باشد و با افزایش نامنظمی در ارتفاع ضریب رفتار کاهش می یابد.

زلزله پدیده ای است که بر اثر جابجائی برشی در امتداد یک گسل رخ داده و گسیختگی از یک سطح محدود در محیط آغاز شده و سریعا انتشار می یابد. با مشاهده زلزله های زیانبار و مخربی چون زلزله های نورثریچ و کوبه و خسارات شدید آنها به سازه های موجود در حوزه نزدیک گسل نیاز به بررسی بیشتر رکوردهای ناحیه نزدیک گسل احساس شد. رکوردهای ثبت شده در این نواحی که اصطلاحا ناحیه نزدیک گسل خوانده می شود، دارای ویژگی های متفاوتی با رکوردهای ثبت شده در ناحیه دور از گسل می باشد. حرکات زمین در نزدیکی گسل دارای انرژی زیاد و نیز پالس حرکتی پریود بلند می باشد. این پالس ها معمولا در ابتدای رکورد زلزله دیده می شوند. در این تحقیق ابتدا مطالعه ای بر روی خواص مهندسی ویژه حرکتی زمین در این ناحیه صورت گرفته و پارامترهای لرزه ای این حوزه محاسبه شده اند. به این منظور پارامترهای متفاوت دامنه ای، طیفی، انرژی و ... مربوط به رکوردهای ناحیه نزدیک گسل انتخاب شده و بر اساس پردازش آماری، به بررسی رابطه آنها با تغییر مکان هدف قاب های خمشی فولادی بر اساس تحلیل دینامیکی غیرخطی بر اساس مفهوم ضریب همبستگی پرداخته شده است. با توجه به خواص رکوردهای حوزه نزدیک، پارامترهای وابسته به انرژی و سرعت دارای بیشترین همبستگی با تغییر مکان هدف سازه ها می باشند.

پل ها سازه های مهمی در سیستم حمل و نقل هستند که ممکن است یکی از اهداف حملات تروریستی باشند. با توجه به پیچیدگی تحلیل پل ها در برابر انفجار، هدف از این تحقیق، تعیین یک الگوی بار گذاری استاتیکی معادل مناسب برای تحلیل غیرخطی پل های با عرشه مختلط فولادی تحت بار انفجار می باشد. به این منظور ابتدا روش شبیه سازی انفجار و مدل سازی پل های با عرشه مختلط مورد بررسی قرار گرفته و دقت روش مدل سازی ارائه شده مورد ارزیابی قرار می گیرد. سپس نمونه های متعددی از پل های با عرشه مختلط تحت بار انفجار با شدت های مختلف مدل سازی شده و تحلیل غیرخطی دینامیکی بر روی آن ها انجام می شود. با پیشنهاد یک الگوی بارگذاری مناسب و پس از انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی بر روی تمامی نمونه ها با روش کنترل تغییر مکان، ضریب بار معادل استاتیکی برای اصلاح الگوی موردنظر در هر نمونه محاسبه می گردد. براساس نتایج تحلیل غیرخطی نمونه ها، یک رابطه برای ضریب بار معادل استاتیکی استخراج شده و مورد ارزیابی قرار می گیرد.

بهینه سازی سازه ها به طور رایج یکی از مهمترین موضوعات در مهندسی سازه می باشد که کاربردهای فراوانی را در بر می گیرد. در فرایند بهینه سازی طراحی هر سازه مهندسی،متغیرهای طراحی به گونه ای تعیین می شوند که ضمن ارضای تمامی محدودیت های طراحی و ساخت (قیود طراحی)، مقدار یک معیار مشخص (تابع هدف) را بیشینه یا کمینه نماید.مشکل عمده استفاده از تکنیک های برنامه ریزی ریاضی در مسائل بهینه سازی سازه ای این است که در توابع سازه ای محدودیت هایی مانند جابجایی و تنش به صورت روابط ریاضی صریحی از متغیرهای طزاحی نیستند.درتحقیق حاضر روش تقریب سازگار (کاناپ)که برای صریح سازی توابع هدف و قیوددر مسائل سازه ای استفاده می گردد، بر اساس تابع حساسیت درجه دوم بهبود یافته است. در رویکرد حاضر مسئله بهینه سازی اولیه با یک سری از زیر مسله های صریح بهبود یافته جایگزین می شود. هر زیر مسئله با الگوریتم برنامه ریزی درجه دوم متوالی (sqp)حل می گردد. برای بررسی سازگاری و کاربردروش، در تحقیق حاضراز این روش در حل چند مثال استفاده شده است. نشان داده می شود که تابع حساسیت درجه دوم پیشنهاد شده نتایج الگوریتم conapرا اصلاح نموده و سرعت همگرایی پروسه بهینه سازی را افزایش می دهد. کلمات کلیدی: بهینه سازی سازه ای، روش تقریب سازگار، تابع حساسیت درجه دوم

توانایی برخی از میکروارگانیسم¬ها جهت اکسیداسیون ترکیبات سولفیدی سنگ های معدنی منجر به پژوهش در رابطه با امکان به¬کارگیری آنها برای فرآیند سولفورزدایی سوخت های فسیلی به عنوان یک روش مؤثر و دوست¬دار محیط زیست شده است. فرآیندهای بیولوژیکی نسبت به روش¬های متداول فیزیکی و شیمیایی دارای مزایای چندی همچون: شرایط ملایم عملیاتی و عدم تولید محصولات مضر و نیز عدم کاهش ارزش سوخت هستند. در سال¬های اخیر حذف پیریت (fes2) به عنوان ترکیب سولفیدی غالب در سوخت های فسیلی همچون زغال سنگ با استفاده از باکتری¬های کمولیتوتروف بسیار موردتوجه قرارگرفته است. در تحقیق حاضر فروشویی زیستی قیرطبیعی به منظور حذف سولفور و خاکستر با استفاده از سویه باکتری اسیددوست تیوباسیلوس¬¬فرواکسیدانس مدنظر بوده است. نتایج نشان داد که فروشویی زیستی با این میکروارگانیسم، تأثیری بر روی حذف گوگرد سولفاته ندارد. اما در بررسی روند زمانی فروشویی زیستی مشخص گردید که می¬توان %77 سولفور پیریتی و %51 محتوای خاکستر نمونه قیرطبیعی را کاهش داد این در حالی است که در فروشویی اسیدی (بدون میکروارگانیسم) تنها %18 و %31 خاکستر پس از 9 روز قابل حذف خواهد بود. این نتایج نشان داد که به طور متوسط فروشویی زیستی موجب افزایش 59 حذف گوگرد پیریتی و %20 حذف محتوای خاکستر شده است. همچنین اندازه گیری میزان آهن فروشویی شده بیان گر این مطلب بود که پس از 9 روز از آغاز فرآیند، بازده فروشویی زیستی تغییر چندانی نمی یابد و نتایج طیف¬سنجی¬پراش پرتو ایکس نشان از تشکیل برخی کمپلکس های معدنی و در نتیجه کاهش دسترسی میکروارگانیسم برای استخراج بیشتر مواد معدنی از نمونه می گردد. نتایج آزمایشات با میزان پالپ %1 نشان داد که ph محیط استخراج تغییر چندانی با گذشت زمان در طی فرآیند زیستی برخوردار نیست واین با تولید پروتون¬ توسط سلول های باکتری در فرآیند سولفورزدایی و مصرف آن توسط سایر یون ها با خاصیت قلیایی در محیط قابل توجیه می باشد. همچنین در این تحقیق، روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی برای بهینه¬سازی فرآیند فروشویی زیستی و به منظور بررسی آماری اثر متغیرهای اندازه ذرات، شدت همزدن، ph (هر یک در سه سطح) بر بازده حذف گوگرد پیریتی و بازده حذف خاکستر مورد استفاده قرار گرفت. آنالیز واریانس ((anova توسط نرم افزار design-expert بیان¬گر آن بود که بیشترین تأثیر در بازده حذف گوگرد پیریتی به ترتیب مربوط به ph، اندازه ذرات و شدت هم¬زدن است. همچنین، اندازه ذرات، شدت هم¬زدن و ph به ترتیب از بیشترین تأثیر در بازده حذف خاکستر برخوردار بودند. پارامترهای آماری نشان از توان پیش بینی بالای مدل برازش شده چند جمله¬ای مرتبه دوم از فرآیند فروشویی زیستی را داشت. داده¬های تجربی گویای بیشترین میزان حذف گوگرد پیریتی و خاکستر به ترتیب به میزان %42/73 و %12/55 بود که در شرایط عملیاتی متفاوتی از یکدیگر قابل دست یابی بود. با استفاده از مدل برازش شده در روش سطح پاسخ، شرایط بهینه برای دست یابی حداکثری هم¬زمان حذف گوگرد پیریتی و خاکستر به میزان %42/66 و %88/50 شرایط زیر پیشنهاد گردید: اندازه ذرات μm 100، شدت هم¬زدن rpm 80 و 2 =ph.

سیستم های فاضلاب به عنوان یکی از مهم ترین زیرساخت های شهری، وظیفه جمع آوری و تصفیه فاضلاب تولیدی جهت بازگشت به طبیعت و یا استفاده مجدد از فاضلاب را بر عهده دارند. با توجه به اهمیت خاص این سیستم ها در جوامع امروز، لزوم عملکرد مطلوب و پایدار این سیستم ها بر هیچ کس پوشیده نیست. یکی از مهم ترین بخش های سیستم های فاضلاب، شبکه های جمع آوری فاضلاب است. عملکرد مناسب یک شبکه جمع آوری فاضلاب وابسته به برنامه بهره برداری و نگه-داری آن است که با اجرای برنامه ارزیابی و تحلیل ریسک این شبکه ها، می توان به میزان قابل توجهی سطح ریسک را پایین آورده و موجب افزایش کارایی و عملکرد سیستم شد. در تحقیق حاضر مدلی برای تحلیل ریسک شبکه های جمع آوری فاضلاب با استفاده از شبکه-های بیزین ارائه شده است که با توجه به قابلیت های شبکه های بیزین و ویژگی های سیستم های فاضلاب، مدل ارائه شده از کارایی بالایی برخوردار است. در این مدل، میزان ریسک با ترکیب احتمال شکست و پیامدهای شکست محاسبه می شود. در این راستا شکست ها و آسیب های ممکن در شبکه ها به دو دسته شکست های سازه ای و شکست های هیدرولیکی تقسیم شده اند. جهت محاسبه احتمال شکست، از شبکه های بیزین استفاده شده که الگوریتم معرفی شده در چهار گام اساسی آماده سازی ورودی های مدل، آموزش شبکه بیزین، صحت سنجی شبکه آموزش دیده و دریافت نتایج خروجی از مدل تشکیل شده است. محاسبه پیامدهای شکست با استفاده از میانگین-گیری وزنی عوامل موثر در این پیامدها انجام شده که برای به دست آوردن وزن و امتیازهای مربوط به عوامل مذکور، از نظرات کارشناسی استفاده شده است. پس از محاسبه احتمال و پیامدهای شکست، نتایج حاصل با توجه به مزیت های سیستم های فازی با استفاده از سیستم استنباط فازی ممدانی ترکیب شده و با استفاده از روش مرکز ثقل، غیرفازی می گردد. برای نشان دادن کاربرد روش معرفی شده، قسمتی از شبکه جمع آوری فاضلاب شهر تبریز به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است و با استفاده از ریسک به دست آمده از مدل، فاضلابروهای شبکه مورد مطالعه در پنج گروه از جهت اولویت برنامه های بازرسی و نگه داری تقسیم شده اند. نتایج حاصل از مدل تحلیل ریسک، نشان از بحرانی بودن وضعیت تعدادی از فاضلابروهای موجود در شبکه دارد که باید این فاضلابروها را در اولویت برنامه های بازرسی و در صورت نیاز، تعمیرات قرار داد. البته وضعیت اکثر فاضلابروها از جهت میزان بحرانی بودن، در حد متوسط قرار دارد.

تعیین خسارت وارد بر یک سازه از مهمترین مقوله¬هایی است که در چند سال اخیر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در این زمینه با بررسی جنبه¬های مختلف رفتاری سازه، شاخص¬های متنوعی توسط محققین مختلف ارائه شده است. از آنجا که اکثریت این اندیس¬ها با استفاده از تحلیل¬های دینامیکی غیرخطی که بسیار پیچیده و وقت گیر هستند، تعیین می¬شوند؛ محاسبه آنها بسیار مشکل خواهد بود و ¬کاربرد آنها به کارهای تحقیقاتی محدود می¬شوند. در سال¬های اخیر تحلیل بارافزون بعنوان یک ابزار قوی برای تحلیل غیر خطی سازه¬ها بخاطر سادگی و سهولت آن نسبت به روش دینامیکی، مورد پذیرش قرار گرفته است. بنابراین توسعه یک معیار جهت تخمین خسارت وارد بر سازه با استفاده از روش بار افزون می¬تواند در مقاصد عملی نظیر طراحی بر اساس عملکرد، بسیار سودمند و مؤثر واقع شود. هدف اصلی این تحقیق، ارائه یک معیار خسارت کاربردی برای قابهای بتنی بر اساس تحلیل بار افزون می¬باشد. بدین ¬منظور با تحلیل خسارت بر روی چندین قاب¬ خمشی بتن مسلح با مدل¬سازی دقیق رفتارغیرخطی المانهای آنها، انجام می¬شود. 7 رکورد زلزله، متناسب با شرایط ساختگاهی در نظرگرفته شده در طراحی سازه¬ها، به¬گونه¬ای که طیف میانگین حاصل از آنها دارای کمترین اختلاف با طیف طرح آئین¬نامه¬ی 2800 باشد، انتخاب و مقیاس می¬شوند. در روش استاتیکی، ابتدا نقطه¬ی عملکرد سازه¬ها با استفاده از روش طیف¬ظرفیت محاسبه گردیده و مقادیر چندین شاخص خسارت مختلف، در این نقاط تعیین می¬شوند. جهت محاسبه¬ی خسارت در روش دینامیکی، از شاخص پارک و آنگ که یکی از اندیس¬های معتبر در این زمینه است، استفاده می¬شود. با مقایسه¬ی نتایج حاصل از دو روش و ارزیابی ارتباط بین دو مجموعه، روابط خسارت صریح بر اساس نتایج روش استاتیکی استخراج می¬گردد. نشان داده می¬شود که برخی از شاخص¬های¬ ارزیابی شده در این تحقیق انطباق مناسبی با شاخص خسارت پارک و آنگ دارد. همچنین عملکرد مناسب آئین¬نامه¬های آبا و 2800 ایران در محدود نمودن خسارت وارد بر سازه¬های طراحی شده بر اساس سطح ایمنی جانی، نشان داده می¬شود.

خطوط انتقال نیرو انرژی الکتریکی را از محلهای تولید به محلهای مصرف می رسانند. بدلیل پراکندگی محل های تولید مصرف انرژی، خطوط انتقال نیرو از تمامی مناطق آب و هوایی و جغرافیایی کشور عبور کرده اند، عواملی مانند بهمن، لغزش زمین و طوفان گاهی سبب واژگون شدن و خرابی یک یا چند دکل متوالی از خطوط انتقال نیرو می شوند. بین سالهای 1365 تا 1375، 30 دکل از خطوط 230 کیلوولت و 41 دکل از خطوط 400 کیلوولت دچار حادثه شده اند. تعمیر با نصب دکل مشابه دکلهای حادثه دیده بسته به شرایط جوی بین چند روز تا چند ماه زمان احتیاج دارد. در این شرایط بهترین راه حل استفاده از دکلهای موقتی است که دارای مشخصاتی چون سبکی وزن، سرعت و سهولت حمل و نصب می باشند. این دکلها به دکلهای اضطراری موسومند و وظیفه وصل نگه داشتن خطوط آسیب دیده تا زمانی که دکلهای دائمی نصب شوند را بر عهده دارند. در این اثر، با ارائه آمار جمع آوری شده، در مورد خطوط انتقال نیروی حادثه دیده لزوم ساخت ، کاربرد و مشخصات دکلهای اضطراری بررسی شده است . سپس با بررسی مبانی سازه های تاشو با اتصال قیچی گونه از این سازه ها برای تهیه مدل دکل اضطراری استفاده شده است . همچنین برای تحلیل و طراحی سازه های تاشوی تشکیل شده از دوپلت های مستطیلی و المانهای اضافی میله ای برنامه کامپیوتری sadft تدوین گردیده است . در این برنامه با حداقل کردن عرض نوار ماتریس سختی، تحلیل به صورت بهینه انجام می شود. برای داده آمایی سازه های تاشو نیز برنامه generate تدوین گردیده است . در ادامه ضمن بحث در مورد انواع مصالح و فرمهای ممکن، بعنوان نمونه سه مدل برای دکل اضطراری 400 کیلوولت تک مداره با زاویه انحراف 30 درجه سانتی گراد در شرایط بارگذاری سخت تهیه، تحلیل و طراحی شده است و با یکدیگر و دکل دائمی موجود مقایسه گردیده است . در نهایت چند نمونه از جزئیات دیگر و روشهای اجرایی برای ساخت دکلهای اضطراری ارائه شده است .

در این پایان نامه خرابی در سازه های نگهدارنده خطوط برافراشته ‏‎(elevated)‎‏ بررسی می گردد. خطوط لوله برافراشته یکی از انواع خطوط انتقال سیالات است که در بالای سطح زمین و در یک ارتفاع مشخص عبور می کند . دراین تحقیق ابتدا علل ممکن برای خرابی در این نوع سازه ها بیان گردیده و سپس با بررسی دقیق و موردی علل سعی می شود علت یا علتهای واقعی خرابی مشخص گردد.علل خرابی مورد مطالعه در این پایان نامه شامل ضعف در اجرا ، اشتباه در محاسبات ، وقوع بارهای اضافی و پدپده خستگی در اثر بارهای مکانیکی می باشد.در ارائه راه حل جهت تعمیر سازه پارامتر تعیین کننده هزینه تعمیر است.در صورت توجیه پذیر بودن تعمیر سازه از لحاظ اقتصادی، اعضا و اتصالات خسارت دیده با اعضا و اتصالات جدید جایگزین یا تقویت می گردد.بعنوان یک نمونه کاربردی سازه نگهدارنده لوله های انتقال آب و باطله در مجتمع مس سرچشمه که دچار گسیختگی اتصالات بادبندی ها در محل اتصالات به تیر و ستون شده است مورد مطالعه قرار می گیرد.نتایج بدست آمده نشان داده که علت خرابی سازه ضعف در اجرا ، اشتباه در محاسبات ، وقوع بارهای اضافی بدلیل عدم پیش بینی دقیق بارها و عدم کفایت ضوابط آئین نامه های زلزله موجود در سازه های خاص مثل سازه نگهدارنده خطوط برافراشته می باشد.نهایتا بعد از مشخص شدن علت گسیختگی اتصالات راه حل مناسبی برای تعمیر اتصالات یا اصلاح طرح ارئه می شود.