استفاده تنها از سیستم قاب خمشی به دلیل بروز تغییرشکل های جانبی زیاد درساختمانهای بلند امکان پذیر نیست، بنابراین عموماً سیستم دوگانه جایگزین آن می شود. به نظر می رسد یک سسیستم سازه ای مناسب علاوه برایجاد سختی، مقاومت و شکل پذیری، باید ملاحظات معماری را نیز برآورده سازد. از آنجا که مهاربندهای دروازه ای امکان ایجاد بازشو را میسر می سازند، لذا استفاده از سیستم دوگانه فولادی با مهاربندی دروازه ا ی مورد توجه قرار گرفتو به منظور بررسی عملکرد این دسته از سیستم های سازه ای از مدل های تحلیلی دو بعدی بهره گرفته شد. در همین راستا جهت حدس اولیه مقاطع از نرم افزارetabs، جهت بررسی کمانش خارج از صفحه اعضای مهاربندی از نرم افزار abaqus و از نرم افزار perform 3d برای تحلیل غیرخطی استفاده شد. به منظور تحلیل غیرخطی از دستورا لعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود (نشریه 360) که برگرفته از نشریه fema-356 می باشد، استفاده گردید. زیرا در بحث بهسازی لرزه ای و طراحی عملکردی، برخلاف روش های طراحی که بر نسبت تنش های بدست آمده تحت ترکیب بارهای مختلف تأکید دارند، سطح عملکرد سازه و میزان تغییرشکل اجزای شکل پذیر آن مورد توجه قرار می گیرد. جهت تعیین سطح عملکرد سازه، باید یکی از روش های تحلیلی مطرح شده در نشریه 360 را برگزید. در میان این روش ها، شیوه تحلیل استاتیکی غیرخطی به دلیل آسان تر بودن نسبت به روش های دینامیکی و دقیق تر بودن در قیاس با روش های خطی، مورد استفاده قرار گرفت. سازه های سیستم دوگانه مهاربند دروازه ای به تعداد 9 مدل با تعداد طبقات 4، 8 و 12 انتخاب شدند. و در ادامه جهت بررسی تأثیر اتصال تیر با مقطع کاهش یافته (rbs) این نوع اتصال به مدل های فوق اضافه گردید. با احتساب متغیر بودن ضریب طول موثر مهاربندهای دروازه ای، تعداد نمونه ها مجموعاً به 18 مدل افزایش یافت. نتایج بررسی ها نشان می دهد کاهش ضریب طول موثر مهاربندهای دروازه ای سطح عملکرد سازه را بهبود بخشیده و همچنین کاهش سطح مقطع بال تیر، تغییر مکان جانبی سازه را افزایش داده و تأثیر مثبتی بر سطح عملکرد سازه نخواهد داشت.

در طراحی و ساخت سازه های دریایی مانند اسکله ها استفاده از یک سازه سبک با مقاومت خوردگی بالا و هزینه پایین حائز اهمیت می باشد. در این راستا ماده wpc ساخته شده از خرده های چوب و رزین بصورت فشرده استفاده شده است که علاوه بر مزیت های اقتصادی، خصوصیات مکانیکی مناسبی دارد. برای کنترل تغییرشکل زیاد تیرهای ساخته شده از wpc، از ورق های کامپوزیت frp استفاده شده است. آماده نبودن سطح چوب- پلاستیک جهت اتصال مناسب بین سطح چوب- پلاستیک و ورق کامپوزیتی frp از جمله دلایل مهم جداشدگی ورقه های مذکور از سطح چوب- پلاستیک می باشد و این مسئله منجر به شکست زودرس و غیراقتصادی عضو می-گردد. امروزه یکی از روش های موجود آماده سازی سطحی می باشد. با این وجود آماده سازی سطحی چوب- پلاستیک هم دارای مشکلاتی اعم از هزینه عملیات، آلودگی زیست محیطی و ... می باشد. بدین منظور برای جلوگیری از پدیده جداشدگی، روش شیارزنی در قسمت های تحتانی تیرها بکار گرفته شده است. نمونه های موجود در آزمایشگاه 65 نمونه بصورت i شکل با مشخصات هندسی و مکانیکی یکسان می باشند. نمونه ها به دو گروه کنترلی و غیرکنترلی تقسیم شده اند. گروه کنترلی فاقد ورقه های frp، می باشد؛ درحالیکه نمونه های غیرکنترلی شامل آماده سازی سطحی، شیارهای طولی، شیارهای عرضی و شیارهای قطری می باشند. در ابتدا بر روی سطح نمونه های شیاردار، شیارهای مختلفی از قبیل شیارهای طولی، شیارهای عرضی و شیارهای قطری ایجاد شده و سپس داخل شیارها به طور کامل توسط چسب اپوکسی پر گردیده اند. تمامی تیر ها با یک لایه و دو لایه از ورق gfrp، تعبیه شده در قسمت تحتانی مسلح شده و تحت آزمایش 4 نقطه ای قرار گرفتند. در این مطالعه شیارهایی با اشکال و با عرض و عمق های متفاوت در نظر گرفته شده اند تا اثر آن بر رفتار تیرها مورد بررسی قرار گیرد. نتایج این تحقیق نشان داد که می توان با انتخاب شیار طولی با عمق و عرض معین، جداشدگی سطحی ورق را به مقدار مناسبی به تعویق انداخت و مقاومت را بهبود بخشید.

بتن یک ماده ترد و شکننده است که با رسیدن تنش در آن به مقاومت فشاری، به دلیل تغییر شکل جانبی زیاد، فروپاشی کلی نمونه رخ خواهد داد. مقید کردن تغییر شکل جانبی یا به عبارتی محصور کردن آن موجب می‎شود که فروپاشی بتن به تأخیر بیفتد و مقاومت فشاری آن افزایش یابد. امروزه استفاده از مکانیزم محصور شدگی در ساخت سازه‏های بتنی جدید با استفاده از لوله های فولادی و frp به خصوص در مناطق لرزه خیز جهان، رواج پیدا کرده است. محصور کردن ستون با frp، اگرچه باعث افزایش قابل توجه در ظرفیت ستون می‎شود، اما به خاطر ترد بودن frp، شکست ستون محصور شده با آن به طور ناگهانی رخ می دهد. همچنین لوله های محصور کننده ی فولادی، علی رغم بهبود بخشیدن مقاومت و شکل پذیری ستون محصور شده با آن، مشکل خوردگی فولاد و افزایش وزن ستون محصور شده را به همراه دارد. از این رو، در این پژوهش لوله‏ مرکب فولاد-frp معرفی ‏شد تا ترکیب این دو ماده جهت جبران ضعف‏های ذکر شده مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق نمونه‏های بتنی محصور شده با لوله فولادی، لوله frp و لوله مرکب فولاد-frp ساخته شد که در لوله مرکب فولاد-frp، پوشش frp در قسمت بیرونی ستون قرار می گیرد و لوله فولادی را می پوشاند. از هر یک از سه گروه محصور شده، 5 نمونه ساخته شده است و برای مقایسه، یک گروه نمونه ی محصور نشده نیز ساخته شد. با انجام آزمایش فشاری روی نمونه‏ها و تجزیه و تحلیل منحنی های استخراج شده، به بررسی و مقایسه ی رفتار آن ها پرداخته شد. نتایج آزمایشات این تحقیق نشان می دهد که لوله ی مرکب فولاد-frp ، از لحاظ مقاومت، سختی، کرنش گسیختگی و وزن؛ عنصر مناسبی برای محصور کردن بتن است.

ماده جدید چوب پلاستیک که به اختصار wpc نامیده می شود، به دلیل سبکی و خصوصیات مکانیکی مناسب و با توجه به اینکه این ماده از خورده های چوب به عنوان مواد زائد و پلاستیک تولید می شود از لحاظ اقتصادی و کمک به محیط زیست بسیار مناسب بوده و تا به حال کاربرد فراوانی در عناصر غیر سازه ای داشته است. حال برای به کار بردن این ماده را در عناصر سازه ای، نیاز است بوسیله ی تقویت با مواد مناسب رفتار آن بهبود بخشیده شود. در این راستا رفتار استاتیکی تیرهای چوب پلاستیک که با الیاف frp تقویت شده بود، در تحقیقات گذشته مورد بررسی قرار گرفته، برای کاربرد علمی تر این مواد کامپوزیت در صنعت ساختمان، تحقیق در زمینه ی خصوصیات دینامیکی آن ها ضروری می باشد. بدین منظور در این تحقیق تیرهای i شکل wpc بدون تقویت و با لایه گذاری های مختلف تقویت خمشی در بال ها با الیاف کربن والیاف شیشه، مورد آزمایش دینامیکی قرار گرفتند و میرایی و فرکانس طبیعی آن ها اندازه گیری و با هم مقایسه شدند. برای تعیین میرایی تیرها از روش پهنای باند نیم توان، و همچنین برای تعیین فرکانس طبیعی از منحنی تابع پاسخ فرکانسی آن ها استفاده گردید. نتایج حاصل از این تحقیق آزمایشگاهی نسبت میرایی و فرکانس طبیعی 38 نمونه تیر wpc بدون تقویت وبا لایه گذاری مختلف تقویت وبررسی تاثیر تقویت بر این خواص دینامیکی می باشد.

قاب‏های خمشی مرکب rcs سیستمی متشکل از ستون‏های بتنی (rc) و تیرهای فولادی‏ (s) می‏باشد. استفاده از مقاومت فشاری مناسب بتن و مقاومت خمشی تیر فولادی موجب شده تا این سازه‏ها وزن کمتری نسبت به سازه‏های بتنی داشته‏باشد، و در عین حال در مقایسه با قاب‏های خمشی فولادی و قاب‏های خمشی بتنی رفتار لرزه ای بهتری از خود نشان می‏دهد. مهمترین بخش در این سازه‏ها اتصال تیر فولادی به ستون بتن مسلح است، که تحقیقات انجام یافته در مورد این سازه‏ها بیشتر بر روی اتصال مرکب آن بوده که منجر به تدوین آیین‏نامه‏هایی برای طراحی این اتصالات شده است. این اتصالات به دو دسته کلی اتصال با تیر عبوری و اتصال با ستون عبوری از ناحیه اتصال تقسیم‏بندی می‏شوند. در این پایان‏نامه یک نمونه از این اتصالات که مدل آزمایشگاهی آن توسط کوراموتو و نیشیاما به انجام رسید در نرم‏افزار اجزای محدود abaqus مدل‏سازی و عملکرد لرزه‏ای آن تحت بارگذاری رفت و برگشتی مورد بررسی قرار گرفت. پس از صحت‏سنجی مدل المان محدود، دو اتصال دیگر از اتصالات rcs بصورت ستون میان‏گذر پیشنهاد و عملکرد این 3 اتصال با هم مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج کلی این بررسی‏ها بیانگر این موضوع است که اتصال rcs با برش‏گیرهای l شکل علاوه بر افزایش ظرفیت و سختی، رفتار بسیار پایدارتری را از خود نشان می‏دهد. همچنین اجرای این اتصال آسان‏تر از اجرای اتصال کوراموتو است.

در دهه‎های اخیر دیوارهای برشی فولادی (spsw) به عنوان یک سیستم مناسب برای مقابله با نیروهای جانبی ناشی از زلزله و باد، به خصوص در ساختمان‎های بلند، به دلیل شکل‎پذیری و رفتار مناسب جذب انرژی آنها مورد بررسی قرار گرفته‎اند. این دیوارها با شکل‎های مختلف به صورت‎های تقویت‎شده و تقویت‎نشده‎ی سوراخدار یا ساده و همچنین به صورت‎ مرکب با بتن (cspsw)، در طراحی یا مقاوم‎سازی سازه‎ها به کار می‎روند. به دلیل توانایی بالای دیوارهای برشی فولادی در برابر بارهای جانبی و همچنین ظرفیت بالای اتلاف انرژی زلزله، استفاده از آنها در بسیاری از کشورها پیشرفت داشته است. نتایج آزمایشگاهی همگی حاکی از سختی برشی قابل ملاحظه دیوارهای برشی فولادی می‎باشد. لذا استفاده از این سیستم برای بارهای سنگین جانبی و کنترل تغییر‎مکان ناشی از آن‎ها می‎تواند بسیار مفید واقع شود. در دیوارهای برشی فولادی ساده به دلیل کمانش زود هنگام ظرفیت جذب انرژی پایین می‎باشد. یکی از اهداف تقویت دیوارهای برشی فولادی این است که از کمانش خارج صفحه ورق پرکننده جلوگیری شود و از رسیدن آن به حد خمیری کامل اطمینان حاصل گردد، لذا میزان این کمانش خارج از صفحه در موارد بسیاری برای ما اهمیت پیدا می‎کند. نوع معمول تقویت‎شده این دیوارها که دارای سخت‎کننده های افقی و عمودی می‎باشد عملکرد به نسبت خوبی دارند ولی دارای ضعف‎های فراوان از جمله ایجاد تنش‎های پسماند حاصل از جوش و همچنین سختی اجرا به دلیل زمان و هزینه زیاد می‎باشد. به همین دلیل، در این پایان‎نامه تلاش شده است که نوع خاصی از ورق‎های‎ تقویت‎شده بررسی شود، که ضعف‎های سیستم تقویت‎شده قبلی را برطرف کرده و همچنین برخی خواص دیگر را بهبود بخشد. برای این منظور، از تقویت‎کننده‎های کرکره‎ای ذوزنقه‎ای استفاده شده است که توسط پیچ‎هایی به ورق اصلی متصل شده است. مقدار ظرفیت نهایی، میزان جابجایی خارج از صفحه، مدهای شکست و همچنین مقادیر تنش‎های اصلی در نقاط خاص مورد بررسی آزمایشگاهی تحت بارگذاری چرخه‎ای شبه استاتیکی قرار گرفته است. نتایج بررسی‎ها حاکی از رفتار مناسب نمونه‎های تقویت‎شده با ورق‎های کرکره‎ای ذوزنقه‎ای دارد که از آن جمله می‎توان به افزایش قابل توجه ظرفیت نهایی سیستم، کاهش قابل توجه در مقدار کمانش خارج از صفحه و بهبود در تقارن و پایداری منحنی‎های هیسترزیس نیرو- تغییرمکان اشاره کرد

چکیده: ستون¬های cft به دلیل فواید قابل ملاحظه¬ای که دارند، به طور وسیعی در ساختمان¬های چند طبقه مورد استفاده قرار می¬گیرند. از جمله مسائل مهم در مورد ستون¬های cft اتصالات به کار رفته در این ستون هاست. اتصال ایجاد شده باید به گونه¬ای باشد که فولاد و بتن تواما در باربری مشارکت کنند. مقاومت کششی این مقاطع توسط جداره فولادی و مقاومت فشاری آن از طریق هسته بتنی تامین می-گردد. اتصالات باید به گونه¬ای طراحی شوند تا اطمینان حاصل گردد که مفصل پلاستیک در تیر ایجاد گشته و به عملکرد سایر اجزای سازه لطمه¬ای وارد نشود. در سیستم¬های قابی که از ستون¬های قوطی شکل فولادی پر شده از بتن و تیرهای فولادی با مقطع فشرده استفاده می¬کنند علاوه بر آنکه از نقطه نظر اقتصادی برتری مناسبی دارند، عملکرد سازه¬ای مناسبی را به همراه مقاومت بالا از خود نشان می¬دهند و انرژی را در وضعیت الاستو¬پلاستیک تلف می¬کنند. در نتیجه استفاده از این اجزا برای سازه¬های بلند که در مناطق لرزه خیز واقع شده¬اند بسیار مناسب می¬باشد. در این پژوهش، اتصال خمشی تیر به ستون cft با ورق فوقانی و تحتانی در نرم¬افزار اجزا محدود abaqus مدل¬سازی شده و رفتار آن تحت تاثیر پارامترهایی چون تغییر مشخصات بتن و همچنین تغییر مشخصات اجزای اتصال مورد بررسی قرار می-گیرد. جزئیات اتصال مدل شده به گونه¬ای است که مفصل پلاستیک در تیر تشکیل شده و شرط تیر ضعیف ستون قوی برقرار خواهد بود. وجود بتن در ستون cft باعث می¬شود تا میزان سختی و گیرداری اتصال به طور قابل ملاحظه¬ای افزایش یابد. بتن سبب می¬گردد تا سختی کافی در گوشه¬های ستون ایجاد شود و از حرکت رو به داخل جداره ستون جلوگیری به عمل می آورد. با نصب ورق تقویتی به ضخامت 10 میلیمتر میزان گیرداری 8/30 بدست آمده که نسبت به حالت بدون ورق تقویتی دو برابر و همچنین کاهش دوران به میزان 3/60 درصد می¬گردد. کلمات کلیدی: ستون¬های مرکب، اتصال خمشی، منحنی تنش-کرنش، رفتار سیکلیک، ستون قوطی شکل

دراین تحقیق تاثیر الیاف کوتاه فولادی(با مقاومت پائین) بر رفتار برشی تیرهای بتنی معمولی مورد آزمایش قرار گرفت. در این راستا تیرهای حاوی الیاف بدون خاموت و تیرهای فاقد الیاف با خاموت و تیرهای حاوی الیاف با خاموت مورد بررسی قرار گرفت. تا میزان تاثیر الیاف در جایگزینی خاموت ها نیز تعیین گردد. نتایج آزمایش نشان داد که علاوه بر آنکه با حفظ مقاومت تیر می توان الیاف را جایگزین قسمتی از خاموتها کرد به شکل پذیری بالاتری می توان دست یافت. تیرهای مسلح حاوی الیاف فولادی وخاموت در مقایسه با تیرهای مسلح مرسوم ، رفتار سخت تری (بویژه در بارهای خدمت) داشتند. همچنین برای افزایش مقاومت برشی، جلوگیری از ترکهای ناگهانی و جذب انرژی مناسب، افزودن الیاف فولادی ، موثرتر از افزایش خاموتها است.