امروزه استفاده از مهاربندها در ساختمان های فولادی به عنوان سیستم مقاوم در برابر زلزله یکی از روشهای متداول برای تحمل نیروهای ناشی از زلزله می باشد. در سال های اخیر نوعی از مهاربندها موسوم به مهاربند های دروازه ای به دلیل تامین فضای مناسب از نظر معماری، در کشور رواج پیدا کرده است و این در صورتی است که این مهاربندها هنوز به طور رسمی درآیین نامه ها شناخته نشده اند و در زمینه عملکرد و پاسخ لرزه ای این مهاربندها در برابر شتابنگاشت های واقعی زلزله تحقیقی جامع بر اساس تحلیل های دقیق دینامیکی غیر خطی صورت نگرفته است. یکی از مهمترین پارامترهای لرزه ای سازه ها در برابر نیروهای زلزله، ضریب رفتار می باشد که در حقیقت بیانگر توانایی سیستم سازه ای در جذب و استهلاک انرژی ناشی از زلزله و ایجاد تغییر شکل های فرا ارتجاعی بدون فروریزش کلی سازه می باشد. در ابتدا در این مطالعه به تعیین ضریب رفتار و ضریب اضافه مقاومت سیستم مهاربندی دروازه ای پرداخته شده است. برای این منظور از تحلیل های استاتیکی غیر خطی، دینامیکی خطی و دینامیکی افزایشی،ida ، استفاده شده است و مطالعه روی قاب های 3، 5 و 7 طبقه با استفاده از نرم افزار opensees انجام شده است. سپس عملکرد لرزه ای این سیستم مهاربندی تحت 10 رکورد مهم زلزله های دنیا با استفاده از نتایج انجام تحلیل دینامیکی افزایشی روی 4 ساز? 3، 5، 7 و 9 طبقه روی زمین نوع ii، مورد ارزیابی قرار گرفته و منحنی های شکنندگی و میانگین فراوانی سالیانه تجاوز از سطوح عملکردی با استفاده از روش psda محاسبه شده است. بر اساس مطالع? انجام شده مقدار ضریب رفتار برابر 5/3 برای طراحی در حالت حدی نهایی و برابر 5 برای طراحی در حالت تنش های مجاز پیشنهاد گردیده است. همچنین مشاهده گردید که ظرفیت sa سازه ها، با افزایش ارتفاع کاهش یافته است و بدون در نظر گرفتن تحلیل خطر لرزه ای با افزایش ارتفاع، احتمال شکنندگی در این سیستم مهاربندی افزایش یافته است.

استفاده از انواع سیستمهای مهاربندی از متداولترین روشهای تأمین سختی جانبی و مقاومت در قابهای فولادی میباشد. در سالهای اخیر استفاده از مهاربندهای کابلی در انواع مختلف توسط محققین معرفی شده است. کابل فولادی یک عضو باربر کششی بوده و دارای مقاومت کششی بالایی است و مقاومت خوبی در برابر خوردگی، سایش و خستگی دارد. این قابلیت کابل باعث ایجاد ایده استفاده از کابل در بهسازی لرزهای سازهها شده است. مهاربند کابل- استوانه یکی از سیستمهای مهاربندی مدرن میباشد که از دو کابل و یک استوانه تشکیل شده است. کابلها در محل تقاطعاشان از درون استوانه عبور میکنند. در این مطالعه ابتدا معادلات حاکم بر رفتار مهاربند کابل- استوانه به دست آمده است؛ سپس با مدلسازی عددی در نرم افزار abaqus به ارزیابی رفتار لرزه ای این مهاربند پرداخته شده است. به این منظور تحلیلهای تاریخچه زمانی بر روی قابهای دو، چهار و شش طبقه خمشی با و بدون مهاربند کابلی انجام شده است. بر اساس مطالعه انجام شده، برای استوانه سخت هر دو کابل همواره تحت کشش هستند. بنابراین شل شدن کابلها و ضربه ناشی از آن در این مهاربند وجود ندارد. مهاربند کابل- استوانه قادر است مقاومت جانبی قاب فولادی را بدون کاهش شکل پذیری، افزایش دهد. علاوه بر اینها افزایش نیروی محوری ستونها به خاطر افزودن مهاربند کابل- استوانه به طور قابل توجهی کمتر از زمانی است که مهاربند کابل ضربدری به قاب خمشی اضافه شود.

چکیده : ساختمانهایی که در طبقات آنها نوع مصالح سازه تغییر کند، ساختمانهای ترکیبی در ارتفاع نام دارند. معمولا در این ساختمانها طبقات پایین از نوع اسکلت بتنی و طبقات بالا از نوع اسکلت فلزی می باشند. نمونه بارز اینگونه سازه ها، افزایش طبقات یک سازه بتنی به وسیله سازه فولادی روی آن است. این سیستم سازه ای دارای جرم نامنظم، سختی نامنظم، مصالح متغیر و میرایی متغیر در ارتفاع است. آیین نامه ها ضوابط لرزه ای، ضریب رفتار و پریود خاصی را برای اینگونه از سازه ها ارائه نمی کنند و تنها به ذکر چند نکته بسنده می کنند. در زمینه عملکرد و پاسخ لرزه ای اینگونه از سازه ها در برابر شتاب نگاشت های واقعی زلزله، تحقیقی بر اساس تحلیلهای دینامیکی غیر خطی صورت نگرفته است. نوع متداول سازه ترکیبی، سازه ای است که در طبقات پایین دارای قاب خمشی بتنی به همراه دیوار برشی و در طبقات بالا دارای قاب خمشی فولادی به همراه بادبند ضربدری است. در این مطالعه رفتار لرزه ای سازه مذکور که دارای یک طبقه انتقالی است، مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور تعیین ضریب رفتار و ضریب اضافه مقاومت و پریود این سازه ها، 17 مدل سازه ای 5، 9 و 15 طبقه با تعداد متفاوتی از طبقات فولادی و بتنی در نرم افزار opensees مدلسازی گردید و تحلیل های استاتیکی غیر خطی، دینامیکی خطی و دینامیکی افزایشی، ida، با توجه به میرایی متناسب با نوع سازه انجام گرفت. در ادامه، ضریب رفتار سازه ترکیبی با تعداد متفاوتی از طبقه بتنی و فولادی تعیین شد و معادله ای برای ضریب رفتار در طراحی به روش تنش مجاز به صورت r_asd (n_(1 ,) n_2 )=-0.545n_1-0.58n_(2 )+12.47 ارائه شد، معادله فوق در طراحی به روش حالت حدی به شکلr_lrfd (n_(1 ,) n_2 )=-0.378n_1-0.409n_(2 )+8.665 است. بعلاوه معادلاتt_1 (n_(1 ,) n_2 )=0.08n_1+0.128n_(2 )-0.144 و t_2 (n_(1 ,) n_2 )=0.33n_1+0.015n_(2 )+0.073 نیز به ترتیب برای مود اول و مود دوم این گونه از سازه ارائه شد. این روابط برای ساختمان های 5 طبقه و بلند تر از آن ارائه شده است که در آن n1 تعداد طبقات فولادی و n2 تعداد طبقات بتنی به همراه یک طبقه انتقالی است .همچنین تغییرات میرایی و سختی سازه با توجه به تعداد متفاوت طبقات فولادی و بتنی بررسی شد. کلمات کلیدی: ساختمان ترکیبی در ارتفاع، ضریب رفتار، اضافه مقاومت، طبقه انتقالی

به دلیل عملکرد لرزه ای بسیار مناسب، مهاربندهای کمانش تاب جایگزین مهاربندهای مرسوم شده اند. مهاربندهای کمانش تاب به دلیل داشتن رفتار هیسترزیس متقارن، قابلیت جذب انرژی بالایی را دارا می باشند. اما وقتی که هسته این مهاربندها جاری می شود، سختی این مهاربندها تا حد زیادی کاهش پیدا می کند و به عبارت دیگر سختی غیر الاستیک این مهاربندها کم است. کاهش طول هسته «قطعه جاری شونده» منجر به افزایش اضافه مقاومت سازه و نیز سختی غیر الاستیک می شود و سختی غیر الاستیک کم مهاربندهای کمانش تاب قبلی را جبران می کند.مهاربند کمانش تاب بهینه شده نوع جدیدی از مهاربندهای کمانش تاب می باشد که در آن طول قطعه جاری شونده نسبت به مهاربندهای کمانش تاب مرسوم کاهش یافته و هم چنین به جای اینکه این قطعه در وسط مهاربند قرار گیرد در یکی از دو انتهای مهاربند قرار گرفته و مانند یک فیوز سازه ای عمل می کند و اگر پس از زلزله های شدید نیاز به جایگزینی باشد کافی است که فیوز آسیب دیده را با یک فیوز جدید جایگزین کرد (فقط در انتهای مهاربند) و لزومی ندارد که کل مهاربند جایگزین شود و این در صورتی است که این مهاربندها هنوز به طور رسمی درآیین نامه ها شناخته نشده اند و در زمینه عملکرد و پاسخ لرزه ای این مهاربندها در برابر شتابنگاشت های واقعی زلزله، تحقیقی جامع بر اساس تحلیل های دقیق دینامیکی غیر خطی صورت نگرفته است. یکی از مهمترین پارامترهای لرزه ای سازه ها در برابر نیروهای زلزله، ضریب رفتار می باشد که در حقیقت بیانگر توانایی سیستم سازه ای در جذب و استهلاک انرژی ناشی از زلزله و ایجاد تغییر شکل های فرا ارتجاعی بدون فروریزش کلی سازه می باشد. در این مطالعه به تعیین ضریب رفتار و ضریب اضافه مقاومت سیستم های مهاربندی کمانش تاب مرسوم و سیستم مهاربندی کمانش تاب بهینه شده و نیز مقایسه نتایج آن ها پرداخته شده است. برای این منظور از تحلیل های استاتیکی غیر خطی و دینامیکی خطی و دینامیکی افزایشی،ida ، تحت 17رکورد مهم زلزله های دنیا از جمله دو زلزله مهم ایران(طبس و بم) استفاده شده است و مطالعه روی قاب های 3، 6 ،9 و 12 طبقه با استفاده از نرم افزار opensees انجام شده است. با توجه به نتایج بدست آمده می توان گفت که ضریب رفتار و اضافه مقاومت سیستم مهاربندی کمانش تاب بهینه شده از نوع مرسوم آن بالاتر بوده و عملکرد لرزه ای بهتری را از خود نشان می دهد و برخی از معایب مهاربندهای کمانش تاب مرسوم را برطرف می کند. کلمات کلیدی : مهاربندکمانش تاب ، مهاربند کمانش تاب بهینه شده، تحلیل دینامیکی افزایشی ،ضریب رفتار، ضریب اضافه مقاومت، کاهش طول هسته.

امروزه استفاده از مهاربندها در ساختمان های فولادی به عنوان سیستم مقاوم در برابر زلزله یکی از روش های متداول برای تحمل نیروهای ناشی از زلزله می باشد. در حال حاضر مهاربندهای زانویی هنوز به طور رسمی در آیین نامه ها شناخته نشده اند و در زمینه عملکرد و پاسخ لرزه ای این مهاربندها در برابر شتاب نگاشت های واقعی زلزله تحقیقی جامع بر اساس تحلیل های دقیق دینامیکی غیرخطی صورت نگرفته است. یکی از مهم ترین پارامترهای لرزه ای سازه ها در برابر نیروهای زلزله، ضریب رفتار می باشد که به طور تقریبی بیانگر توانایی سیستم سازه ای در جذب و استهلاک انرژی ناشی از زلزله و ایجاد تغییرشکل های فرا ارتجاعی بدون فرو ریزش کلی سازه می باشد. در این مطالعه ابتدا به تعیین ضریب رفتار و ضریب اضافه مقاومت سیستم مهاربندی شورون زانویی پرداخته شده است. برای این منظور از تحلیل های استاتیکی غیرخطی، دینامیکی خطی و دینامیکی افزایشی،ida ، استفاده شده است و مطالعه روی قاب های 3، 6، 9 و 12 طبقه با استفاده از نرم افزار opensees انجام شده است. سپس عملکرد لرزه ای این سیستم مهاربندی تحت 17 رکورد مهم زلزله های دنیا با استفاده از نتایج انجام تحلیل دینامیکی افزایشی روی 4 سازه 3، 6، 9 و 12 طبقه روی زمین نوع ii، مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر اساس مطالعه انجام شده مقدار ضریب رفتار برای طراحی در حالت حدی نهایی و برای طراحی در حالت تنش های مجاز پیشنهاد گردیده است.

در این پایان نامه، ابتدا اثر افزودن کمک فنر گازی بر روی پاسخ‏های سازه مورد بررسی قرار می‏گیرد برای این منظور یک نمونه آزمایشگاهی انجام شده توسط chang و همکارانش، با نرم افزار abaqus مدل‏سازی می‏گردد. این نمونه آزمایشگاهی یک میز لرزه‏ای است که رفتار الاستیک و غیر الاستیک سازه سه طبقه فولادی که مقاوم سازی شده با میراگر ویسکوز غیر خطی در مقیاس دو-سوم مقیاس واقعی، مورد مطالعه قرار می‏دهد. با توجه به اینکه نیروی میرایی ایجاد شده در باز و بسته شدن کمک فنر متفاوت است لذا جهت ایجاد تقارن در نیروهای ایجاد شده، از مهاربند شورون با دو عدد کمک فنر در هر بادبند استفاده شده است و پاسخ‏های سازه تحت اثر زلزله‏های مختلف مورد بررسی قرار می‏گیرد. از آنجا که نیروی میرایی ایجاد شده توسط این کمک فنر برای سازه فوق کم بود پاسخ‏های سازه به مقدار کمی نسبت به نمونه آزمایشگاهی که شامل میراگر مایع لزج غیرخطی می‏باشد، کاهش یافت. در ادامه اثرات افزودن اصطکاک به میراگر مایع لزج از طریق ایجاد اصطکاک بین سر پیستون با جداره سیلندر، در پاسخ‏های نمونه آزمایشگاهی فوق الذکر مورد بررسی قرار می‏گیرد و نتایج با میراگر اصطکاکی مقایسه می‏شود. نتایج نشان می‏دهند که در بار لغزشی پایین عملکرد این سیستم تحت اثر همه زلزله‏های اعمالی از میراگرهای مایع لزج و اصطکاکی بهتر و با افزایش بار لغزش، به دلیل کاهش در زمان‏های لغزش، عملکرد این سیستم به عملکرد میراگر اصطکاکی نزدیک می‏شود. نهایتاً با استفاده از نتایج میراگر اصطکاکی روشی برای محاسبه منحنی سرعت-نیرو برای ساخت میراگرهای دارای مایع لزج جهت بهسازی قابهای چند طبقه دارای مهاربند ارائه می‏شود که باعث کاهش چشمگیر پاسخ‏های سازه می‏شود به طوری که بیشینه پاسخ‏های تغییرمکان بام بین 65 تا 96 درصد، شتاب بام بین 45 تا 85 درصد و برش پایه بین 17 تا 78 درصد کاهش می‏یابد و سپس امکان ساخت کمک فنر تک جداره با استفاده از نتایج آن منحنی ارائه می‏شود.

در این تحقیق که مشتمل بر پنج فصل است، هدف محاسبه ریسک لرزه ای در سه سطح عملکردی (بهره برداری، کنترل خرابی و جلوگیری از فروریزش) است. ریسک لرزه ای با توجه به منحنی خطر و منحنی شکنندگی در سطوح عملکردی به دست می آید. منحنی شکنندگی تقاضای سازه (میزان بار تحمیل شده) به ظرفیت در سازه را به صورت یک تابع پیوسته (تابع چگالی احتمال) از متغیر پارامتر لرزه ای بیان می کند، در این تحقیق برای رسیدن به این تابع و به تعبیری تولید منحنی شکنندگی از توزیع نرمال استفاده شده است. در تحقیق حاضر سعی بر این است تا با استفاده از اطلاعات خروجی از نرم افزار ansys که از اعمال رکوردهای مختلف زلزله و تحلیل دینامیکی غیر خطی سد بتنی دو قوسی دز بدست آمده، رفتار سد تحت بارگذاری فصل تابستان و زمستان بررسی و منحنی شکنندگی سد دز در سه سطح عملکردی بهره برداری، کنترل خرابی و جلوگیری از فروریزش تولید شود. برای تحلیل سد دز از رکوردهای زلزله ای طبیعی در سه سطح خطر dbl، mdl و mcl استفاده شده که با اعمال ضرایب افزایش و کاهش به رکوردهای مقیاس شده، تعداد رکوردها را افزایش داده تا جهت تحلیل ها از آنها بهره گرفته شود، آنالیز توسط چنین رکوردهایی که با ضریب رشد داده می شوند، در اصطلاح تحلیل دینامیکی فزاینده، نام دارد. در نهایت با داشتن منحنی خطر سایت سد دز و منحنی شکنندگی ریسک لرزه ای سطوح عملکردی محاسبه می شود.

استفاده از آلیاژهای حافظه دار سوپرالاستیک (smas) به عنوان میلگرد در سازه های بتنی در میان پژوهشگران به تدریج در حال افزایش است. به دلیل تفاوت خواص مکانیکی sma در مقایسه با فولاد معمولی، استفاده از میلگرد smaدر بتن ممکن است تغییراتی در پاسخ سازه، تحت بار های لرزه ای به وجود آورد. در این مطالعه، تأثیر استفاده از میلگرد های sma در سازه های بتنی بر روی ساختمان های بتن مسلح 3، 6 و 8 طبقه به روش تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای هر ساختمان سه نحوه متفاوت میلگردگذاری در نظر گرفته شده است: 1- تمام میلگرد ها از جنس فولاد معمولی ، 2- در ناحیه مفاصل پلاستیک تیر، میلگردها از جنس sma و در سایر قسمت ها از جنس فولاد معمولی و 3- میلگرد sma در تمام طول تیر و میلگرد فولادی در دیگر قسمت ها. در هر سه مورد، میلگرد ستون از جنس فولاد معمولی می باشد. به منظور بدست آوردن عملکرد لرزه ای سازه های بتنی با میلگرد sma، تحلیل دینامیکی افزایشی با استفاده از ده رکورد معروف زمین لرزه، برای هر سه نحوه میلگرد گذاری انجام شده است. سپس منحنی های شکنندگی با استفاده از خروجی های تحلیل ida و با توجه به تعاریف fema356 برای سطوح عملکردی io ، ls و cp محاسبه و ترسیم گردید. نتایج به دست آمده از تحلیل هانشان می دهد ، در قاب های سه طبقه شتاب طیفی متناظر با خرابی قاب ها تقریبا یکسان است، اما در مورد قاب های 6 و 8 طبقه این مقدار برای قاب های با فولاد معمولی بیش تر می باشد. همچنین در تمامی مدل ها، در تمامی سطوح عملکردی با افزایش ارتفاع احتمال شکست سازه افزایش می یابد.