عمدتا یکی از مسائل سازه های بتن آرمه با سیستم باربر قاب خمشی، کنترل دریفت طبقات در برابر بارهای جانبی، مطابق ضوابط آیین نامه های طراحی می باشند که این مسئله در سازه هایی که دارای تیرهای بتنی کم ارتفاع (حذف آویز تیر) هستند شدت گرفته و علاوه بر آن این نقص موجب افزایش خیز قائم تیر در برابر بارهای ثقلی و عواقب پیامد آن می شود. در سال ای اخیر روش های متعددی نظیر انواع سیستم های مهاربندی و دیوار برشی رایج و سیستم های اتلاف انرژی و میراگرها و... جهت تقویت سازه های بتن آرمه پیشنهاد و اجرا شده اندکه هر یک دارای مزیت و کاستی خاص خود می باشند. یکی از روش های پیشنهادی جهت حل دو مشکل بالا در سازه های بتن آرمه استفاده از سیستم دستک و طوقه فلزی می باشد. به همین منظور برای تحقیقات اولیه، این سیستم بهسازی در بررسی رفتار موضعی قاب یعنی در یک اتصال بتنی بطور آزمایشگاهی صورت گرفته است. در این راستا سه اتصال بتنی با مقیاس 2/1 طراحی و ساخته شدند که دو اتصال به عنوان مرجع و دیگری کنترلی می باشد. هریک از دو اتصال مرجع با شرایط تیر و ستون یکسان ولی یکی با تیر ارتفاع استاندارد (مرجع استاندارد) و دیگری با ارتفاع تیرکمتر (مرجع ضعیف) مشابه حذف آویز تیر در سازه ساخته شدند و نمونه سوم مشابه مرجع ضعیف با سیستم دستک و طوقه فلزی یکطرفه مقاوم سازی شد و هرسه تحت آزمایش بارگذاری چرخه ای قرار گرفتند. دو نمونه مرجع بعد از آزمایش مذکور تعمیر و با سیستم طوقه و دستک دوطرفه بهسازی شدند و دوباره مورد آزمایش بارگذاری چرخه ای قرار گرفتند. نتایج نشان دادند کاهش ارتفاع تیر موجب افزایش جابجایی تیر اتصال، کاهش ظرفیت باربری و شکل پذیری و جذب انرژی آن می شود و همچنین سیستم بهسازی پیشنهادی به خوبی توانست اغلب این کاستی ها را حتی در اتصالات آسیب دیده بر طرف نماید. همچنین یک قاب بتن آرمه یک طبقه یک دهانه نیز که در سال 1965 توسط کرنستون در لندن آزمایش شده در نرم افزار المان محدود6.9.1 abaqus مدل سازی و با کار آزمایشگاهی وی کالیبره صورت گرفته و سپس با مدل سازی قاب مذکور با سیستم دستک و طوقه فلزی، مطالعه عددی صورت گرفت. نتایج این قسمت نیز نشان دادند که این سیستم به خوبی می تواند موجب افزایش ظرفیت باربری و سختی و جذب انرژی قاب بشود ولی با افزایش سختی دستک گرچه ظرفیت باربری و سختی ثانویه زیادمی شود ولی شکل پذیری قاب و جابجایی نهایی آن نسبت به قاب های با سختی کمتر دستک، کاهش می یابد.

انفجار بمب درون و یا نزدیک یک ساختمان می تواند باعث بوجود آمدن خسارات فاجعه آمیز بر روی قابهای داخلی و خارجی ساختمان گردد. فروپاشی دیوارها و لرزش شدید پنجره ها و از کار افتادن سیستمهای ایمنی، برخی از این موارد است. از دست دادن زندگی و مجروح شدن ساکنان میتواند به دلیل اثرات مستقیم انفجار و فروپاشی سازه و اصابت آوار و آتش سوزی و دود باشد. به علت خطرات شرایط بارگذاری بیش از حد، در طی سه دهه ی گذشته تلاش هایی جهت ایجاد روشهای آنالیز و طراحی سازه ای جهت مقاوم نمودن سازه ها در برابر بارهای انفجار انجام شده است. آنالیز و طراحی سازه هایی که در معرض بارهای انفجار قرار دارند، نیازمند درک دقیق پدیده انفجار و پاسخ دینامیکی انواع المانهای سازه ای می باشد. در این پایان نامه ابتدا اثرات انفجار بر روی سازه، مکانیسم خسارت وارده به سازه و راههایی برای کاهش و تعدیل این اثرات بیان شده و توضیح ماهیت انفجار ها و مکانیسم امواج انفجار در هوای آزاد مرور می گردد. سپس به بررسی رفتار دینامیکی یک سازه فولادی تحت اثر انفجاری معادل kg tnt 2000 که در فاصله 20 متری آن بوقوع پیوسته، پرداخته و با مقایسه رفتار سه سازه 26 طبقه فولادی با دو سیستم قاب محیطی خمشی و بادبندی شده تحت سه نوع آنالیز استاتیکی خطی، استاتیکی غیر خطی و دینامیکی غیر خطی بوسیله برنامه sap2000، چگونگی وقوع فروپاشی پیشرونده در آنها مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج تحلیل ها نشان می دهند که اثرات حذف یک ستون در پای سازه های فوق تقریبا تا یک سوم ارتفاع آنها گسترش پیدا کرده و عامل اصلی پایداری کلی یک سازه برای مقابله در برابر فروپاشی پیشرونده، نه فقط مقاومت موضعی اعضا بلکه همچنین وجود مسیرهای جایگزین جهت انتقال بار در صورت فروپاشی یک یا چند عضو اصلی سازه ای می باشد.

رفتار بتن های hpfrcc در کشش، برش، کرنش، جذب انرژی، مقاومت و کنترل ترک، بهبود چشم گیری نسبت به بتن معمولی دارد. کاهش میزان یا حذف آرماتورهای برشی یکی دیگر از نکات مثبت استفاده از این مواد است. تیرهای کوپله ساخته شده از بتن های الیافی توانمند بر پایه مصالح سیمانی hpfrcc)) که از نسل های پیشرفته بتن های الیافی به شمار می آیند، جایگزین مناسبی برای تیرهای کوپله بتنی معمولی می باشند. با استفاده از این مصالح علاوه بر افزایش شکل پذیری سازه و کاهش مقادیر آرماتورهای عرضی و قطری می توان به ظرفیت برشی بالاتری دست یافت. در این پایان نامه به بررسی و مطالعه رفتار تیرکوپله بتنی و استفاده از بتن الیافی توانمند بر پایه مصالح سیمانی hpfrcc)) برای افزایش شکل پذیری و بهبود رفتار سازه ای آنها می باشد. دو تیرکوپله بتنی و بتن الیافی hpfrcc)) با مقیاس 1 به 2 آزمایشگاهی با نسبت غالب برشی طول به دهانه 2 بر طبق آیین نامه aci 318-08 طراحی و ساخته شد. در این تحقیق علاوه بر میلگردهای طولی و قطری و خاموت های قایم در طول تیر، از الیاف فولادی قلابدار به مقدار 2% حجم کل استفاده شده است.

در دو دهه گذشته، مطالعه و بررسی افزایش شکل پذیری مهاربندهای هم محور از اهمیت خاصی برخوردار شده است و در این راستا دستاوردهای ارزشمندی نیز به دست آمده است . یکی از این روش ها استفاده از اعضای مستهلک کننده انرژی در سازه ها می باشد. عضو مستهلک کننده قسمت قابل توجهی از انرژی ورودی به سازه را با ورود به مرحله غیر خطی و تشکیل مفاصل خمیری خمشی، مستهلک کرده و به این صورت از ورود دیگر اعضای سازه به مرحله غیر خطی و همچنین کمانش اعضای مهاربندی جلو گیری کرده و یا آن را به تعویق می اندازد. استفاده از حلقه ی فولادی در نقطه ی اتصال مهاربند به صفحه اتصال گوشه از جمله مطالعات نوینی است که به صورت آزمایشگاهی و تحلیلی توسط محققین گذشته صورت گرفته است. نتایج این مطالعه ضمن نشان دادن افزایش شکل پذیری مهاربند، بیانگر نصب ساده و ارزان حلقه فولادی در انتهای مهاربند می باشد. یکی از محدودیت های این ایده، عدم امکان تهیه حلقه ی فولادی در اندازه ها و ابعاد متناسب و مورد نیاز است. در این پایان نامه به بررسی میزان شکل پذیری و جذب انرژی حلقه فولادی ساخته شده از دو نیم حلقه با استفاده از ورق های فولادی موجود با شرایط اتصال مختلف پرداخته شده است. در این پایان نامه با استفاده از نرم افزارansys تحت بار چرخه ای با استفاده از مصالح مختلف ct20 وst37 و همچنین با اتصالات مختلف پیچی و جوشی مدل ها آنالیز شدند. جهت کالیبره نمودن مدل سازی های صورت گرفته ابتدا مدلی عددی از نمونه ی آزمایشگاهی حلقه شکل پذیر ساخته شد. نتایج بدست آمده از آن با نتایج حاصله از بررسی های آزمایشگاهی صورت گرفته توسط کافی و همکاران مقایسه گردید. سپس با ساختن سه مدل پیچی،جوشی با استفاده از فولاد ct20نوع اتصال مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه تاثیرضخامت و نوع فولاد بر عملکرد حلقه شکل پذیر نیز مورد مطالعه قرار گرفت. پس از انجام این مطالعات عددی پنج نمونه آزمایشگاهی با اتصالات مختلف جوشی و پیچی با استفاده از دو نیم حلقه با ضخامت 12 میلی مترو فولاد st37 تحت بارگذاری چرخه ای مورد آزمایش قرار گرفت. نمونه ها در آزمایشگاه سازه دانشگاه سمنان مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج این مطالعات نشان دهنده ی عملکرد خوب حلقه شکل پذیر به عنوان عضو مستهلک کننده و جاذب انرژی می باشد و امکان استفاده از ورق های فولادی را برای ساخت آن، تایید می سازد. این بررسی نشان می دهد اتصال نیم حلقه ها به ورق های فولادی با استفاده از جوش و پیچ امکان پذیر است و نتایج نشان دهنده ی عملکرد مناسب تر نوع جوشی است.

به دنبال فرسوده شدن سازه های زیر بنایی و نیاز به تقویت سازه ها برای برآورده کردن شرایط سخت گیرانه طراحی و لرزه ای، طی دو دهه اخیر تأکید فراوانی بر روی تعمیر و مقاوم سازی سازه ها در سراسر جهان، با تکنیک های استفاده از مواد مرکب frp به عنوان مسلح کننده خارجی صورت گرفته است. از طرف دیگر، این تکنیک ها به دلیل اجرای سریع و هزینه های کم جذابیت ویژه ای یافته اند. اطلاعات زیادی که از تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده بر روی اتصالات تیر-ستون بتنی بدست آمده، نشان دهنده وقوع شکست برشی در اتصال تحت بارهای لرزه ای می باشد. شکست برشی ذاتا شکننده است که وقوع آن در سازه بویژه در شرایط لرزه ای، غیر قابل قبول می باشد. همچنین در بررسی تحقیقات گذشته معلوم گردید که در تقویت اتصالات بتنی باورقه های frp، پدیده جداشدگی زود هنگام این ورق ها از سطح بتن پیش از رسیدن به ظرفیت باربری نهایی و گسیختگی آن ها، از عوامل ناخواسته و مختل کننده در امر مقاوم سازی بوده که باید به شیوه ای از آن جلوگیری نمود. در این پایان نامه جهت بررسی آزمایشگاهی اتصال بتن آرمه خارجی تقویت شده با frp، چهار نمونه با مقیاس 1/2 ساخته شدند و تحت بارهای چرخه ای قرار گرفتندکه در نمونه اول، ضوابط شکل پذیری متوسط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در مورد خاموت گذاری فشرده در ناحیه بحرانی تیر و چشمه اتصال رعایت شده، اما در سه نمونه دیگر این ضابطه رعایت نشده بود. دو نمونه اول به عنوان مرجع استاندارد و ضعیف و دو نمونه دیگر نیز با یک الگوی تقویت توسط ورق های frp که با بررسی و جمع بندی نتایج کارهای تحقیقاتی (آزمایشگاهی و عددی) پیشین انتخاب شده، مقاوم سازی شدند. نو آوری بکار رفته در این تحقیق استفاده از روش شیار زنی قبل از نصب ورقه های frp در نمونه تقویت شده دوم می باشد، در حالی که در نمونه تقویت شده اول از شیوه معمول آماده سازی سطحی جهت نصب ورقه ها استفاده شده است. پس از آزمایشات اتصالات، تاثیر مقاوم سازی بر بهبود رفتار و مشخصه های مقاومتی و لرزه ای اتصالات ضعیف مشاهده شد. نتایج حاکی از آن بود که تقویت صورت گرفته در این نمونه ها باعث افزایش مقاومت و ظرفیت باربری اتصال شده است، همچنین از ایجاد شکست برشی در ناحیه بحرانی تیر و چشمه اتصال و انهدام و تخریب بتن در این نواحی جلوگیری شد. روش شیارزنی در کنترل پدیده جداشدگی زود هنگام ورق های frp موثر بود که مقادیر کرنش در لبه های ورق های تقویتی u شکل، موید تاثیر این شیارها در افزایش چسبندگی ورق های frp با سطح بتن بودند. در نمونه تقویت شده اول با ورق های frp چسبانده شده با شیوه آماده سازی سطحی در مراحل پایانی بارگذاری، ورق ها پیش از رسیدن به ظرفیت باربری نهایی، در آستانه جداشدگی زود هنگام از سطح بتن قرار گرفتند. در حالیکه در نمونه تقویت شده دوم که در آن شیوه شیارزنی در نصب ورقه های frp بکار گرفته شده این وضعیت دیده نشد. در نمونه مرجع ضعیف نسبت به نمونه مرجع استاندارد مقاومت تسلیم، مقاومت نهایی و شکل پذیری حدود 30، 74 و 21 درصد کاهش داشتند، در صورتی که نمونه تقویت شده دوم دارای افزایش قابل توجهی در مقاومت و شکل پذیری بوده، بطوری که شکل منحنی های هیسترزیس نمونه مرجع استاندارد و این نمونه تقویت شده، تقریبا مشابه شده اند و بعبارت دیگر روش مقاوم سازی مذکور باعث افزایش قابل ملاحضه در مقاومت تسلیم، مقاومت نهایی و شکل پذیری اتصالات ضعیف گردیده است.

طراحی ساختمان های بلند پیچیدگی های مخصوص به خود را دارد. برای غلبه بر این پیچیدگی ها سیستم های سازه ای متفاوت برای کنترل تغییر مکان جانبی در ساختمان های بلند ابداع شده اند. یکی از این سیستم ها سیستم مهار بازویی است که تغییر مکان جانبی سازه و لنگر فونداسیون سازه را کاهش می دهند. موقعیت مهار بازویی تاثیر بسزایی بر روی کارایی سازه دارد. یکی از مسائل اساسی تعیین موقعیت مهار بازویی در ساختمان های بلند است. هدف این پایان نامه درک بهتر رفتار ساختمان ها با مهار بازویی، تعیین موقعیت بهینه مهارهای بازویی و نقش هر یک از مهارهای بازویی وقتی چندین مهار بازویی در یک سازه استفاده شده است می باشد. روش تحقیق در این پایان نامه بدین صورت می باشد که تمامی مقالات، کتوب و نقطه نظرات افراد صاحب نظر در این موضوع، بررسی و در نهایت یک روش ساده و کاربردی به منظور تعیین مکان بهینه مهار بازویی ارائه شده است. در نهایت نتایج تحقیق به صورت نرم افزارهایی ارائه شده است تا با وارد نمودن مشخصات سازه، مهار بازویی و بار جانبی موقعیت بهینه مهارهای بازویی در کسری از ثانیه محاسبه گردد. برتری نرم افزار های ارائه شده نسبت به نرم افزارهای رایج سازه ای نظیر etabs و sap و ... تعیین تراز مکان بهینه مهار بازویی به صورت دقیق و مشخص می باشد. در صورتی که با استفاده از نرم افزارهای رایج سازه ای نظیر etabs و sap و ... باید مهار بازویی را در ترازهای متفاوت مدل و پس از انجام تحلیل تغییر مکان بالای سازه را در ترازهای یاد شده تعیین و از تغییر مکان های بالای سازه بدست آمده ترازی که مربوط به تغییر مکان حداقل بالای سازه است تراز بهینه مهار بازویی می باشد که این موضوع مستلزم صرف زمان زیادی می باشد. در این پایان نامه سعی شده است که ضعف و کاستی های روش های قبلی در تعیین موقعیت بهینه مهار بازویی مانند یکنواخت فرض نمودن بار جانبی، عدم لحاظ صلبیت برشی هسته مهار بندی شده، عدم لحاظ صلبیت برشی مهار بازویی و ... مرتفع گردد.

در سالهای اخیر، ساختمان های بسیار بلندی ساخته شده اند، به طوری که ارتفاع آنها به سوی آسمان اوج گرفته است. از کارآمدترین سیستم های سازه ای که برای چنین ساختمانهایی استفاده شده است، سیستم هایی با رفتار لوله ای است. امروزه سیستم سازه ای خاصی تحت عنوان سیستم شبکه قطری توجه مهندسین را به خود جلب کرده است. در واقع به دلیل پیکربندی مثلثی این سیستم و قرارگیری آن در محیط پیرامونی ساختمان، ایجاد چشم انداز زیبای معماری اهمیت قابل ملاحظه ای پیدا کرده است. بدین منظور، در این مطالعه در جهت بهبود کارآیی سیستم های سازه ای با رفتار لوله ای در سازه های بلند، به گونه ای که عملکرد معماری و سازه ای به خوبی برآورده شود، سیستم سازه ای جدیدی تحت عنوان سیستم شبکه شش ضلعی( hexagrid ) معرفی میشود. در مقایسه با سیستم سازه ای شبکه قطری ، سیستم شبکه شش ضلعی از اعضای پیرامونی با پیکربندی شش ضلعی منتظم تشکیل شده است. در این متن رفتار سیستم شبکه قطری با قرارگیری مختلف اعضای قطری با زوایای 50، 60 ، 70 و 80 درجه و سیستم شبکه شش ضلعی، در ساختمانهای 30، 50، 70 و 90 طبقه توسط برنامه ی کامپیوتریsap2000 بررسی می شود. در طراحی اعضا، به منظور کنترل مقاومت، ملزومات آیین نامه ی طراحیlrfd 93 ارزیابی می شود. در این تحقیق تأثیر پیکربندی هندسی سیستم های سازه ای شبکه قطری و شبکه شش ضلعی، بر روی پارامترهایی همچون ماکزیمم تغییرمکان جانبی، تراکم فولاد بر روی نمای ساختمان، باربری پیرامونی، توزیع نیروی برکنش، پدیده ی لنگی برش مقایسه می شود. همچنین میزان تغییرپذیری سختی با استفاده از یک سیستم مهار بندی مشابه در اعضای داخلی در این دو سیستم سازه ای مورد بحث قرار می گیرد. همانطور که میدانیم با افزایش نسبت وجوه سازه، پارامتر حاکم بر طراحی میزان ماکزیمم تغییرمکان جانبی است. در سیستم شبکه قطری زاویه بهینه قرارگیری اعضای قطری برای ساختمانها با نسبت وجوه پایین زاویه بین 60 تا 70 درجه است، که برای نسبت وجوه بالا زاویه ی 70 درجه است. این افزایش سختی منجر به تراکم فولاد در نمای سازه ها با سیستم شبکه قطری است. نتایج نشان دادند سختی جانبی سیستم شبکه شش ضلعی کمتر از سیستم شبکه قطری است. این امر سبب می شود، در بهینه ترین حالت زاویه ی قرارگیری اعضای قطری، میزان تراکم فولاد در نمای سازه با سیستم شبکه شش ضلعی به 50% مقدار سیستم شبکه قطری کاهش یابد. همچنین بررسی ها نشان دادند افزایش صلبیت جانبی سیستم شبکه شش ضلعی در ترکیب با دیگر سیستمهای جانبی نسبت به سیستم شبکه قطری بیشتر است، به طوریکه در ترکیب با یک هسته مهاربندی این تأثیر چهار برابر است. در این متن پیشنهاداتی به منظور افزایش آزادی عملکرد طراحان معمار و سازه ارائه گردیده است.

از آنجا که در بین سیستم های مختلف مقاوم در برابر نیروهای جانبی ، دیوارهای برشی از سختی مناسبی برخوردار هستند ، کاربرد و طراحی آنها در سازه های بلند ، گسترش یافته و لزوم رعایت ملاحظات معماری ، استفاده از دیوارهای برشی کوپله را بسیار متداول نموده است . در دیوار برشی کوپله ، دو دیوار برشی مجزا توسط تیرهای کوپله به هم متصل می شوند . تیر رابط در دیوار برشی کوپله به عنوان خط اول دفاع بوده و همچون فیوز برشی عمل می نماید و اولین مفصل پلاستیک در آن تشکیل می شود ، بنابراین رفتار مناسب آن جهت بهبود عملکرد سازه در برابر زلزله دارای اهمیت زیادی می باشد. با توجه به پیچیده و زمان بر بودن ساخت و اجرای آرماتورهای قطری در تیر کوپله ، تیرهای کوپله ساخته شده از بتن های الیافی توانمند که از نسل های پیشرفته بتن های الیافی به شمار می آیند جایگزین مناسبی برای تیرهای کوپله بتنی معمولی می باشند ، چرا که استفاده از این بتن در ساخت تیر کوپله ، علاوه بر افزایش ظرفیت برشی و کاهش مقادیر آرماتورهای عرضی و قطری ، افزایش شکل پذیری سازه را نیز در بر خواهد داشت . هدف از انجام این پایان نامه ، مطالعه و بررسی آزمایشگاهی و عددی رفتار تیرهای کوپله ساخته شده از بتن های الیافی توانمند (hpfrc) در دیوار برشی کوپله ، برای افزایش شکل پذیری و بهبود رفتار لرزه ای سازه می باشد . برای این منظور به بررسی دو نمونه آزمایشگاهی با نسبت طول به ارتفاع 2 که با بتن معمولی و الیافی ساخته شده اند پرداخته خواهد شد . ضمن اینکه برای مطالعه تیرهای کوپله در مود خمشی ، بررسی ها برای نمونه های با نسبت طول به ارتفاع 2 و 3 و4 در نرم افزار abaqus ادامه خواهد یافت . نتایج حاصل از تحقیقات نشان دهنده رفتار برشی در نمونه های با نسبت طول به دهانه 2 و 3 ، و رفتار کاملا خمشی در نمونه با نسبت طول به دهانه 4 بوده است . ضمن اینکه استفاده از بتن الیافی در مقایسه با بتن معمولی سبب افزایش مقاومت نهایی و شکل پذیری سازه می گردد و علاوه بر آن می توان در نمونه های با نسبت طول به ارتفاع کمتر از 4 به میزان قابل توجهی از میزان آرماتورهای برشی کاست .

سه نوع قاب 10 طبقه، از نوع b (قاب هایی که تیرهای بخش پیش آمده به صورت طره ای می باشند)، نوع c1 (قاب هایی که ستون ها از محور خود خارج شده و به انتهای تیرهای بخش پیش آمده منتقل شده است) و نوع c2 (قاب های در انتهای بخش پیش آمده ستون اضافه گردیده است) با افزایش طول پیش آمدگی به ازای طول 5/1 ، 3 ، 5/4 و 6 متر، که بارگذاری جانبی آنها به روش دینامیکی طیفی و بر اساس آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد 2800 ـ ویرایش سوم) صورت گرفته تحت مولفه های افقی و قائم 5 رکورد نزدیک گسل و با استفاده از نرم افزار perform 3d ver (4.0.3) مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی قرار گرفتند. میزان تغییر مکان نسبی، میزان تغییر مکان قائم (خیز) تیرهای پیش آمده و میزان خروج از مرکزیت در تحلیل های الاستیک و بیشینه نیاز زاویه ی دریفت طبقات (تحت مولفه افقی رکوردها)، میزان انرژی هیسترزیس جذب شده در طبقات نسبت به کل قاب و میزان انرژی هیسترزیس جذب شده در پیش آمدگی نسبت به کل طبقه (تحت مولفه های افقی و قائم رکوردها)، در تحلیل های دینامیکی غیرخطی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده از این مطالعه حاکی از آن است که به طور کلی با افزایش طول پیش آمدگی میزان خیز و میزان خروج از مرکزیت در هر سه نوع قاب در حال افزایش می باشد و علی رغم توزیع یکنواخت مقاومت در ارتفاع، نمودارهای توزیع انرژی هیسترتیک و جابجایی نسبی از این توزیع تبعیت نمی کنند و تمرکز انرژی و خسارت در یک یا چند طبقه مشاهده می شود. لذا برای استفاده بهینه از حداکثر سیستم، طراحی سازه ها صرفاً بر اساس مقاومت منطقی به نظر نمی رسد و باید پارامترهای دیگری مانند انرژی هیسترتیک که نقش عمده ای در خسارت اعضای سازه (خصوصاً سطح فروریزش) دارند در روند طراحی لحاظ شود.

ارائه اتصال غیر مستقیم مهاربند با ایجاد طوقه فولادی در نزدیکی چشمه اتصال و مدل مناسب که بتواند که بتواند رفتار بتن آرمه را نشان دهد بسیار مهم است .این اتصالات مدل سازی شده توسط نرم افزار تحلیل اجزا محدود ansysمورد آنالیز قرار گرفت.

امروزه با افزایش رکوردهای زلزله مشخص شده است که خصوصیات دینامیکی زمین لرزه ها بین ایستگاه های مختلف (حتی اگر در یک ناحیه خاص واقع شده باشند.) می تواند به طور قابل ملاحظه ای متفاوت باشد. این تفاوت در اطراف کانون سطحی بیشتر مشخص است. رویدادهای لرزه ای در تمام نقاط کره زمین نشان داده اند که حرکات زمین در مجاورت گسل مسبب (تا فاصله 15 کیلومتر از گسل) ممکن است شامل پالس های سرعت و تغییرمکان بزرگی باشند که پتانسیل تخریب سازه ای قابل توجه ای دارند. طبق تحقیقات لرزه شناسان، اثر تجمعی انتشار موج برشی در امتداد پاره شدگی گسل، دلیل اصلی شکل گیری پالس با زمان تناوب بالا می باشد. حرکات نزدیک گسل شدیدا متاثر از مکانیزم گسل، راستای انتشار پاره شدگی نسبت به سایت و تغییرشکل های ماندگار زمین می باشد؛ این پارامترها باعث به وجود آمدن دو اثر مهم به نام های راستاپذیری و حرکت پرتابی می شوند که می بایست در تخمین حرکات زمین در مجاورت گسل های مسبب، در نظر گرفته شوند. راستاپذیری پیش رونده به مکانیزم گسیختگی و راستای لغزش نسبت به سایت بستگی دارد و به وسیله یک پالس بزرگ در ابتدای رکورد و در جهت عمود بر صفحه گسل مشخص می شود؛ اما در مقابل، حرکت پرتابی متاثر از تغییر شکل های تکتونیکی در گسل می باشد و معمولا تغییرمکان های استاتیکی ماندگاری تولید می کند که در گسل های راستالغز به موازات امتداد گسل و در گسل های شیب لغز عمود بر گسل، رخ می دهند. مدل های موجودی که حرکات نزدیک گسل را با استفاده از یک یا چند پالس ساده شده شبیه سازی می کنند، قابلیت پیش بینی پاسخ دینامیکی سازه ها را دارند اما اگر این گونه پالس ها با خصوصیات تاریخچه زمانی و طیف پاسخ رکورد واقعی مطابقت نداشته باشند می توانند منجر به نتایج گمراه کننده ای شوند. در نتیجه گسترش مدل هایی که در عین سادگی و قابل اطمینان بودن بتوانند خصوصیت ضربه ای حرکات نزدیک گسل را فراهم کنند، ضروری می باشد. علاوه براین، پارامترهای مدل می بایست دارای مفهوم فیزیکی واضحی باشد به نحوی که بتوان آن را مستقیما به پارامترهای فیزیکی حرکات نزدیک گسل و انتشار امواج مرتبط نمود. مدلی که دارای تمامی خصوصیات گفته شده باشد، مهندسان را قادر می سازد تا بتوانند رفتار سازه ها و شریان های حیاتی را تحت حرکات نزدیک گسل مورد بررسی قرار دهند. در این پایان نامه، یک مدل ریاضیاتی جدید شامل توابع هارمونیک و چندجمله ای جهت شبیه سازی پالس غالب رکورد سرعت حرکات نزدیک گسل ارائه شده است. براساس مدل پیشنهادی تابع سرعت، عبارات مرتبط به آن یعنی تاریخچه زمانی های شتاب و تغییرمکان زمین نیز مشخص شده اند. سپس مدل پیشنهادی با برخی رکوردهای پالس گونه نزدیک گسل از اطلاعات موجود در پایگاه داده پروژه نسل جدید روابط کاهندگی، مطابقت داده شده است. مدل جدید با وجود این که فرم ساده ای دارد، با دقت بالایی بخش پریود بالای رکوردهای نزدیک گسل را شبیه سازی نموده است. همچنین نشان داده شده است که طیف پاسخ الاستیک مدل پیشنهادی مطابقت خوبی با طیف پاسخ رکورد واقعی در نزدیکی فرکانس غالب دارد. نتایج نشان می دهد که مدل پیشنهادی به نحو مناسبی مولفه های تاریخچه زمانی را شبیه سازی می نماید. همچنین برای تایید بیشتر مطابقت مدل پیشنهادی، انرژی پالس پیشنهادی با انرژی رکوردهای واقعی آن مقایسه شده اند. پالس غالب رکوردهای نزدیک گسل ایران طی زلزله های 1978 طبس و 2003 بم با استفاده از مدل ریاضیاتی جدید، مدل سازی شده است. پالس های مدل شده مولفه های حرکتی زلزله بم و طیف های پاسخ الاستیک آن با رکورد واقعی مطابقت بسیار نزدیکی دارند. طیف پاسخ الاستیک پالس تولید شده و رکورد واقعی نزدیک گسل زلزله طبس فقط در محدوده زمان تناوب بالا مطابقت دارد. جهت تخمین پالس غالب حرکات نزدیک گسل و تولید این گونه پالس ها برای اهداف مهندسی با استفاده از مدل پیشنهادی، تخمین مناسبی از پارامترهای استفاده شده در این رابطه با توجه به بزرگای زلزله و موقعیت سایت مورد نظر و شرایط دیگری نظیر نوع اثر حرکت نزدیک گسل، انجام گرفته است. مقدار حداکثر سرعت حرکت زمین با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی تخمین زده شده است. شبکه های عصبی یک روش عملی برای توابع مقادیر واقعی، گسسته و برداری از روی مثال، ارائه می دهند. در این مطالعه، شبکه های عصبی مصنوعی به منظور تخمین حداکثر سرعت زمین حرکات نزدیک گسل گسترش داده شده اند. جهت ایجاد و آموزش شبکه ها از تعداد زیادی از داده های حرکات نزدیک گسل استفاده شد. نتایج شبیه سازی شده با استفاده از بهترین شبکه ها مطابقت مناسبی با داده های ثبت شده موجود حرکات نزدیک گسل را نشان می دهند و می توان از آن به عنوان یک ابزار پیش بینی برای حداکثر سرعت مولفه های عمود بر گسل حرکات نزدیک گسل استفاده نمود. سپس با توجه به مدل شبکه ایجاد شده روابطی برای تخمین حداکثر سرعت ارائه شده است. مقدار خطای میانگین حداکثر سرعت تخمین زده شده برای رکوردهای مختلف به وسیله مدل شبکه های عصبی و رابطه ارائه شده از روی شبکه عصبی مدل شده به ترتیب در حدود 2/10 و 20 درصد می باشد که نسبت به مدل های موجود دارای کمترین خطای میانگین است و این نشان دهنده عملکرد مناسب شبکه های عصبی نسبت به روش های رگرسیون معمول می باشد. همچنین تخمین مناسبی از دیگر پارامترهای رابطه پیشنهادی نیز به دست آمده است. در آخر با استفاده از روابط مدل پیشنهادی و روابط تخمین پارامترهای مرتبط به آن، پالس غالب برخی از رکوردهای حرکات نزدیک گسل تخمین زده شده و با رکورد واقعی مقایسه شده‏اند. پالس های تخمین زده شده شتاب، سرعت و تغییرمکان به همراه طیف پاسخ الاستیک آن ها نشان می دهند که با استفاده از روابط مدل سازی مولفه های حرکتی پالس و همچنین روابط تخمین پارامترهای آن، می توان تخمین قابل قبولی از پالس رکوردهای نزدیک گسل با توجه به موقعیت سایت و بزرگای گشتاوری داشت.

امروزه با گسترش روز افزون ساختمان های بلند، استفاده از سیستم های مقاوم سازه ای نوین متناسب با ارتفاع و شکل ساختمان های بلند جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. از این رو ضرورت انتخاب سیستم هایی جهت تحمل بارهای جانبی ناشی از باد و زلزله به گونه ای که به شکل بهینه با کمترین مصالح بیشترین سختی و بازده را ایجاد کنند بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. به مرور زمان سیستم نوینی تحت عنوان سیستم شبکه خارجی تحولی در ساختمان های بلند هم از نظر معماری و هم از نظر سازه ای به وجود آورده است. سیستم شبکه خارجی تکامل یافته سیستم شبکه قطری است با این تفاوت که دارای یک پوسته بتن آرمه می باشد که در محیط پیرامونی ساختمان اما دور از اسکلت اصلی آن قرار می گیرد. این پوسته خارجی دارای بازشوهای بی شماری است که نحوه قرارگیری و چیدمان آنها شبکه ای قطری برای مقاومت در برابر بارهای ثقلی و جانبی به وجود آورده است. همچنین نقاط اتصال سازه داخلی به پوسته خارجی در قسمت های توپر پوسته و بین دال طبقات و پوسته بتنی صورت می گیرد. در این سیستم یکی از مسائل اساسی تعیین موقعیت بازشوها و نحوه توزیع آنها در پوسته خارجی این سیستم می باشد. ضعف عمده سیستم های لوله ای و همینطور سیستم شبکه خارجی، وجود پدیده ای به نام لنگی برش می باشد که موجب می گردد توزیع نیروی محوری ستون ها و المان های پیرامونی سازه متفاوت از توزیع نیرو در لوله ایده آل باشد. این ضعف بزرگ در سیستم های شبکه خارجی با ایجاد چیدمان و توزیع مناسب بازشو به مقدار زیادی بهبود می یابد. در این راستا ابتدا ضمن معرفی پدیده لنگی برش، به بررسی این پدیده در سازه های شبکه خارجی پرداخته می شود و جهت تخمین محل قرارگیری بازشوها به گونه ای که لنگی برش در سازه حداقل گردد، سازه هایی با نسبت وجوه مختلف مورد آنالیز دینامیکی طیفی قرار می گیرند. همچنین تأثیر شکل های متفاوت پلان بر روی رفتار سازه ای این سازه ها بررسی می گردد. لازم به ذکر است که علاوه بر پارامتر لنگی برش، پارامترهایی از جمله ماکزیمم تغییرمکان جانبی، زاویه دوران، درصد جذب برش و نحوه عملکرد هسته مرکزی و پوسته خارجی در این سازه ها بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که بهترین محل قرارگیری بازشو در ارتفاع 4/1 فوقانی سازه ها با سیستم شبکه خارجی بوده است. به طور کلی نتایج حاکی از آن است که توزیع بازشوها در طبقات فوقانی باعث کاهش لنگی برش می شود. همچنین در سازه ها با نسبت وجوه پایین تر مناسب تر آن است که بازشوها در پلان به صورت منظم توزیع شوند اما در سازه ها با نسبت وجوه بالاتر توزیع بازشوها در قسمت های میانی پلان منجر به کاهش قابل ملاحظه ای در میزان تغییرمکان جانبی، زاویه دروان و درصد جذب برش می گردد.

ایجاد دهانه های بزرگ در طبقه تحتانی سازه های بلند جهت ایجاد ورودی مناسب از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این پایان نامه، ابتدا سیستم های سازه ای و تکنیک های مختلفی که می توان با استفاده از آنها حذف ستون را انجام داد، ارائه شده است. در ادامه از بین تمامی سیستم های ارائه شده، سه سیستم اصلی با محوریت سیستم لوله در لوله، انتخاب شدند. لازم به ذکر است که علاوه بر سیستم های اصلی، سازه ای به عنوان سازه مبنا که هیچ گونه حذف ستونی در لوله پیرامونی آن رخ نداده است نیز در نرم افزار etabs2000 مدل گردید. سیستم اول با استفاده از تیر عمیق انتقالی در طبقه تحتانی، سیستم دوم با استفاده از تیر های قوسی شکل در چند طبقه تحتانی و سیستم سوم با استفاده از تجمیع سه ستون مجاور در یک ستون ( تقریباً مشابه آنچه که در ساختمان های تجارت جهانی انجام شده بود) توانسته اند سازه را در حذف ستون های مورد نظر یاری برسانند. تمامی سیستم ها از منظر ابعاد پلان، مشخصات هسته، مشخصات مصالح، نوع اسکلت، بارگذاری، تعداد طبقات و ارتفاع یکسان بوده و در سه حالت سی، چهل و پنجاه طبقه مدل گردیدند. میانگین تغییر مکان جانبی نسبی قاب دو و سه دهانه در سازه با تیر های قوسی شکل 26 درصد کمتر از مقدار ماکزیمم تغییر مکان جانبی نسبی سایر سیستم ها می باشد. نیروی ناشی از تحلیل دینامیکی طیفی وارد بر طبقات سازه بدون قطع ستون کمتر از دیگر سیستم ها بوده به طوریکه میانگین نیروی طبقات در این سیستم 19 درصد کمتر از میانگین هر سیستم دیگری می باشد. اندیس لنگی برش سازه با تیر قوسی شکل کمترین پراکندگی نسبت به معیار سنجش (1.0) و بالاترین شاخص صلبیت خمشی (35) را دارد. کمترین افزایش لنگر تیرها در محدوده حذف ستون مربوط به سیستم تجمیع ستون بوده این در حالیست که، سیستم تیر قوسی شکل کمترین وزن اسکلت (kg/m? 1050) را به خود اختصاص داده است. با توجه به این نتایج در انتها سازه با سیستم تیرهای قوسی شکل رفتار مناسبتری را نسبت به سایر سیستم ها از خود نمایش داد.

ایران از نظر لرزه خیزی در منطقه فعال جهان قرار دارد و به گواهی اطلاعات مستند علمی و مشاهدات قرن بیستم از خطرپذیرترین مناطق جهان در اثر زمین لرزه های پرقدرت محسوب می شود. ارزیابی لرزه ای ساختمان ها در نزدیکی گسل، به طور قابل توجهی نسبت به آن چیزی که در نواحی دور از منبع زلزله مشاهده می کنیم متفاوت می باشد. با توجه به این که اثرات زلزله های نزدیک گسل در ساختمان های موجود در مناطقی که در مجاورت گسلهای فعال می باشند (با توجه به ضوابط آیین نامه های موجود)، در نظر گرفته نشده است؛ این نوع سازه ها قادر به انجام تمام و کمال وظائف خود نمی باشند. این پایان نامه پاسخ لرزه ای ساختمان های جداسازی شده با جداسازهای پایه ای تحت زلزله های نزدیک گسل را بررسی می کند. ارزیابی لرزه ای ساختمان جداسازی شده با جداسازهای پایه ای با استفاده از مدل تحلیلی سه بعدی غیرخطی در نرم افزار sap2000 انجام می گردد. تحقیق پارامتریک بر برش پایه، شتاب و جابجایی مدلهای جداسازی شده متمرکز است. جابجایی بزرگ و پالسهای سرعت در رکوردهای زلزله نزدیک گسل می تواند به صورت قابل توجه نتایج پاسخ لرزه ای ساختمانهای جداسازی شده را تغییر دهد. کاربرد جداساز در حوزه نزدیک می تواند در بهبود عملکرد سازه موثر باشد. نتایج نشان می دهد که در زلزله northridge (ایستگاه olive view) که زلزله ای نزدیک گسل است جابجایی طبقه بام ساختمان قاب خمشی در حالت بدون جداساز و جداسازی شده به ترتیب 14 و 3/5 سانتیمتر و در ساختمان دارای دیوار برشی در حالت بدون جداساز و جداسازی شده به ترتیب 9/75 و 2 سانتیمتر می باشد. عملکرد بهتر ساختمان دارای دیوار برشی در حالت جداسازی شده به علت روسازه سخت و وجود جداساز می باشد. نیاز تحمیل شده به سازه های سخت در حالت جداسازی نشده، بطور قابل ملاحظه ای از ظرفیت آنها تجاوز می کند. با توجه به اثرات مخرب زلزله های حوزه نزدیک، ضوابط آیین نامه های موجود ناکافی می باشند.

در علم ساختمان به واقعه ای که، در آن یک خرابی اولیه در یک یا چند عضو از سازه باعث خرابی اعضای مجاور آنها و گسترش خرابی، و مواردی(در صورت به تعادل نرسیدن سیستم) منجر به خرابی کلی سازه میگردد خرابی پیش رونده گویند. در این رساله ضمن بحث پیرامون این نوع واقعه و مسائل مرتبط با آن روشی ساده برای بررسی آن ارائه شده است. علیرغم وارد شدن این بحث در آیین نامه ها و حتی داشتن آیین نامه خاص، اما هنوز مسائل بسیاری در این خصوص است که نیاز به بررسی و شناخت دقیق تری دارند. به عنوان مثال در مورد ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله، با توجه به سیستمهای مختلف مهاربندی مورد استفاده در آنها، نیاز یا عدم نیاز به کنترل پتانسیل خرابی پیش رونده در این گونه سازه ها مسئله ای است که احتیاج به بررسی و مطالعه دارد. چرا که این سوالی است که، در خیلی از نوشته های قبلی در این خصوص، مطرح شده است، و جوابهای متفاوتی، به آن داده شده است. بدین لحاظ در این رساله روی 42 مدل سازه ای با سیستم های مختلف لرزه ایِ که براساس آیین نامه ایران طرح شده اند، پتانسیل خرابی پیش رونده بررسی گردید و نتایج نشان داد که، در این سازه ها علیرغم داشتن ضوابط طرح لرزه ای، احتمال وقوع خرابی پیش رونده، وجود دارد. ولیکن وسعت خرابی ها در سازه های مختلف متفاوت و متاثر از سیستم سازه ای آنها و همچنین موضع وقوع حادثه میباشد. به علاوه در این رساله مقدار ضریب افزایش بار دینامیکی(ضریب ضربه) که برای لحاظ اثرات دینامیکی بار در تحلیلهای استاتیکی در آیین نامه های خرابی پیش رونده پیشنهاد شده است مورد بحث و بررسی قرار گرفته و با استفاده از مفهوم شکل پذیری و تعادل دینامیکی در کنار بکارگیری روش انرژی یک روش ساده برای محاسبه ضریب اضافه بار، ارائه میشود که پس از اثبات صحت روش پیشنهادی، نتایج نشان از کوچکتر بودن مقادیر بدست آمده از این روش در مقایسه با مقادیر داده شده در آیین نامه ها دارد. در ادامه بر پایه نتایج روش پیشنهادی یک سری فرمول و همچنین یک گراف ساده شده برای محاسبه هر چه ساده تر ضریب افزایش بار ارائه میگردد.

درسالهای اخیر، شبکه های عصبی مصنوعی در مدلسازی بسیاری از سیستم های مهندسی عمران مورد توجه محققین بوده اند. شبکه های مصنوعی به طور خودکار روابط بین متغیرها را مدیریت کرده و بر مبنای داده های مورد استفاده در پروسه آموزش تطبیق می دهند. در این مطالعه، با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و بر اساس مطالعات آزمایشگاهی گسترده، شبکه ها و روابطی برای حداکثر مقاومت ستونهای دایروی مرکب پرشده با بتن و حداکثر مقاومت فشاری بتن محصور در این ستون ها ارائه شده است که دقت مناسبی در این پیش بینی دارند. پارامترهای موثر بررسی شده در این مطالعه مقاومت فشاری بتن، قطر خارجی و طول ستون، ضخامت و تنش تسلیم کششی جدار فلزی است. مقایسه بین مدلهای پیشنهادی و روابط ارائه شده توسط سایر محققین بر اساس طیف گسترده ای از مطالعات آزمایشگاهی نشان داده است که مدلهای پیشنهادی توانایی قابل قبولی در پیش بینی مقاومت محوری ستون های دایروی پرشده با بتن و مقاومت فشاری بتن محصور با جدار فلزی دارد.

امروزه با توجه به رشد جمعیت شهرها از یک طرف و محدودیت های موجود در برابر توسعه فیزیکی شهرها به علت محدودیت های ناشی از موقعیت طبیعی شهرها و وجود بناهای تاریخی از طرف دیگر، احداث ساختمان های بلند مرتبه و انجام تحقیقات بیشتر در مورد آنها را ضروری می سازد. یکی از سیستم های مورد استفاده در ساختمان های بلند مرتبه سیستم لوله قابی می باشد که از خصوصیات اولیه این سیستم به کارگیری ستونهای پیرامونی با فواصل نزدیک می باشد که توسط تیرهای عمیق به یکدیگر متصل می شوند که اولین بار توسط فضلور خان و مایلستون به کار برده شد. نوع پیشرفته تر این سیستم لوله های دسته بندی شده می باشد که برای حل مشکل لنگی برش سیستم لوله ای بوجود آمد. در سیستم لوله های دسته بندی شده برای رفتار بهتر سازه این لوله ها در تراز های خاصی در ارتفاع سازه قطع می شوند. مسئله مهمی که در این سازه ها وجود دارد این است که پس نشستگی و حذف سیستم مقاوم جانبی در یک تراز، در این سیستم ها اتفاق می افتد. علاوه بر این کمربند های خرپایی هم، معمولا در این سازه ها در همین تراز قرار می گیرند. بنابراین رفتار دیافراگم کف، که نقش اصلی را در انتقال نیروهای جانبی در سازه ها ایفا می کند، در ترازهای قطع بیش از پیش می تواند یر روی رفتار سازه های لوله های دسته بندی شده اثرگذار باشد. در این پایان نامه 7 سری مدل ساختمان بلند مرتبه 90 طبقه بتن آرمه با سیستم لوله های دسته بندی شده با حذف لوله های مختلف با پارامترهای متغیر، صلبیت دیافراگم کف، ضخامت دیافراگم کف، جابجایی تراز کمربندهای خرپایی مورد بررسی قرار گرفته اند که تعداد مدل های مورد بررسی به 126 عدد می رسد. تمامی ساختمان های مورد مطالعه دارای نسبت ارتفاع به بعد 6 می باشند. مدل ها با برنامهsap 2000 آنالیز و با آیین نامه ibc 2006 بارگذاری زلزله انجام گرفته شده است. از تحلیل های استاتیکی و دینامیکی طیفی برای بررسی سازه ها استفاده شده است. با توجه به بررسی های صورت گرفته کمربند های خرپایی روی صلبیت دیافراگم کف این سازه ها تاثیر قابل توجهی می گذارد. بطوری که درصد خطای فرض صلبیت دیافراگم کف برای این مدل های به حدود چهل درصد هم می رسد علاوه بر این کمربندهای خرپایی نقش اصلی را در طراحی این سازه ها در محل قطع لوله بر عهده دارند. . محل تنش های حداکثر در دیافراگم ها در تراز حذف دقیقا در لوله هایی اتفاق می افتد که بیشترین جذب برش را دارا هستند و با لوله مجاورشان بیشترین اختلاف برش را داشته باشند. در مدلی که دو لوله کناری در آن حذف شده است بهترین رفتار در زلزله در جهت y را در بین سایر مدل ها مشاهده می شود. ضخامت دیافراگم کف بر روی خطای ناشی از فرض صلبیت بر روی اندیس لنگی برشی تاثیر ناچیزی دارد.

ویرانی های ناشی از زلزله و مطالعات محققین مختلف نشان داده است که پیکربندی هندسی ساختمان ها نقش مهمی در آسیب های وارده ناشی از زلزله دارد. حس تنوع خواهی انسان باعث گردیده است که ساختمان هایی با فرم های هندسی ساده و یکنواخت جای خود را به فرم های هندسی پیچیده تر بدهند. یکی از فرم های هندسی غیر ساده که در سطح شهر های جهان به چشم می خورد ساختمان های دارای پس نشستگی در ارتفاع می باشد. این فرم هندسی علاوه بر اینکه شکل ساختمان را از یکنواخ تی خارج می سازد، سبب می گردد در نواحی با تراکم ساختمان ها، ابنیه کوتاه تر از نور خورشید بهره مند شوند. علاوه بر مزیت های معماری، در ساختمان های بلند بمنظور کاهش پاسخ های ناشی از باد یکی از راهکارها کاهش سطح بادگیر ساختمان است که بواسطه پس نشست ها نیز قابل دستیابی است. عملکرد چنین ساختمان هایی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بمنظور شناخت بیشتر این ساختمان ها و تغییرات بوجود آمده ناشی از بروز پس نشست، بیش از 50 مدل پنج، ده، بیست، سی و چهل طبقه دو بعدی و سه بعدی به کمک تحلیل های دینامیکی طیفی و استاتیکی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پس نشست ها تاثیر جدی بر خصوصیات دینامیکی ساختمان دارند. جابجایی های مطلق و نسبی ناشی از نیرو های جانبی زلزله کاهش یافتند، همچنین توزیع نیروی زلزله در طبقات بطور جدی تحت تاثیر قرار گرفت. وزن ساختمان، برش های پایه و لنگر های واژگونی ناشی از باد و زلزله کاهش یافتند اما روند تغییرات بنحوی بوده که نسبت برش پایه به وزن و همچنین ضریب اطمینان در برابر واژگونی به ترتیب افزایش و کاهش پیدا کرده اند. ضرورت در نظر گرفتن اثرات پی دلتا و میزان تغییر نتایج در صورت نادیده گرفتن آن نیز مورد بررسی قرار گرفت. مشخص گردیده که لحاظ نشدن اثرات پی دلتا سبب می شود که نتایج کمتر از مقدار واقعی خود بدست آیند. البته با گسترش پس نشستگی ها تفاوت میان دو حالت لحاظ یا عدم لحاظ نمودن اثرات پی دلتا روند کاهشی را نشان داده است.

سال های زیادی است که از سیستم های مقاوم جانبی مختلفی برای جذب یا مستهلک کردن نیروی زلزله استفاده می شود که برای هریک از آن ها مزایا و معایبی برشمرده شده است اما آنچه همواره مد نظر بوده است بیشترین کارآیی و کمترین هزینه می باشد که به بازدهی حداکثری می انجامد. بدیهی است کاهش هزینه مستلزم رعایت برخی اصول و محدودیت های آیین نامه ای است. در سال های اخیر روش های زیادی در دنیا آزمایش شده تا شاید چیدمان های قبلی عناصر مقاوم جانبی را تغییر دهد که بسیاری از آن ها روش سعی و خطا می باشد. امروزه با توجه به کوچک شدن ابعاد زمین ها و افزایش ارتفاع ساختمان ها و با در نظر گرفتن محدودیت های معماری برای قراردادن اعضای باربر جانبی و همچنین عدم تامین سختی جانبی لازم توسط بادبندها برای سازه های فولادی مهندسان ترجیح می دهند در سازه های فولادی از دیوارهای برشی بتنی استفاده کنند. آن چه در این پایان نامه انجام شده است استفاده از یک الگوریتم بهینه یابی موسوم به الگوریتم ژنتیک برای یافتن بهینه ترین حالت چیدمان دیوارهای برشی با توجه به محدودیت های آیین نامه ای و مسایل اقتصادی است. به این ترتیب که با استفاده از برنامه نویسی sap2000 و الگوریتم ژنتیک به زبان ویژوال بیسیک در نرم افزار اکسل و مرتبط کردن اینها با یکدیگر، حالت بهینه ی چیدمان دیوار به دست می آید. از طرفی با توجه به اینکه به دلایل مختلفی از جمله زمان بر بودن اجرای این برنامه ها، که خود باعث بروز برخی مشکلات اقتصادی و فنّی خواهد شد، در این پایان نامه برنامه به گونه ای نوشته شد که زمان اجرای برنامه به حداقل برسد و برای رسیدن به این هدف از حافظه ی ترکیبی پیشرفته و از اصل تقارن استفاده شد که باعث کاهش شدید فضای نمونه و زمان رسیدن برنامه به جواب گردید که میزان این کاهش در مدل های مختلف متفاوت بوده است. در پایان، برنامه ی نوشته شده با استفاده از چند مدل با نسبت عرض به ارتفاع های متفاوت اجرا گردید و جواب بدست آمده از برنامه با حالت های چیدمان عرفی دیوار مقایسه و شرایط حدی جواب کنترل و بررسی شد.

پل ها از مهمترین سازه های مهندسی به شمار می روند. سالیانه هزینه زیادی صرف ساخت این سازه ها می-شود. در میان انواع پل ها، پل های بتنی پیش تنیده به دلیل استفاده اقتصادی تر از مصالح و دوام مناسب یکی از رایجترین و محبوبترین انواع پل در بین مهندسان می باشد. این پل ها به اشکال و روش های مختلفی طراحی و اجرا می گردد. یکی از این موارد، مقطع قوطی شکل با اجرای درجا روی داربست می باشد که به دلیل کارامد بودن در هر دو جهت طولی و عرضی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در طراحی پل های بتنی پیش تنیده قوطی-شکل متغیرهای مختلفی دخیل هستند؛ از جمله ابعاد اجزای مختلف مقطع، تعداد تاندون ها، تعداد کابل های هر تاندون، آرایش تاندون ها و ... . این مساله منجر به بیشمار طرح قابل قبول می شود. در رویکرد سنتی طراحی پل-ها، طراح با روش سعی و خطا اقدام به طراحی پل می کند. این روش طراحی علاوه بر اینکه زمان بر می باشد، بهینه بودن طرح را تضمین نمی کند و این مساله بیشتر به تجربه طراح وابسته است. در این پایان نامه پس از بیان تئوری پیش تنیدگی و بهینه سازی، مساله بهینه سازی عرشه پل های بتنی پیش-تنیده قوطی شکل بر اساس آیین نامه aashto با استفاده از الگوریتم ژنتیک مورد بررسی قرار می گیرد. رویکرد بهینه سازی یا طراحی بهینه با الگوریتم ژنتیک به جای روش سنتی طراحی پل مذکور بکار گرفته می شود. الگوریتم ژنتیک قادر است بدون هیچ اطلاعی از درون مساله، تنها در چند ثانیه طرح بهینه را پیدا کند. در پل-های بتنی از آنجایی که با سه مقوله مختلف بتن، فولاد و قالب بندی سر و کار داریم، بهینه سازی بجای وزن بر اساس تابع هدف هزینه انجام می گیرد. در این بهینه سازی تعداد 16 متغیر مختلف شامل ابعاد اجزای مختلف مقطع تیر قوطی شکل، تعداد تاندون ها، تعداد کابل های هر تاندون، آرایش تاندون ها، نسبت آرماتور دال کنسول و دال بالا و درصد کشش کابل ها در نظر گرفته شده است. قیود مشخصه بر اساس شرایط عملی ساخت و محدودیتهای آیین نامه بر روی متغیرها اعمال می شود. قیود ضمنی نیز بر اساس ضوابط طراحی آیین نامه aashto فرمول بندی می شود. در مجموع تعداد 137 قید برای بهینه سازی تعریف شده است. در نهایت مساله، شامل روابط تحلیل و طراحی پل، تابع هدف، متغیرها و قیود در نرم افزار matlab در تقریبا 1000 خط نوشته شده و با اعمال الگوریتم ژنتیک تنها در چند ثانیه طرح بهینه بر اساس هزینه بدست می آید. از آنجایی که پارامترهای ثابت، شامل طول و عرض پل بر طرح بهینه اثر می گذارد، این بهینه سازی برای طولها و عرضهای مختلف پل بصورت جداگانه انجام می گیرد. در انتها نیز به مقایسه بار زنده آیین نامه ایران با آیین نامه آشتو پرداخته می شود و تاثیر بار زنده دو آیین نامه بر طرح بهینه مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان می دهد که امروزه می توان با توجه به توسعه الگوریتم های بهینه سازی جدید مانند الگوریتم ژنتیک و پیشرفت سرعت کامپیوترها، روش بهینه سازی یا طراحی بهینه با الگوریتم ژنتیک را جایگزین مناسبی برای روش طراحی سنتی سعی و خطا که روشی زمان بر، طاقت فرسا و پرهزینه می باشد دانست. به این ترتیب با یک روش سیستماتیک، در کوتاه ترین زمان ممکن، با صرف کمترین هزینه و نیروی انسانی می توان به بهترین نتیجه که همان کمترین هزینه می باشد، رسید و علاوه بر صرفه جویی در منابع و هزینه ها، به حفظ محیط زیست نیز کمک کرد.

مطالعات نشان داده اند که قاب های مهاربندی شده ی همگرای متداول، عملکرد لرزه ای نامطلوبی دارند. از طرفی با توجه به اینکه ارضای شرایط کنترل تغییرمکان در قاب های خمشی دشوار است لذا محققین در دهه ی 1970 سیستمی را ابداع کردند که هم از نظر مقاومت و سختی و هم از نظر کنترل تغییرمکان جانبی عملکرد مطلوبی داشتند و دلیل این امر را می توان وجود تیرپیوند که به عنوان فیوز عمل می کند دانست. در این مطالعه سه هدف عمده دنبال شده است: 1- توسعه ی مدلی برای شبیه سازی رفتار مهاربندهای با لینک های برشی ، برشی – خمشی و خمشی، 2- مطالعه رفتار لرزه ای قاب های مهاربندی شده ی واگرا با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی (تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی و تحلیل دینامیکی افزایشی) و 3- ارزیابی عملکرد لرزه ای قاب های مهاربندی شده ی واگرا در سطوح عملکرد مختلف با استفاده از ساختاری مبتنی بر قابلیت اعتماد لرزه ای و با در نظر گرفتن عدم قطعیت های موجود در نیاز و ظرفیت لرزه ای. همچنین تحلیل دینامیکی افزایشی به منظور ارزیابی ظرفیت لرزه ای مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل از نزدیک به 2400 تحلیل دینامیکی غیرخطی نشان داد، که عملکرد قاب های مهاربندی شده ی واگرا با لینک برشی در سطح عملکرد آستانه ی فروریزش بسیار مطلوب تر از قاب های مهاربندی واگرا با لینک برشی – خمشی است و همچنین عملکرد قاب های مهاربندی واگرا با لینک برشی – خمشی مطلوب تر از قاب های مهاربندی واگرا با لینک خمشی است.

در این پایان نامه سعی شده است ابتدا به بررسی تاثیرات مدلسازی دستگاه پله بر پارامترهای لرزه ای سازه پرداخته شود. با درنظرگرفتن پلان های معماری متفاوت وتعداد طبقات متفاوت ، تاثیر دستگاه پله در هر مورد بررسی خواهد شد.همچنین با استفاده از نرم افزارهای غیر خطی و روش های نوین تحلیلی به بررسی عملکرد دستگاه پله و گسیختگی های آن پرداخته شده است و سپس روشهایی برای کاهش این خرابی ها پیشنهاد شده است و این روشها در نرم افزار مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.

چکیده بسیاری از سازه های بتن آرمه موجود که در مناطق لرزه خیز واقع شده اند بر اساس آیین نامه های طراحی لرزه ای گذشته تحلیل و طراحی شده اند که در حال حاضر فاقد اعتبار بوده و آیین نامه های مدرن با دیدگاه های طراحی جدید جایگزین آنها شده اند. از سویی دیگر، شمار زیادی زلزله در سالهای اخیر اتفاق افتاده است که بر اهمیت مقاوم سازی سازه ها تاکید می نمایند. در سالهای اخیر روشهای متعددی برای بهبود رفتار لرزه ای سازه های بتن آرمه ابداع شده که یکی از این روشها، روش مقاوم سازی به کمک مهاربند فولادی خارجی (ایجاد قاب فولادی مهاربندی در بدنه خارجی ساختمان) می باشد. مزیت اصلی این روش عدم دخل و تصرف در بهره برداری و استفاده از ساختمان بوده به گونه ای که در هنگام انجام عملیات مقاوم سازی هیچگونه اخلالی در بهره برداری ساختمان بوجود نمی آید. در نتیجه در این پایان نامه، رفتار غیرخطی قاب های خمشی بتن آرمه 4و8و12و15 طبقه که توسط مهاربند داخلی و خارجی تقویت شده اند، مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل از این دو روش مقاوم سازی به همراه سازه اولیه ارائه و مقایسه گردیده است. همچنین به بررسی رفتار لینک اتصال مهاربند خارجی در ساختمان و تعیین طول مناسب لینک پرداخته شده است. همچنین مطالعه آزمایشگاهی tarkanو همکارانش برای کالیبراسیون و مطالعه عددی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل شد که مهاربند خارجی نسبت به داخلی عملکرد بهتری (تغییرمکان نسبی کمتر و جذب برش بیشتر) دارد. همچنین عملکرد مهاربند خارجی ضربدری بهتر از مهاربند خارجی هشتی است. جهت اتصال قاب فولادی با مهاربند(پیرامونی) به قاب بتنی می توان از لینک استفاده کرد که طول آن می تواند بین صفر تا یک دهم دهانه باشد.

مهندسی نانو، دربرگیرنده تکنیک‏های تغییر ساختار در مقیاس نانومتر به منظور پیشرفت نسلی نوینی از کامپوزیتهای مناسب، چندمنظوره و سیمانی با نحوه عملکرد مکانیکی برتر و پتانسیل ماندگاری و دوام بیشتر و همچنین داشتن خواص جدید از قبیل مقاومت الکتریکی پایین، قابلیت شکل‏پذیری بالا و کنترل خودکار ترک‏ها است. با توجه به ریزساختار سیمان هیدراته شده و وجود حفراتی در ابعاد نانو در آن استفاده از نانو ذرات می‏تواند در پر کردن تخلخل‏های بسیار ریز خمیر سیمان و افزایش مقاومت و بخصوص دوام بتن موثر باشد. از این رو استفاده از نانوسیلیس به عنوان یکی از محصولات فناوری نانو که می‏تواند نقش یک پوزولان مصنوعی بسیار فعال را در بتن ایفا نماید مورد توجه محققان قرار گرفته است. نانوسیلیس، ماده‏ای پوزولانی جدید به شکل جامد یا محلول در آب می‏باشد که عملکرد بهتری نسبت به دوده سیلیس به علت کوچکتر بودن ابعاد آن دارد و موجب بهبود خصوصیات مکانیکی بتن می‏شود، این درحالی است در خصوص خصوصیات مکانیکی و رفتار سازه‏ای بتن‏های دارای نانوسیلیس کارهای چندانی صورت نگرفته است و کارهای انجام شده در خصوص بتن‏های دارای نانوسیلیس عمدتا مربوط به بررسی ساختاری می‏ُباشد. در این پایان‏نامه، 5 سری بتن دارای مقادیر مختلف میکروسیلیس و الیاف، و از هر طرح اختلاط 20 نمونه، به منظور بررسی خصوصیات مکانیکی آن‏ها ساخته شد و مقاومت فشاری، مقاومت کششی دو نیم شدن، مقاومت خمشی و مقاومت ضربه‏ای (مطابق آیین‏نامه aci 544) ارزیابی شد. هدف از این کار بدست آوردن خصوصیات مقاومتی بتن و مقدار جذب انرژی و همچنین بدست آوردن روابط آماری در بتن‏های الیافی و بتن دارای میکروسیلیس می‏باشد. سپس در ادامه، به بررسی مقاومت کششی و فشاری و مقاومت ضربه‏ای بتن‏های دارای نانوسیلیس و همچنین با ساخت نمونه‏هایی، ظرفیت باربری، بار ترک خوردگی و شکل‏پذیری تیرهای خمشی پرداخته ‏شد. نتایج نشان‏دهنده بهبود خصوصیات مکانیکی و مقاومت ضربه بتن‏های الیافی، نانوبتن و بتن دارای میکروسیلیس بود. علاوه بر آن با افزایش نانوسیلیس و میکروسیلیس، ظرفیت تیرهای سازه‏ای افزایش و بار ترک خوردگی آن‏ها کاهش نشان داد. همچنین شکل‏پذیری تیرها، با افزودن 2درصد نانوسیلیس افزایش نشان داد که در این تحقیق روش انجام کار با جزییات شرح داده شد و مورد بحث قرار گرفت و به‏منظور صحت سنجی نتایج، تیر مورد آزمایش با نرم‏افزار abaqus مدل و کالیبره شد.

بادبندهای هم مرکز درقابهای مهاربندی شده از جمله عناصر قابل استفاده در تامین مقاومت جانبی سازه ها هستند که در مقایسه با قابهای خمشی از سهولت اجرای بیشتر و قیمت تمام شده پایین تری برخور دارند ولی از شکل پذیری مناسب بهره مند نیستند در دو دهه گذشته پژوهش ها و مطالعاتی جهت تامین شکل پذیری این بادبندها توسط پ‍ژوهشگران و محققین مختلف با بکارگیری تمهیداتی در اعضاء و یا اتصالات بابندها و یا استفاده از المانهای شکل پذیر در محلی از بادبندها، انجام گرفته است. تحقیقات نشان می دهد که حلقه فولادی می تواند بعنوان یک عضو جاذب انرژی و همچنین یک فیوز جهت کنترل کمانش بادبند عمل نماید .از جمله معایب این حلقه در بادبندها ، عدم امکان تهیه حلقه فولادی دراندازه ها و ابعاد متناسب و مورد نیاز طراحی بود.ضمنا" حلقه مذکور علیرغم شکل پذیری بسیار خوب دارای ظرفیت باربری پایین بود و احتمال پرشدن آن با مصالح بنایی و...در کارهای اجرایی نیز میرفت، همچنین در آزمایشات مشاهده شده بود که حلقه فولادی دچار کمانش صفحه ای میگردد. برای رفع این نقایص از یک جفت حلقه ی فولادی که به صورت متقارن در بادبند نصب می شود استفاده می گردد همچنین باید از طریق راهکارهایی از جمله پرکردن حلقه با مواد ارتجاعی کم مقاومت بتوان نیروظرفیت باربری حلقه را افزایش دادو از طرفی حلقه را پر نمود. در این تحقیق میزان جذب انرژی و شکل پذیری یک جفت حلقه ی فولادی با قطر خارجی 170 و ضخامت گوشته 6 میلیمتر و طول 50 میلیمتر از جنس لوله مانیسمان در حالت خالی و پرشده از 2 نوع لاستیک به عنوان المان شکل پذیر مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. حلقه های فولادی را می توان در طرفین عضومهاری به دو صفحه ی فولادی متصل کرده و به راحتی در انواع مهاربندهای هم محور تعبیه کرد. در نهایت چهار آزمایش در آزمایشگاه سازه دانشگاه سمنان انجام گرفت که نشان داد جفت حلقه پر شده با مواد لاستیکی نسبت به حلقه خالی 99/45% افزایش ظرفیت باربری 19/39% افزایش جذب انرژی و در صورت استفاده از بولت جهت اتصال لاستیک شاهد افزایش 61/164% باربری هستیم که مبین این نکته است که مواد لاستیکی در بالا بردن ظرفیت باربری نقش مهمی دارد ، نتایج این بررسی بیانگر جذب انرژی و شکل پذیری بسیار خوب حلقه ی فولادی پرشده و نیز مشکل کمانش حلقه ی فولادی بطور کلی رفع گردیدهمچنین ظرفیت باربری حلقه افزایش یافت.

کامپوزیت های سیمانی الیافی مسلح توانمند برخلاف بتن معمولی تحت نیروهای کششی، از خود رفتار سخت شوندگی کرنش بروز می دهند. این سخت شوندگی کرنش، پس از اولین ترک خوردگی رخ داده و منجر به تشکیل ترک های چندگانه می گردد. بیشتر پژوهش هایی که بر روی مصالح hpfrcc انجام گرفته محدود به مباحث ویژه ای همچون مقاوم سازی لرزه ای سازه ها بوده و معادلات کمی برای مدل سازی این مصالح ارائه شده است. هدف از انجام این پایان نامه، بررسی رفتار خمشی تیرها و قاب های ساخته شده با بتن های hpfrcc می باشد. برای این منظور، انجام مطالعات آزمایشگاهی، تحلیلی و تئوری در دستور کار قرار گرفت. نمونه های آزمایشگاهی انتخابی شامل هفت تیر با تکیه گاه های مفصلی تحت بارگذاری دونقطه ای قائم افزاینده و سه قاب یک طبقه ی یک دهانه با تکیه گاه گیردار تحت بارگذاری های ثابت قائم و افزاینده افقی بودند. تیرهای مورد نظر شامل تیرهای بتن مسلح (rc)، تیرهای بتن مسلح با لایه های متفاوت hpfrcc در بخش پایینی (rch) و تیرهای hpfrcc کامل (rh) بودند. در قاب های بتنی، ترکیبی و hpfrcc نیز یک نیروی قائم ثابت به وسط دهانه ی تیر و یک بار جانبی به لبه ی بالایی ستون ها وارد شد. الگوهای ترک خوردگی، مقادیر کرنش ها و متغیرهای رفتاری آزمایشگاهی این سازه ها ارائه و بررسی گردیدند‏‏‏، سپس بر اساس این نتایج تجربی، مدل های تحلیلی مورد نظر اعتبار سنجی گردیدند و اثر عوامل مختلف مانند مقاومت فشاری بتن، میزان فولاد مصرفی، ارتفاع لایه های hpfrcc و مقدار بار قائم بر رفتار خمشی این سازه ها و ویژگی های مفصل های پلاستیک آنها بررسی گردید. در نهایت نیز چند معادله ی پیشنهادی طراحی شامل معادلات محاسبه ی لنگر مقاوم و بلوک تنش فشاری معادل اعضای hpfrcc تحت خمش ارائه گردید. نتایج نشان داد که تطابق مناسبی بین یافته های تحلیلی و عددی با مطالعات آزمایشگاهی وجود دارد. استفاده از مصالح hpfrcc به جای بتن معمولی در بخش های پایینی تیرها باعث افزایش ظرفیت باربری و تغییرشکل نهایی تیرهای ترکیبی و hpfrcc در مقایسه با تیر بتن مسلح گردید و شکل پذیری تیرهای آزمایشگاهی hpfrcc حدود 9/1 برابر نمونه مشابه بتنی شد. علاوه بر آن نتایج نشان داد که قاب hpfrcc دارای نیرو و تغییر شکل جانبی نهایی بیشتری نسبت به قاب های ترکیبی و بتن مسلح معمولی بود و شکل پذیری قاب ساخته شده با بتن های hpfrcc نیز حدود 6/1 برابر نمونه مشابه بتنی شد. همچنین، افزایش طول و ظرفیت دورانی مفاصل پلاستیک در تیرها و قاب های تحلیلی hpfrcc نسبت به نمونه های مشابه بتنی از سایر نتایج این پایان نامه می باشد.

سال ها است که در صنعت ساختمان، از میلگردهای فولادی، برای تسلیح اعضای سازه های بتنی استفاده می شود. به طور کلی فولاد، کاربری مناسب از خود نشان داده اما در شرایط محیطی مهاجم، به سبب خوردگی فولاد، زوال سازه سریع و مصیبت وار است. بهره گیری از آرماتورهای frp، راه مناسبی در حل این معضل شناخته شده است زیرا مصالح frp در محیط های اسیدی، پایایی و دوام خوبی از خود نشان می دهد. بهره گیری از این تکنولوژی جدید موجب دستیابی به سازه های با عمر بیشتر، سبک تر و مقاوم تر در برابر خوردگی می گردد.کلیه frp ها در برابر هجوم اسیدها مقاومت خوبی نشان می دهند. در بررسی های انجام شده، مشاهده شد که به طور میانگین در تیرها با افزایش 73.62 درصدی میزان آرماتور کششی مقطع، بار نهائی نیز افزایش 16.45 درصدی و در ستون ها با افزایش 56.13 درصدی میزان آرماتورهای کششی مقطع، افزایش 14.38 درصدی بار نهائی اتفاق می افتد. همچنین به طور میانگین در تیرها با افزایش 35.30 درصدی مدول الاستیسیته آرماتور کششی مقطع، بار نهائی افزایش 9.75 درصدی و در ستون ها با افزایش 55.83 درصدی مدول الاستیسیته آرماتورهای کششی مقطع، افزایش 7.81 درصدی بار نهائی اتفاق می افتد. به طور کلی پس از بررسی نتایج نمونه ها، ضرایبی پیشنهادی بدست آمدند که همه این ضرایب نیز افزایشی بوده است.

در این پایان نامه برای بررسی اثر مقاوم سازی سیستم پیشنهادی به صورت موضعی و کلی؛ ابتدا یک مطالعه آزمایشگاهی بر روی رفتار موضعی اتصالات مقاوم سازی شده با این روش صورت پذیرفته است. سپس با انجام مطالعه عددی به بررسی عملکرد قاب های بتن مسلح مقاوم سازی شده با دستک فولادی پرداخته می شود. در بخش آزمایشگاهی سه عدد اتصال با مقیاس 2/1 طراحی و ساخته شدند و پس از مقاوم سازی مورد بارگذاری رفت و برگشتی قرار گرفتند. دو اتصال با طوقه و دستک یکطرفه به مساحت 2/1 و 2 سانتی متر مربع مقاوم سازی شدند. اما در نمونه سوم علاوه بر استفاده از طوقه و دستک با مساحت 2 سانتی متر مربع از ورق های فولادی جهت تقویت تیرِ بالای طوقه نیز استفاده شده است. در روش عددی، بعد از صحت سنجی عملکرد نرم افزار abaqus6.10.1 با قاب آزمایش شده توسط همتی، به مقاوم سازی قاب مذکور در 4 حالت کلی(دستک و طوقه، دستک و طوقه به همراه ورق تقویتی بین دو طوقه ی تیر، دستک وطوقه به همراه زره پوش کردن ستون در ناحیه پایین طوقه ستون و حالت کلی شامل ترکیب سه حالت قبلی) و سه مساحت مختلف دستک(2/1، 2، 5/3)پرداخته می شود. نتایج آزمایشات نشان می دهد که با زیاد شدن سطح مقطع دستک مقاومت حداکثر و سختی اولیه اتصال افزایش می یابد ولی سختی نهایی دو نمونه با هم برابر می شود. اما جذب انرژی دستک با مساحت بیشتر کمتر می شود که دلیل آن کمانش دستک با مساحت کمتر حول محور ضعیف و تجربه کرنش های پلاستیک بالا می باشد. اضافه کردن ورق های تقویتی تیر موجب افزایش سختی اولیه نسبت به حالت مساحت دستک برابر و بدون ورق تقویتی تیر می شود. میزان افت سختی در اتصال دارای ورق تقویتی بیشتر از دو اتصال دیگر است. با احتساب انرژی جذب شده تا دریفت 6 درصد، اتصال با ورق تقویتی تیر نسبت به اتصال با همین مساحت دستک و بدون ورق تقویتی 43/2 برابر بیشتر انرژی جذب کرده است و این اتصال نسبت به اتصال با سطح مقطع کمتر دستک، 56/1 برابر انرژی بیشتر جذب کرده است. بنابراین استفاده از ورق های تقویتی تیر موجب بالا رفتن جذب انرژی نسبت به سایر نمونه ها می شود. نتایج مطالعه عددی حاکی از این است که بکارگیری دستک و طوقه سختی و مقاومت قاب را افزایش چشم گیری می دهد اما اگر دستک وطوقه به همراه زره پوش کردن ستون برای مقاوم سازی قاب مورد استفاده قرار گیرد افزایش مقاومت قاب تا بیش از 3/3 برابر حالت معمولی می شود. اضافه کردن ورق تقویتی تیر به طوقه و دستک نیز موجب زودتر جاری شدن و کمانه کردن دستک کششی و فشاری می شود. همچنین این امر باعث می شود مفصل پلاستیک در تیر و در مجاورت ستون رخ دهد.

استفاده از شیشه در دهه های اخیر افزایش چشمگیری یافته است اما متاسفانه هنوز شیشه توسط طراحان به خوبی شناخته نشده است. علت این امر را می توان ناشی از رفتار غیر معمول آن به هنگام بارگذاری دانست که جزء مصالح شکننده به شمار می رود. مطالعه دقیق بر روی خواص مکانیکی شیشه و همچنین چگونگی استفاده از شیشه در مهندسی عمران، در یک سیستم سازه ای و تشویق طراحان سازه برای استفاده ی هرچه بیشتر از شیشه با کاربرد سازه ای از طریق بهبود خواص این نوع سیستم امکان پذیر می باشد. دیوارهای برشی شیشه ای، سیستم های شکل پذیری نیستند و از نیروی برشی پایه پائینی برخوردار می باشند. همچنین پس از تحمل بارهای وارده تا حد نهایی با ایجاد اولین شکست ناشی از ترک خوردگی عملاً کارایی خود را از دست می دهند. به همین علت استفاده آنها بصورت انفرادی در سازه عاقلانه نیست و بایستی با مصالح دیگر آنها را ترکیب نمود. در این صورت نه تنها استفاده از شیشه ایراد ذکر شده را ندارد بلکه با وجود ترد بودن شیشه، اگر دچار شکست شود، باقی قسمت های سازه به باربری خود ادامه میدهند و می توان شیشه ی آسیب دیده را در صورت نیاز تعویض نمود. استفاده ی اتصالات نوینی از پلی اورتان در دیوار برشی شیشه ای و همچنین ترکیب این دیوار برشی با دیوار برشی فولادی، سبب گردید تا ایرادات دیوار برشی شیشه ای تا حد بسیاری کاهش یابد. نرم افزار مورد استفاده در این تحلیل، نرم افزار اجزا محدود آباکوس بوده و با تغییر درصد پانل شیشه ای در مجموعه مذکور، تحت آنالیز های استاتیکی، مودال و دینامیکی قرار گرفت. نهایتاً نتایج حاصل از این مجموعه با مدلهای دیوار برشی شیشه ای، قاب خمشی و دیوار برشی فولادی مقایسه گردید. استفاده از اتصالات نوین در دیوار برشی شیشه ای در مقایسه با قاب خمشی، سختی مدل را تا 4 برابر و شکل پذیری را تا 1/8 برابر افزایش داده است. همچنین استفاده از این اتصالات میزان جذب انرژی را نزدیک به 2/5 برابر و نیروی برشی پایه را تا 4 برابر به نسبت سیستم مذکور بالا برده است. در نهایت می توان گفت استفاده از پلی اورتان در اتصالات دیوار برشی شیشه ای سبب کاهش ضریب زلزله در رفتار لرزه ای مدل می گردد. بنابراین اگر این اتصالات نوین بخوبی برقرار شوند ، ایرادات مدلهای دیوار برشی شیشه ای تا حد بسیاری کاهش می یابند.

سیستم سازه ای شبکه قطری یکی از کارآمدترین سیستم های سازه ای مقاوم در برابر بارهای جانبی است. این سیستم سازه ای تکامل یافته سیستم سازه ی لوله ای مهاربندی شده است، که در آن ستون های پیرامونی حذف شده است. از آن جا که در سیستم شبکه قطری المان های باربر جانبی در پیرامون سازه قرار می گیرند، عملکردی شبیه سیستم سازه ی لوله ای دارد. مطالعات اخیر نشان داده است که استفاده از سیستم سازه ای لوله در لوله باعث افزایش سختی جانبی سازه می شود. هدف از پایان نامه حاضر بررسی رفتار لرزه ای سازه ها با سیستم شبکه قطری پیرامونی همراه با هسته داخلی تحت آنالیز خطی و غیر خطی است. در این پایان نامه سازه های فولادی 36 طبقه با زاویه های 19/50، 95/60 و 38/67 درجه مطالعه شده است. هسته داخلی به دو صورت قاب مهاربندی و قاب خمشی در نظر گرفته شد. در این پایان نامه به بررسی رفتار اندرکنشی سازه ی شبکه قطری پیرامونی و هسته داخلی تحت آنالیز خطی نیز پرداخته شد. نتایج تحلیل های دینامیکی طیفی نشان داد که سیستم شبکه قطری سهم قابل ملاحظه ای در باربری جانبی دارد. کاهش زاویه المان های شبکه قطری باعث افزایش صلبیت برشی سیستم شبکه قطری گردید و برای زاویه 19/50 درجه بیش ترین صلبیت برشی به دست آمد. نتایج آنالیز استاتیکی غیر خطی نشان داد که با کاهش زاویه مقاومت افزایش می یابد. هم چنین سازه های شبکه قطری همراه با هسته داخلی قبل از رسیدن به جابه جایی جانبی نسبی 1% ارتفاع طبقه در اثر کمانش مهاربندهای طبقات پائین دچار شکست می شوند. به منظور ارتقا سطح عملکرد سازه های شبکه قطری، مهاربندهای کمانش ناپذیر جایگزین مهاربندهای متداول گردید. زمانی که از مهاربندهای کمانش ناپذیر استفاده شد مقاومت و شکل پذیری سازه های شبکه قطری افزایش یافت. در نهایت با کنترل روابطی به محاسبه دستی نیروهای موجود در المان های مورب پرداخته شد و نتایج حاصل با آنالیز استاتیکی معادل مقایسه گردید.

انهدام برشی تیرهای بتن مسلح، شکستی ترد و بدون هشدار دهی قبل از خرابی می باشد و وقوع آن می تواند منجر به خسارات جبرانناپذیری شود. به همین علت طراحی تیرها برای مقاومت در برابر نیروهای برشی وارده، مسأله بسیار مهمی است و در محاسبات باید توجه ویژه ای به این موضوع گماشته شود. در پاره ای از سازه ها، بنا به دلایل مختلف؛ از جمله تغییر کاربری سازه، فرسایش و خرابی سازه و تغییر در آئین نامه های طراحی و ضرایب اطمینان مربوط آنها؛ ممکن است برخی از المان های سازه ای قادر به تحمل نیروی برشی اعمال شده نباشند. در چنین مواردی برای پیشگیری از وقوع انهدام برشی، لازم است سازه در مقابل نیروی برشی وارده تقویت شود. از این رو مقاوم سازی برشی تیرهای بتنی با استفاده از چسباندن مصالح کامپوزیت frp به صورت خارجی موضوعی است که در سال های اخیر در کانون توجه محققان و پژوهشگران متعددی قرار گرفته است. علی رغم تلاش محققان، تا کنون رابطه دقیق و منسجمی برای پیش بینی سهم برشی frp در تیرهای بتنی مقاوم سازی شده ارائه نشده است. در این مطالعه با بررسی مطالعات و استانداردهای موجود در زمینه مقاوم سازی سازه ها با استفاده از frp، پارامترهای موثر بر سهم برشی frp استخراج شده اند و با استناد به این پارامترها و داده های موجود در مطالعات پیشین، مدلی بر مبنای شبکه های عصبی مصنوعی ارائه شده است که با استفاده از آن می توان مقدار سهم برشی frp در تیرهای بتنی مقاوم سازی شده را دقت مناسبی پیش بینی کرد. علاوه بر این، با استفاده از مدل به دست آمده، نقش تغییرات پارامترهای مختلف بر روی خروجی شبکه مورد ارزیابی قرار گرفته و تأثیر هرکدام بر روی سهم برشی frp به دست آمده است و بر مبنای این تأثیرات، یک رابطه غیرخطی برای محاسبه سهم برشی frp پیشنهاد شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از رابطه پیشنهادی با سایر روابط معتبر موجود نسبت به مقادیر آزمایشگاهی، نشان می دهد که رابطه پیشنهادی دارای دقت بیشتری نسبت به روابط موجود می باشد.

انهدام برشی اتصالات تیر- ستون بتن مسلح، شکستی ترد و بدون هشدار دهی قبل از خرابی می باشد و از آنجایی که انهدام ستون و اتصال قبل از انهدام تیر مطلوب نیست، وقوع آن می تواند منجر به خسارات جبران ناپذیری شود. به همین علت، طراحی اتصالات برای مقاومت در برابر نیروهای برشی وارده، مسأله بسیار مهمی است و در محاسبات باید مورد توجه قرار گیرد. با توجه به عدم آگاهی صحیح از ابعاد مختلف بحران زلزله، خسارات متعددی در زلزلههای اخیر در سازهها حادث شده است که اکثر آنها ضعف در اتصال را نشان میدهد. در این زمینه، کاهش آسیبپذیری ساختمانها در برابر زلزله در دهه اخیر یکی از مهمترین چالش ها بوده است. حساسیت این موضوع با توجه به بافت فرسوده نقاط زلزله خیز، ساخت و ساز بدون رعایت استانداردهای اجرایی و نیز استفاده از آییننامه های طراحی قدیمی در دهه گذشته دو چندان شده است. در چنین مواردی برای پیشگیری از وقوع انهدام برشی اتصال، لازم است سازه در مقابل نیروی برشی وارده تقویت شود. از این رو مقاوم سازی برشی اتصالات بتنی با استفاده از چسباندن مصالح کامپوزیت frp به صورت خارجی موضوعی است که در سال های اخیر در کانون توجه محققان و پژوهشگران متعددی قرار گرفته است. از آنجا که تاکنون رابطه دقیق و منسجمی برای پیش بینی سهم برشی frp در اتصالات تیر- ستون بتنی مقاومسازی شده ارائه نشده است، در این تحقیق با بررسی مطالعات و استانداردهای موجود در زمینه مقاوم سازی سازه ها با استفاده از frp و داده های موجود در مطالعات پیشین، مدلی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی ارائه شده است که مقدار خروجی این مدل، سهم نیروی frp، در اتصالات خارجی تیر- ستون بتنی می باشد. در ابتدا برای رسیدن به این هدف باید نقش پارامترهای مختلف بر روی عملکرد frp در اتصالات تیر- ستون مقاوم سازی شده را مورد بررسی قرار داد. پارامترهای در نظر گرفته شده عبارتند از: مقاوت فشاری بتن، مدول الاستیسیته frp، مقاومت کششی frp، عمق موثر frp روی چشمه اتصال، زاویه قرارگیری الیاف، ضخامت frp و ابعاد ستون می باشد. گام بعد جمع آوری دادههای آزمایشگاهی مورد نیاز برای مدلسازی شبکه عصبی مصنوعی میباشد. نهایتاً با استفاده از مدل بدست آمده از شبکه عصبی مصنوعی، نقش تغییرات پارامترهای مختلف بر روی خروجی شبکه مورد ارزیابی قرار گرفته و تأثیر هرکدام بر روی سهم نیروی frp به دست آمده است و بر مبنای این تأثیرات، یک رابطه برای محاسبه سهم نیروی frp پیشنهاد شده است که خطای آن نسبت به داده های ورودی 3/33 درصد می باشد و در نهایت با توجه روابط موجود سهم برش frp در اتصال محاسبه می شود.

امروزه کاربرد میدان های مغناطیسی و جریانات الکتریکی در سایر زمینه های علوم از جمله پزشکی و فنی و مهندسی و ... بطور گسترده رو به افزایش است و سرچشمه ی اغلب اکتشافات و فن آوری ها در سراسر جهان در دو قرن اخیر است. در سالهای اخیر مطالعات زیادی در زمینه ی تاثیر جریانات الکتریکی و میدان های مغناطیسی برروی خصوصیات ریز ساختاری مواد انجام شده است که از این یافته ها بطور وسیع در صنعت استفاده می شود. در زمینه ی ساختمان نیز الکترونیک به شکل های مختلفی ورود پیدا کرده است و استفاده از آن در قالب کاربرد دستگاه های الکتریکی-مکانیکی بخصوص در بحث هوشمند سازی سازه ها در برابر نیروهای دینامیکی نظیر زلزله و باد رو به گسترش است. بطوری که تقریبا در تمام پل های عظیم امروزی از آن ها استفاده میشود. در این تحقیق استفاده از خواص مغناطیس و الکتریسیته در سازه های بتنی مورد مطالعه قرار گرفته شده است و در آزمایشات متعددی با اعمال میدان مغناطیسی به سازه های بتنی بدون آرماتور و دارای آرماتور به اشکال مختلف و همچنین جریان الکتریکی با شدت های متفاوت، تاثیر این دو پدیده بر مقاومت فشاری، کششی، خمشی و سایر رفتار های سازه ای مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. در آزمایشات علاوه بر بتن معمولی، بتن حاوی الیاف فولادی نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعه ی تاثیر میدان مغناطیسی بر بتن به دو شکل صورت گرفت. یکی مطالعه ی تاثیر اعمال میدان مغناطیسی زمانی که بتن تازه است و حالت خمیری دارد و دیگری مطالعه ی تاثیر اعمال میدان مغناطیسی به بتن زمانی که سخت شده و تحت بار گذاری قرار دارد. نتایج حاصله حاکی از تاثیر این دو پدیده در خواص و رفتار سازه های بتنی دارد و مشخص شد که جهت میدان مغناطیسی در رفتار سازه تاثیر گذار است. نتایج ما را به این باور رساند که میدان مغناطیسی در اغلب موارد باعث افزایش مقاومت میشود اما در عین حال بتن را ترد تر می کند ولی چنانچه میدان مغناطیسی در سازه های بتن آرمه بکار رود موجب شکل پذیری بیشتر در این سازه ها می شود. در مورد جریان الکتریکی این نتیجه حاصل شده است که جریان الکتریکی باعث افزایش نرمی سازه ی بتن آرمه می شود.

امروزه با گسترش روز افزون ساخت سازه های بلند به عنوان نمادی از پیشرفت و توسعه تکنولوژی و اقتصادی کشورها، ضرورت انتخاب سیستم هایی جهت تحمل بار جانبی ناشی از باد و زلزله بگونه ای که به شکل بهینه با کمترین مصالح بیشترین سختی و بهترین عملکرد را ایجاد کند، بیش از بیش مورد توجه قرار گرفته است. در این میان سیستم های لوله ای که اولین بار توسط فضلور خان ابداع شد، از پر بازده ترین سیستم ها در ساختمان های بلند محسوب می گردند، به نحوی که در اغلب سازههای بلند دنیا یکی از اشکال مختلف این سیستم مورد استفاده قرار گرفته است. سیستم لوله ای متشکل از ستون های نزدیک بهم و تیرهای عمیق پیرامونی می باشد. در این سیستم ها با افزایش تعداد طبقات، تغییر مکان نسبی جانبی افزایش می یابد، بنابراین سیستم لولهای به تنهایی جوابگوی کنترل تغییرمکان جانبی نمی باشد. همچنین ضعف عمده این سیستم ها لنگی برش می باشد، بدین معنی که وقتی سازه تحت نیروی جانبی قرار می گیرد، ستونهای سازه تحت تنش یکنواختی قرار نمی گیرند، در نتیجه از ظرفیت ستونها به اندازه کافی استفاده نمی شود. برای حل مشکل لنگی برش راه حل های مختلفی وجود دارد که یکی از آنها استفاده از سیستم لوله ی مهاربندی شده و سیستم لولهی دسته بندی شده است. همچنین در این پایان نامه با توجه به اینکه در سازه های لوله ای بسیار بلند استفاده از بادبندی به تنهایی در کنترل تغییرمکان جانبی سازه موثر نمی باشد، از ترکیب سیستم لوله ای بادبندی شده و با لوله داخلی و یا سیستم کلاهک خرپایی استفاده شده است. در این راستا با در نظر گرفتن سیستم های لوله ای مهاربندی شده همراه با لوله داخلی و کمربند¬خرپایی به بررسی رفتار آنها تحت بار باد و زلزله پرداخته می شود. به منظور بررسی سیستم ترکیبی لوله ای همراه با مهاربند و کلاهک خرپایی هشت سیستم ترکیبی با ارتفاع 24 و 48 و 72 طبقه در نظر گرفته شده اند و پس از تحلیل تحت اثر نیروی جانبی (زلزله و باد) ، با یکدیگر مقایسه گردیدهاند. این سیستم های ترکیبی عبارتند از: سیستم لوله ی خارجی همراه با لوله ی داخلی، سیستم لوله ی خارجی مهاربندی شده با سیستم لوله ی داخلی، سیستم لوله ی خارجی همراه با لوله ی داخلی و کلاهک خرپایی، سیستم لوله ی خارجی مهاربندی شده همراه با سیستم لوله ی داخلی و کلاهک خرپایی، سیستم لوله ی دسته بندی شده.، سیستم لوله ی دسته بندی شده همراه با لوله ی خارجی مهاربندی شده، سیستم لوله ی دسته بندی شده همراه با کلاهکخر پایی، سیستم لوله ی دسته بندی شده همراه با سیستم لوله ی خارجی مهاربندی و لوله ی داخلی و کلاهک خرپایی. نتایج تحلیل کامپیوتری نشان می¬دهد که سیستم لوله ی دسته بندی شده همراه با تیرهای عمیق محیطی بیشترین تاثیر را در کاهش لنگی برش در بال و جان دارد. همچنین سیستم لوله ی دسته بندی شده ی مهاربندی شده همراه با کلاهک خرپایی موثرترین سیستم در کنترل تغییرمکان جانبی سازههای لولهای می باشد.

یکی از مهم ترین سازه هایی که به دست بشر ساخته شده و مورد بهره برداری قرار می گیرد، پل ها هستند که نقش حیاتی در حمل و نقل و برقراری ارتباط بین راه ها ایفا می کنند. یکی از اساسی ترین المان های باربر در این سازه ها، پایه ها هستند که نقش مهمی در تحمل نیروهای ثقلی و جانبی وارد بر سازه دارند. ازاین جهت شکل پذیری و جذب انرژی پایه ها به عنوان عامل مهمی در افزایش عمر مفید سازه مطرح می شود که در دهه های اخیر نیز روش های متفاوتی برای بهبود عملکرد پایه ها مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته اند. در این پایان نامه استفاده از پد الاستومری در پایه پل بتن آرمه به عنوان روشی نوین در جهت افزایش شکل پذیری ستون مطرح می گردد. بدین منظور چند ستون متشکل از بتن و پد الاستومری با ضحامت های متفاوت و در محل های متفاوت از ستون، مدل شده اند. برای بررسی مدل ها از روش المان محدود استفاده شده است و هدف، مقایسه عملکرد ستون بتن آرمه معمولی و ستون بتن آرمه شامل پد الاستومری و همچنین تعیین ضخامت بهینه و محل مناسب جهت تعبیه پد الاستومری می باشد. نمونه های مدل شده بر اساس تحقیق مشابه آزمایشگاهی سعیدی و همکارانش در سال 2010 بوده و ابعاد، مصالح، شرایط مرزی و نحوه اعمال بار نیز کاملا یکسان با آنچه که در کار آزمایشگاهی انجام شده، مدل شده است. زلزله اعمال شده به سازه در کار آزمایشگاهی، زلزله کوبه بوده که تنها زلزله حوزه نزدیک مورد بررسی قرار گرفته است و لی در تحقیق عددی حاضر علاوه بر زلزله حوزه نزدیک، زلزله حوزه دور کوبه نیز بر سازه اعمال گردیده و نتایج هردو بررسی شده و با هم مقایسه شده اند. نتایج به دست آمده در حوزه دور و نزدیک تقریبا یکسان بود و نتیجه مشترک آن ها این بود که استفاده از پد الاستومری باعث اقزایش دریفت ماندگار و همچنین شکل پذیری ستون نسبت به ستون بتن آرمه می شود و طبق آنچه که نتایج نشان می دهد، بهترین محل برای تعبیه پد الاستومری، محل اتصال ستون به فونداسیون و بهینه ترین ضخامت آن در حدود 32/0 ارتفاع خالص ستون می باشد.

تکنیک های بازرسی غیر مخرب بطور کلی جهت بررسی تغییرات بحرانی در پارامتر های سازه انجام می شود تا اینکه از خرابی های غیر منتظره جلوگیری شود. این روش ها متمرکز در یک قسمت سازه می باشند و برای انجام بازرسی باید سازه از سرویس دهی خارج گردد. همچنین در سازه های پیچیده و بزرگی مانند پل ها و ساختمان ها اینگونه روش های بازرسی متحمل چالش هایی می گردند.از طرف دیگر، آسیب های سازه توسط روش هایی که از اطلاعات ارتعاشی ( بطور کلی اطلاعات دینامیکی ) استفاده می کنند، بطور لحظه ای و در هر لحظه از طول عمر سازه، قابل آشکار سازی، مکان یابی و اندازه گیری می باشند.تاثیر عمده خرابی بصورت تغییر در فرکانس های طبیعی، شکل مود ها و میرایی ظاهر می گردد. از این رو چون اندازه گیری فرکانس های طبیعی آسان تر از اندازه گیری علت تغییر در میرایی می باشد، آسیب ها را می توان با آنالیز دینامیکی و استفاده از فرکانس های طبیعی و شکل مود ها آشکار سازی نمود. در این تحقیق،هدف تعیین محل خرابی در محل اتصالات دیوارها و سقف های پیش ساخته می باشد.برای این منظور در ابتدا مشخصات مکانیکی مدل با نمونه های آزمایشگاهی انجام گرفته در تحقیقات گذشته توسط پژوهشگران مختلف تطبیق داده شد ومقدار e=1.90e10 n/m2 بدست آمد.در ادامه سازه ی پیش ساخته ی یک طبقه با انواع اتصالات مدنظر و همچنین با مصالح مختلف در نرم افزار ansys ساخته شد سپس با ایجاد سناریوهای مختلف خرابی در هر یک از ادوات محل اتصال ابتدا به مطالعه پارامتری اندیس های خرابی پرداخته شد و در انتها روش مدنظر جهت تعیین محل خرابی ارائه شده است.

در سال های اخیر استفاده از سازه های ترکیبی فولادی و بتنی به علت بهینه و اقتصادی تر بودن نسبت به سازه های رایج، به ویژه در سازه های بلند گسترش روز افزونی یافته است. در این ساختمان های نامنظم، سازه بتن آرمه، به عنوان سازه اصلی در طبقات پایین و سازه فولادی به عنوان سازه ثانویه در طبقات بالایی به کار برده می شود. در این سازه ها برای انتقال بهتر نیرو های جانبی و ثقلی، از یک یا چند طبقه انتقالی استفاده می شود. به علت تفاوت در خصوصیات قسمت های مختلف سازه های ترکیبی به ویژه میرایی، تحلیل دینامیکی این نوع سازه ها دشوار و وقت گیر می باشد. در آیین نامه های لرزه ای دنیا هیچ رابطه ای برای تعیین نسبت میرایی معادل برای این سازه ها معرفی نشده است. در تحقیقات گذشته روش هایی ارائه گردیده است، که می توان یک نسبت میرایی معادل برای کل سازه تعیین کرد. در روش هایی که تاکنون جهت تعیین میرایی سازه های ترکیبی ارائه شده است اثر طبقه یا طبقات انتقالی موجود در این سازه ها در نظر گرفته نشده است که سبب می شود پاسخ دینامیکی سازه تحلیل شده با پاسخ واقعی اختلاف زیادی داشته باشد. در این مطالعه، روش عددی و نمودار هایی برای تعین میرایی مودال برای مود های اصلی و همچنین رابطه ای برای تعیین میرایی یکنواخت معادل با لحاظ کردن اثر طبقه انتقالی پیشنهاد شده است. اعتبار سنجی روش های پیشنهادی در این تحقیق جهت تعیین میرایی مودال و میرایی یکنواخت بیانگر دقت بالای این روش ها می باشد. با استفاده از روش های پیشنهاد شده در این تحقیق می توان میرایی معادل برای ساختمان های ترکیبی دارای میرایی غیر کلاسیک را تعیین و در نرم افزار های موجود معرفی کرد. نتایج نشان داد که استفاده از میرایی ثابت 5% در کلیه مودها بطور میانگین دارای 30 درصد خطا در پاسخ لرزه ای سازه ها می باشد در صورتی که استفاده از میرایی مودال پیشنهاد شده دارای 8 درصد خطا می باشد. همچنین استفاده از میرایی ثابت 5% که در اکثر آیین نامه ها توصیه شده است بطور میانگین دارای 8/20 درصد خطا در پاسخ لرزه ای سازه ها می باشد، در حالی که استفاده از میرایی یکنواخت پیشنهادی دارای 7/5 درصد خطا می باشد که نسبت به مقدار توصیه شده در آیین نامه ها بسیار کمتر می باشد.

در این پایان نامه به بررسی و مطالعه رفتار تیر کوپله بتنی و استفاده از بتن های الیافی توانمند بر پایه مصالح سیمانی (hpfrcc) برای افزایش شکل پذیری و بهبود رفتار سازه ای آن ها پرداخته شده است. برای این منظور، سه نمونه آزمایشگاهی با نسبت طول به دهانه 2 که با بتن معمولی و الیافی بر طبق آیین نامه aci 318-08 طراحی و ساخته شده است مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق از الیاف فولادی قلاب دار به مقدار 2? حجم کل استفاده شده است. کارهای آزمایشگاهی که با به کارگیری ابزار دقیق، الیاف ویژه، سیستم آزمایشگاهی پیچیده، هزینه و وقت قابل توجه با دقت انجام شده دارای نتایج ارزشمند کمی و کیفی بودند که حاکی از تاثیر برجسته بکارگیری بتن hpfrcc در جایگزینی میلگردهای برشی در تیر های کوپله می باشد. الگوی مناسب ترک و ریزتر شدن ترک ها نشان دهنده مشارکت مناسب الیاف در افزایش ظرفیت برشی می باشد. مقاومت برشی نمونه دارای بتن hpfrcc تا حدود 40? افزایش ظرفیت برشی نسبت به ظرفیت اسمی مطابق با آیین نامه طراحی می باشد.

حالت های مختلف آلیاژ حافظه دار شکلی در یک مهاربند پیشنهادی به منظور به دست آوردن رفتار بهینه استفاده شده اند. مهاربند پیشنهادی قابلیت استهلاک انرژی بالا در عین حال رفتار بازگردانندگی دارد. در این تحقیق ابتدا مقایسه بین قاب با مهاربندهای sma و قاب با مهاربندهای steel شده است، در نهایت جهت بدست آوردن حالت بهینه از ترکیب دو حالت بالا استفاده شده است که این امر سبب کسب خواص برتر هردو نوع مهاربند در حالت ترکیبی شده است. هدف از این تحقیق بررسی تأثیر کاربرد آلیاژ حافظه دار شکلی به عنوان مهاربند در قاب های فولادی است. برای این منظور ابتدا مقایسه ای بین دو مهاربند sma و steel در یک قاب فلزی در نرم افزار abaqus صورت پذیرفت، سپس 112 نمونه قاب فلزی با ارتفاع های مختلف از 2 تا 14 طبقه توسط نرم افزار seismo struct مدل گردیده اند.

در این تحقیق، به بررسی رفتار لرزه ای قاب های فولادی با هسته بتن آرمه در سازه های بلند دوبلکسی پرداخته شده است همچنین به بررسی اثر هسته بتن آرمه در سیستم قاب خمشی فولادی ویژه تحت 3 نوع بارگذاری زلزله (استاتیکی معادل، دینامیکی طیفی و دینامیکی تاریخچه زمانی) و بار باد پرداخته می شود

یکی ازموضوعاتی که اخیرا در مهندسی سازه و زیرساخت های عمرانی توجه زیادی به آن شده است، موضوع خرابی پیش رونده می باشد. پدیده خرابی پیش رونده یک واکنش زنجیره ای یا انتشار خرابی است که در آن تحت عللی خاص، صدمه موضعی در ناحیه نسبتاً کوچکی از سازه رخ می دهد و در شرایطی این صدمه موضعی به بخش های دیگری از سازه گسترش یافته تا منجر به فرو ریزش کل سازه یا بخشی از آن گردد. هدف از این مطالعه بررسی پدیده خرابی پیش رونده در قاب های خمشی ده طبقه فولادی منظم و نامنظم و بررسی ستون بحرانی در موقعیت های مختلف پلان و طبقات می باشد. بدین ترتیب پس از طراحی قاب های خمشی برای زلزله با بکارگیری روش مسیر جایگزین و سناریوی حذف ستون در قاب های مختلف و با انجام تحلیل های دینامیکی غیر خطی و استاتیکی غیر خطی (بار افزون قائم ) بر اساس معیارهای آیین نامه دپارتمان دفاعی آمریکا رفتار آنها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که در حذف ستون های مرتبط با ناحیه حاوی نامنظمی، با افزایش تعداد طبقات دارای نامنظمی، ظرفیت نهایی سازه در برابر خرابی پیش رونده کاهش می یابد. این کاهش در حذف ستون گوشه ناحیه دارای نامنظمی بیشتر می باشد. در ضمن حذف ستون های گوشه در قاب خمشی فولادی نسبت به ستون های میانی و کناری وضعیت بحرانی تری را ایجاد کرده و جهت مقابله با وقوع خرابی پیش رونده، بهتر است که ستون های گوشه به گونه ای مهار شوند. هر چه حذف تک ستون در طبقات بالاتری از سازه اتفاق بیفتد، پتانسیل وقوع خرابی پیش رونده در قاب خمشی بدلیل ضعف در باز توزیع نیروها و کاهش تعداد اعضای موثر در استهلاک انرژی افزایش می یابد.

احداث ساختمان های بلند به ویژه در شهرهای بزرگ، که با مشکل کمبود فضای لازم برای ساخت مسکن مواجه اند، مورد توجه بسیاری از دولت ها قرار گرفته است. اخیرا رویکرد جدیدی در طراحی سازه های بلند دیده می شود. سازه های بلند نوین به نحوی طراحی می شوند تا بتوانند همانند یک شهرکوچک عمودی عمل نمایند و برخی از امکانات یک شهر را به درون ساختمان بیاورند. در برخی موارد به منظور تامین نیازهای معماری و عملکردی این بناها نیاز به تغییر در مشخصات طبقه ای در میان سازه بوجود آمده است. از کارهای متداول که اخیرا در این سازه ها انجام می پذیرد، افزایش ارتفاع سازه، حذف دیوارها، حذف عناصر باربر جانبی و... می باشد. بارزترین پیامد این رویکرد در طراحی، تغییر در سختی یک یا چند طبقه می باشد. در این پژوهش به مطالعه پارامتریک اثر کاهش سختی طبقه در سازه های بلند پرداخته شده است. بطوری که با انتخاب 3 دسته سازه 20، 40 و 60 طبقه، اثر ارتفاع مورد بررسی قرار گرفته و با انتخاب مقدار کاهش سختی طبقه متفاوت(افرایش ارتفاع متفاوت در طبقه) اثر تشدید نرمی طبقه بر رفتار سازه ها، و نیز با تغییر محل طبقه نرم در طبقات مختلف اثر محل وقوع طبقه نرم بر رفتار سازه ها مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش از آنالیز های خطی و غیرخطی استفاده شده است. بررسی ها نشان می دهد با کاهش سختی یک طبقه از سازه، مقدار پارامترهای پریود سازه، شاخص تغییرمکان نسبی طبقات(دریفت)، برش پایه ساختمان، جابجایی بام و ... تغییر می کند. تاثیر کاهش سختی برمقدار تغییر پارامترهای ذکر شده به عوامل مختلفی از جمله طبقه ای که کاهش سختی در آن رخ داده، مقدار کاهش سختی، ارتفاع کل سازه و ... وابسته است. به طور کلی هرچه سازه بلندتر باشد، اثر کاهش سختی طبقه بر پارامترهای ذکر شده کمتر است. هرچه مقدار سختی بیشتر کاهش پیدا می کند، تغییرات پارامترهای ذکر شده تشدید می یابد. همچنین محل وقوع طبقه نرم تاثیر بسیار مهمی بر رفتار سازه ها دارد.

در این پایان¬نامه با ساخت سه نمونه دیوار برشی کوپله با تیر رابط ساخته شده توسط مصالح توانمند الیافی hpfrcc با نسبت طول به عمق 2 و با مقیاس 1:2 به بررسی آزمایشگاهی تأثیر وجود آرماتورهای قطری و همچنین اسپیرال¬های دور آرماتورهای قطری در تیر رابط پرداخته شده است. نمونه اول به عنوان مرجع در نظر گرفته شده و در آن از بتن معمولی و آرایش آرماتورگذاری مطابق با آیین¬نامه aci 318-08 استفاده شده است. در دو نمونه¬ی دیگر که با مصالح hpfrcc و با الیاف pps ساخته شده است، در یکی اسپیرال¬های دور آرماتور قطری و در دیگری هم اسپیرال¬ها و هم آرماتورهای قطری حذف شده است. نتایج آزمایشات حاکی از تأثیر بسزای مصالح الیافی توانمند hpfrcc در بالا بردن ظرفیت باربری، شکل¬پذیری، جذب انرژی و ... می¬باشد. همچنین این مصالح قابلیت آن را دارد که بتواند جایگزین مناسبی برای اسپیرال¬ها باشد و می¬توان مقدار آرماتورهای قطری را نیز کاهش داد ولی به طور کامل نمی¬توان آن¬ها را حذف کرد. علاوه بر آن الگوی مناسب ترک خوردگی و ریزتر شدن ترک¬ها نشان دهنده مشارکت مناسب الیاف در افزایش ظرفیت برشی می¬باشد. مقایسه¬ی نمونه ها با یکدیگر نشان می¬دهد که در نمونه¬ای که اسپیرال¬ها حذف شده است به علت استفاده از مصالح hpfrcc، مقدار ظرفیت باربری، ضریب شکل¬پذیری، جذب انرژی و جابه¬جایی تا رسیدن به گسیختگی در مقایسه با نمونه¬ی مرجع به ترتیب 15%، 36%، 69%، 35% افزایش داشته است. همچنین در نمونه¬ای که آرماتورهای قطری حذف شدند در مقایسه با نمونه مرجع، مقدار ظرفیت باربری 36% کاهش داشته، ضریب شکل پذیری 13% و جابه¬جایی گسیختگی 35% افزایش داشته و مقدار جذب انرژی تغییر چندانی نکرده است.

در طول دو دهه اخیر بحث شناسایی خرابی و پایش سلامت سازه ها باهدف کاهش هزینه نگهداری و بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان سازه مورد توجه قرارگرفته است. پایش سلامت سازه و شناسایی خسارت به معنای توانایی برای نمایش عملکرد سازه و شناسایی و ارزیابی هر نوع خسارت در مراحل ابتدایی به منظور کاهش هزینه نگهداری سازه و بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان به آن است. پیشرفت های اخیر در حوزه سنسورها و سایر تکنولوژی های الکترونیک، روش های غیر مخرب را به روش هایی موثر، آسان و با صرفه برای شناسایی خسارت در سازه تبدیل کرده است. این روش ها معمولا بر پایه گردآوری اطلاعاتی هستند که از رفتار سازه بدست می آیند و هرگونه تغییر در پاسخ سازه را که در نتیجه تغییر در شرایط محیط (تغییر در دما، جابجایی، سرعت، شتاب، کرنش، تنش، انحنا و... ) ایجاد می شود، شناسایی می کنند. روش های دینامیکی مبتنی بر سیگنال، تغییرات در خصوصیات حاصل از سری های زمانی اندازه گیری شده در سازه را که توسط روش های پردازش سیگنال به دست آمده اند، بررسی می کنند. به عبارت دیگر، هدف بررسی تغییرات در ویژگی هایی است که به صورت مستقیم از تاریخچه زمانی و یا طیف متناظر آن به دست می آیند. براساس تکنیک های پردازش سیگنال این روش ها به سه دسته روش های حوزه زمان، روش های حوزه فرکانس و روش های حوزه زمان - فرکانس تقسیم می شوند. هدف اصلی این تحقیق، بررسی و ارزیابی روش ها و الگوریتم های موجود برای تشخیص خرابی سازه ها می باشد که در سال های اخیر مطرح شده اند. همچنین مطالبی در خصوص اهمیت توجه به مبحث پایش سلامت سازه، انواع روش های پایش سلامت و ابزارهای پرکاربرد در حوزه پردازش سیگنال نیز مطرح شده است.

روش های مختلفی برای تقویت ساختمانهای بتن آرمه در برابر زلزله استفاده شده است، استفاده از دستک فولادی در محل اتصال تیر به ستون یکی از این روش ها میباشد. تاثیر وجود دستک بر روی پارامترهای مختلف نظیر خیز تیر، سختی جانبی قاب، جابه جایی جانبی قاب و بار نهایی به هنگام زلزله مورد بررسی قرار گرفته است. نحوه قرارگیری دستک در قاب و سطح مقطع مورد نیاز برای دستک جهت ایجاد الگوی خرابی مطلوب، با انجام حدود 2000 آنالیز استاتیکی غیرخطی بررسی شده و رابطه ای پیشنهادی برای سطح مقطع دستک فولادی ارائه شده است.

یکی از سیستم های مقاوم که در بسیاری از ساختمان های متعارف بتن آرمه مورد استفاده قرار می گیرد، سیستم قاب خمشی بتن آرمه می باشد. یکی از معایب این سیستم، بزرگ بودن ابعاد ستون ها می باشد که از لحاظ طراحی معماری مناسب به نظر نمی رسد. از اینرو، اخیرا استفاده از ستون های عریض(کتابی) افزایش پیدا کرده است.

چکیده ندارد.