برش قالبی یک گسیختگی بالقوه می باشد که ترکیب پیچیده ای از برش و کشش است و باعث پارگی عضو بصورت یک بلوک می شود. در این تحقیق گسیختگی برش قالبی در تیرهای فولادی تراز شده در ساختمان ها با اتصالات پیچی و روابط مربوطه بررسی شده است. منظور از تیر تراز شده همان تیر ساده (فرعی) می باشد که قسمتی از بال بالای آن در محل اتصال برای همتراز شدن با تیر اصلی بریده شده و با اتصال مفصلی نبشی جان به تیر اصلی متصل می شود. آیین نامه های مختلف ظرفیت های متفاوتی را برای یک اتصال ارائه می دهند که با نتایج مدل های آزمایشگاهی همخوانی ندارند. به بیان بهتر سهم دقیق برش و کشش در کل ظرفیت اتصال مشخص نیست. در این میان محققی بنام cem topkaya طی تحقیقات مفصل خود، رابطه دقیق و ساده ای را برای تعیین ظرفیت برش قالبی در تیرهای زبانه شده با اتصالات پیچی ارائه داده است که پایه این تحقیق می باشد. در این تحقیق با استفاده از روش های اجزاء محدود به کمک نرم افزار abaqus مدل های مختلفی با آرایش متفاوت پیچ ها بررسی شده است. بدین منظور ابتدا نتایج مدل سازی و آنالیزها با نتایج بدست آمده از رابطه پیشنهادی topkaya کالیبره گردیده است. در ادامه، گسیختگی برش قالبی با آرایش مستقیم، مورب و زیگزاگی پیچ ها، مسیرهای شکست، مودهای دیگر گسیختگی و ظرفیت های گسیختگی برش قالبی بررسی شده است. نتایج آنالیزها با نتایج حاصل از روابط آیین نامه های ایران، امریکا و کانادا مقایسه شده است. این پژوهش نشان می دهد که نتایج آنالیزهای اجزاء محدود با نتایج آزمایشگاهی برابری می کند، لذا نیاز به بازبینی آیین نامه ها می باشد.

کمانش پیچشی ـ جانبی جان تیر لانه زنبوری، یکی از مهم ترین صور گسیختگی این گونه تیرها می باشد، به نحوی که در بسیاری از موارد کنترل کننده ظرفیت باربری نهائی تیر است. در این تحقیق، عوامل موثر بر این پدیده که بر رفتار و عملکرد تیر لانه زنبوری اثرگذارند، به کمک روش اجزاء محدود و آنالیزهای متنوع مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. از جمله مهمترین این عوامل که در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته اند، می توان مشخصات مصالح، شرایط مرزی، نابه جائی، نوع بارگذاری و مشخصات فیزیکی شامل طول تیر (نسبت طول به ارتفاع) و شماره پروفیل را نام برد. علاوه بر این، یک مقایسه رفتاری بین تیرهای لانه زنبوری ساخته شده با الگوی برش مطابق استاندارد ایران و استاندارد آلمان نیز به عمل آمده است. در بخشی از این تحقیق که به بررسی اثر طول تیر لانه زنبوری بر عملکرد این گونه تیرها می پردازد، مطالعاتی پارامتریک برای تیرهایی با تعداد چشمه های متفاوت و در هر حالت با نابه جائی و شرایط مرزی متنوع محتمل برای این گونه تیرها، صورت گرفته و مقاومت نهائی تیر در هر حالت و میزان حساسیت نتایج به کمیت های فوق و نیز مکانیزم های کمانشی و حالات خرابی محتمل تر در هر یک از حالات مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. متعاقباً نتایج حاصل از مطالعات آزمایشگاهی قبلی و آنالیزهای این تحقیق مورد مقایسه قرار گرفته اند و نشان داده شده است که نتایج از نظر ماهیت رفتار و گونه گسیختگی غالب و هم چنین از نظر عددی تطابق مطلوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. در این خصوص منحنی اندرکنش خمش ـ برش مربوطه نیز ارائه گردیده است.

تجربه زلزله های گذشته نشان داده است که، سازه های مهندسی ساخته شده در مجاورت گسل در طی زلزله های شدید، دچار آسیب های جدی شده اند. در سال های اخیر، پیشرفت های حاصله در انواع تحلیل های غیر خطی لرزه ای موجب شده است تا مهندسین، برآوردی منطقی از رفتار غیر خطی سازه ها تحت اثر زلزله داشته باشند. در این میان، استفاده از مهاربند ها جهت تامین شکل پذیری و سختی لازم رشد چشمگیری کرده است. مهار بند زانویی یک سیستم جدید استهلاک انرژی در قابهای فولادی است که ترکیب بسیار خوبی از شکل پذیری و سختی جانبی را فراهم می آورد. در طی یک زلزله شدید، عضو زانویی زودتر از اعضای دیگر به حد تسلیم رسیده به طوریکه، اعضای اصلی سازه ( تیرها و ستون ها )دچار آسیب و خسارت های شدیدنمی شوند. در پایان نامه حاضر ابتدا به بهینه یابی موقعیت المان زانویی در قاب فولادی یک طبقه با دهانه های چهار،پنج و شش متر پرداخته و برای هر دهانه رابطه طراحی بهینه المان زانویی بیان شده است. سپس به بررسی رفتار قاب مهاربند زانویی تحت اثر سه شتاب نگاشت زلزله : نورتریج، سن فرناندو، کویوته پرداخته شده. بدین منظور از مدل تحلیلی دو بعدی قاب مهاربند زانویی با تعداد طبقات سه، پنج و هشت و با سه دهانه چهار متری استفاده شده است. مدل های تحلیلی به وسیله تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی و طیفی و تحلیل استاتیکی غیر خطی تحت اثر اعمال مجموعه ای از شتاب نگاشت های زلزله های یاد شده مورد بررسی قرار گرفته اند. بدلیل اینکه تغییر مکان جانبی سازه ، شاخص مناسبی برای خرابی اعضای سازه ای و غیر سازه ای می باشد، نمودار تغییر مکان جانبی سازه مورد نظر تحت اثر زلزله های یاد شده مورد آنالیز قرار داده شده. همچنین جهت بررسی میزان شکل پذیری قاب فولادی مهاربند زانویی در مقایسه با مهاربند ضربدری و شورون، به بررسی ضریب رفتار اینگونه سیستم ها در قاب های سه، پنج و هشت طبقه با سه دهانه چهار متری پرداخته شده. بررسی ها نشان داده است که درصد تاثیر مهاربند زانویی در کاهش میزان حداکثر تغییر مکان جانبی قاب فولادی خمشی سه طبقه تا 10 درصد و پنج طبقه تا 30 درصد و هشت طبقه تا 75 درصد می باشد و این امر بیانگر آن است که اثر مهاربند زانویی در طبقات بالا بیشتر بوده و استفاده از این سیستم را مقرون به صرفه می نماید.

یکی از روش های مقاوم سازی سازه های فولادی، استفاده از سیستم های دوگانه قاب خمشی همراه با سیستم باربر جانبی مانند قاب های مهاربندی شده فولادی می باشد. سیستم مهاربندی برون محور فولادی یک راه حل مناسب برای ساختمان های چند طبقه واقع در مناطق لرزه خیز می باشند. در این پایان نامه با استفاده از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی و طیفی و تحلیل استاتیکی غیر خطی، رفتار لرزه ای سیستم مهاربند برون محوربا طول های مختلف تیر پیوند مورد برسی قرار گرفته است. رفتار غیر خطی سیستم مهاربند برون محور تحت تاثیر سه شتاب نگاشت زلزله نورتریج، کوبه، سن فرناندو مورد بررسی قرار گرفته است. ازآنجائیکه معیار ایمنی سازه ها، تغییر مکان جانبی آنها می باشد.لذا نتایج بدست آمده بر اساس تغییر مکان جانبی طبقات بیان شده است. نمودار تغییر مکان جانبی طبقات برای هر رکورد زلزله و بر اساس طول های مختلف تیر پیوند در سیستم مهاربند برون محور ترسیم شده است. ودرادامه ضمن بررسی تیر پیوند قائم و افقی درسه مدل ساختمانی سه طبقه پنج طبقه و هشت طبقه با در نظر گرفتن تغییر مکان هدف طول بهینه و مناسب برای هریک از آنهابرای رفتار غیر خطی سازه پیشنهاد شده است

گستردگی آسیب های وارده به اتصالات فولادی جوشی پس از زلزله نورثریج، به وضوح وجود کاستی های اساسی را در طراحی و شیوه های ساخت قاب های خمشی فولادی به اثبات رساند. وقوع شکست های ترد در اتصالات سازه های فولادی جوشی در زلزله های گذشته نشان داده است که خسارت های ایجاد شده در قاب های فولادی با عملکرد اتصال رابطه مستقیم دارد. بنابراین به منظور کاهش خسارتهای وارده بر اتصالات خمشی فولادی و بهبود عملکرد لرزه ای آنها، استراتژی های متفاوتی توسط آیین نامه های لرزه ای مطرح گردید. اتصال با ورق های پوششی یکی از رایج ترین اتصالات پس از زلزله نورثریج می باشد که در آن استراتژی تقویت موضعی اتصال اتخاذ گردیده است. تحقیق ارائه شده جهت بررسی رفتار چرخه ای اتصالات خمشی متداول و ارائه طرح تقویت این اتصالات جهت مقاوم سازی قاب های خمشی فولادی صورت گرفته است. از عوامل مهم در رفتار اتصالات صلب جوشی با ورقهای تقویتی روی بالها، می توان به جزییات انواع اتصال دهنده های جوشی، نوع الکترود و خصوصیات مصالح کاربردی اشاره کرد. به منظور مطالعه پارامترهای فوق، نمونه هایی از اتصالات صلب تیر به ستون جعبه ای با در نظر گرفتن پارامترهای ذکر شده به روش اجزای محدود مدل شده و تحت تغییر مکان چرخه ای ناشی از بارگذاری بر روی تیر تحلیل گردیده است. سپس منحنی لنگر-دوران اتصالات استخراج شده و در تحلیل قاب های خمشی مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به اینکه بررسی رفتار لرزه ای اتصالات عموما تنها از طریق بررسی منحنی هیسترزیس، مقاومت و شکل پذیری اتصالات انجام گرفته است، در این تحقیق علاوه بر پارامترهای ذکر شده به بررسی نحوه توزیع تنش و کرنش در نقاط مختلف اتصال با بکارگیری دو نوع الکترود e6013 و e7018 پرداخته شده است تا از این طریق برآورد دقیق تری از رفتار اتصالات صلب جوشی صورت پذیرد. نتایج بدست آمده از آنالیز اجزای محدود غیر خطی حاکی از آن است که استفاده از ورق پشتبند و الکترود با چقرمگی بالا، شکل پذیری اتصال را افرایش داده و باعث کاهش قابل توجه تمرکز تنش به دور از ناحیه اتصال تیر به ستون میگردد. نتایج حاصل از بررسی تاثیر جنس مصالح اتصال بر رفتار اتصالات فولادی جوشی نشان داده است که استفاده از فولاد پر مقاومت، باعث افزایش مقاومت اتصال حداکثر تا 8/0% میگردد، به نحویکه با توجه به ملاحظات اقتصادی و نتایج حاصله، استفاده از فولادهای پر مقاومت تاثیر قابل توجهی بر عملکرد لرزه ای اتصالات نخواهد داشت.

دیوار برشی فولادی به عنوان یکی از سیستم های مناسب و مقاوم در برابر نیروهای جانبی، در چهار دهه اخیر در کشورهای زلزله خیز دنیا، به خصوص در امریکا و ژاپن، مورد توجه خاص قرار گرفته است. نوع متداول آن، شامل یک ورق فولادی است که به طور کامل به المان های مرزی متصل می شود. در این سیستم، استفاده از ورق سخت نشده به دلیل صرفه اقتصادی، استفاده بهینه از ظرفیت، شکل پذیری و جذب انرژی بالای ورق در مرحله پس کمانشی آن، بیشتر مرسوم است. طی سالهای اخیر، ایده جداسازی ورق از ستون ها، به منظور کاهش لنگرهای واژگونی منتقل شده به ستون ها و فونداسیون، مطرح شده و توسعه یافته است. در این تحقیق، رفتار لرزه ای دیوارهای برشی فولادی جدا شده از ستون ها (میانه پر)، توسط نرم افزار اجزای محدود abaqus مورد تحلیلی استاتیکی غیرخطی قرار گرفته، به طوری که به جای استفاده از ستون های فرعی در لبه های ورق، از المان سخت کننده قائم با ابعاد بسیار کوچکتری نسبت به ستون، استفاده شده و ضمن مقایسه این سیستم با قاب خمشی معادل و دیوار برشی فولادی متداول(کلاسیک)، مواردی شامل تغییر درصد پرکنندگی ورق، نسبت ابعاد قاب خمشی، نسبت لاغری ورق، نوع و ابعاد سخت کننده مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از این تحقیق، حاکی از عملکرد مطلوب این سیستم مقاوم جانبی، به دلیل داشتن صرفه-جویی در مصرف ورق همراه با تأمین قسمت بزرگی از مقاومت نهایی و سختی اولیه سیستم کلاسیک می-باشد. همچنین، از میان پروفیل های رایج در ساختمان های فولادی، مقطع قوطی به دلیل سختی پیچشی بالاتر، دارای عملکرد مناسب تری به عنوان سخت کننده لبه های ورق می باشد. در این تحقیق دیده شد که افزایش ضخامت ورق فولادی تا 10 میلی متر، تأثیر قابل ملاحظه ای بر بهبود رفتار سیستم ندارد و در صورت افزایش ضخامت ورق، مقاومت نهایی و سختی اولیه سیستم نیمه پر از سیستم کلاسیک با ورق نازک، بیشتر خواهد شد. همچنین ملاحظه شدکه افزایش عرض دهانه نسبت به ارتفاع آن و استفاده از ورق فولادی با شکل مستطیل نسبت به شکل ذوزنقه، موجب رفتار بهتر سیستم می گردد. بعلاوه، افزایش طول تیر پیوند ایجاد شده در اثر استفاده از این سیستم، موجب کاهش سختی و مقاومت نمونه ها می شود و هر چه این طول بیشتر باشد، از سهم باربری برشی ورق فولادی، به میزان بیشتری،کاسته می شود.

یکی از روش ها در تقویت ساختمان های میان مرتبه استفاده از سیستم های دوگانه قاب خمشی همراه با سیستم باربر جانبی دیگر مانند قاب های مهاربندی شده فولادی می باشد. سیستم مهاربند برون محور یکی از سیستم های کارامد در مقابل زلزله است. در سیستم مهاربندی برون محور تغییر شکل های غیر ارتجاعی محدود به قسمتی از سازه به نام تیر پیوند می شود. تحقیقات نشان داده است که، بدلیل وجود تیر پیوند در سیستم مهاربند برون محور، شکل پذیری و سختی جانبی توامان تامین می شود. در پایان نامه حاضر رفتار قاب مهاربند برون محور در مقایسه با سیستم مهاربند ضربدری و شورون مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور مدل های تحلیلی دو بعدی با تعداد طبقات سه، شش و نه طبقه و با سه دهانه با طول ثابت پنج متر، در مواجه با سه شتاب نگاشت زلزله: بم، آوج و کجور_ فیروز آباد قرار داده شده است. مدل های تحلیلی به وسیله تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی و طیفی و تحلیل استاتیکی غیر خطی تحت اثر مجموعه ای از شتاب نگاشت های زلزله های مطرح شده مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان داده است که سیستم مهاربند برون محور ضمن تامین شکل پذیری لازم دارای سختی جانبی خوبی می باشد. در مرحله بعد جهت بهینه یابی آرایش مهاربندها از چهار تیپ مهاربند برون محور ( قاب مهاربند برون محور هشتی، ترکیبی هفتی و هشتی، ضربدری، مورب) با تعداد طبقات سه، شش و نه طبقه و با سه دهانه با طول ثابت پنج متر، استفاده شده است. بررسی ها نشان داده است که، سیستم مهاربند برون محور ترکیبی هفتی و هشتی (تیپ دو) بهترین عملکرد را از خود نشان داده است.

همانطور که میدانیم ایران از حیث زلزله خیزی از نقاط فعال و پرخطر کره زمین محسوب می گردد و متاسفانه در صدر کشورهایی است که وقوع زلزله در آن با صدمات جانی و مالی بسیار زیادی همراه بوده است. بانگاهی به زلزله های مهم ایران طی 50 سال اخیر(از نظر تلفات جانی) اهمیت توجه را به این مقوله روشن تر می سازد] 1[. با بررسی جدول (1-1) به این نتیجه خواهیم رسید که ایران در هر ده سال با یک فاجعه انسانی روبرو گردیده است و از سویی علاوه بر زلزله های بزرگ، حتی زلزله های متوسط نیز در ایران فاجعه آفریده اند. بر این اساس طبق محاسبات، احتمال وقوع حداقل یک زلزله با برزگای 5/6 ریشتر در یک دوره 10 ساله نزدیک به 99درصد خواهد بود. این موضوع به این معناست که در آینده نه چندان دور باید منتظر خبر جدیدی از زلزله و خسارات و تلفات ناشی از آن باشیم. دراین بین با توجه به اهمیت اجتماعی، اقتصادی و سیاسی شهر تهران و واقع شدن آن در پهنه خطر لرزه خیزی با خطر نسبی خیلی زیاد و وجود تعداد زیاد گسل فعال در تهران جدول(1-2) ] 2 [لذا شناسایی دقیق زلزله و مدیریت بحران ناشی از آن همواره از الویت های پژوهشی بوده است . علل مستقیم تلفات انسانی ناشی از زلزله عبارتند از فروریزی ساختمانها، آتش سوزی ، سنگ ریزش و زمین لغزه ها، این علل تعیین کننده به ویژگی های ساختگاه های مورد نظر بستگی دارند. در این بین تلفات انسانی ناشی از فرو ریزی ساختمانها یک پدیده کلی در همه مناطق زلزله زده است. در شهر تهران شیب هائی با استعداد سنگ لغزش، فقط در کناره شمال شهر پراکنده اند، احتمال آتش سوزی گسترده نیز بسیار ضعیف است. بنابراین فروریزی ساختمان (خصوصا ساختمان های محل تجمع می باشند مانند مدارس،دانشگاه ها، ادارات و...) عامل اصلی در تلفات انسانی شهر تهران خواهد بود. بدون شک می توان با ایمن سازی فضا های خطر آفرین تلفات جانی و مالی را به حداقل رساند. ] 3[

توجه به اینکه دانستن عکس العمل سازه ها در برابر بارهای خاص مانند انفجار و ضربه مستقیم برای اهداف مختلف مانند محافظت از سازه های مهم استراتژیک یا نظامی حائز اهمیت میباشد فلذا در ادامه تحقیقات آقای دکتر غفوری پور روی عکس العمل سازه ها در بربابر انفجار ، در این پایان نامه سعی گردیده طرحی برای دربهای مقاوم در برابر انفجارو ضربه مستقیم ارائه گردد. با مدل کردن دربهای فولادی با ضخامتهای مختلف در نرم افزار abaqus و تحلیل آنها یک طرح بهینه از لحاظ مقاومت ، وزن و اقتصادی ارائه گردیده که استفاده از یک لایه بتن بعنوان لایه فدا شونده بر سطح فولادی پیشنهاد گردیده است.

امروزه خطوط لوله نفتی بعنوان یکی از مهم ترین شریان های حیاتی کشورهای نفت خیز محسوب شده و جهت استفاده بهینه از آن باید بصورتی عمل کرد که کمترین آسیب به محیط زیست رسیده و ازجنبه اقتصادی، احداث این خطوط قابل توجیه باشد. ساختگاه های خطوط لوله مدفون می تواند بسیار متنوع و صعب العبور باشد. از موانع صعب العبور، می توان به رودخانه ها اشاره نمود. روشی که نسبت به روشهای متداول جهت عبورخطوط لوله نفتی اززیربستررودخانه اخیرا بیشتر کاربرد پیدا نموده، روش حفاری در جهت افقی (hdd)میباشد. از آنجا که این روش در برخی خاکهای مسئله دارکه احتمال نشست و جابه جایی غیریکنواخت خط لوله در آنها میباشد، قابل اجرا نیست. لذا، در این تحقیق تغییرشکلهای خط لوله اجرا شده باروش(hdd) بدون تمهیدات بهسازی و با استفاده ازلوله پوششی، ابتدا با بکارگیری نرم افزار flac 3d و بدست آوردن محدوده بحرانی تنش- جابجایی بررسی، در ادامه برای مدلسازی گسترده و تحلیل به صورت سه بعدی از نرم افزار plaxis 3d tunnel استفاده شد. حداکثرنشست وجابجایی عرضی و طولی خط لوله حاصل( محدوده بحرانی) بدون تمهیدات بهسازی با بکارگیری لوله پوششی کاهش چشمگیر ی یافته و موجب دستیابی به مقادیر کرنش و تنش هایی که به مراتب از کرنش گسیختگی و تنش گسیختگی خط لوله کمتر می باشد، شده است. این بیانگرکاربردی بودن لوله پوششی در جهت کاهش تغییر شکلها ی خط لوله اجرا شده به روش حفاری در جهت افقی (hdd) به میزان مجاز میباشد.

چکیده پایان نامه (شامل خلاصه ، اهداف ، روش های اجرا و نتایج بدست آمده) : زمین لرزه های نزدیک گسل دارای محتوای فرکانسی بالا و پهنای باند باریک می باشند این خصوصیات باعث می شوند انرژی فوق العاده زیادی که ناشی از شتاب های تولیدی در ابتدای زمین لرزه است به سیستم وارد شود. در این تحقیق اثرات نیروهای ناشی از زمین لرزه های نزدیک گسل برروی پل ها مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین خواص جداگرهای لرزه ای لاستیکی – سربی که امکان ساخت و تولید آنها در کشور وجود دارد و مبانی طراحی این جداگرها بر طبق آیین نامه های آشتو و نشریه 523 ایران، که از معتبرترین آیین نامه در زمینه طراحی پل ها می باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور یک پل بزرگراهی سه دهنه به طول 60 متر که در سال های اخیر طراحی و ساخته شده است، انتخاب می شود و تحت تاثیردو نوع جداگر لاستیکی سربی با میرایی 20 و 30 درصد که مطابق نشریه 523 ایران طراحی شده است را با استفاده از نرم افزار sap2000 نسخه 2/14 در دو حالت جداسازی نشده و جداسازی شده مدل سازی کرده و تحت اثر پنج زوج شتاب نگاشت نزدیک گسلnorthridge) ،chi-chi، imperial valley، cape mendocino، (duzce تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی شد. نتایج نشان داد که جداگرهای لرزه ای لاستیکی – سربی، در کاهش نیروهای لرزه ای پل های بزرگراهی نقش بسزایی دارند. که استفاده از سیستم های جداساز، سبب کاهش پاسخ های لرزه ای مانند برش پایه و نیروهای داخلی و افزایش زمان تناوب پل شده ، طوریکه هیچ یک از پایه های پل وارد ناحیه غیر خطی نشده و تشکیل مفصل ندادند. همچنین افزایش میرایی باعث کاهش تغییر مکان طرح وضخامت جداساز شده ودر نتیجه سختی برشی ونیروهای اینرسی منتقله از عرشه به پایه ها توسط سیستم جداساز افزایش می یابد.

ستون مرکب ( فولاد- بتن ) یک عضو فشاری است که عموماً به عنوان یک عضو باربر در سازه های قابی مرکب به کار برده می شود، این نوع از ستون ها به علت مقاومت بالای فشاری و سختی بیشتر نسبت به ستون های فولادی و بتنی مسلح مرسوم، اغلب در ساخت سازه های بلند مرتبه و ساختمان های مهم مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق رفتار غیرخطی ستونهای مرکب شامل مقاطع فولادی i شکل پرشده با بتن به صورت سه بعدی توسط روش اجزای محدود با کمک نرم افزار abaqus مدل شده و با حالت استفاده از فولاد بدون بتن مورد بررسی ومقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهدکه این ستون ها دارای شکل پذیری، سختی، ظرفیت تحمل بار بیشتر و همچنین رفتارکمانشی و پس کمانشی مطلوب تر نسبت به ستون های فولادی بدون بتن می باشند.

میزان آسیب ساختمان با ویژگی های سیستم سازه که پارامترهای زیادی در آن دخیل است ارتباط دارد. به طور ویژه این که کدام پارامتر سازه موجب آسیب سازه می شود و شناسایی این پارامتر سخت و دشوار است. در مطالعه اخیر تغییر در کیفیت سیستم تحمل بار (قاب) و ساختار مواد بتن آرمه در طول دوره زلزله تعیین می شود. پارامترهای ساختاری مرتبط که با توجه به پارامترهای آسیب دیده سازه در هنگام زلزله مشاهده شده اند عبارتند از: مقاومت فشاری بتن، مقاومت نهایی و تسلیم فولاد، آرماتورهای عرضی در محل اتصال تیر به ستون، نسبت دیوارهای میانقاب، ستون های تحت تاثیر تیر میان طبقه، ستون قوی و تیر ضعیف، نسبت دیوار برشی و تعداد طبقات. در کل 80 ساختمان بتن مسلح 1+4 طبقه مدل شدند و تجزیه و تحلیل پوش آور (push over) به هر یک اعمال شد تا منحنی های ظرفیت سازه برای هر یک به دست آید. ارزیابی این عملکرد براساس معیارهای اساسی نشریه 360 انجام شده است. که به صورت معادل با fema-356 اصلاح شده است. علاوه بر این، تاثیر پارامترهای سازه با استفاده از مجموعه ای از الگوریتم شبکه های عصبی مصنوعی و مطالعات پارامتریک مورد مطالعه قرار گرفت. سیستم تحمل بار و مواد با هم مطابقت داده شد و یافته های به دست آمده از این مطالعه با اسناد آسیب ساختمان ها در زلزله های قبل موردبحث قرار گرفت. به نسبت اثرات مختلف در عملکرد لرزه ای سازه در این مطالعه تست شد و نتیجه این بود که نسبت دیوار برشی و ستون های تحت تاثیر تیر میان طبقه مهمترین اجزای سازه ای بودند که بر عملکرد سازه اثر می کردند. مقاومت فشاری بتن و آرماتورهای عرضی در محل اتصال تیر به ستون نیز حداقل پارامترهای مهم تعیین شدند. علاوه بر این شبکه های عصبی مصنوعی به میزان کاملاً رضایت بخش در تعیین پارامترهای موثر در سطح عملکرد به کار گرفته شدند. تخمین درصد عملکرد زمین لرزه نیز با توجه به انتخاب الگوریتم شبکه های عصبی مصنوعی بین ?68/91 و ?47/98 متغیر بود که این تغییر بستگی به نوع الگوریتم و سایر پارامترهای مدل شبکه عصبی مصنوعی داشت. پس از تعیین پارامترهای موثر مدل بهینه جهت استفاده در سطح زمین لرزه تهران تحلیل و ارائه شد.

یکی از حالت هایی که ممکن است تیرهای فولادی زبانه شده در محل اتصال، دچار شکست شوند پدیده گسیختگی قالبی می باشد. اگرچه این پدیده در دهه های اخیر مورد بررسی دقیق قرار گرفته ولی تا کنون یک نظریه جامع و کامل جهت کنتـرل آن، به خصـوص در اتصال های جوشی، ارائه نشده است. در این پایان نامه چگونگی رخداد برش قالبی و پارامترهای موثر بر آن، در اتصال برشی جان تیرهای فولادی زبانه شده مورد مطالعه و تحلیل قرار گرفته است. منظور از اتصال برشی، نبشی اتصال دهنده جان می باشد که به وسیله جوش به جان تیر فولادی زبانه شده متصل می شود. با در نظر گرفتن مطالعات آزمایشگاهی، تیرهای فولادی زبانه شده با اتصال جوشی بصورت سه بعدی و غیر خطی مدل سازی شده و به روش اجزای محدود تحلیل شده اند. مطالعات آزمایشـگاهی نشـان می دهـد که در حالت کلی دو نوع شکسـت در این نوع اتصـال رخ می دهـد: 1- گسیخـتگی قالبی 2- کمانش جان در محـل زبانه شـده. در این پایان نامه حالت گسیختگی قالبی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. همچنین مطالعات آزمایشگاهی و تحلیل انجام شده به روش اجزای محدود با روابط ذکر شده در آیین نامه های معتبر مقایسه شده اند. از آنجا که روابطی که تا کنون ارائه شده است بر پایه مشـاهدات آزمایشگاهی و بر اسـاس تحقیقات انجـام شده بر روی صفحات اعضای خرپایی با اتصـال های پیچی می باشند، ضرورت مطالعه بر روی اینگونه اتصال بیش از پیش احساس می شود. از این رو در این پایان نامه مناسب ترین روابط جهت محاسبه ظرفیت تیرهای فولادی زبانه شده با اتصال جوشی ارائه و در انتها تاثیر پارامترهای مختلف بر روی ظرفیت اتصال بررسی و پیشنهادات ذکر شده اند.

خرابی پیش رونده در سازه ها زمانی اتفاق می افتد که یک المان باربر کلیدی در سازه تحت انفجار و یا برخورد آسیب ببیند و این آسیب دیدگی از یک المان به المان دیگر گسترش یافته و باعث خرابی در کل سازه و یا قسمت اعظمی از آن شود. در این میان انتخاب نوع سیستم سازه ای و نوع اتصالات از اهمیت ویژه ای در بهبود عملکرد سازه در برابر خرابی پیش رونده برخوردار می باشد. از نمونه سازه هایی که در اثر آسیب دیدگی اولیه دچار خرابی پیش رونده شدند می توان به سازه رونان پوینت در کشور انگلستان اشاره کرد.دو ایین نامه gsa,dod روشی را تحت عنوان ap به منظور افزایش مقاومت سازه در برابر خرابی پیش رونده معرفی کرده اند که در ان به بررسی توانایی پل زدن سازه بر روی المان آسیب دیده پرداخته می شود. در این پایان نامه به بررسی مقاومت سازه ای یک قاب خمشی فولادی ویژه سه طبقه تحت اثر سه نوع اتصال rbs,ep,wcpf به روش ap پرداخته شده و با حذف ستون میانی از سازه به بررسی مقاومت سازه و روند خرابی در اتصالات پرداخته شده است. نتایج حاصل از این پایان نامه که بوسیله نرم افزار اباکوس انجام و صحت سنجی شده است نشان می دهد که اتصال wcpf نسبت به دو اتصال دیگر دارای عملکردی به مراتب بهتر در برابر خرابی پیش رونده بوده است و این در حالی است که هر سه اتصال برای یک قاب طراحی شده بودند.

امروزه خطوط لوله نفتی بعنوان یکی از مهم ترین شریان های حیاتی کشورهای نفت خیز محسوب شده و جهت استفاده بهینه از آن باید بصورتی عمل کرد که کمترین آسیب به محیط زیست رسیده و ازجنبه فنی و اقتصادی، احداث این خطوط قابل توجیه باشد. ساختگاه های خطوط لوله مدفون می تواند بسیار متنوع و صعب العبور باشد. از موانع صعب العبور، می توان به رودخانه ها اشاره نمود. روشی که نسبت به روشهای متداول جهت عبورخطوط لوله نفتی اززیربستررودخانه اخیرا بیشتر کاربرد پیدا نموده، روش حفاری در جهت افقی (hdd)می باشد. برای شناخت پارامترهای تأثیرگذار رفتار خطوط لوله اجرا شده به روش hdd با توجه به مطالعات عددی بسیار اندک پیشین، مدل سازی عددی سیستم مرکب خاک- لوله توسط نرم افزار تفاضل محدود انجام گرفت. در این تحقیق، اثر جابجایی های در حد مجاز یک خط لوله به وسیله نرم افزار تفاضل محدود flac3d پس از اعتبارسنجی نرم افزار براساس تحقیقات گذشته، مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج حاصله بیانگر این است که، عواملی همچون عمق خط لوله از بستر رودخانه، مشخصات خاک (c، ?، e، ?، ?) و همچنین عواملی نظیر زاویه انحنا و شیب ورودی یا خروجی لوله، در تعیین مقدار جابجایی خاک زیر بستر رودخانه تأثیر بسزایی داشته است. با توجه به این شرایط می توان به عمق بهینه جهت حفاری و زاویه بهینه انحنای لوله جهت دستیابی به طراحی و اجرای مناسب خط لوله به لحاظ فنی و اقتصادی دست پیدا کرد.

صفحات اتصال فولادی به عنوان عضو بسیار مهمی در قابهای مهاربندی لحاظ شده و رفتار درست آن در طرح لرزه ای باعث استهلاک انرژی زیادی در قابهای مهاربندی می شود. علیرغم اهمیت ویژه، هنوز مطالعات گسترده ای بر روی رفتار صفحات اتصال صورت نپذیرفته و بیشتر، رفتار صفحات اتصال شامل یک عضو مهاربندی و تحت تأثیر بارگذاری یکنواخت و چرخه ای مدنظر بوده است. لذا در این تحقیق با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس به بررسی تأثیر ضخامت، اندازه صفحه اتصال و وجود ورق های سخت کننده روی لبه های آزاد صفحه متصل شده به تیرافقی در مهاربند نوع هشتی پرداخته می شود. با توجه به نتایج، با افزایش ضخامت و کاهش ابعاد صفحه اتصال برظرفیت کمانشی ورق اتصال افزوده شده و وجود سخت کننده در لبه های آزاد ورق اگرچه تأثیر چندانی بر ظرفیت کمانشی ندارد ولی باعث افزایش استهلاک انرژی می شود

زلزله یکی از پدیده های طبیعی است که بواسطه رخ دادن آن در طول عمر سازه ، نیروها و تنش هایی بر سازه وارد خواهد شد . سازه ها باید با حداقل خسارت مالی و جانی در مقابل این نیروها مقاومت کافی را داشته باشند . مجموعه اعضایی که در کنار هم قرار می گیرند و با مکانیزم غیر خطی خود باعث استهلاک نیروهای زلزله شده و نیروها را از حالتی به حالت دیگر تبدیل کرده و باعث عدم خرابی در اعضای اصلی می شوند ، سیستم مقاوم جانبی نامیده می شوند . با توجه به سطح عملکرد مورد انتظار از سازه و عوامل دیگر می توان از انواع مختلف سیستم های مقاوم جانبی استفاده نمود . می توان گفت همه این سیستم ها از حالات مختلف سیستم مهاربندی و قاب خمشی استفاده می کنند . یکی از سیستم های پر کاربرد در سازه ها ، سیستم قاب مهاربندی می باشد . سیستم مهاربندی به سه شکل هم محور ، برون محور و زانویی به کار برده می شود . سیستم هم محور بدلیل کمانش مهاربند در مدهای بالاتر چندان قابل اعتماد نیست . بنابراین می توان با محدود کردن کمانش و استفاده از مهاربند کمانش محدود از ظرفیت بیشتر مصالح استفاده نمود . مهاربندهای کمانش محدود نیز در سه حالت هم محور ، برون محور و زانویی به کار گرفته می شوند .در این تحقیق ، در فصل اول قصد داریم به بررسی انواع سیستم های مقاوم جانبی در سازه های فولادی و بتنی بپردازیم . در این فصل به طور مفصل راجع به سیستم های مهاربندی صحبت خواهیم کرد . در فصل دوم راجع به مهاربند های کمانش محدود صحبت کرده و مفاهیم پایه و مباحث طراحی را بازگو خواهیم نمود . در فصل سوم در رابطه با شیوه تعیین ضریب رفتار و مباحث مربوط به تحلیل غیرخطی استاتیکی بحث می کنیم . در فصل چهارم به اعتبارسنجی موضوع پایان نامه خواهیم پرداخت . سرانجام ، در فصل پنجم ضریب رفتار قابهای مهاربندی کمانش محدود در پیکربندی برون محور تعیین خواهد شد و نتایج حاصل از بررسی ها ، در فصل ششم ارائه گردیده است .

المان محدود توسعه یافته که در این پروژه استفاده می شود، یک روش توانا برای مدلسازی ناپیوستگیها و تکینه گی ها در قالب المان محدود استاندارد می باشد. در روش المان محدود توسعه یافته توابع خاصی به تقریب المان محدود اضافه می شوند تا ناپیوستگی ها و نقاط تکین را مدل کنند. برای مدلسازی ترک چه در حالت الاستیک و چه در حالت الاستوپلاستیک دو گروه از توابع خاص به تقریب المان محدود استاندارد اضافه می شوند. مدل سازی ترک با استفاده از المان محدود توسعه یافته امکان مدل سازی ترک و رشد آن بدون المان بندی مجدد را فراهم می آورد، که به این وسیله هزینه ها و زمان انجام عملیات محاسباتی را تا حد زیادی کاهش می دهد. رویکرد استفاده شده در این پژوهش بدین گونه است که بر اساس یک برنامه پایه، اقدام به کاهش زمان تحلیل شده و در نتیجه هزینه های اقتصادی کاهش می یابد. انتگرال گوسی در اجزای محدود کلاسیک به صورت محاسباتی برنامه نویسی شده است و محاسبات مربوط به این انتگرال قبل از هر آنالیزی انجام می شود و در حافظه کوتاه مدت با سرعت دسترسی بالا نگهداری می شود.

با توجه به تاثیر جزییات اتصالات در رفتار اتصالات و مقادیر جابجای یها و عکس العمل های سازهها، میتوان باطراحی بهینه اتصال، تغییر قابل توجهی در رفتار اتصال، رفتار و سطح عملکرد لرزه ای قابهای خمشی ایجاد کرد. یکی از اتصالاتی که امروزه کاربرد دارد و مطابق آییننامه aisc 358- 2010 دارای شرایط لازم برای استفاده در قابهای است. تحقیقات نشان rbs (reduced beam section) خمشی میباشد، اتصال تیر با مقطع کاهش یافته و یا اتصال داده اند که خرابیهای اتصالات به دلیل کمانش بال و جان، تغییرشکل چشمه اتصال و شکست جوش در ناحیه اتصال تیر به ستون میباشد. این خرابیها، تاثیر زیادی در ویژگیهای رفتاری قابهای خمشی فولادی، مثل سختی، شکلپذیری و سطح عملکرد لرزه ای قابها دارند. لذا در این تحقیق به بررسی اثر مشخصات اتصالات تیر با مقطع کاهش یافته، در خرابیهای فوق، توزیع تنش در ناحیه بریده شده، سختی و مقاومت اتصال پرداخته شده است. برای این منظور نمونههای این اتصالات به روش اجزاء محدود تحت تغییرمکان متناوب در نوک تیر تحلیل گردیده و منحنیهای لنگر- دوران اتصالات استخراج شده و در تحلیل قابهای خمشی مورد استفاده قرار گرفته است. قابهای مورد تحلیل مشتمل بر سه طراحی شده است. طراحی قابها بر اساس ضوابط و aisc 10 و 15 طبقه میباشد که بر اساس مقررات ، قاب 5 انجام شده aisc 358- و طراحی اتصالات بر اساس مقررات 2010 aisc seismic provision ( مقررات ( 2010 است. اتصالات قابها طراحی شده اند و نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی اتصالات حاکی از آن است که توزیع تنش و کرنش در قاب ها بیشتر به سمت تیرها و مفاصل پلاستیک پیش بینی شده، منتقل شده بطوریکه در تمامی اتصالات تمرکز تنش به دور از بر ستون و ناحیه جوش اتصال تیر به ستون، رخ داده است. به منظور مدلسازی رفتار واقعی اتصال و چشمه اتصال در قابها، یک مدل اجزاء محدود در اتصال کناری قاب ایجاد شده و تحلیل شده است و رفتار اتصال و چشمه اتصال در آن مشاهده شده است. نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی بر روی قابهای خمشی با اتصالات مقطع تیر کاهشیافته، در 7 رکورد متفاوت که با ضوابط استاندارد انتخاب و مقیاس شده اند، حاکی از آن است که می توان با بکار گیری این نوع اتصال علاوه بر جلوگیری از شکست های ترد در ناحیه جوش شده، سطح عملکرد خوبی را از سازه انتظار داشت. در این روش رفتار اتصال با استفاده از مفصل خمشی مدلسازی شده است. همچنین نتایج موید این تعیین شده، aisc 358- مطلب است که می توان با انتخاب پارامتر های بهینه در محدوده ای که توسط آییننامه 2010 سطح عملکرد مورد نظر آییننامهها برای قاب ها را تامین کرد.

بنا به ضرورت حفظ ایمنی در حین اجرا و عدم وجود تنش های بیش از حد مجاز در زمان اجرا، به دلیل اینکه در هنگام محاسبات رفتار سازه کامل مورد بررسی قرار میگیرد، پس از اتمام وجود مشکلات سرویس پذیری در سازه و وجود خرابی ها در حین اجرا این ضرورت را به وجود اورده است که رفتار سازه در مراحل اجرا و قبل از اتمام سازه پل های ساخته شده با تیرورق i شکل فولادی دارای قوس افقی مورد بررسی دقیق قرار گیرد. این بررسی توسط نرم افزار abaqus مدل سازی شده و با اطلاعات جمع آوری شده از کارگاه در هنگام ساخت در چندین نمونه مورد مطالعه قرار گرفته است. دو نرم افزار اختصاصی جهت کنترل در مراحل بحرانی ساخت معرفی گردیده است. در بررسی ها مشخص گردیده که در هنگام نصب پیچش عامل کنترل کننده است. در پروسه ساخت به صورت صحیح تنش ها کمتر از حالت مجاز می باشد. محل مناسب جهت بلند کردن با کمترین پیچش مشخص گردیده است. درهنگام اجرای عرشه تنش های بالایی تجربه می شود که محاسبه شده نتایج بدست امده جهت بهبود روش اجرای عرشه بتنی روی این تیرورق ها و تعداد دهانه های زوج برای پل ها با تیر ورق های خمیده و اجرای پیوسته عرشه بتنی برای این تیرها پیشنهاد گردیده است.

این پژوهش به بررسی نشست سیکلی دو شالوده نواری نزدیک به هم که بر روی بستر ماسه ای مسلح شده با ژئوگرید قرار گرفته است، می پردازد. برای این منظور تحلیل های عددی به کمک نرم افزار plaxis انجام گرفته و پس از صحت سنجی نرم افزار، نقش عواملی چون نسبت ژرفای لایه ژئوگرید( u/b، که در آن b، عرض پی نواری وu، عمق دفن لایه ژئوگرید می باشد)، نسبت طول لایه ژئوگرید( lr/b،که در آن b ، عرض پی نواری و lr، طول مسلح کننده می باشد)، فاصله بین دو شالوده نواری( fsp/b، که در آن b،عرض پی وfsp، فاصله پی های نواری ازیکدیگر می باشد) همچنین سختی محوری لایه ژئوگرید(ea) بر روی نشست سیکلی (scrdyn) ارزیابی شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که مقادیر نشست سیکلی درحالت 1=fsp/b، نسبت به حالت تک پی، حدود 33 درصد کاهش می یابد در حالی که با افزایش fsp/b تا مقدار 2 میزان نشست سیکلی نسبت به حالت تک پی، فقط 5 درصد کاهش می یابد. ژرفای بهینهu/b=0.5 ، برای لایه تسلیح وجود دارد که به ازای آن میزان نشست سیکلی کمترین مقدار را دارد. همچنین با افزودن طول ژئوگرید تا مقدار 8=lr/b میزان نشست های سیکلی حدود 20 در صد کاهش می یابد، افزایش بیشتر در مقدار lr/b، تاثیر ناچیزی در کاهش نشست های سیکلی دارد. افزایش سختی محوری لایه مسلح کننده از مقدار ea=500kn/m تا مقدار ea=2000kn/m، میزان نشست سیکلی حدود 51 درصد کاهش می یابد، به طوری که با افزایش بیشتر در مقدار ea تاثیر ناچیزی در کاهش نشست های سیکلی خواهد داشت. با مسلح سازی بستر خاک پی، مدول الاستیسیته افزایشی به میزان 75 درصد را نشان می دهد. با افزایش فاصله پی های نواری مقدار نسبت scrdyn، افزایش می یابد.

به علت رشد جمعیت، تقاضای مردم برای خدمات حمل ونقل بیش از پیش شده است؛ بنابراین هیچ تردیدی وجود ندارد که نیاز به تونل ها نیز افزایش خواهد یافت. در 20 سال گذشته، حفاری مکانیزه با استفاده از روش epb به طور موفقیت آمیزی اجرا شده است، به خصوص در محیط های شهری که فاصله تا سطح زمین کم است. به علت سرعت حفاری بالا و محیط کار کم خطر استفاده از ماشین فشار تعادلی زمین یکی از روش های محبوب برای حفر تونل های راه، راه آهن و مترو در محیط های شهری است. کنترل نشست سطحی هنگامی که تونل در محیط های شهری حفر می شود و یا سازه های زیرزمینی مهمی در اطراف تونل وجود دارد از اهمیت زیادی برخوردار است. ساخت یک تونل در زمین نرم عموماً باعث نشست سطحی زمین بالای تونل می شود. روش های متعدد تجربی و تحلیلی وجود دارد که با استفاده از آن ها می توان میزان نشست سطحی زمین را تخمین زد، اگرچه تحلیل های عددی (بیشتر استفاده از برنامه های مختلف المان محدود) نیز با نتایج رضایت بخش اجرا شده است. اخیراً روش های محاسباتی نرم مانند شبکه های عصبی مصنوعی (ann) و ماشین های برداری پشتیبان (svms) برای تخمین میزان نشست سطحی حداکثر استفاده شده اند. این تحقیق یک روش محاسباتی دیگر را برای مرتبط کردن نشست سطحی حداکثر و پارامترهای عملیاتی سپر فشار تعادلی زمین را ارائه می دهد. مدل درختی m5p (یک روش رگرسیونی) بر مبنای مطالعه موردی روی یک تونل کم عمق در محیط شهری پیشنهاد و مورد ارزیابی قرار گرفته است. مزیت اصلی این روش رگرسیونی نسبت به سایر ابزارهای محاسباتی نرم این است که علاوه بر این که استفاده از آن بسیار آسان است، قوانین ریاضی قابل درک ارائه می دهد. مقایسه بین مقادیر محاسبه شده و اندازه گیری شده حداکثر نشست سطحی حاصل از مدل درختی m5p نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادشده دقت خوبی دارد.

مقاطع فولادی ساخته شده از ورق و با ارتفاع جان متغیر به علت صرفه جویی قابل ملاحظه ای که در مصرف مصالح ایجاد می کنند امروزه به طور گسترده ای در معرض استفاده قرار دارند . در سازه هایی که نمودار لنگر خمشی به شکلی است که در نقطه ای در طول سازه مقدار لنگر زیاد و در جایی دیگر مقدار آن کم است ، لزومی ندارد که ممان اینرسی مقاطع همه جا ثابت بماند . با تغییر ارتفاع جان به آسانی می توان در هر مقطع ، متناسب با لنگر خمشی وارده ، ممان اینرسی لازم را ایجاد نمود . در اینگونه المانهای با مقطع متغیر برای تعیین ضریب طول موثرنیاز به اعمال ضرایب اصلاحی است بطوریکه طی سال های گذشته توسط پژوهشگران مختلف نگرش های متفاوتی در محاسبه این ضرایب اصلاحی ارایه شده است. ضوابط ارایه شده توسط این محققان در بسیاری از حالات به تایید آیین نامه های معتبر رسیده و در ضمیمه این آیین نامه ها نیز آمده بطوریکه این آیین نامه ها با فرضیات ساده کننده ای به استخراج روابطی مبتنی بر آن برای سیستمهای تک عضوی و اعضای سیستم قاب پرداخته اند . در پایان نامه حاضر با استفاده از ایده اجزای محدود و تکنیک های آنالیز ماتریسی سازه ها با روش آنالیز مقدار ویژه ( ) که به اعتراف تمامی مراجع ارائه شده دقیق ترین و قویترین روش جهت محاسبه این ضرایب چه در اعضای منشوری و چه در اعضای با مقطع متغیر می باشد ، نسبت به استخراج گرافهای طراحی دقیق برای اعضای قاب سالنهای صنعتی (سوله ها) با سطح مقطع متغیر بطوریکه تغییرات سختی خمشی در طول المان به صورت غیر خطی می باشد، اقدام گردیده است

با افزایش به کارگیری مقاطع مرکب، به ویژه مقاطع مرکب فولادی- بتنی در صنعت ساخت و ساز، به کارگیری مقاطعی که دارای مقاومت (اعم از فشاری، کششی، تاب در برابر آتش و... )، شکل پذیری و سختی بسنده باشند به خوبی احساس می شود. «ستون های فولادی پر شده با بتن» یا "cft" گونه ای از ستون های کامپوزیت فولادی- بتنی به شمار می روند که شامل یک مقطع جدار نازک میان تهی فولادی است که درون آن با بتن معمولا غیر مسلح پر می شود. این گونه از ستون ها در هم سنجی با ستون های هم اندازه فولادی و بتنی دارای ظرفیت باربری محوری بسیار بالایی می باشند. دلیل اصلی این امر، وجود پدیده «محصورشدگی» است. پژوهش های پیشین انجام گرفته در این زمینه تا کنون بیشتر بر روی مقاطع گرد متمرکز بوده و تاثیر اثر محصورشدگی هسته بتنی و افزایش ظرفیت باربری مقطع کامپوزیت ناشی از این پدیده در مقاطع گرد مورد بررسی قرار گرفته است. در این میان کمبود پژوهشی با رویکرد عددی در راستای شناخت تاثیر این پدیده بر ستون های cft با مقطع مربع و مربع مستطیل احساس می شد. در این پژوهش به کمک نرم افزار abaqus تاثیر اثر محصورشدگی هسته بتنی ستون cft بر ظرفیت باربری محوری نهایی و سختی مقطع بررسی شد و به واکاوی اثر سه پارامتر مشخص بر محصورشدگی هسته بتنی پرداخته شد تا نسبت های بهینه و کاربردی برای این متغیرها به دست آید. پارامترهای مورد اشاره عبارتند از: نسبت طول به عرض مقطع (a/b)، نسبت طول مقطع به ضخامت مقطع فولادی (a/t) و نسبت ارتفاع ستون به قطر مقطع (l/d). در تحقیقات گذشته بر روی ستون های cft با مقطع مربع و مربع مستطیل بیشینه تمرکز بر روی متغیرهای مکانیکی مقطع –مانند مقاومت مشخصه هسته بتنی و تنش تسلیم مقطع میان تهی فولادی- بوده از این رو رویکرد این پژوهش انتخاب و بررسی سه متغیر از میان متغیرهای هندسی بود. در پایان به هم سنجی نتایج برآمده از هر متغیر پرداخته شد تا نسبت های بهینه شناخته شوند. بررسی ها نشان داد که افزایش نسبت (a/b)، تغییر رفتار سازه ای ستون را (از کمانشی به کوتاه شدگی محوری) در پی دارد و با افزایش دو نسبت (a/t)و (l/d) از ظرفیت باربری ستون ها کاسته شد. همچنین دو نسبت (a/t) و (l/d) تاثیر چندانی بر سختی نمونه ها نشان ندادند.

برای مقاوم سازی سازه ها در برابر زلزله سیستم های سازه ای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. هر یک از این سیستم ها در فرآیند مقابله با نیروهای جانبی در ناحیه خطی و غیر خطی مزیت ها و معایبی دارند. سیستم مهاربندی واگرا سختی جانبی قابل توجهی دارد ولی به علت کمانش بادبندها در فشار شکل پذیری پایینی دارد. سیستم های مهاربندی واگرا به علت امکان تعبیه بازشوهای مناسب در فواصل آزاد آن ها، به طور گسترده درکشورمان مورد استفاده قرار می گیرند. آیین نامه های معتبر بین المللی استفاده از این سیستم ها را به عنوان عناصر مقاوم جانبی، مشروط به رعایت ضوابط ویژه ای کرده اند. در صورت رعایت این ضوابط ویژه، این سیستم ها شکل پذیری مطلوبی خواهند داشت و در غیر این صورت استفاده از این سیستم ها از نگاه آیین نامه های خارجی به هیچ وجه مجاز نمی باشد. در حالی که در آیین نامه زلزله ایران (2800) ضوابط این سیستم ها عنوان نشده و صرفا به توصیه استفاده از این آیین نامه های معتبر اکتفا گردیده است. در این تحقیق رفتار تیرهای پیوند خمشی و برشی در سازه هایی با مهاربندی واگرا با لحاظ نمودن تاثیر ?-p مورد بررسی قرار گرفته شده است. ابتدا یک مدل سه بعدی از سازه ای 10 طبقه به ابعاد و مشخصات معلوم در نظر گرفته شده است و برای کنترل صحت عملکرد آن، با نمونه های آزمایشگاهی و تحلیلی اعتبار سنجی صورت گرفته است. سپس در هر سه طبقه طول تیر پیوند در محدوده برشی بودن یا خمشی بودن برای اعمال سختی سازه متفاوت در نظر گرفته شد و 16 نوع تحلیل در این مطالعه بر اساس نوع مقاطع و ترکیب استفاده آن ها مورد بررسی قرار گرفت. در گام بعد تحت زلزله اعمالی به سازه ها، ضریب پاسخ برای این نوع سازه ها با مقاطع مختلف بدست امد و در نهایت تاثیر هر یک از پارامترهای برش، خمش، جابجایی طبقات، تفاوت درنیروی زلزله ، طول مناسب تیر پیوند، مقاطع بهینه بر عملکرد تیر پیوند محاسبه گردید.