نام پژوهشگر: محمد صافی
پویا زرپرور محمد صافی
آنچه که در طول یک زلزله و اثر آن بر روی ساختمانها رخ می دهد آسیب و تخریب موضعی ساختمان می باشد که بسته به شرایط مختلف نظیر پارامترهای زلزله، شرایط ژئوتکنیکی منطقه و چگونگی طراحی مقاوم ساختمان در برابر زلزله میزان آسیب به اجزاء سازه ای و غیر سازه ای ساختمان می تواند متفاوت باشد. در این شرایط سازه در حین وقوع زلزله و در لحظاتی، تحت یک بار شوک و ضربه ناشی از آوار و خرابی اجزاء سازه قرار گرفته و علاوه بر حذف اجزا و المان هایی از سازه بار دینامیکی ناشی از زلزله با آوار ترکیب شده و بار افزایش یافته جدیدی را ایجاد می کند. آنچه که در مورد بارهای ضربه ای مطرح می شود اینست که رخداد اینگونه بارها در طول عمر بهره وری سازه به تعداد خیلی محدود و همراه با اثرات فوق العاده و قابل توجهی می باشند. بدون شک بروز موفقیت های بیشتر در طراحی مقاوم ساختمانها در برابر بارهای فوق العاده مستلزم این است که رفتار واقعی و اثر بار ضربه بر سازه قابل پیش بینی باشد، به عبارت دیگر شناسایی کلیه مدهای خرابی ممکن در سازه، تحت اثر بارهای فوق العاده ضروری می باشد، که این امر نیازمند انجام آنالیزهای غیر خطی سازه تحت بارهای مختلف می باشد. مدلسازی ضربه کف طبقات بالایی به طبقه پایین تر با استفاده از برنامه های کامپیوتری حرفه ای امروزی که قادر به انجام تحلیل دینامیکی غیر خطی می باشند امکان پذیر می باشد. اما حجم کاری مدلسازی کامپیوتری بویژه اگر سازه بزرگ و پیچیده باشد و تمام جزئیات نیز در نظر گرفته شوند، بسیار زیاد می شود. میزان آوار، پراکندگی و نحوه توزیع آن در کل ساختمان نقش مهمی در عملکرد بار ضربه دارد. آنچه که حائز اهمیت می باشد این است که در آنالیزهای غیر خطی چگونه می توان این پارامتر را لحاظ کرد و تا چه حد پاسخ سازه به پارامترهای مختلف ضربه نظیر سرعت برخورد، جرم آوار و نحوه ی توزیع آن حساس می باشد. در این تحقیق سعی بر آن است تا با محاسبه ی ضریب بار دینامیکی برای نمونه ای از تیرهای بتنی و فولادی با دو رویکرد رفتار الاستیک و پلاستیک تیرها و نیز استخراج الگوی بار ضربه ی آوار تحت شرایط مختلف به توان در جهت ارایه ی یک الگوی بار گذاری معادل به منظور تخمین رفتار سازه در مقابل ریزش طبقات فوقانی گام برداشت. با بررسی ضرایب بار دینامیکی برای نمونه های مورد نظر مشخص می شود که پارامترهایی نظیر زمان تناوب تیر، ارتفاع سقوط و جرم آوار اثر بسزایی بر نتایج بدست آمده دارند بطوریکه با افزایش زمان تناوب و جرم آوار مقدار dlf کاهش و با افزایش ارتفاع سقوط این مقدار افزایش می یابد. راجع به الگوهای بدست آمده برای بار ضربه در ناحیه الاستیک آنچه که از اهمیت برخوردار است ارایه ی نمودارهای چند خطی به منظور تخمین بار دینامیکی ضربه می باشد.
محسن ذوالفقاری محمد صافی
سازه های زیرزمینی یکی از موضوعات مهم در بحث دفاع دربرابر حملات هوایی وانواع موادمنفجره ودیگر سلاح جنگی می باشد که امروزه درکشورهای مختلف جهان یک موضوع با اهمیت تلقی می شود. پدیده انفجار وپیچیدگی آن باعث شده که استفاده از روش های عددی امروزه گسترش زیادی پیداکند. نرم افزارهای خاص مدلسازی پدیده انفجار وبررسی واکنش انواع سازه ها نسبت به آنها دردست کشورهاوافراد خاصی است ولی استفاده توامان ازمبانی تئوریک انفجار ونرم افزار های موجود تاحد قابل قبولی به ما دررسیدن به اهداف مورد نظر یاری می کند. ازجمله سازه های زیر زمینی مخازن مدفون در خاک می باشند. به علت مدفون بودن این سازه ها در خاک رفتار آن ها تحت بارهای لرزه ای ازجمله انفجار دارای پیچیدگی های خاص خود می باشد. بدین منظور در این مطالعه به بررسی رفتار اندرکنشی مخازن مدفون پرداخته شده است. مدل سازی هندسی ومدل سازی اجرای محدود وهمچنین بارگذاری واعمال شرایط مرزی، مدل کردن خاک وسایر موارد مهم دراین مطالعه به تفضیل توضیح داده شده است . به منظور مدل سازی، تحلیل وبررسی نتایج از نرم افزار abaqusاستفاده گردیده است. این نرم افزار ازروش اجزای محدود بهره می گیرد وقابلیت های زیادی درحل مسائل از نظر مدل سازی، تعداد المان ها، مدل های مختلف مواد وانواع تحلیل دارا می باشد. درپایان نتایج نشان می دهد که در مخازن مدفون تحت انفجارهای سطحی، با افزایش عمق دفن، جابه جایی ها، تنش های اصلی و کرنش ها در سه نوع خاک رس، ماسه سست، ماسه متراکم کاهش می یابد. این نتیجه به دلیل افزایش محصور شدگی مخزن در خاک می باشدوهمچنین با افزایش زاویه اصطکاک داخلی برای یک نوع خاک تنش وارد بر دیواره مخزن کاهش می یابد. ولی باافزایش چگالی خاک نتیجه برعکس می شود یعنی برای یک نوع خاک باافزایش چگالی خاک تنش وارده بردیواره مخزن بیشتر می شود .
عباس آقاسی رضا راستی اردکانی
امروزه لزوم توجه به پدافند غیرعامل بر هیچ کس پوشیده نیست. به خصوص در کشور استراتژیکی چون ایران، که سالهاست آماج حملات و تهدیدات گوناگون نظامی وتروریستی می باشد. مسلم است که بقاء جامعه در گرو فائق آمدن بر این تهدیدها و محافظت از کشوراست. از جمله مواردی که در این بین حفاظت از آنها ضروری می باشد، شریانهای حیاتی است. شریان های حیاتی شامل راه ها، پل ها، تونل ها، خطوط انتقال و همچنین شبکه های مخابراتی و رسانه ای می باشند. از آنجا که کشور ما دارای منابع سرشار گاز و نفت می باشد و وابستگی شدید اقتصاد ما به صدور و انتقال نفت و گاز کاملاً مشخص است، محافظت از این خطوط نیز اهمیتی دوچندان می یابد. طی سال های اخیر وقوع حوادث تروریستی گوناگون در مورد سازههای مهم در سراسر جهان، سبب شده است که بارهای انفجاری مورد توجه ویژه ای قرار گیرند. انفجار می تواند با ارتعاشی که در پهنه وسیعی از محیط خاک ایجاد می کند، خرابی های زیادی را به وجود آورد؛ لذا پیشبینی بارهای ضربه ای دینامیکی و بررسی پاسخ رفتاری سازهها از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به توسعه قابل توجه روش های عددی در دهه های اخیر، امکان بررسی اثرات انفجار بر سازه های سطحی و زیرزمینی، با دقت بالا فراهم آمده است. در این تحقبق با بررسی جدیدترین روش های بکار رفته برای مدل سازی پدیده انفجار و پاسخ های حاصل شده از سازههای زیرزمینی، اطلاعات جامعی به دست آمده است. در این تحقیق اثر انتشار امواج انفجار بر روی خطوط لوله مدفون در نرم افزار abaqus/cae 6.10-1 و با استفاده از مدل اجزاءمحدود، شبیه سازی شده است و به بررسی اثرات انفجارهای سطحی بر روی خطوط لوله مدفون گاز، و پاسخ دینامیکی آن ها، بسته به مشخصات و ویژگی هایشان، پرداخته شده است. در تحلیل مدل اثرات تغییر عمق دفن لوله، شدت و فاصله انفجار و همچنین اثرات تغییر در خصوصیات خاک اطراف لوله در حالات مختلف، اعمال و نتایج آنها آورده شده است. در پایان، نتایج نشان می دهند که در لوله های مدفون تحت انفجارهای سطحی، با افزایش عمق دفن و فاصله انفجار، جابه جایی ها، تنش های اصلی و کرنش ها در سه نوع خاک رس، ماسه سست، ماسه متراکم کاهش می یابد. این نتیجه به دلیل افزایش محصور شدگی لوله در خاک می باشد و همچنین با افزایش زاویه اصطکاک داخلی برای یک نوع خاک تنش وارد بر لوله کاهش می یابد. ولی با افزایش چگالی خاک نتیجه برعکس می شود. یعنی با افزایش چگالی خاک تنش وارده بر لوله بیشتر می شود. همچنین مشاهده شد که عملکرد لوله به ترتیب در خاک رس و ماسه سست، بهتر از ماسه متراکم است.
علیرضا خوشمود محمد صافی
از زمانی که سیستم مهاربندی خارج از مرکز مطرح گردید و محققین به عملکرد مناسب این سیستم در مناطق زلزله خیز به عنوان یک سازه مقاوم در برابر زلزله پی بردند، در بسیاری از آیین نامه های معتبر دنیا این سیستم توصیه شد. اگر یک سازه با مهاربندی خارج از مرکز به خوبی طراحی شود، شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی بالایی از خود نشان خواهد داد و این یکی از مزایای مهم این گونه سیستم ها می باشد. از طرفی شکل پذیری و جذب انرژی پایین، به همراه محدودیت های معماری در سیستم های با مهاربند هم مرکز از معایب این سیستم ها به شمار می آید. یکی از معیارهای اصلی برای تشخیص پایداری سازه ها در برابر زلزله شکل پذیری است و می توان با محاسبه ضریب شکل پذیری، رفتار واقعی سازه های مختلف را به درستی الگوسازی نمود. مساله اصلی در تعیین شکل پذیری یک سیستم مهاربندی خارج از مرکز تعریف صحیح نقاط مفاصل غیر الاستیک می باشد. لذا جهت بررسی رفتار سازه در برابر بارهای جانبی می بایست رفتار غیرخطی سازه، الگوسازی شود. اثرات غیرخطی به طور کلی شامل مصالح و هندسه است. با توجه به ناچیز بودن اثرات غیرخطی هندسی در سازه ها از بررسی آنها در این مقایسه صرف نظر شده و برای بررسی رفتار غیرخطی مصالح از مدل موجود در fema356 استفاده شده است. از آنجا که عملکرد مهاربند خارج از مرکز وابسته به طول تیر پیوند آن است، اثرات تغییر طول تیر پیوند نیز بر رفتار لرزه-ای سیستم خارج از مرکز بررسی شده است. بدین منظور مدل های سازه ای 10،5و15 طبقه از سیستم مذکور، مورد بررسی قرار گرفت و ضرایب شکل پذیری و رفتار این سیستم با استفاده از روش های ارائه شده محاسبه گردیده است. براساس نتایج حاصل ضریب شکل پذیری و رفتار بدست آمده برای مدل ها به ترتیب4.26و9.79 می باشد
مصطفی اقلیمی محمد صافی
سازه هایی که در حاشیه گسل های فعال واقع می شوند باید برای شرایط متناظر طراحی شوند. لذا برای این سازه ها، اثر گسل های نزدیک(near fault) به عنوان منشاء، یکی از تحریک های مهم منظور می شود. جالب است که در دهه اخیر تعداد قابل ملاحظه ای از رکورد زلزله در فواصل بسیار نزدیک به خط یا ناحیه گسل ثبت شده است. به عنوان مثال می توان به رکوردهایی از زلزله های نورثریچ (northridge,1994)، کوبه (kobe,1995) چی-چی (chi-chi,1999) اشاره نمود. ماهیت نیرویی زلزله های نزدیک گسل به صورت تک موج ضربه ای بوده و انرژی زیادی را در اوایل حرکت به سازه وارد می کند که ناشی از وجود پالس سرعت است. یکی از معیارهای زلزله های نزدیک گسل می تواند فاصله باشد، اما به عنوان تنها معیار انتخاب نمی تواند مقبول باشد و باید در کنار آن از نگاشت های سرعت و جابجایی طیف پاسخ و طیف دامنه فوریه حوزه نزدیک استفاده نمود. تخمین تکانه های زمین در نزدیکی منبع لرزه ای زلزله های متوسط و بزرگ بایستی با در نظرگرفتن ویژگی های خاص تکانه های پالس گونه نزدیک گسل صورت پذیرد .در انتخاب یک زلزله طرح برای ساختمان ها، خصوصا ساختمان ها و سازه های با پریود نوسانی بالا، ماکزیمم سرعت (pgv) معیار مناسب تری از حداکثر شتاب (pga) می باشد. بدین لحاظ رکوردهای دارای پالس های بزرگ سرعت مربوط به ایستگاه های لرزه نگاری نزدیک گسل ها، قابلیت بهتری جهت انتخاب به عنوان زلزله طرح را دارا هستند. تکانه های پالس گونه به عنوان تکانه های بحرانی در مبحث طراحی سازه ها در نواحی نزدیک گسل شناخته می شوند. بررسی ها نشان داد که دامنه و پریود این پالس ها در تاریخچه زمانی سرعت از پارامترهای کنترل کننده عملکرد سازه ها در این نواحی هستند.
حامد بیطرفان محمد صافی
در حال حاضر ساختمان های بتنی قاب خمشی بسیاری در ایران وجود دارند که فاقد سختی و مقاومت کافی برای مقابله با نیروهای لرزه ای می باشند که در نتیجه وقوع زلزله، خسارات جانی و مالی فراوانی به وجود می آورند. به منظور افزایش مقاومت لرزه ای این ساختمان ها، اغلب بادبند فولادی یا دیوارهای برشی مورد استفاده قرار می گیرد. با عنایت به سرعت عمل و سهولت در اجرا، ساده تر بودن در الگوسازی برای طراحی ومحاسبات، آسان بودن و کم هزینه تر بودن ترمیم و یا تعویض سیستم بادبندی آسیب دیده بعد از وقوع زلزله، نداشتن محدودیت برای عبور لوله های آب، برق و تاسیسات، در سال های اخیر از این سیستم در سازه های بتن مسلح استفاده شده است. در مقایسه با دیگر سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی از قبیل قاب های صلب یا دیوارهای بتنی و یا بنایی، سیستم بادبندی فولادی انتخاب شایسته ای به نظر می رسد. در همین رابطه در این پروژه ابتدا به بیان ادبیات فنی در این مورد پرداخته شده است، سپس جهت ارزیابی لرزه ای تأثیر تعبیه بادبند در ساختمان بتنی به خصوص بررسی رفتار لرزه ای آنها، مدل های مختلف با استفاده از نرم افزار sap و به تبع از آیین نامه 2800 و آیین نامه های معتبر بهسازی، تحلیل غیرخطی شده اند. در پایان جهت مقایسه و رسیدن به بهترین حالت برای رفتار لرزه ای ساختمان، مدل ها همراه بادبندهای متفاوت تحلیل و ارزیابی می شوند و نتایج حاصل جمع بندی می گردند.
میثم حسنی محمد صافی
شبکه برق به دلیل مصرف گسترده انرژی الکتریکی در بخش های مختلف صنعت، تجارت، خدمات و کشاورزی، در زمره یکی از مهمترین شریانهای حیاتی قرار دارد و باید در برابر حوادث غیر مترقبه از جمله زلزله از مقاومت و ایمنی کافی بر خوردار باشند. چه بسامشکلات مختلفی که ممکن است در اثر عملکرد ناقص و تخریب شبکه برق در مواقع اضطرار ، چه از دید اقتصادی و چه از نظر روانیبراییک جامعه ایجاد شود. اخیرا تجربیات تلخ مناطق زلزله زده در سطح جهانی و ملی، تصمیم گیران رده های مختلف مدیریتی را به سمت و سوی ارائه راهکارهای علمی در جهت مقابله و یا به حداقل رساندن آسیب های احتمالی سوق داده است. به طور کلی ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای از دو دیدگاه کمی و کیفی صورت می گیرد که در هر بخش از شبکه برق از جمله تولید، انتقال و توزیع قابل بحث می باشد. پست های فشار قوی به عنوان یکی از زیر مجموعه های شبکه برق، از جمله بخش های مهم و اولویت دار در بخش ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای شبکه برق می باشد. مطالعه عملکرد پستهای برق در طول زلزله های گذشته گواه نامطلوب بودن رفتار لرزه ای بسیاری از تجهیزات و اجزاء کلیدی پست های برق می باشد. در پژوهش حاضر و در بخش مقدمه، ضمن معرفی تاریخچه تولید برق در ایران و جهان، گزارش مختصری از اثرات اقتصادی زلزله بر شبکه برق آورده می شود. همچنین در بخش مرور ادبیات فنی، ضمن معرفی اهمیت مساله به بررسی و معرفی عملکرد لرزه ای تجهیزات پست های برق و تعیین مودهای خرابی و معرفی دلایل آسیب پذیری تجهیزات پست در زلزله های گذشته پرداخته می شود. مقایسه بین آیین نامه های موجود و نیز شرح مفصلی از ضوابط و الگوریتم های طراحی در آیین نامه های کشور های پیشرو در زمینه ارزیابی و طراحی لرزه ای تجهیزات پست صورت می پذیرد. در بخش چهارم به جزئیات مدلسازی و آنالیز تجهیزات پرداخته می شود. در این بخش به آنالیز اجزا محدود تجهیز انتخابی پرداخته می شود. در بخش پنجمبا استفاده از نتایج تحلیل های صورت گرفته اقدام به تهیه و استخراج منحنی های شکنندگی که هدف اصلی این پژوهش می باشد، پرداخته می شود. با توجه به عدم قطعیت های موجود در وقوع زلزله برای رسیدن به یک پیش بینی منطقی از رفتار لرزه ای تجهیزات، نیاز به انجام آنالیزهای مختلف با استفاده از رکوردهای ثبت شده می باشد که در جای خود بر افزایش هزینه های طراحی- چه از نظر زمان و چه از نظر اقتصادی- می انجامد. از طرفی با توجه به مشخصات دینامیکی متفاوت تجهیزات پستهای برق نمی توان از طیف آیین نامه 2800 استفاده نمود. لذا در بخش ششم و پس از انجام آنالیزهای مودال و با استفاده از فرکانس طبیعی هر تجهیز، مجموعه ای از امواج سینوسی به عنوان تحریک ورودی پیشنهاد می گردد تا به جای استفاده از شتابنگاشت های متفاوت جهت آنالیز های دینامیکی، از این امواج سینوسی استفاده نمود تا ضمن به حداقل رساندن هزینه های طراحی، مقادیر پاسخ سازه را به مقادیر واقعی نزدیک نمود.
عابد سلیمانی محمد صافی
محاسبه آسیب در سازه های بتن مسلح یک گام ضروری برای مشخص نمودن عملکرد اعضای بتنی در طول وقوع زلزله و بعد از آن می باشد. تعیین میزان خسارات می تواند در محاسبه هزینه مورد نیاز برای تعمیر و یا از نوسازی المان ویا سازه بسار مهم باشد. تعیین شاخص های خرابی می تواند در ارزیابی خسارات وارد شده به سازه بوسیله زلزله موثر واقع گردد. مشخصات رکوردهای لرزه ای عموماً بوسیله پارامترهای لرزه ای شامل مقادیر حداکثری حرکت زمین، پارامترهای لرزه ای بیان کننده میزان انرژی و پارامترهای طیفی تعیین می شوند. از این روتعیین همبستگی میان پارامترهای لرزه ای و شاخص های خرابی برای محاسبه میزان آسیب پذیری سازه ها می تواند بسیار موثر واقع گردد. این تحقیق دارای دو بخش می باشد. یک بخش شامل مطالعات همبستگی و ارتباط میان پارامترهای لرزه ای مهم و شاخص های خرابی برای زلزله های کشور ایران می باشد. بخش دیگر این تحقیق شامل تعیین میزان تبعیت و ارتباط میان پارامترهای لرزه ای و شاخص های خرابی برای رکوردهای لرزه ای نزدیک گسل می باشد. در این تحقیق 5 شاخص خرابی متفاوت شامل شاخص مدل پارک، مدل نسبت آسیب خمشی اصلاح شده حداکثر، مدل برراسی، مدل حداکثر نرم شوندگی و مدل دریفت تعیین شده بودند. برای محاسبه پارامترهای مورد نیاز در تعیین شاخص های خرابی از نرم افزار آیدارک در این تحقیق استفاده شد.
عیسی رضاییان جویباری محمد صافی
دانستن پریود اصلی سازه ها در آگاهی نسبت به رفتار لرزه ای آن ها موثر است زیرا نزدیک بودن پریود اصلی سازه و پریود شتاب غالب زمین لرزه موجب تشدید پاسخ های سازه در زمین لرزه خواهد شد. معمولا زمان تناوب طبیعی سیستم تسلیم شده مورد نظر طراحان نمی باشد و طراحی بر پایه تنظیمات سیستم تسلیم نشده انجام می گیرد. با توجه به اینکه اکثر سازه های متداول، در هنگام زلزله وارد ناحیه غیرخطی می شوند و از خود رفتار غیر ارتجاعی نشان می دهند، لذا با استفاده از روشهای مرسوم و سنتی آیین نامه ها که بر پایه تحلیل های خطی استوار است نمی توان کنترلی بر رفتار سازه پس از ورود آن به ناحیه غیر ارتجاعی داشت.
احسان نصیری خانقاه محمد صافی
کشور ایران مهد یکی از قدیمی ترین تمدن های تاریخ بوده و دارای سابقه تاریخی 4000ساله می باشد. تعداد زیادی سازه های بنایی نتنها به عنوان میراث فرهنگی بلکه به عنوان داراییهای شخصی و زیرساخت های جامعه در حال عملکرد می باشند. به عنوان مثال می توان به پل ها، پل بندها، تونل ها، سدهای تاریخی اشاره کرد. عملکرد این سازه ها نیازمند ارزیابی کفایت سازه ای و انجام بهسازی ها به منظور پاسخ به نیاز روزافزون است. مشکل اصلی در حفظ، نگهداری و توسعه این سازه ها رفتار ناشناخته آنها در برابر بارهای وارده به خصوص بارهای جانبی و دینامیکی می باشد. یک گام مهم در تحلیل و ارزیابی سازه های بنایی یافتن یک راه حل عددی مناسب برای پیش بینی پاسخ سازه در مقابل بارها و بارگذاری های مختلف است. پیشرفت های بزرگی در زمینه روش های تحلیل سازه های بنایی صورت گرفته و ابزارهای متنوعی در این زمینه وجود دارد اما عوامل متعددی مانند پیچیدگی های هندسی، رفتار ناشناخته مصالح، ترکیب متفاوت مصالح در یک سازه و اندرکنش آنها با یکدیگر موجب مشکل شدن یافتن یک روش جامع تحلیل برای سازه های بنایی می شود. در حال حاضر روش اجزای محدود به عنوان یک ابزار توانمند در مدلسازی و آنالیز سازه های بنایی به شمار می رود اما دارای محدودیت هایی مانند وابستگی به مش بندی و زمان تحلیل طولانی برای دست یابی به پاسخ های دقیق، ناتوانی در تحلیل تغییرمکان های بزرگ و نمایش فروریزش سازه و عدم توانایی در مدل سازی اجزای سازه و اندرکنش بین اجزا می باشد. یک روش کاربردی دیگر روش اجزای مجزا می باشد که براساس مدلسازی المان های سازه به صورت مجزا بنا نهاده شده است و محدودیت های ذکر شده برای روش اجزای محدود در مدلسازی سازه های بنایی را ندارد. در این پایان نامه روش های ارزیابی بر اساس پاسخ دینامیکی سازه های بنایی ارائه شده است. ابتدا روش های تحلیل سازه های بنایی معرفی شده اند و مزایا و معایب هریک ذکر شده است. در ادامه یک معرفی مختصر از روش اجزای مجزا ارائه شده و پس از آن توانایی روش های اجزای مجزا و اجزای محدود در قالب 2 مطالعه موردی بررسی و مقایسه شده است. در نهایت نتیجه گیری و مقایسه جامعی بین روش اجزای مجزا و اجزای محدود ارائه شده است.