سازه های گنبدی یکی از پای برجا ترین سازه ها می باشند که از دیرباز تاکنون باقی مانده اند و آنچه در معماری مدرن صورت می گیرد ادامه کار اجداد ماست. اساس سقف های گنبدی را پوسته ها تشکیل می دهند. سازه های پوسته ای یکی از بهترین سازه ها از نظر انتقال نیرو می باشند و یکی از فراوان ترین و متنوع ترین انواع شکل های ساختمانی، پوسته ها هستند. سازه های پوسته ای گنبدی به دو دسته کلی آجری و بتنی تقسیم می شوند. بتن مسلح به دو دلیل می تواند راه حل مناسبی برای رسیدن به شکل گنبدی باشد، یکی قابلیت تحمل فشار و دیگری قابلیت شکل پذیری بالا. سقف های گنبدی بتنی به سه دسته کلی کروی، بیضوی و مخروطی تقسیم می شوند. اساس تشکیل شکل ها گنبدی، قوس ها می باشند. انواع مختلفی از قوس در معماری ایرانی وجود دارد که هر کدام به تنهایی قادر به ایجاد یک شکل گنبدی می باشند. با قرار دادن هر کدام از این قوس ها در سه دسته بندی فوق می توان قوس های ایرانی را نیز دسته بندی کرد. در این پژوهش 6 قوس از میان قوس های ایرانی انتخاب شده و که هر زوج از این قوس ها جزء یکی از سه دسته کلی کروی، بیضوی و مخروطی می باشد. از گنبدهای ایجاد شده با این قوس ها توسط نرم افزار آباکوس الگوهایی با دهانه های مختلف 6، 8، 10 و 12 متر ساخته شد. متناظر با الگوهای گنبدی، الگوی سقف تخت نیز با دهانه های یاد شده ایجاد گردید و بر روی تمامی الگوها تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی انجام شد تا بتوان رفتار سقف گنبدی و تخت را در مواجه با زلزله مورد بررسی قرار داد. نتایج حاصل از الگوهای رایانه ای حاکی از آنست که تمامی سقف های گنبدی رفتار بهتری نسبت به سقف تخت ندارند اما از بین الگوهای اتنخابی گنبدی می توان سقف گنبدی را یافت که رفتار بهتری نسبت به سقف تخت از خود نشان می دهد.

چکیده : سامانه خطوط لوله با توجه به گستردگی ، بیشتر از سایر سازه ها تحت اثر خطرات زمینلرزه قرار دارند. به منظور نیل به شناخت رفتار اندرکنش خاک- لوله مدفون، انجام یک تحلیل عددی مناسب بر روی یک مدل فیزیکی، ضروری می باشدکه بتواند بارهای دینامیکی را روی لوله مدل کند. از آنجا که روش اجزا محدود با موفقیت نسبتا قابل قبولی برای مطالعه بسیاری از مسائل ژئومکانیک بکار رفته، جهت تحلیل عددی موردنظر از برنامه آباکوس که یک برنامه اجزاء محدود می باشد استفاده شده است. در این پایان نامه از بارهای سیکلی که نوعی از بارهای دینامیکی می باشند جهت تحلیل ها استفاده گردیده است. این روش مزایای زیادی در پیدا کردن توزیع تنش و تغییر شکل نسبی در محیط خاک و سازه دارد و اطلاعات زیادی در خصوص مسائل اندرکنش خاک- لوله ارائه می دهد. استفاده از این روش در صورت انتخاب مدل مناسب برای خاک و لوله، با تعیین دقیق و مناسب پارامترهای موردنیاز مدل، در کنار نتایج آزمایشگاهی امکان دستیابی به کلیه اطلاعات پراکنده فراهم آورده است. یکی از نتایج بدست آمده در این پژوهش، عمق دفن مناسب برای لوله است که مقدار آن دو برابر قطر لوله می باشد. ?

انواع سازه های موجود از قبیل ساختمانها، پلها، سدها، تونلها و غیره، در طول زمان بهره برداری خود به دلیل انواع پدیده هایی که با آنها مواجه می شوند، در معرض آسیب دیدگی قرار می گیرند. آسیبهای به وجود آمده در سازه ها ممکن است با شدت متفاوت و در نقاط مختلف در آن اتفاق بیفتد. این امر می تواند بهره برداری از سازه را مختل سازد و باعث خسارات بیشتری در آینده گردد. بنابراین تعیین محل و مقدار آسیب موجود در سازه و اقدام به موقع در جهت ترمیم آسیب دیدگی های موجود، امری ضروری به نظر می رسد. در این رساله ارزیابی آسیب در یک سری سازه مختلف، با استفاده از الگوریتم های بهینه یابی فراکاوشی صورت گرفته است. ارزیابی آسیب شامل تعیین محل و مقدار آسیب دیدگی موجود در این سازه هاست که از چند سناریوی مختلفِ آسیب بدین منظور استفاده شده است. در این سناریوها، تأثیر عدم در دسترس بودن داده های کامل دینامیکیِ سازه ی آسیب دیده(اطلاعات ناقص)، لحاظ شده است. میزان دقت ارزیابی آسیب برروی سازه ها، توسط نمودارهای مربوطه بررسی شده است که این نمودارها نشان دهنده ی دقت قابل قبول روش ارائه شده در تشخیص آسیب ها بوده است.

لرزه خیزی کشور ایران و اهمیت طراحی مقاوم سازه ها در برابر نیروهای جانبی از اموری حیاتی برای آینده و توسعه ایرانی پایدار است. درسال های اخیر با توجه به توسعه شهرها وترقی ساخت وساز در هر گوشه از کشور، لزوم توجه به مساله زلزله در ساختمان های بلند برای طراحان مسئله ای جدی ساخته است. انتخاب نوع سامانه مقاوم در برابر نیروهای جانبی بستگی به ترکیب بارگذاری، چگونگی رفتار سازه، نحوه هدایت بارهای ثقلی به پایه و طرح معماری دارد. به منظور مهار نیروهای جانبی از انواع مختلف سامانه های باربر جانبی استفاده می شود که هر یک دارای ویژگی هایی است. انتخاب نوع سامانه مقاوم در برابر بارهای جانبی علاوه بر موارد فوق بستگی به ابعاد هندسی سازه محدودیت های آیین نامه ای، مقدار نیروی جانبی، حداکثر تغییر مکان وغیره دارد. از سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی، سیستم دیوارهای برشی فولادی می باشد که این سیستم در سه دهه اخیر مطرح شده و مورد توجه قرار گرفته و به سرعت در حال گسترش می باشد. درسال های اخیردیوارهای برشی فولادی با سخت کننده و بدون سخت کننده در آمریکا بکار رفته است. پس از حوادث 11 سپتامبر گروهی از دانشمندان با تلفیق این سامانه و سامانه دیوارهای برشی بتنی درصدد ایجاد سازه های غیر قابل نفوذ و مقاوم در برابر بارهای لرزه ای و انفجاری به شکل کاملا اقتصادی هستند. دیوارهای برشی فولادی راحت تر از سیستم های دیگر مقاوم جانبی اجرا می شوند و در کارگاه های ساختمانی کاملا قابل ساخت می باشند و به هیچ نوع فن آوری جدیدی نیاز ندارند. مهندسان، تکنسین ها وکارگران فنی بدون نیاز به کسب مهارت جدید می توانند آنرا اجرا کنند. مهمترین وظیفه دیوار برشی فولادی مقاومت در برابر بار افقی طبقه و لنگر واژگونی ناشی از بارهای جانبی می باشد. در کل سیستم دیوار برشی فولادی تشکیل شده از یک دیوار صفحه ای فلزی و دو ستون مرزی و تیر افقی طبقه می باشد. در این تحقیق به منظور بررسی و آنالیز سیستم دیوارهای برشی فولادی از برنامه آباکوس استفاده شده است. که با کمک این برنامه به مقایسه رفتار این سیستم در قاب خمشی بتنی در دو حالت با سخت کننده و بدون سخت کننده پرداخته شده است. براساس آنالیز صورت گرفته دیوار برشی فولادی با سخت کننده سهم بیشتری از انرژی را نسبت به دیوار برشی فولادی بدون سخت کننده با شرایط یکسان دریافت می کند. همین طور سختی دیوار برشی فولادی با سخت کننده نسبت به حالت بدون سخت کننده بیشتر است. که این موضوع در نمونه های مختلف و با تغییر پارامترها مورد بررسی قرار گرفته است

در بیشتر ساختمان ها دیوارهای برشی به عنوان یک عضو یکپارچه در سیستم ساختمان برای مقاومت در برابر بارهای جانبی زیاد در نظر گرفته می شوند. دیوارهای برشی سختی و مقاومت درون صفحه ای بسیار بالایی دارند و می توان از آن ها برای مقاومت در برابر بارهای جانبی زیاد استفاده کرد. از این رو بررسی در تغییر مکان، طول و یا تعداد دیوارها در ساختمان که همراه تأثیراتی در هزینه ساختمان و سایر عملکردهای آن است می تواند حائز اهمیت باشد. در این پژوهش مدل هایی با تعداد طبقات 8، 10 و 12طبقه انتخاب شده و با تغییر در تعداد و مکان دیوارهای برشی در پیرامون ساختمان ها به بررسی هزینه های فولاد، بتن و قالب بندی آن ها پرداخته شده است. این مدل ها از قاب دو بعدی شروع و با افزایش دهانه ها در یک راستا به سمت قاب متقارن سه بعدی حرکت کرده است. که در مجموع تعداد آن ها به 66 مدل رسیده است. لازم به ذکر است که برای مدل سازی در این پژوهش از نرم افزار etabs 2000 استفاده شده است. در این پژوهش هدف مشخص کردن مقدار تفاوت هزینه یا در صد هزینه بین مدل ها با آرایش های مختلف دیوارها بوده است. به طوری که مشخص شده که اگر در مورد یک ساختمان تعداد و مکان دیوارها در اطراف ساختمان به روشی که در این پژوهش مشخص شده تغییر کند اختلاف هزینه بین مدل های مختلف از صفر تا 22 در صد هزینه ی سازه ای پر هزینه ترین مدل است.

امروزه طرح نهایی بسیاری از سازه های مهم مانند نیروگاهها ، سدها، سازه های بلند، پلهای معلق، بر پایه ی آنالیز تاریخچه زمانی خطی و غیر خطی صورت می گیرد. با توجه به نیاز به شتاب نگاشتها در تحلیل تاریخچه زمانی سازه ها و اینکه به جز مناطق خاصی از جهان که شتاب نگاشتهای ثبت شده مناسبی دارند، سایر نواحی دارای تاریخچه زلزله ی مشخصی نیستند، در موارد عدم دسترسی، یک راه حل استفاده از شتاب نگاشت مصنوعی جهت انجام تحلیل است. اما در عین حال این سوال مطرح می شود که آیا تا چه حد می توان به شتاب نگاشتهای مصنوعی و نتایج حاصل از بکارگیری آنها اطمینان کرد؟ در تحقیق حاضر سعی بر آن شده است که تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی بر قابهای فولادی با سیستمهای سازه ای مختلف نظیر قاب خمشی، قاب ساده با مهاربندی همگرا، قاب ساده با مهاربندی واگرا، با استفاده از شتاب نگاشتهای طبیعی و مصنوعی انجام شود، و سپس با مقایسه ی نتایج، ارزیابی کلی از رفتار لرزه ای سازه ها تحت این دو نوع شتاب نگاشت به دست آید. در این پژوهش، ابتدا کلیاتی در رابطه با مفاهیم نظری زلزله و مشخصه های حرکت زمین و مطالعات مختصری در مورد روشهای ساخت شتاب نگاشت مصنوعی بیان شده است، مروری نیز بر روش تبدیل ویولت با الگوریتم بهترین پایه صورت گرفته و در ادامه نحوه ی مدلسازی و پارامترهای تحلیل بیان شدند. در نهایت بعد از انجام تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی به نتایج حاصله از آنالیز تحت شتاب نگاشتهای طبیعی و مصنوعی تولیدی از روش تبدیل ویولت با الگوریتم بهترین پایه پرداخته شده است تا میزان قابلیت اطمینان به شتاب نگاشتهای مصنوعی و کیفیت این نوع شتاب نگاشتها به دست آید.

امروزه طرح نهایی بسیاری از سازه های مهم مانند سدها، نیروگاه ها، سازه های بلند و پل های بلند بر پایه تحلیل تاریخچه زمانی خطی و غیر خطی می باشد. با توجه به این نکته که در بسیاری از مناطق شتاب نگاشت ها و رکورد های طبیعی برای آنالیز تاریخچه زمانی موجود نمی باشد، اهمیت شتاب نگاشت های مصنوعی و میزان قابلیت اعتماد آنها در امر طراحی و تحلیل سازه ها امری انکار ناپذیر می باشد. لذا در این پژوهش سعی بر بیان این مطلب است که جهت آنالیز تاریخچه زمانی سازه های نامنظم، شتاب نگاشت های مصنوعی تا چه حد قابل اطمینان می باشند. در این پژوهش ابتدا کلیاتی در مورد زلزله، اصطلاحات و مشخصه های زلزله و همچنین شتاب نگاشت های مصنوعی و طبیعی بیان شده است و در ادامه شرحی مختصر در مورد روش تولید شتاب نگاشت های مصنوعی با استفاده از تبدیل ویولت پاکت با الگوریتم بهترین پایه آورده شده است. سپس یک سازه اسکلت فلزی با پلان نامنظم با سه سیستم قاب خمشی، سیستم بادبند همگرا و سیستم واگرا و هر سیستم در سه رده طبقاتی مختلف پنج ، هشت و یازده طبقه مدلسازی و سپس تحت تاثیر رکورد طبیعی و مصنوعی مربوط به سه ناحیه مختلف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت . نتیجه حاصله از بررسی مقایسه ای 27 مدل بدست آمده به گونه ای است که در تمامی موارد نیروی برشی، نیروی محوری، لنگر موجود در تیر ها و همچنین میزان انرژی سازه و جابجایی نسبی طبقات در حالت تحلیل تحت شتاب نگاشت مصنوعی مساوی و یا کمی بیشتر از حالت استفاده از شتاب نگاشت های طبیعی می باشد. لذا با توجه به اختلاف کم در نتایج بدست آمده از خروجی ها، استفاده از این شتاب نگاشت ها باعث ضریب اطمینان بیشتر در امر طراحی می باشد.

سیستم دیوار برشی فولادی نسبت به سایر سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی از مزایای لرزه ای خوبی نظیر سختی بالا، مقاومت زیاد، شکل پذیری بالا و جذب انرژی مناسب برخوردار می باشد. مقاومت پس کمانشی و امکان ایجاد بازشو از دیگر مزایای این سیستم می باشد. الیاف پلیمری frp که استفاده از آن در مقاوم سازی سازه های فولادی و بتنی رواج زیادی یافته است نیز دارای مزایای نظیر نسبت مقاومت به وزن بسیار بالا، سختی زیاد، حمل آسان و مقاومت در برابر خوردگی و شرایط محیطی می باشد. انعطاف پذیر بودن الیاف پلیمری از دیگر مزایای این مصالح می باشد. در میان الیاف پلیمری، gfrp دراری بیشترین کرنش گسیختگی می باشد. در این پایان نامه اثر gfrp در مقاوم سازی دیوار برشی فولادی دارای بازشو مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجایی که بررسی های آزمایشگاهی دارای هزینه زیاد می باشند و از طرف دیگر استفاده از مدل های اجزای محدود رواج یافته اند، لذا با استفاده از نرم افزا المان محدود abaqus به آنالیز مدل ها تحت بار چرخه ای پرداخته شده است. نمونه ها به چهار شکل مورد تقویت قرار گرفتند، در دو شکل از تقویت تمام سطح ورق با الیاف پوشانده شده است و در دو شکل دیگر الیاف به صورت المان مرزی مورد استفاده قرار گرفته است. پس از بررسی نتایج حاصله از نرم افزار، مشاهده شد که پارامتر های لرزه ای نمونه ها نظیر سختی اولیه، سختی ثانویه، مقاومت حداکثر، میزان اتلاف انرژی خمیری و ضریب رفتار، افزایش می یابد و تنها شکل پذیری نمونه ها به مقدار ناچیزی کاهش می یابد. اگر زاویه قرارگیری الیاف در راستای میدان کششی باشد تاثیر آن در پارامترهای لرزه ای بیشتر خواهد بود. هم چنین می توان گفت که استفاده از gfrp به عنوان المان مرزی در اطراف بازشو به جای پوشاندن تمام سطح ورق، علاوه بر افزایش پارامترهای لرزه ای به مقدار مناسب، از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه می باشد.

ستون¬های فولادی پر شده با بتن (cft)، در دو دهه¬ی گذشته در ساختمان¬های بلند و صنعتی، پل¬ها، اسکله ها و نیز شمع ها رواج زیادی پیدا کرده است. دلیل این مطلب را می توان در مواردی از قبیل مقاومت خوب در مقابل آتش¬سوزی، کاهش هزینه¬های ساخت از طریق ترکیب مناسب مقطع فولادی و بتنی، کاهش حجم بتن ریزی، استفاده از فولاد به عنوان قالب برای بتن، مقاومت خوب و مناسب در انواع بارگذاری خصوصاً بار¬گذاری لرزه ای، شکل¬پذیری بالا، قابلیت جذب انرژی، کاهش وزن سازه به دلیل کاهش در ابعاد مقطع، زمان ساخت کمتر و موارد گوناگون دیگر جستجو کرد. از زمانی که استفاده از این ستون ها آغاز شد، یکی از دغدغه¬های محققین بررسی انواع روش¬های تقویت این نوع ستون ها بوده است و روش های مختلفی نیز برای این منظور به کار برده شده است. استفاده از سخت کننده های فولادی به عنوان مؤثرترین روش برای تقویت ستون های فولادی پر شده با بتن در تحقیقات گذشته شناخته شده است. ولی این روش نیز مانند تمام روش های شناخته شده برای بهبود رفتار سازه ها از عواملی متعددی تأثیر می پذیرد که تا کنون به بسیاری از این عوامل به میزان کافی توجه نشده است. هدف از انجام این پایان نامه بررسی تأثیر عوامل مختلف بر رفتار ستون های فولادی پر شده با بتن دارای سخت کننده می باشد. بدین منظور ابتدا اثر سخت کننده طولی بر رفتار ستون های فولادی پر شده با بتن دارای مقطع مربعی، دایره ای و دایره ای دو پوسته مورد بررسی قرار داده شد. به دلیل شرایط اجرایی حاکم بر صنعت ساختمان سازی کشور در ادامه سایر بررسی ها، تنها بر روی ستون های با مقطع مربعی دارای سخت کننده طولی، انجام شد. بررسی روش های مختلف اضافه نمودن سطح مقطع فولاد در ستون ها نشان داد که در حالتی که ستون تحت بار جانبی قرار دارد، اضافه نمودن سخت کننده طولی تأثیری بیشتری در افزایش جذب انرژی و شکل پذیری دارا می باشد. البته اضافه نمودن سطح مقطع فولاد جداره از طریق افزایش ضخامت آن، تأثیر بیشتری در افزایش سختی اولیه و مقاومت جانبی حداکثر در ستون تحت بار جانبی داشت. اگرچه استفاده از سخت کننده طولی به دلیل افزایش سطح فولاد مصرفی در مقطع ستون فولادی پر شده با بتن عمدتاً موجب بهبود رفتار جانبی ستون می شود، ولی عملکرد اصلی این سخت کننده در جلوگیری از کمانش ورق جداره فولادی در محل لنگر حداکثر در ستون است. در صورتی که نسبت فشردگی ورق جداره ستون کم باشد، کمانش ورق جداره در کرنش های پلاستیک زیاد رخ خواهد داد. بر همین اساس به بررسی اثر فشردگی ورق جداره فولادی بر رفتار جانبی ستون cft در حالت استفاده و عدم استفاده از سخت کننده طولی پرداخته شد. نتیجه این بررسی نشان داد که وجود سخت کننده در نسبت های فشردگی پایین عملاً تأثیر قابل توجهی در رفتار جانبی این ستون ها نداشته و بر اساس این بررسی معیاری برای تعیین محدوده فشردگی مناسب برای استفاده از سخت کننده های طولی پیشنهاد شد. بررسی ابعاد بهینه سخت کننده طولی از دیگر موضوعاتی است که در این پایان نامه به آن پرداخته شده است. برای بررسی سطح مقطع بهینه سخت کننده، ضخامت آن در تمام نمونه ها به صورت ثابت و برابر ضخامت جداره فولادی در نظر گرفته شد و اثر تغییر عرض آن بر رفتار جانبی ستون cft مورد مطالعه قرار گرفت. این بررسی نشان داد که ابعاد پیشنهاد شده برای سطح مقطع سخت کننده های طولی در حالت نیروی محوری فشاری، کمتر از ابعاد مناسب برای ستون تحت بار جانبی می باشد. با توجه به اینکه عملکرد اصلی سخت کننده طولی در حالت نیروی جانبی کنترل کمانش جداره و به تعویق انداختن آن است، طول سخت کننده در ناحیه لنگر حداکثر در ستون بیشترین اثر را در رفتار جانبی آن دارد. بررسی این موضوع نشان داد که استفاده از سخت کننده به طول حدود 3/0 طول ستون در ناحیه لنگر خمشی حداکثر در ستون، بیشترین تأثیر را در رفتار جانبی ستون های فولادی پر شده با بتن دارد. بررسی اثر تغییر مقاومت در اجزاء مختلف ستون نشان داد که افزایش مقاومت بتن در ستون فولادی پر شده با بتن تا حدودی باعث افزایش سختی و مقاومت نهایی جانبی ستون می شود. ولی در این حالت تا حدودی شکل پذیری و به مقدار قابل توجهی جذب انرژی در ستون کاهش پیدا می کند. افزایش مقاومت فولاد سخت کننده به مقدار اندکی باعث افزایش مقاومت نهایی جانبی می شود ولی بر سختی اولیه سازه تأثیری ندارد. این موضوع همچنین باعث افزایش شکل پذیری و جذب انرژی در ستون می شود. در قسمت آخر این پایان نامه نیز اثر شکل، تعداد و وجود سوراخ و در کل پیوستگی بین جداره و هسته بتنی، و همچنین اثر محل قرار گیری سخت کننده در وجه داخلی یا خارجی جداره، بر رفتار جانبی آن مورد بررسی قرار گرفته است.

سازه های هوشمند سازه هایی هستند که تحریکات اعمال شده از داخل یا خارج را حس کرده و اندازه گیری می کنند و با توجه به الگوریتم مناسب، پاسخ مناسبی میدهند. مهمترین کاربرد سازه هوشمند در صنایع ساختمان سازی و پل سازی، هوافضا و مکانیک است. باید توجه داشت که سازه هوشمند متفاوت از مواد هوشمند است. مواد هوشمند به طور طبیعی دارای خاصیت هوشمندی هستند در حالیکه سازه هوشمند سیستمی مرکب از سازه ای میزبان، بکار اندازنده ها و حسگرهای ساخته شده از مواد هوشمند و یک یا چند ریز پردازنده دیجیتال است تا حلقه کنترل پس خور را بر روی سیستم ببندد. از جمله پارامترهای مهمی که در طراحی وتحلیل یک سازه باید مدنظر قرار گیرد کنترل ارتعاشات سازه است. در گذشته برای کنترل ارتعاشات از سیستم انفعالی مانند جرم-فنر-میراگر استفاده می شد. این روش دارای محدودیت هایی از جمله دامنه ارتعاش، فرکانس مبنای ارتعاش، عدم سازگاری با تغییرات محیطی در هنگام ارتعاشات، وابستگی به خواص ساختاری و هندسی سازه، میرایی ارتعاشات به صورت بالا و وزن بالای سیستم غیر فعال می باشد. در روش های جدید، سیستم های کنترل و مواد هوشمند برای میرایی ارتعاشات به کار برده شده است. به این ترتیب که پاسخ سازه بوسیله سنسور اندازه گیری می شود و پس از انجام بررسی های لازم توسط کنترلر پیام ها به محرک ارسال می شودو در نهایت منجر به استهلاک انرژی می شود. از میان مواد هوشمند، مواد پیزوالکتریک به علت حجم کم، وزن ناچیز، پهنای باند بزرگ و آسانی نصب وتوانایی بالا در کاهش ارتعاشات، تبدیل آسان انرژی الکتریکی به مکانیکی و بالعکس، اهمیت بیشتری پیدا کرده است. بعضی مواقع فاصله ای بین پیزو الکتریک وسازه ایجاد می شود. در این نواحی، جا به جایی، نیرو و تنش تغییر می کند و روی کنترل ارتعاشات نیز تاثیر می گذارد استفاده از مواد پیزوالکتریک در کنترل تغییر شکل و کنترل ارتعاشات در حال افزایش است. همچنین این مواد توانایی برای بهبود ویژگی های خود ازجمله مدول یانگ، میرایی و نیروی داخلی را دارند. هدف کلی در این پژوهش بررسی کنترل فعال ارتعاشات سازه با مواد پیزوالکتریک است. به این صورت که با نوشتن روابط انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی و کار مجازی، ماتریس جرمی وسختی المان بدست خواهد آمد وسپس پوسته در دنیای مجازی مطلب مدلسازی می شود و نشان داده می شود آیا یک سازه کنترل نشده تحت آزمایش دینامیکی با مدل پیزوالکتریک زودتر میرا می شود یا نه. در این پژوهش از روش کنترل پس خور سرعت وهم چنین کنترلر pid (تناسبی - انتگرالی - مشتقی ) برای میرایی نوسانات استفاده شده است.

در این پژوهش اثرجداگرها بر رفتارلرزه ای سازه های 3 و5 و10 طبقه بررسی گردیده و این سازه ها یک مرتبه بدون جداگر و یک مرتبه با جداگر براساس آیین نامه 2800بارگذاری و مطابق آیین نامه ubc97-asd طراحی شده اند. سپس با استفاده از نرم افزار sap2000، تحت هفت زمین لرزه (coalinga، kobe، whittier narrows، superstition hills، norrthridg، park field، san fernando) به صورت تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی آنالیز شده اند. شتاب نگاشتها در سایت peer berkeley براساس خاک نوع ii و براساس اینکه pga بیشتراز 25. باشد انتخاب شده اند. فاصله زلزله را بالای 10 کیلومتر در نظرگرفته و مدت زمان دوام زلزله بیشتراز 10ثانیه است. با استفاده از نرم افزارseismosignal طیف های این زلزله ها رسم شده و ازطیف ها میانگین گیری شده و عملیات مقیاس سازی انجام شده و ضریب مقیاس به دست آمده است.

خرابی های مشاهده شده در زلزله های اخیر، لزوم استفاده از سیستم های مقاوم لرزه ای برای کاهش پاسخ سازه های نامنظم با اهمیت بسیار زیاد تحت بارهای دینامیکی را نشان می دهد. یکی از روش های کارآمد در مقاوم سازی لرزه ای سازه ها استفاده از وسایل اتلاف انرژی یا میراگرها است که با جذب انرژی ورودی سازه و یا تبدیل این انرژی به صورت های مختلف از انتقال انرژی زلزله به اعضای اصلی سازه جلوگیری می کند. عملکرد این وسایل موجب می گردد که انرژی دریافتی سایر اعضای سازه ای کاهش یافته و در نتیجه تغییر شکل زیادی در آن ها ایجاد نشود. میراگر اصطکاکی بر اساس مکانیزم اصطکاک بین اجسام صلب نسبت به یکدیگر عمل می کند. میراگر اصطکاکی پال، نوع خاصی از میراگر اصطکاکی می باشد که دارای مزایای متعددی از جمله تکنولوژی بسیار ساده، ساخت، نصب و نگهداری آسان و قابلیت چندین بار استفاده است. در پژوهش های محققین پیرامون کاربرد میراگرهای اصطکاکی پال، همواره کارایی این نوع میراگرها در قاب های خمشی مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. در این پایان نامه کارایی میراگرهای اصطکاکی پال در قاب های خمشی ویژه فولادی نامنظم در ارتفاع مجهز به میراگر اصطکاکی پال و فاقد میراگر مورد بررسی قرار می گیرد. به همین منظور در هر یک از حالات فوق، سه قاب 3 ، 5 و 7 طبقه با نامنظمی های مختلف در نرم افزار opensees مدل شده و توسط تحلیل های دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی تحت هفت زوج شتاب نگاشت اصلاح و مقیاس شده مورد بررسی قرار گرفت؛ که از مقایسه برش، تغییرمکان و تغییرمکان نسبی طبقات در دو حالت با میراگر و بدون میراگر با هم مشخص شد که با به کارگیری میراگر پاسخ سازه های نامنظم مجهز به میراگر به مقدار زیادی کاهش می یابد. به عنوان نمونه از نتایج به دست آمده برای قاب هفت طبقه با نامنظمی طبقات سه، چهار، پنج و شش میراگر توانست 52 درصد برش طبقه بام، 15 درصد تغییرمکان طبقه بام و 47 در صد تغییرمکان نسبی طبقه بام را کاهش دهد.

در این پژوهش تغییر شکل های خمیری-کشسان محیط مکانیکی ناهمگن به روش اجزای محدود چند مقیاسی مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی رفتار محیط های ناهمگن به روش تحلیلی برای مسائل ساده ارائه شده است و تحلیل عددی آن با روش اجزای محدود رایج هزینه ی محاسباتی بسیار زیادی خواهد داشت. در روش چند مقیاسی محیط دو نوع شبکه بندی می گردد و تاثیر ناهمگنی بصورت ضمنی بر روی بعد بزرگتر در نظر گرفته می شود. توابع پایه جهت ارتباط مقیاس کوچکتر با مقیاس بزرگتر محیط و رکن اصلی روش چند مقیاسی می باشند. جهت افزایش دقت روش چند مقیاسی، در این پژوهش از شرایط مرزی پریودیک در تشکیل توابع پایه استفاده شده است. نتایج نشان می دهد شرایط مرزی پریودیک دقت به مراتب بالاتری نسبت به شرایط مرزی خطی بروز می دهد.

در دهه 80 میلادی، پژوهشگرانی برای اولین بار در اروپا و آمریکا چسباندن کامپوزیت ها به بتن و سقف را آزمایش کردند. نتایج مثبت آزمایش ها جامعه علمی را تشویق کرد تا ستون ها و سایر قسمت های سازه را نیز با کامپوزیت ها پوشش داده و مورد مطالعه قرار دهند.پس از آن در ژاپن هم به زودی متوجه شدند که روش های مقاوم سازی می تواند در برابر زلزله های شدیدی که آن کشور را تهدید می کند، روش مناسبی باشد.امروزه مقاوم سازی سازه های موجود در نقاط مختلف دنیا با استفاده از ورق هایfrp به پژوهش های زیادی در سرتاسر جهان منجر شده است.مصالح جدید و تکنیک های مقاوم سازی بهینه از نظر هزینه و کارآیی در روش های جدید و ابتکاری مورد بررسی قرار گرفته اند.با توجه به موارد ذکر شده ارائه تکنیک های مناسب بر مبنای مدل های خمشی بتن مسلح به مطالعه و تحقیق بیشتری نیازمند است، هرچند از سال 1980 تا به حال آزمایش های متعددی بر روی تقویت خمشی انجام شده اما همچنان رفتار تیرهای تقویت شده با آرایش های مختلف frp در خمش شناخته نشده است.به همین علت تحقیق حاضر به بررسی تیر با تغییر در مقاومت فشاری بتن و ابعاد و همچنین تعداد لایه های ورق frp مورد استفاده با آرایش های مختلف در افزایش تغییر مکان وسط دهانه و ظرفیت خمشی تیرهای بتنی تقویت شده با کامپوزیت frp می پردازد.