سازه های موجود در معرض خطرات عمده ای مانند افت کارایی سازه و ویرانی آن می باشند. این مشکلات با بارگذاری اضافی حاصل از خطرات طبیعی یا مصنوعی مانند: زلزله و انفجار تشدید می شوند. آسیب های سازه ای موجب تغییرات نامطلوب در کارایی سازه می گردند. خرابی ها ممکن است بطور ناگهانی رخ دهند مانند گسیختگی یک المان در اثر بارگذاری زلزله یا از نوع رشد آسیب و بصورت پیشرونده باشند مانند کاهش سختی و مقاومت در اثر رشد ترک. متدهای پایش سلامت سازه ها (structural health monitoring) که به اختصار shm نامیده می شود، موضوع تحقیقات پردامنه ای است که تاکنون انجام شده است. در سال های اخیر نیز برای توسعه سیستم های قابل اعتماد و بهینه shm کوشش های فراوانی شده است. این سیستم ها باید جوابگوی سوالاتی مانند محل آسیب و خرابی سازه ها باشند که در اینصورت می توان به تمهیدات بعدی برای تعمیر و بهسازی سازه ها اندیشید. بطور کلی، shm بصورت زیر تعریف می شود: "گردآوری، ارزشیابی و آنالیز اطلاعات تکنیکی به منظور تسهیل در تصمیم گیری های مدیریتی در طول عمر سازه." امروزه شیوه های متنوعی برای کشف و مکان یابی خرابی در سازه ها بکار می رود. بسیاری از این روش ها دامنه کاربرد محدودی دارند و در اکثر این روشها می بایست محل تقریبی خرابی، از ابتدای کار مشخص باشد. مهمترین نکته در طراحی یک سیستم shm کارا، آگاهی از تغییرات مورد جستجو و نحوه شناسایی آنهاست. اثرات و مشخصه های خرابی در یک سازه خاص، نقش کلیدی را در تعریف و پایه ریزی یک سیستم shm ایفا می کند. بیشتر روش های shm، بر آنالیز مودال ارتعاشات و مطالعه تغییرات فرکانس های ویژه و شکل مودها توجه داشته اند. آسیب ها و عیوبی از قبیل ترک، شکاف، کاهش جرم حجمی و کاهش ضریب الاستیسیته؛ موجب کاهش سختی می شوند. این مطلب همراه با افزایش زمان تناوب طبیعی سازه ( کاهش فرکانس ) خواهد بود. به نظر می رسد، بدلیل توزیع غیر یکنواخت تنش در سازه مرتعش و تفاوت آن در هر مود، وجود ترک بر مودهای ارتعاشی تاثیری غیریکنواخت خواهد داشت. بر پایه این مسئله، روش های تعیین خرابی متفاوتی مورد ارزیابی قرار گرفته و کارایی هر یک با توجه به نتایج تئوریک و یا آزمایشگاهی مشخص شده است. کنیک تحریک دینامیکی یکی از روشهای مرسوم در سال های اخیر می باشد و در صورتیکه با مدل شبیه سازی شده کامپیوتری به کمک روش عددی اجزا محدود (fem) همراه باشد، تبدیل به روشی بسیار سودمند و کارا خواهد شد. محققین بسیاری در سراسر جهان از این روش برای مطالعه و ارزیابی سلامتی سازه ها و در شاخه های گوناگون صنعتی استفاده کرده اند و بر این عقیده اند که با در نظر گرفتن اهمیت نگهداری بلند مدت سازه هایی همچون پل ها، سازه های دریایی، سدها و غیره، می بایست وابستگی این روش ها به استفاده از ابزارآلات تحریک کننده (که نیروهای اعمال شده از آنها قابل اندازه گیری هستند) را کاهش داده و بجای آن نیروهای طبیعی و محیطی روزمره را به عنوان عامل تحریک کننده سازه جایگزین ساخت. در این میان، ترک ها از مهمترین دلایل شکست های سازه ای هستند که شناسایی و نمایان کردن آنها در زمره متدهای shm قرار می گیرد. تشخیص آسیب در سدهای بتنی دوقوسی با توجه به حساسیت این سازه ها از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. این تحقیق امکان شنایایی آسیب در نقاط مختلف از جمله تاج و کوله های سد را بررسی می کند. ابتدا برای حصول اطمینان از صحت مدلسازی، مدل یک سد فرضی در نرم افزار abaqus ایجاد شده و نتایج آنالیز مودال با نتایج حاصل از مدلسازی آزمایشگاهی این سد مقایسه شده و نتایج حاصل صحت مدلسازی را تایید کرده است. سپس مدل یک سد واقعی در دو حالت سالم و ترکدار در نرم افزار اجزا محدود ایجاد شده و تحلیل دینامیکی روی آن انجام گرفته و نتایج به تول باکس wavelet packet در نرم افزار matlab منتقل شده و با استفاده از تحلیل های انجام شده در این نرم افزار امکان تشخیص آسیب بررسی خواهد شد.

استهسال انرژی ایجاد شده بر اثر ارتعاش ناشی از گردابه ها (vortex induced vibrations for aquatic clean energy) یا بطور مختصر vivace روشی نوین برای تولید انرژی پاک از جریان سیالات است.در این روش عبور جریان از اطراف یک استوانه باعث ایجاد ارتعاش شده و نیروی مورد نیاز برای حرکت دادن یک مولد الکتریکی را فراهم می آورد.

سدها از جمله سازه های استراتژیک می باشند که به دلیل تنوع نیروهای وارد بر آنها و نیز پیچیدگی آنها از وضعیت خاصی بر خوردار می باشند. سیستم سد، مخزن و فونداسیون یک محیط چند فازه را در کنار هم قرار داده است که با توجه به تنوع ویژگی-های هر کدام و نهایتا اندرکنش بین هر کدام از این عناصر می توان رفتارهای متنوعی را برای سازه سد انتظار داشت. محیط پی سنگی به دلیل وضعیت توده سنگی که معمولا درزه دار است برای پایداری سازه سد اهمیت قابل توجهی دارد. بدین معنی که تمام نیروهای وارده به بدنه سد مستقیما از طریق تکیه گاه تحمل می گردد و لذا در صورت کوچکترین کم توجهی به مباحث پایداری آن می تواند خطرات جبران ناپذیری را بدنبال داشته باشد. از جمله عوامل مهمی که کمتر به این تحلیل ها در زمینه محیط پی پرداخته شده است، اثرات اندرکنش هیدرومکانیکی توده سنگ ساختگاهی می باشد. به این مفهوم که بعد از ساخت سد و اشباع شدن محیط پی بعد از آبگیری مخزن وضعیت موجود در تکیه گاه ها به نحو چشمگیری می تواند متفاوت تر از حالت طبیعی (قبل از آبگیری مخزن) باشد. وجود آب در درزه ها و ترک های سنگ تکیه گاهی می تواند پارامترهای موثر در پایداری را تحت شعاع قرار داده و بنابراین جهت ارزیابی پایداری کلی سازه ها این اثرات باید لحاظ گردند. در این تحقیق پس از بررسی نقاط ضعف و قوت روش های مدل سازی در مکانیک توده سنگ، اندرکنش هیدرومکانیکی توده سنگ درزه دار تکیه گاهی با استفاده از مدل سازی عددی به روش المان مجزا توسط برنامه udec بررسی شده است و نتایجی از قبیل: با افزایش تدریجی فاصله بین درزه ها حداکثر میزان تنش کاهش پیدا می کند با افزایش مدول الاستیسیته اثر اندرکنش هیدرومکانیکال کمتر می شود اندرکنش هیدرومکانیکال حساسیت زیادی بر فاصله بندی های کوچک ندارد بدست آمده است.

در امتداد سواحل مختلف جهان تاسیسات زیادی وجود دارند که باید در مقابل امواج دریا محافظت شوند. بیشتر این تاسیسات نیاز به کاهش ارتفاع موج در حد بالایی ندارند و ایجاد موج شکن ثابت در این نقاط غیر اقتصادی است. موج شکن های شناور برای ایجاد یک محیط بندری آرام به صورت دائم یا موقت به کار می روند. این موج شکن ها زمانی کاربرد اصلی خود را نشان می دهند که برای بعضی مناطق ساحلی با عمق زیاد نیاز به محافظت در مقابل امواج در یک حد نسبی باشد. در این مواقع هزینه ساخت موج شکن ثابت با افزایش عمق آب بسیار افزایش می یابد. بنابراین با توجه به غیر اقتصادی بودن موج شکن ثابت موج شکن شناور مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از معمول ترین انواع موج شکن های شناور که عملکرد ثابت شده ای دارد، موج شکن شناور پانتونی می باشد. موج شکن شناور پانتونی سازه ای به شکل مکعب مستطیل شناور است که توسط مهارهایی به کف دریا متصل و ثابت شده است. مهمترین وظیفه یک موج شکن شناور پانتونی(همانند سایر موج شکن ها)، کاهش ارتفاع امواج در داخل بندر و ایجاد یک ناحیه حفاظت شده است. در برخورد موج با سازه، بخشی از موج بازتاب شده، قسمتی در اثر آشفتگی و شکست مستهلک شده و به انواع دیگری از انرژی تبدیل می شود و بخشی از نیز از سازه عبور می کند. ارتفاع موج عبوری به عنوان معیاری برای تخمین عملکرد موج شکن شناور به کار می رود، به این ترتیب که نسبت ارتفاع موج عبوری به ارتفاع موج تابشی پارامتر هیدرولیکی ضریب عبور موج است که تعیین کننده عملکرد و راندمان سازه می باشد. در این تحقیق تاثیر مقادیر مختلف پامتر های سازه ای و پارامترهای هیدرولیکی نظیر عرض و آبخور موج شکن شناور پانتونی، پریود موج تابشی، ارتفاع موج تابشی، تیزی موج تابشی، طیف موج تابشی و آرایش مهارها بر روی حساسیت ضریب عبور موج مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی تاثیر طیف موج بر روی ضریب انتقال از دو نوع طیف موج jonswap وmoskowitz pierson- استفاده شده است. با توجه به تحلیل های انجام شده توسط نرم افزار ansys aqwa و نتایج بدست آمده معلوم شد که عرض و آبخور موج شکن شناور و پریود موج تابشی تاثیر بسزایی در میزان ضریب عبور موج موج شکن شناور دارند.

در انفجارات زیر آب( مورد مطالعه ی این تحقیق)، پس از انفجار و تبدیل شدن مولکولهای ماده ی منفجره به مولکولهای محصول، علاوه بر تولید شدن مقدار زیادی گرما، ضربه ای در محیط آب به همراه نواسانات حباب گاز ایجاد می شود. بر هم کنش موج ضربه با اجزای سازه ای، مقداری انرژی به آن منتقل می کند که صرف تغییر شکل آن می شود. با توجه به شدت انفجار، می تواند تغییر شکل الاستیک، تسلیم شدگی، تغییر شکل پلاستیک یا گسیختگی سازه اتفاق بیافتد. زمانی که تغییر شکلها در محدوده الاستیک باشد، تنش در سازه به صورت تابعی از خواص مصالح و پارامترهای موج ضربه ای در نظر گرفته می شود. با افزایش پیش رونده ی شدت انفجار، گذر از حالت الاستیک به پلاستیک در یک ضریب ضربه ی خاص اتفاق می افتد. پیش بینی می شود تغییر شکل پلاستیک به عنوان تابعی از هندسه و خواص مصالح اجزای سازه و همچنین تکانه ی ناشی از ضربه باشد. تاریخچه زمانی تغییر شکل، اثرهای بارگذاری مجدد ناشی از موج ضربه را آشکار می کند. زمانی که سازه ی تغییر شکل یافته حداکثر انرژی را جذب می کند، بسته به مقاومت و شکل پذیری آن، دچار شکست شده و کرنش نهایی شکست، به عنوان مقیاسی برای کارایی مصالح سازه، تحت ضربه ی انفجار در نظر گرفته می شود. تعیین بارگذاری در محیط های مختلف و مشخص نمودن رفتار دینامیکی سازه ها با توجه به اهمیت سازه های مقاوم در برابر انفجار در زمان جنگ و همچنین ایمن بودن تاسیسات نظامی امری ضروری است. آنالیز انفجار زیر آب از مسائل بسیار مهم، پیچیده و از مهمترین ملاحظات طراحی برای سازه های دریایی از جمله سکوها، می باشد. مقاومت و کنترل این سازه ها در برابر بارهای ضربه ای ناشی از انفجار، مکانیزم دقیق بارگذاری و بدست آوردن یک روش جامع برای پاسخ این سازه ها در برابر این نوع بارها، موضوع به روز مراکز پژوهشی بسیاری در جهان است.

امروزه در کشور ما با توجه به مسائل اجرائی و اقتصادی، استفاده از بتن در سازه های مختلف و بویژه سازه-های هیدرولیکی توسعه چشمگیری یافته است در حالی که هنوز نفوذ پذیری بتن بدلیل تخلخل ذاتی آن از مشکلات اصلی سازه های هیدرولیکی در تأسیسات شهری، صنعتی و دریایی است که نه تنها موجب تخریب بتن می گردد بلکه با خوردگی میلگردهای فولادی خسارات زیادی به سازه ها وارد می کند. روش های مختلفی از جمله استفاده از انواع مختلف مواد افزودنی برای کاهش نفوذ پذیری بتن ارائه شده ولی در حالت کلی پدیده نفوذ پذیری چندان تحت کنترل در نیآمده است. اخیراً توسط محققان گام های مختلفی جهت کنترل ترک خوردگی، خواص مکانیکی، توزیع تنش و . . . با استفاده از الیاف برداشته شده ولی بررسی کنترل نفوذ پذیری بتن ها با استفاده از انواع الیاف موجود مورد توجه چندانی قرار نگرفته است و از آنجائی که انواع الیاف می توانند با ایجاد پل هائی در ساختار بتن و بصورت دوخت و دوز مصالح متشکله آن، موجب کنترل انواع ترک ها و کاهش نفوذپذیری بتن گردند لذا امروزه مورد توجه خاص قرار گرفته اند. دراین پژوهش با استفاده از مصالح محلی و با تصحیح دانه بندی جهت انطباق با استانداردastm 33-84 و ارائه طرح اختلاط با استناد به aci318 و با استفاده از مواد افزودنی میکروسیلیس و فوق روان ساز بر پایه پلی کربوکسیلیک دو سری نمونه استوانه ای به ابعاد 300×150 میلی متر تهیه گردید. در یک سری از نمونه ها الیاف پلی پروپیلن رشته ای در سه اندازه مختلف6، 12 و 19 میلیمتر و به میزان 2/0، 4/0 و 6/0در صد وزن سیمان و در سری دیگر نمونه های کنترل بدون استفاده از الیاف ساخته شدند. تمامی نمونه ها در اتاقک بخار و به مدت 3، 7 و 28 روزعمل آوری شده و جهت اندازه گیری ضریب نفوذپذیری، نمونه های 28 روزه به مدت 24 ساعت تحت فشار 5 بار در دستگاه اندازه گیری نفوذ پذیری قرار داده شدند و با اندازه گیری عمق نفوذ آب، میزان نفوذپذیری با استفاده از رابطه ولنتا محاسبه گردید و در ضمن جهت بررسی بیشتر و تعیین نسبت تغییرات، مقاومت کششی و فشاری هر دو نوع بتن نیز آزمایش گردید. با بررسی نتایج حاصل و با مقایسه نتایج نمونه های الیافی با نمونه های کنترل بدون الیاف، مشخص شد در تمامی نمونه های بتن الیافی، تخلخل افزایش و ضریب نفوذپذیری کاهش یافته است. بیشترین کاهش ضریب نفوذ پذیری مربوط به 2/0 درصد الیاف 12میلیمتری بود. مقاومت کششی در هر سه سن نمونه های بتن الیافی افزایش قابل توجهی یافته بود. در 4/0 درصد الیاف 19 میلیمتری بیشترین مقدار مقاومت کششی حاصل شد. مقاومت فشاری نیز با اینکه در سنین اولیه بتن کاهش یافته بود ولی در سن 28 روزه تقریبا مقاومت تمامی نمونه های بتن الیافی نسبت به نمونه شاهد افزایش یافته بودند.

زیرسازه های سکوهای شابلونی، سکوهای خود بالابر، و برج های مهارشده که از جمله متداول ترین سکوهای فراساحلی فولادی هستند، قاب های فضاکار بوده و از اتصال اعضائی تشکیل می شوند که عمدتاً از مقاطع دایروی توخالی (chs) ساخته شده اند. در محل تلاقی این اعضا، که یک اتصال لوله ای نامیده می شود، مقاطع انتهائی یک یا چند عضو مهاری به سطح خارجی عضو اصلی جوش می شوند. بارگذاری چرخه ای ناشی از امواج دریا، این اتصالات را در معرض آسیب ناشی از خستگی قرار می دهد. متداول ترین رویکرد در تخمین عمر خستگی سازه های فراساحلی، استفاده از روش تنش - عمر است که مبتنی بر بکارگیری منحنی های s?n می باشد. در این روش، تعداد چرخه های بارگذاری قابل تحمل پیش از گسیختگی، بر مبنای محدوده تنش بحرانی (hss) تخمین زده می شود. محدوده hss با استفاده از محدوده تنش اسمی و پارامتری که ضریب تمرکز تنش (scf) نام دارد قابل تعیین است. scf که به صورت نسبت تنش سطحی در محل تلاقی اعضای اصلی و مهاری به تنش اسمی در عضو مهاری بارگذاری شده تعریف می شود، تابعی از خصوصیات هندسی اتصال، وضعیت بارگذاری، نوع و ابعاد جوش، و موقعیت مورد نظر برای محاسبه scf در امتداد پروفیل جوش است. ضرایب تمرکز تنش، علاوه بر تعیین عمر خستگی اتصال، در تشخیص اتصالات بحرانی جهت انجام بازرسی، پیش بینی محل آغاز ترک های سطحی ناشی از خستگی، و تخمین عمر باقی مانده اتصالات ترک خورده با استفاده از روش های مکانیک شکست نقش کلیدی دارند. در این رساله، ضرایب تمرکز تنش در اتصالات لو له ای kt، که از جمله اتصالات بسیار متداول در سکوهای شابلونی هستند، مورد بررسی قرار گرفته اند. روند انجام این پژوهش را می توان به چهار بخش اصلی تقسیم نمود. در بخش اول، توزیع scf در امتداد پنجه جوش در اتصالات kt تک صفحه ای ساده، دو صفحه ای متعامد، و تک صفحه ای تقویت شده با سخت کننده های حلقوی داخلی، به شکل آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش دوم، مدل های عددی متعددی از انواع مختلف اتصالات kt تولید شده و نتایج تحلیل برای بررسی تأثیر خصوصیات هندسی اتصال روی مقادیر scf بکار گرفته شده اند. سپس نقش چند صفحه ای بودن اتصال و تأثیر بکارگیری سخت کننده ها در مسئله تمرکز تنش بررسی شده است و ضرایب تمرکز تنش در نقاط مختلف اتصال و تحت اثر بارگذاری های متفاوت مورد مقایسه قرار گرفته اند. ضمناً تأثیر بارگذاری دینامیکی روی مقادیر scf بررسی گردیده است. در بخش سوم، یک سری معادله پارامتری برای محاسبه scf بر حسب خصوصیات هندسی اتصال ارائه شده است و در بخش چهارم، توابع احتمال حاکم بر توزیع scf استخراج گردیده و پس از فرمول بندی توابع حالت حدی در دو رویکرد تنش - عمر و مکانیک شکست، تأثیر ضرایب تمرکز تنش و نقش سایر پارامترهای موثر در حالات حدی مورد مطالعه روی قابلیت اعتماد سازه ای اتصال تحت اثر خستگی بررسی شده است.

شبیه سازی عددی فرآیند آب اندازی جاکت های فراساحلی با استفاده از روش اجزای محدود و بهینه سازی فرآیند به وسیله الگوریتم ژنتیک

کنترل عملکرد شمع دریایی به ویژه تحلیل پاسخ سیستم شمع- خاک، امری اجتناب ناپذیر است. روش های ساده زیادی برای محاسبه مقاومت نهایی و تغییرشکل تحت اثر بارهای جانبی بوجود آمده اند. آیین نامه api روش های مبتنی بر نتایج آزمایشات تمام مقیاس محققان را که در طول سال های متمادی بدست آمده است، هم برای خاک ماسه و هم خاک رس، جهت طراحی پیشنهاد کرده است. روش دیگر استفاده از منحنی های بی بعد طراحی ارائه شده توسط محققان است. لازم به ذکر است مبانی نظری این روش ها که به وسیله برومز تجدید نظر شده به علت پیچیدگی در طراحی مهندسی کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. روش های عددی مانند روش تفاضل محدود و استفاده از سیستم فنر و المان های تیر- ستون از دهه های گذشته بارها جهت بررسی رفتار و پاسخ شمع ها مورد استفاده قرارگرفته شده اند. اخیراً محققان با استفاده از توسعه مدل فونداسیون غیر خطی وین کلر رفتار جانبی شمع ها را زیر بارگذاری دوره ای بررسی کرده اند. با این وجود هنوز استفاده از روش مدل سازی المان محدود به علت پیچیدگی مدل سازی و نیز به علت هزینه زمانی بالا، در مطالعات کاربردی، زیاد معمول نمی باشد. یکی از پارامترهای اساسی در طراحی عددی جکت، تعیین مقادیر دقیق طول های گیرداری شمع های سازه می باشد. حصول مقدار دقیق طول گیرداری در طراحی دقیق بسیار با اهمیت است که در زیر تشریح می گردد. امروزه برای طراحی سکو عمدتاً از نرم افزار های تجاری مانند sacs و یا نرم افزارهای المان محدود مانند ansys استفاده می شود. سازه سکو در معرض بارهای جانبی بسیار بزرگی ناشی از برخورد امواج خواهد بود. به علت ماهیت دوره ای بارهای ناشی از موج محاسبه پاسخ دینامیکی سکوی ثابت و کنترل مقادیر مجاز طراحی، غیر قابل اجتناب خواهد بود. اگر در مدل عددی تحلیل و طراحی جکت پای سازه گیردار فرض شود، قطعاٌ نتایج پاسخ دینامیکی قابل اعتماد نخواهند بود، زیرا اندرکنش خاک- شمع به ویژه در تراز کف دریا باعث می گردد که نقطه واقعی گیرداری شمع در فونداسیون نقطه ای زیر تراز کف دریا باشد. فاصله عمودی کف دریا تا نقطه محل گیرداری واقعی شمع در خاک، در این مطالعه، طول گیرداری نامیده شده است. در این مطالعه، رفتار جانبی شمع های جکت با کمک نرم افزارهای المان محدود ansys و openseespl مورد بررسی قرار گرفته شده است. اثر ماهیت بار (استاتیکی یا دینامیکی), اثر تغییرات پارامترهای خاک و شمع در تغییر طول گیرداری و ماکزیمم پاسخ سازه بررسی شده است. چندین مقایسه میان پارامتری مهم اندرکنش خاک – سازه و جابجایی جانبی، در تراز کف دریا، انجام شد. در این مطالعه مدل المان محدود فونداسیون سه بعدی در نظر گرفته شده است. تعیین طول گیرداری و اثر مقادیر سازه ای خاک و شمع در پاسخ دینامیکی سکوی ثابت، گاهی مهم در جهت طراحی دقیق و ایمن سازه سکو به شمار می رود. اهداف اصلی این پژوهش عبارتند از: 1) مدل سازی سه بعدی و دقیق فونداسیون های شمع دریایی در نرم افزار openseespl 2) تعیین طول گیرداری شمع فونداسیون سکوی ثابت دریایی (فرض می شود شمع مانند یک تیر طره رفتار کند) 3) مدل سازی فونداسیون جرم و فنر در نرم افزار ansys 4) استفاده از روش تحلیل تاریخچه زمانی برای حصول پاسخ دینامیکی سکو در نرم افزار ansys 5) مطالعه اثر نوع خاک در پاسخ شمع به کمک تحلیل پوش آور 6) مطالعه اثر ضخامت جدار شمع لوله ای در پاسخ شمع به کمک تحلیل پوش آور 7) مطالعه اثر نوع خاک در پاسخ دینامیکی سکو 8) مطالعه اثر هندسه شمع در پاسخ دینامیکی سکو مهم ترین نتایج حاصل به شرح زیر است. • پاسخ دینامیکی عادی جکت (بدون مدل سازی فونداسیون) در حدود 30 درصد پاسخ اصلاح شده (با مدل سازی فونداسیون) است، لذا در نظرگیری اندرکنش شمع – خاک در طراحی جکت الزامی می-باشد. • اثر نوع خاک در مقدار پاسخ دینامیکی جکت، بسیار اثرگذارتر از اثر تغییرات هندسه شمع است. • نرم افزار المان محدود openseespl در تحلیل مدل های سه بعدی فونداسیون شمع، کارآمد است و از لحاظ مدت محاسبات و حساسیت نتایج به تغییرات بار و خواص هندسی و مصالح مدل، کاملاٌ بهینه می باشد. • روشی عددی ساده و با دقت بالا برای تخمین طول گیرداری شمع جکت (با این فرض که شمع تحت بار جانبی مانند یک تیر طره رفتار کند)، پیشنهاد شده است. • طول گیرداری وابسته به سختی شمع و سختی خاک است و با تغییر این دو طول گیرداری تغییر خواهد کرد. • برای ضخامت جدارهای بیش از 400/10 اینچ (در این حالت نسبت قطر شمع به ضخامت جدار شمع برابر 40 می باشد) تغییر پاسخ دینامیکی اصلاح شده، چندان زیاد نمی باشد. اما برای ضخامت جدار کمتر، تغییرات پاسخ دینامیکی شدید است. • با افزایش چسبندگی خاک، پاسخ دینامیکی جکت کاهش می یابد اما شیب این کاهش برای رس با چسبندگی کمتر از 45 کیلو نیوتن بر مترمربع، بیشتر است. • به ازای هر یک درصد افزایش ضخامت جدار 0.4 درصد دوران شمع کاهش می یابد • در محدود رس نرم تا رس متوسط، هر یک درصد افزایش چسبندگی باعث کاهش 3.63 درصدی در دوران شمع می گردد. • با افزایش ضخامت شمع با نسبت های مساوی، پاسخ شمع با یک نسبت غیر مساوی کاهش می یابد، طوری که تقریباً با 2.7 برابر شدن ضخامت جدار شمع، پاسخ شمع، به 0.77 برابر مقدار اولیه می رسد و این بدان معنی است که برای کاهش یک درصدی در پاسخ شمع، ضخامت جدار شمع باید 11.74 درصد افزایش یابد. • برای خاک رس متوسط و خاک های رس سفت تر تغییرات پاسخ شمع ناچیز است اما برای خاک های نرم تر از رس متوسط، تغیرات پاسخ شمع شدید است طوری که با کاهش چسبندگی از 45 کیلو نیوتن بر مترمربع به 20 کیلو نیوتن بر مترمربع، پاسخ شمع 5 برابر افزایش داشته است

دیوارهای سپر یکی از قدیمی ترین سیستم های حایل هستند که در پروژه های مهندسی عمران استفاده می-شوند. اغلب برای دیوارهای ساحلی و یا سازه های موقت نظیر مهاربندی ترانشه ها از سپرها استفاده می شود. دیوارهای ساحلی در دو گونه کلی وزنی و انعطاف پذیر ساخته می شوند که نقش تأمین امکان پهلوگیری و تکیه کشتی ها و احتمالا مهار آن ها و در ضمن نگهبانی از خاکریز پشت دیوار را ایفا می کنند. سپرهای فلزی که جزو دیوارهای انعطاف پذیرهستند، می توانند به آرامی تغییر شکل دهند. نکاتی که در طراحی این نوع از سازه-های نگهبان وجود دارد اندکی از دیوارهای وزنی پیچیده تر است. پرده های سپر فلزی را در دو نوع با مهار و بدون مهار احداث می کنند و مهاربندی آن ها به شیوه های مختلف انجام می پذیرد. روش های رایجی که در طراحی دیوارهای سپر به کار می روند بر مبنای روش تعادل حدی هستند که فشار محرک و مقاوم را به کار می برند. این روش ها بر مبنای تعادل نیرو و لنگر بوده و تغییر شکل های دیوار را که از نظر ملاحظات قابلیت سرویس دهی مهم هستند در نظر نمی گیرند. در این پایان نامه به کمک روش عددی (المان محدود) و با استفاده از نرم افزار plaxis سپر طره ای در خاک های دانه ای و رسی و همچنین سپر مهارشده در خاک ماسه ای دو لایه، مدلسازی شده و رابطه بین عمق نفوذ سپر و پارامترهای مقاومتی خاک پشت و زیر آن بررسی شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که افزایش زاویه اصطکاک خاک ماسه ای و چسبندگی زهکشی نشده خاک رس، موجب کاهش عمق نفوذ سپر می گردد. اما افزایش دانسیته در خاک هموژن باعث ایجاد تغییرات ناچیزی در عمق نفوذ شده ولی در خاک دو لایه، افزایش وزن مخصوص لایه بالا موجب افزایش عمق نفوذ و افزایش وزن مخصوص لایه پایین، باعث کاهش عمق نفوذ سپر می شود. همچنین در خاک دو لایه تاثیر تغییرات مقاومت برشی خاکی که سپر در آن نفوذ کرده بر عمق نفوذ سپر بیشتر است.

یکی از مهمترین عوامل خرابی و ناپایداری لوله های دریایی، کمانش در این لوله ها می باشد که تحت فشار بسیار زیاد (فشار هیدرواستاتیک آب) بوقوع پیوسته و باعث تغییر شکل سطح مقطع لوله می شود.افزایش میزان تغییرشکل ها وبه دنبال آن تنش های ایجاد شده در این سازه های مدفون سبب می گردد میزان آسیب پذیری آنها در اثر جریانات و شرایط محیطی متغییر بیشتر شده و احتمال نشست مواد حامل و خطرات زیست محیطی افزایش یابد. از این رو در این پژوهش با استفاده از روش های عددی و بهره گیری از نرم افزارهای اجزاء محدود مدلهای سازه ای خطوط لوله دریایی تحت شرایط مختلف هندسی و محیطی شامل اثرات ضخامت لوله، جنس لوله،عمق دفن، فشار داخلی و شرایط فیزیکی سیال بصورت سه بعدی ایجاد ومورد ارزیابی قرار خواهند گرفت.

آبشستگی موضعی یکی از مهم ترین پارامترهای کلیدی در ایجاد ناپایداری و گسیختگی در سازه هایی نظیر پل ها، اسکله ها و دیگر سازه های مشابه بشمار می رود. به دلیل پیچیدگی مکانیزم آبشستگی پایه پل ها، این موضوع به عنوان یکی از مهم ترین زمینه های تحقیقی در میان پژوهشگران شناخته شده است که بیشتر این تحقیقات بصورت تجربی و در آزمایشگاه انجام یافته است. کثرت این پژوهش ها اهمیت بسیار زیاد این موضوع را نشان می دهد. نظر به اهمیت پدیده آبشستگی در پایداری پل ها، روش های متعددی جهت کنترل این پدیده معرفی شده است. در سال های اخیر تاثیر توام برخی از ابزار ها مورد بررسی قرار گرفته اند. با توجه به نتایج این تحقیقات، استفاده از یک ابزار کنترل کننده فرسایش بستر در بسیاری از موارد کافی بنظر نمی رسد. از سویی دیگر، ترکیب ابزارهای مختلف نیز همواره نمی-تواند منجربه حصول نتایج بهتری نسبت به استفاده منفرد از این ابزارها گردد. لذا در پژوهش حاضر چهار ابزار سکو، مقطع هندسی پایه، شکاف و شیب جانبی پایه، بصورت منفرد و نیز بصورت ترکیبی با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفته اند. در انتخاب این روش ها سعی بر آن بوده است تا تاثیر دو پارامتر ایجاد کننده آبشستگی، (1) جریان رو به پایین و تشکیل گردابه های نعل اسبی، (2) جدایش جریان و تشکیل گردابه های برخاستگی، بر آغاز و گسترش عمق آبشستگی به دو صورت عددی و تجربی تعیین گردد. ترکیبات مورد بررسی نیز بگونه ای انتخاب گردیده اند که هر روش بتواند یکی از عوامل ایجاد کننده فرسایش بستر را حذف نماید. این ترکیبات شامل موارد زیر می باشند: (1) پایه استوانه ای با سکو (ارتفاع-های مختلف برای سکو بررسی گردیده است) (2) مدل پایه پل با مقاطع هندسی مختلف (دایره ای، مستطیلی گرد گوشه، بیضی و عدسی) (3) ترکیب سکو با مقاطع هندسی مستطیل گوشه گرد، بیضی و عدسی (4) ترکیب سکو، مقطع هندسی پایه و شکاف میانی (5) ترکیب سکو، مقطع دایره ای و جفت شکاف کناری در سه موقعیت قرار گیری مختلف (6) سکو، مقطع هندسی دایره ای و شیب جانبی (سه شیب مختلف مورد بررسی قرار گرفته است) (7) ترکیب سکو، مقطع هندسی دایره ای، شیب جانبی و شکاف میانی. در گروه اول با بررسی چهار ارتفاع 5، 6، 7 و 8 سانتیمتر برای سکو، سکوی 6 سانتیمتری با کاهش 46 درصد عمق فرسایش موثرترین روش بوده است. در پایه¬های گروه دوم مدل عدسی شکل با کاهش 60 درصد عمق فرسایش بهتر از سایر مدل¬ها بوده است. در گروه سوم ترکیب مقطع هندسی با سکو، موجب کاهش 64 درصدی آبشستگی در پایه عدسی شکل شده ولی در مقاطع مستطیلی گرد گوشه و بیضی تشدید آبشستگی را به همراه داشته است. در گروه چهارم، ایجاد شکاف در پایه مستطیلی گرد گوشه قابل توجه بوده لیکن در سایر مدل¬ها تاثیری نداشته است. در پایه¬های با شکاف کناری، در مقطع دایره¬ای گرفتگی زود رس شکاف، کارایی آن را از بین برده است اما در مقطع مستطیلی گرد گوشه 43 درصد کاهش آبشستگی مشاهده شده است. در مدل¬سازی عددی با فلوئنت، سه مدل آشفتگیstandard ،rsm و les مورد مطالعه قرار گرفته اند. در این راستا منحنی¬های سرعت، تراز سطح آب، گردابه¬های پیرامون پایه و نیز توزیع تنش¬های برشی مورد مقایسه قرار گرفتند. همچنین تنش¬های برشی بی بعد شده در اطراف مدل پایه¬های مستطیلی گرد گوشه، عدسی و بیضی مورد مقایسه قرار گرفته است. مدل¬سازی¬های انجام گرفته تاثیر مثبت مقطع عرضی عدسی در کاهش میزان تنش¬های برشی بحرانی و نیز کوچک¬تر شدن این نواحی را نشان دادند. میزان درصد کاهش تنش برشی بستر در این مقطع برابر 43 درصد نسبت به پایه دایره¬ای ساده می¬باشد. شکاف نیز نقش حفاظتی موثری در کاهش تنش¬های برشی بستر داشته و در تمامی مقاطع موجب کاهش مقدار آن گردیده است.

در طول دو دهه گذشته انرژی باد به عنوان منبع سازنده ی الکتریسیته بسیار مورد توجه قرار گرفته و ساخت الکتریسیته با استفاده از این منبع به شدت درحال افزایش است. درمیان تکنولوژی های موجود برای تولید انرژی الکتریسیته از باد، توربین های بادی اصلی ترین نقش را ایفا می کنند که در این میان توربین های بادی فراساحلی بخش قابل توجهی از این نقش را بر عهده دارند که میزان توجه به این بخش روزانه در حال افزایش است. سازه های فراساحلی همچون توربین های بادی برخلاف دیگر انواع سازه ها در محیطی دینامیکی قرار دارند، نیروهای اصلی ایجاد کننده ی این محیط دینامیکی موج و باد هستند، این نیروها، لرزش های سازه ای، بارهای خستگی و بارهای شدید قابل توجهی را به پره های توربین، سکوی سازه و دیگر اجزا آن وارد می کنند. یکی از راه های کاهش بار، سیستم های کنترل سازه است که در گستره ی بسیار زیادی در مهندسی عمران و به منظور بهبود بخشیدن به پاسخ سازه کاربرد دارد. سیستم های کنترل سازه دارای سه نوع کلی است که یکی از این سه نوع، سیستم مستهلک کننده ی انرژی غیر فعال، این سیستم از تجهیزات مکانیکی برای استهلاک بخشی از انرژی ورودی سازه استفاده می کند و با این استهلاک موجب کاهش پاسخ های سازه و نتیجتا کاهش آسیب های سازه ای می شوند.کاربرد تکنیک کنترل سازه در توربین های بادی یک موضوع کاملا جدید است، در سال 2009 اولین توربین بادی شناور در نروژ نصب شد و تا سال 2010 تنها سیستم کنترلی غیرفعال سازه ای در توربین های بادی بررسی شده است، که این تحقیقات نیز محدود به سازه های فراساحلی پایه ثابت بوده و نیز در آنها مدل های ساده شده ی توربین بادی بجای مدل آیرو-الاستیک کدهای طراحی توربین های بادی بهره گرفته شده است. در این تحقیق کارایی استفاده از میراگر جرمی تنظیم شونده در توربین ها مورد بررسی قرار گرفته و انواع شاخص های عملکردی در این ارزیابی مورد توجه قرار خواهد گرفت. با توجه به این که انرژی های تجدید پذیر امروزه یکی از راه های اصلی تولید الکتریسیته است و در این بین توربین های بادی نقش بسزایی دارند، کنترل سازه ای توربین ها به منظور کاهش بارهای وارد بر آنها و نیز کاهش لرزش بوجود آمده در آنها می تواند کمک شایانی به هزینه های تولید توربین ها بنماید.

تحلیلهای گسترده در تعداد زیادی از اتصالات جوشی لولهای در سازههای دریایی نشان دادند که عمر خستگی تنها به مقدار تنش بحرانی بستگی ندارد، بلکه به نحوه توزیع تنش در جداره عضو اصلی ، که خود متأثر از پارامتر درجه خمش ) (dob است نیز وابسته است. پارامتر ) (dob به صورت نسبت تنش خمشی به مجموع تنشهای خارجی یا نسبت تنش خمش به مجموع تنش پوستهای و تنش خمشی قابل تعریف است. نمونههای تست عمر خستگی نشان دادهاند که در اتصالات با مشخصات هندسی غیریکسان با مودهای بارگذاری غیریکسان ولی تنش بحرانی یکسان، تعداد سیکلهای بارگذاری منجر به شکست متفاوت است. یعنی وجود مقدار یکسان تنش بحرانی نمیتواند دلیلی برای رفتارهای یکسان و عمر خستگی برابر باشد. این تفاوتها میتواند در نسبت رشد ترکها نقش ایفا کند که باز بستگی به نوع توزیع تنش دارد. در نتیجه مقدار پارامتر درجه خمش ) (dob در توزیع تنش، نقش مهمی در مسأله طراحی ایفا میکند. تخمین دقیق پارامتر درجه خمش در اتصالات لولهای، برای بهبود دقت تخمین عمر خستگی تعیین شده بر اساس منحنی تنش-تکرار ) (s-n و نیز نحوه گسترش ترکهای خستگی در محاسبات مکانیک شکست، موثر و مورد نیاز است. با توجه به اینکه مطالعات پارامتری برای بررسی پارامتر درجه خمش برای اتصالات k شکل تحت بارگذاری خمش داخل صفحه و خمش خارج از صفحه وجود ندارد، لذا در پایاننامه حاضر به تحلیل 18 مدل اتصال لولهای k شکل پرکاربرد در سازههای دریایی تحت چهار نوع مختلف بارگذاری خمشی با استفاده از نرمافزار اجزای محدود ansys پرداخته شده است و تأثیر پارامترهای هندسی بیبعد اتصال روی مقادیر پارامتر درجه خمش در نقاط crown toe ، crown heel و saddle ، که سه نقطه مهم در محل اتصال عضو اصلی به عضو مهاری میباشند، بررسی گردیده است. برای صحتسنجی نتایج تحلیل اجزای محدود نیز، مدل اتصال k شکل تحت بارگذاری محوری ساخته شد و نتایج حاصل از تحلیل با مقادیر حاصل از معادلات ذکر شده در تحقیقات گذشته مقایسه گردید.

آغاز بررسی ها و تحقیقات در مورد بار انفجاری در داخل آب، از شروع جنگ جهانی دوم و پیدایش نیازهای اساسی برای تحقیق در این حوزه، لزومات تحقیق در زمینه پدافند غیرعامل را گسترش داد. بررسی این مهم در خصوص سد و انفجار داخل مخزن آن به دلیل اهمیت فوق العاده این ابرسازه لازم و ضروری به نظر می رسد. انفجار، پدیده دینامیکی با سرعت بالا با تولید دو نوع پارامتر مهم که اصلیترین آن موج شوک حاصله می باشد، با تولید فشار بیشتر در یک زمان کوتاه باعث به وجود آمدن فشار هیدرودینامیکی فوق العاده می گردد. بررسی تاثیر این فشار فوق العاده ناشی از بار انفجاری در داخل مخزن، بر سدهای وزنی بتنی موضوع بررسی این پایانامه می باشد که در دو مدل از دو سد با هندسه و مشخصات مصالح معین با رفتار خطی برای مدل اول و رفتار خطی و غیرخطی مصالح بتن سازه سد برای مدل دوم بررسی گردید. ابتدا صحت حل مدل سازی سیستم سد- مخزن با تحقیقات تحلیلی صورت گرفته که انطباق کامل را نشان داد، بررسی شد. در ادامه سیستم سد- مخزن- پی در نرم افزار اجزای محدود آباکوس با تحلیل دینامیکی صریح و مخزن آکوستیکی با پی انعطاف پذیر و دو بار انفجاری در ارتفاعات قائم و فاصله های افقی مختلف مدل سازی شد. نتایج حاکی از آن است که جابجایی های نقاط مختلف از بدنه سد در جهت افقی به شکل تقریبا سینوسی و در این جهت بیشتر از حالت قائم می باشد. در نظر گرفتن رفتار غیرخطی جابجایی ها را افزایش داده و تغییرمکان ماندگار به علت ایجاد ترک در بدنه را سبب می شود. جابجایی در محل نزدیک نقطه انفجار با جابجایی تاج سد تقریبا یکسان می باشد. مقایسه تغییر موقعیت ارتفاعی بار انفجاری حاکی از آن است که قرار گرفتن بار انفجاری در قسمت میانه از مخزن، میزان شتاب بیشتری ایجاد می کند. توزیع تنش با شروع انفجار از محل نقطه انفجار آغاز می شود که این تنش ها در پوسته بیرونی وجه پایین دست سد بیشتر از وجه بالادست و نزدیک نقطه انفجار می باشد. همچنین در نظر گرفتن رفتار غیرخطی در مقایسه با رفتار خطی تغییر محسوسی را در تنش سبب نمی شود.