چکیده استفاده از سازه های بتنی با قطعات پیش ساخته باعث دستیابی به سرعت و کیفیت بالا در ساخت وساز شده و هزینه های ساخت و ساز را تا حدودی کاهش داده است. اما نگاهی گذرا به خسارت های ناشی از زلزله های گذشته، نشان می دهد که اصولا تخریب در ساختمان های پیش ساخته، به دلیل ضعف در ناحیه اتصالات آن ها صورت گرفته است، در صورتی که اعضای پیش ساخته یا اصلا خسارت ندیده اند و یا دچار خسارت-های ناچیزی شده اند. این مشاهدات بیان کننده این واقعیت اند که طراحی و اجرای اتصالات در ساختمان های پیش ساخته از اهمیت خاصی برخوردار بوده و باید توجه بیشتری به آن ها شود. در پایان نامه حاضر سعی شده است با تحلیل استاتیکی غیر خطی چند نمونه اتصال پیش ساخته، رفتار آنها با نمونه یک پارچه مقایسه گردد و از لحاظ سختی، مقاومت و شکل پذیری دسته بندی شوند. ابتدا اتصالات مورد مطالعه با در نظر گرفتن فرضیاتی طراحی شدند. پس از طراحی اتصالات پیش ساخته مطالب مربوط به مدل سازی مورد بررسی واقع شد. بر این اساس ابتدا نحوه مدل سازی اتصال یک پارچه توسط نرم افزار ansys تشریح شده است و جهت بررسی و ارزیابی صحت نتایج تحلیل غیر خطی یک اتصال یک-پارچه با نام a-m-z4 از فاز اول برنامه تحقیقاتی انجام شده در موسسه ملی استاندارد و تکنولوژی آمریکا انتخاب و نتایج تحلیل غیرخطی با نتایچ آزمایشگاهی مقایسه شده است. مقایسه نتایج نرم افزار و آزمایشگاه نشان می دهد که تطابق مناسبی بین نتایج تجربی و تحلیلی وجود دارد. سپس اتصالات پیش ساخته با استفاده از المان های تماس بین سطوح مختلف در نرم افزار ansys مدل سازی شدند و با بدست آوردن منحنی بار تغییر مکان هر اتصال، اتصالات از لحاظ مقاومت، سختی و شکل پذیری مورد ارزیابی قرار گرفتند. البته با توجه به تحلیل های انجام شده و تاثیر گذار بودن مقاومت فشاری بتن در رفتار اتصالات، هر اتصال پیش ساخته در سه نوع متفاوت با مقاومت های فشاری بتن 30، 35 و 40 مگاپاسکال مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت. نتایج تحلیلی نشان دادند که در هر اتصال پیش ساخته با افزایش مقاومت فشاری بتن سختی اتصال تغییری زیادی نمی کند ولی میزان بار نهایی قابل تحمل مقطع و شکل-پذیری اتصال بیشتر می شود. ضمنا تمام اتصالات پیش ساخته مورد مطالعه در این پایان نامه به جز اتصال sp4 از لحاظ سختی تقریبا با اتصال یک پارچه معادل برابری می کند ولی بار نهایی قابل تحمل مقطع و شکل پذیری اتصال یک پارچه بسته به نوع مقاومت بتن در مواردی کمتر و در مواردی بیشتر از اتصال یک پارچه معادل می باشد. بنابراین با توجه به تحلیل های انجام شده می توان گفت که اتصالات پیش ساخته طراحی شده در این پایان نامه جایگزین مناسبی برای اتصال یک پارچه معادل می باشد و می توان از آنها در ساختمان های پیش ساخته بتنی استفاده نمود. کلمات کلیدی بتن پیش ساخته، اتصال تیر به ستون، تحلیل استاتیکی غیرخطی، سختی، مقاومت، شکل پذیری.

اتصالات تیر- ستون در قاب های بتن مسلح از جمله عناصر کلیدی در تعیین رفتار سازه در مقابل انواع بارها می باشد. نگاهی گذرا به خسارت های ناشی از زلزله های گذشته، نشان می دهد که در اکثر موارد تخریب در ساختمان های بتن مسلح، به دلیل ضعف در ناحیه اتصالات آنها صورت گرفته است، در صورتی که سایر اعضای سازه ای یا اصلاً خسارت ندیده اند ویا دچار خسارت های ناچیزی شده اند. از آنجاییکه امروزه بسیاری از سازه های موجود در نواحی لرزه خیز بر اساس ضوابط طراحی لرزه ای آیین نامه های مدرن طراحی و ساخته نشده اند، در نتیجه اعضای سازه ای بویژه اتصالات تیر- ستون از ظرفیت شکل پذیری و مقاومت کافی برخوردار نبوده، که این امر منجر به، به خطر انداختن اینگونه سازه ها و ساکنان آن در هنگام وقوع زلزله های قوی می شود. حال با توجه به این امر نیاز به ارزیابی دقیق تر ظرفیت سازه ای اعضای بتنی در عملیات بهسازی لرزه ای احساس می شود. اما ازآنجاییکه تا به امروز ضوابط ارزیابی رفتار بعضی از اعضای سازه ای همچون اتصالات تیر- ستون بتن مسلح همچنان برپایه قضاوت مهندسی و فاقد اطلاعات تحلیلی و آزمایشگاهی منسجم وجامع بوده، نیاز به انجام تحقیقاتی در این زمینه بجا و مورد نیاز جدی بنظر می رسد. در پایان نامه حاضر هدف اصلی بررسی وارزیابی رفتار غیرخطی اتصالات تیر- ستون بتن مسلح میانی بمنظور ارزیابی دقیق تر ظرفیت سازه ای آن و همچنین ارائه یک مدل تحلیلی برای شبیه سازی پاسخ این اتصالات و تأثیر آن بر پاسخ کلی سازه می باشد. بدین منظور سه نمونه اتصال مبنای آزمایشگاهی a-m-z-4،b01و d07که توسط محققین مختلف مورد آزمایش قرار گرفته اند انتخاب، و سپس با تغییر در نیاز برشی این اتصالات ده نمونه تحلیلی جدید تعریف گردیدند. در ابتدا نحوه مدل سازی اتصالات توسط نرم افزار ansys تشریح شده است و جهت بررسی و ارزیابی صحت نتایج تحلیل غیرخطی سه اتصال مبنای آزمایشگاهی مذکور انتخاب و نتایج تحلیل غیرخطی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. مقایسه نتایج تحلیلی حاصل از نرم افزار و نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که تطابق مناسبی بین نتایج تجربی و تحلیلی وجود دارد. در مرحله بعد، تأثیر رفتار و سختی چشمه اتصال بر پاسخ کلی اتصالات مبنا بررسی شد. سپس برای ارزیابی عملکرد این اتصالات تأثیر پارامترهای مختلفی همچون نسبت بار محوری ستون، نسبت نیاز برشی اتصال و شرایط آرماتورگذاری عرضی بر رفتار این اتصالات بررسی شده و در هر قسمت منحنی های رفتاری مربوطه ارائه شده است. در ادامه منحنی های رفتاری حاصل از تحلیل اجزاء محدود اتصالات مورد مطالعه، در گروه های مشخص دسته بندی شده و مقادیر حداکثر کرنشی برشی اتصال با مقادیر پیشنهادی دستورالعمل-های ارزیابی لرزه ای همچون fema356 و asce/sei41-06 مقایسه شده است. نتایج حاصل از تحلیل اجزاء محدود اتصالات مورد مطالعه نشان دادند که این آیین نامه هاکرنش برشی اتصال متناظر با نقطه افت حداکثر مقاومت(d) را برای اتصالات میانی با شرایط آرماتورگذاری عرضی سازگار و نیاز برشی کمتر از 5/1، دست پایین و بصورت محافظه کارانه ودر مقابل این مقدار را برای اتصالات میانی با نیاز برشی بزرگترمساوی 5/1 دست بالاتخمین می زنند. برای اتصالات با شرایط آرماتورگذاری عرضی ناسازگار نیز بسته به فاصله آرماتورهای عرضی در طول ناحیه مفصل خمشی خمیری و همچنین در طول ناحیه چشمه اتصال، نسبت بار محوری و نیاز برشی اتصال، این آیین نامه ها مقدار d را بصورت محافظه کارانه و دست پایین و گاهاً دست بالاتخمین می زنند. در ادامه با توجه به این نتایج و با در نظر گرفتن تأثیر پارامترهای موثر بر رفتار اتصالات، پیشنهاداتی برای تعیین مقادیر حداکثر کرنش برشی اتصال(d) ارائه شده است. همچنین مدل های سختی اولیه پیشنهادی آیین نامه های مذکور مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل نشان دادند که این مدل ها، سختی اولیه اتصالات را بسته به نسبت نیاز برشی اتصال و بار محوری آن، دست بالاوگاهاً دست پایین و محافظه کارانه تخمین می زنند. در آخرین مرحله از این پایان نامه، یک مدل تحلیلی عملی و قابل اجرا در نرم افزارهای تجاری مرسوم برای شبیه سازی رفتار الاستیک و غیرالاستیک اتصالات تیر- ستون بتن مسلح ارائه شده است. برای ارزیابی این مدل تحلیلی ارائه شده از 20 نمونه اتصال آزمایشگاهی که توسط محققین مختلف آزمایش شده اند، استفاده شد. نتایج حاصل از ارزیابی مدل تحلیلی ارائه شده، نشان دهنده توانایی قابل قبول این مدل در شبیه سازی رفتار خطی و غیرخطی اتصالات تیر- ستون بتن مسلح می باشد. با مقایسه میان نتایج تحلیل عددی و آزمایشگاهی انطباق خوبی میان نتایج حاصل گردید. از قابلیت های این مدل سازی استفاده از این مدل در قاب های بتن مسلح جهت ارزیابی صحیح تر پاسخ و رفتار قاب های موجود می باشد.

چکیده یکی از انواع سیستم های مقاوم در برابر نیروی زلزله سیستم دیوار برشی بتنی می باشد که به دلیل عملکرد مناسب آن در مقابل نیروهای جانبی از جمله زلزله مورد استفاده گسترده ای در سازه های متوسط و بلند مرتبه قرار گرفته است. در بسیاری از موارد، دیوارهای برشی بنا به ملزومات معماری از جمله در، پنجره و یا عبور تأسیسات مکانیکی وبرقی نیازبه بازشدگی خواهند داشت. وجود بازشدگی در دیوار بر رفتار آن در هنگام مقابله با نیروهای جانبی تأثیر گذار خواهد بود. نسبت ابعاد باز شو و همچنین تعداد وموقعیت مکانی آن در دیوار از مهمترین عوامل تأثیر گذار بر رفتار مقاومتی و لرزه ای دیوارهای برشی دارای بازشو می باشد. علیرغم اهمیت و گستردگی استفاده از این نوع دیوارها هنوز اطلاعات کامل و جامعی از مشخصه های لرزه ای همانند ضریب رفتار، مقاومت نهایی، شکل پذیری و تاثیر مودهای بالاتر در دیوارهای با بازشوهای غیر منظم موجود نمی باشد. هدف از این تحقیق بررسی پارامتر های ذکر شده در این دیوارها با استفاده از روش تحلیل pushover می باشد. در این تحقیق دیوارهای 5، 10 و 15 طبقه دارای بازشوهای با اندازه 5 و 20 درصد مساحت طبقه و موقعیت مکانی متفاوت به صورت مرکزی، با خروج از مرکزیت به صورت یک طرفه و همچنین یک در میان در برنامه یperform 3d مدل گردیدند و آنالیز استاتیکی غیر خطی(pushover) بر روی آنها انجام گرفت. نتایج بیان کننده ی شکل پذیری بیشتر و ضریب رفتار بزرگ تر برخی از این دیوارها نسبت به دیوارهای بدون بازشو می باشد. به صورت کلی بازشوهای خاصی با ابعاد محدود در جهت بهبود رفتار لرزه ای عمل خواهند کرد و تنها محدودیت استفاده از آنها کاهش مقاومت نهایی است که با مطالعه ی دقیق و پارامتریک این عوامل می توان با طرحی مناسب از آنها در سازه استفاده نمود. همچنین به منظور کنترل تغییر مکان هدف به منظور تخمین تغییر مکان دقیق سازه های دارای دیوار برشی در هنگام وقوع زلزله، تمامی دیوارها تحت آنالیز دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی نیز قرار گرفتند. نتایج حاکی از تخمین دست پایین اعداد تغییر مکان هدف برای تخمین جابجایی سازه در هنگام زلزله بود. کلمات کلیدی: دیوارهای برشی بتن آرمه، بازشو، آنالیز استاتیکی غیر خطی، ضریب رفتار

هدف اصلی در این پایان نامه بدست آوردن توابع گرین عددی برای محیط لایه ای دارای مرزهای جاذب نامنظم تحت اثر امواج ریلی است. فرمول بندی مسأله بر اساس روش لایه های نازک (tlm) صورت پذیرفته است. وجود مرزهای طبیعی در خاک نظیر پی ها و گسل ها که قطعاً غیرقائم هستند اهمیت توسعه مرزهای جاذب نامنظم را نشان می دهد. در این تحقیق ماتریس سختی مرز نامنظم با درنظر گرفتن درجات آزادی فرضی در راستای عمق لایه ها استخراج می شود. سپس این درجات آزادی با درجات آزادی اولیه در محیط محدود میانی همساز می شوند که این همسازی از طریق تقسیم ناحیه ای که از بالا به مرز قائم محدود شده با تعداد متناسب هایپرالمان صورت می پذیرد. از آنجایی که ماتریس سختی هر هایپرالمان در دسترس است، بدست آوردن ماتریس سختی کل برای ناحیه مرز نامنظم به سادگی قابل انجام است. پس از آن با اعمال تراکم استاتیکی برای حذف درجات آزادی فرضی در ماتریس سختی کل می توان ماتریس سختی دینامیکی فقط برای گره هایی که روی مرز نامنظم قرار دارند را بدست آورد. اکنون تحلیل ناحیه محدود با مرزهای نامنظم ممکن بوده و در صورتی که بارها یا تحریکات واحد باشند، پاسخ محیط در واقع توابع گرین برای آن محیط خواهند بود. در مورد امواج لرزه ای می توان اشاره کرد که دو نوع از امواج منتشر شونده در زمین مد نظر هستند. امواج لاو با جهت حرکت ذرات عمود بر صفحه انتشار (جابجایی های خارج از صفحه) و امواج ریلی با جهت حرکت ذرات در صفحه انتشار (جابجایی های درون صفحه). اثبات شده که معادلات این دو نوع موج از یکدیگر مستقل هستند. بنابراین در این مورد می توان فقط یک نوع موج را برای تحلیل مدل خاک در نظر گرفت. با توجه به این که روش پیشنهادی مربوط به مرزهای نامنظم قبلاً به طور موفقیت آمیز برای انتشار امواج لاو به کار برده شده در این پایان نامه این روش برای امواج ریلی توسعه داده می شود. روش ارائه شده هایپرالمان های فشرده (chm) نام داشته که با مثال های متعددی صحت آن مورد بررسی قرارگرفته و دقت مناسبی در مقایسه با روش های دیگر از خود نشان داده است. تعداد متغیر هایپرالمان ها و ضخامت لایه های نازک، نشان دهنده این واقعیت است که روش پیشنهادی از بازدهی بالایی در میان روش های موجود تحلیل دینامیکی محیط های نامحدود برخوردار است.

هدف تحقیق حاضر، بررسی اثرات اندرکنش خاک و سازه و مجاورت سازه ها بر پاسخ لرزه ای آنها است. همچنین، روشی ساده، موثر و کارا به نام روش ناحیه نزدیک برای مدلسازی خاک زیر سازه در مسائل اندرکنش خاک و سازه و مجاورت سازه ها معرفی شده است. چهار تیپ سازه ?، ??، ?? و ?? طبقه، ? نمونه شتابنگاشت زلزله و ? تیپ ساختگاه ماسه ای و رسی (مطابق با تیپ iii استاندارد ????) با ضخامت لایه خاک به ترتیب ?? و ?? متر در نظرگرفته شده است. در مدلسازی، برای سازه ها رفتار خطی و در حالات خاص غیرخطی و برای خاک رفتار خطی شده معادل (و در حالات خاص غیرخطی و پلاستیک) فرض شده و تحلیل های دینامیکی اندرکنش خاک و سازه و مجاورت سازه ها با استفاده از روش مستقیم و مدلسازی هندسی سه بعدی انجام گردیده است. به طور کمی، اندرکنش خاک و سازه منفرد عمدتا باعث افزایش جابجایی جانبی نسبت به پای سازه (حداکثر ?? درصد در بام و ?? درصد در طبقه اول برای سازه های بلند) و کاهش برش طبقات آن (حداکثر حدودا ?? درصد در طبقه اول و ?? درصد در طبقه بام ساختمان های بلند) می شود. در ساختمان های کوتاه (? طبقه) این پدیده منجر به کاهش پاسخ جابجایی جانبی سازه (به طور میانگین ?? درصد) و همچنین کاهش برش طبقات (به طور میانگین حدود ?? درصد در طبقه اول و ?? درصد در طبقه بام) می شود. مجاورت دو سازه نیز باعث افزایش بیشتر پاسخ جایجایی سازه کوتاه تر (حداکثر تا ?? درصد در طبقه اول) و کاهش بیشتر برش طبقات آن (حداکثر تا ?? درصد برای طبقه اول و حدودا ?? درصد در طبقه بام) نسبت به اندرکنش خاک و سازه منفرد برای سازه کوتاه تر و افزایش کمتر پاسخ جابجایی (حداکثر تا ?? درصد در طبقه اول) و کاهش کمتر برش طبقات (حداکثر تا ?? درصد در طبقه بام برای بلندترین سازه) نسبت به اندرکنش خاک و سازه برای سازه بلندتر می شود. درصد تغییرات به خاطر اندرکنش خاک و سازه و یا مجاورت در مجموع در ساختگاه عمیق تر بیشتر دیده شد. به این ترتیب، می توان گفت که در تیپ بندی آیین نامه ای زمین اثر عمق آن نیز باید لحاظ شود. همچنین در رابطه با فاصله دو سازه مجاور، مشاهده شده است که افزایش فاصله بین دو سازه مجاور باعث نزدیک شدن پاسخ سازه ها به حالت اندرکنش خاک و سازه منفرد هر یک از آنها می شود. نتیجه دیگر به دست آمده این است که اثرات موضعی این دو پدیده بیشتر در طبقات تحتانی سازه ها (برای جابجایی) و در طبقات فوقانی آنها (برای نیروی برشی) مشاهده شده است. در نهایت، برای کاربردی تر شدن نتایج این تحقیق، به بسط و ارائه روابط نیمه تحلیلی برای تخمین زمان تناوب سازه ها و پاسخ های جابجایی جانبی و برش طبقات آنها در حالت های اندرکنش خاک و سازه منفرد و مجاورت سازه ها پرداخته شده است.

در تحقیق حاضر، سازه های بتن آرمه با قاب خمشی بر اساس کمینه کردن شاخص خسارت با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده اند . خسارت در یک عضو سازه ای فرآیندی است که در اثر بارگذاری بر روی آن ایجاد می شود و در صورتی که بارگذاری افزایش پیدا کند، این فرآیند نیز توسعه می یابد. خسارت وقتی در مورد یک عضو یا یک اتصال مطرح است به آن خسارت موضعی گفته می شود. ممکن است خسارت در یک طبقه از ساختمان مورد مطالعه باشد، بدیهی است این نوع خسارت ترکیبی از خسارت های موضعی اعضاء تشکیل دهنده آن طبقه خواهد بود که به آن خسارت طبقه اطلاق می شود. همچنین در صورتی که آسیب دیدگی کل ساختمان مورد نظر باشد به آن خسارت کلی گفته می شود. شاخص خسارت اندازه کمی (عددی) میزان خسارت وارد شده به یک عضو، طبقه و یا کل ساختمان را معین می نماید. بحث مربوط به اندازه گیری خسارت در ساختمان ها حدود سی سال است که در ادبیات فنی ظاهر شده است. پس از مطالعه بر روی انواع شاخص های خسارت ارائه شده در سال های اخیر، شاخص خسارت اصلاح شده پارک-آنگ به عنوان روش ارزیابی خسارت در این پایان نامه مورد استفاده قرار گرفت. از آنجا که محاسبه این شاخص خسارت نیاز به تحلیل های غیر خطی و دینامیکی دارد، از نرم افزار کدباز و قدرتمند opensees جهت این امر استفاده شد. سپس با نوشتن برنامه ای در محیط نرم افزار متلب و با فراخوانی خروجی های مورد نیاز از نرم افزار opensees ، شاخص خسارت اصلاح شده پارک-آنگ محاسبه گردید. در نهایت با بهره گیری از الگوریتم ژنتیک ، دو تیپ سازه 3 و 6 طبقه تحت سه زلزله طبس، منجیل و السنترو بهینه سازی شدند. در این پایان نامه سعی گردید علاوه بر کمینه کردن شاخص خسارت سازه در طول مراحل بهینه سازی، وزن سازه نیز کاهش یابد تا طرح بهینه از لحاظ اقتصادی نیز توجیه پذیر باشد. نتایج حاصل شده، بیانگر کارا بودن استفاده از الگوریتم ژنتیک به عنوان ابزاری جهت بهینه سازی می باشد

دراین پایانامه، به موضوع تاثیرپذیری پاسخ های غیرخطی سازه های چنددرجه آزاد ازپارامترهای شتاب نگاشت پرداخته شد. ازآن جاکه شتاب نگاشت های زلزله به عنوان تابع تحریکِ ورودی سیستم، یک فرآیندتصادفی هستند، لازم است برای مطالعه تاثیرپذیری پاسخ های سازه ازپارامترهای شتاب نگاشت، مطالعه آماری انجام شود. به همین منظورابتدا برای دراختیارداشتن یک مجموعه مناسب ازشتاب نگاشت به تولید شتاب نگاشت های مصنوعی پرداخته شد. با استفاده از روش بهینه یابی، ضرایب ثابت فیلترکانای- تاجیمی اصلاح شده بدست آمد. این ضرایب ثابت متناسب باطیف طرح آیین نامه استخراج شدند. تابع هدف بهینه یابی براساس حداکثرشدن تطابق طیف پاسخ شتاب نگاشت مصنوعی اولیه باطیف طرح آیین نامه تعریف گردید. برای انطباق طیفی شتاب نگاشت مصنوعی ازتبدیل موجک پیوسته ویک روش اصلاحی تکراری استفاده شد. هم چنین شتاب نگاشت تولیدشده به کمک تبدیل موجک به نحوی فیلترونویززدایی شد که نمودارتغییرمکان مسیرمناسب و حقیقی راطی کند. پس ازاین مرحله، سه قاب دوبعدی بتنی 1، 4و 8 طبقه براساس آیین نامه طراحی ودرنرم افزار opensees مدل سازی شده و هرکدام ازاین سازه ها تحت سه گروه 100 تایی شتاب نگاشت تحلیل شدند. گروه اول شتاب نگاشت های مصنوعی منطبق باطیف طرح ودوگروه 100 تایی دیگرمربوط به شتاب نگاشت های فیلترشده که ازشتاب نگاشت های گروه اول تولیدشدند. بااستخراج ماکزیمم پاسخ های سازه، ضریب همبستگی بین ویژگی های شتاب نگاشت ها وپاسخ های ماکزیمم وهم چنین تابع توزیع احتمال مقادیرماکزیمم برش پایه ودریفت ماکزیمم استخراج گردید. ازبررسی ضرایب همبستگی به نظرمی رسدپارامترماکزیمم شتاب زمین pga پارامترمناسبی برای به مقیاس درآوردن شتاب نگاشت ها نباشدوپارامترماکزیمم سرعت زمین pgv دراغلب مواردضرایب همبستگی بسیاربالاتری رابا پاسخ های سازه دارد. هم چنین درمیان پارامترهای موردبررسی، پارامتر شدت طیفی si بهترین پارامتربرای پیش بینی تاثیرپذیری پاسخ سازه می باشد. میزان ضرایب همبستگی با افزایش زمان تناوب سازه افزایش می یابد. هم چنین استفاده ازشتاب نگاشت های فیلترشده به خصوص درموردسازه های بازمان تناوب پایین ضرایب همبستگی راافزایش می دهد. علاوه برآن مشخص شدتوزیع آماری پاسخ های ماکزیمم به شتاب نگاشت های فیلترشده شباهت مناسبی با توزیع پاسخ های ماکزیمم سازه به شتاب نگاشت فیلترنشده دارد

افزایش جمعیت و نیاز به ساخت ابنیه در مدت کوتاه و با هزینه کم صنعت ساختمان سازی را بر آن داشته است که به استفاده از سازه های پیش ساخته روی آورد. پیش ساخته سازی به معنای ساخت سازه در کارگاه و اتصال آن در محل اجرای سازه می باشد. مزیت عمده استفاده از این صنعت، تولید قطعات به صورت انبوه و در کمترین مدت زمان است. از آن جایی که بتن به عنوان یکی از ارزان ترین و کارامدترین مواد اولیه برای صنعت ساختمان مطرح است استفاده از ساختمان های بتنی پیش ساخته اهمیت بسزایی یافته است. با وجود تحقیقات گسترده بر روی عملکرد این ساختمان ها در مناطق با خطر لرزه ای کم، در نتیجه پاره ای از مسائل که به طور حل نشده ای باقی مانده اند، صنعت پیش ساخته سازی به پتانسیل کامل خود به خصوص در مناطق با خطر لرزه ای زیاد نرسیده است. این مشکلات برخاسته از نوع اتصالات ساختمان های پیش ساخته است که باعث ایجاد تفاوت در رفتار اینگونه سازه ها به خصوص رفتار لرزه ای آن ها در مقایسه با سازه های یکپارچه معادلشان شده است. به همین دلیل اطلاعات جامعی در مورد رفتار لرزه ای ساختمان-های پیش ساخته وجود ندارد. امروزه بیشتر طراحی لرزه ای در آیین نامه های ساختمانی با استفاده از روش های استاتیکی معادل که بر اساس طیف خطی زلزله است صورت می گیرد. در این بین ضریب رفتار، مهم ترین ضریبی است که نشان دهنده و نمایان گر فلسفه طراحی بر اساس این روش است و ضریبی است که نشان دهنده رفتار سازه در مرحله غیر خطی می باشد که در بر دارنده شکل پذیری و اضافه مقاومت سازه در مرحله غیر ارتجاعی آن است که از سه ضریب کاهش نیرو، اضافه مقاومت و تنش مجاز تشکیل یافته است. از طرف دیگر در اکثر آیین نامه های لرزه ای، ضریب رفتار بر اساس نوع سیستم سازه ای به صورت عددی ثابت درج شده است. این در حالی است که این ضریب تابع عواملی چون پریود، شکل پذیری، شرایط خاک سایت و غیره... است. با توجه به تاثیری که اتصالات پیش ساخته بر عملکرد لرزه ای سازه های پیش ساخته و عواملی مثل پریود و شکل پذیری در این سازه ها دارد، ضریب رفتار این ساختمان ها در نتیجه رفتار متفاوت اتصالاتشان، متمایز از سازه های درجای معادلشان خواهد بود. بنابراین تعیین این ضریب در این سازه ها ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار قاب های پیش ساخته به صورت خمشی و دوگانه با تعداد طبقات 4، 6 و 8 و تعداد دهانه های 1، 3 و 5 مورد بررسی قرار گرفتند. در این بین، تاثیر چهار نوع اتصال رایج در صنعت پیش ساختگی به عنوان اتصال تیر به ستون و دو نوع اتصال در دیوارهای پیش ساخته که به صورت قائم و افقی هستند مورد توجه قرار گرفته است. همچنین از آنالیز پوش اور غیر خطی در سه شکل یکنواخت و مثلثی و مودال استفاده شده است. در پایان تاثیر عواملی از قبیل اتصالات پیش ساخته، تعداد دهانه ها، تعداد طبقات، تاثیر الگوهای بار جانبی و غیره... مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مدلسازی و تحلیل های انجام شده نشان داد در حالی که قاب های خمشی پیش ساخته ضریب رفتار کوچکتری نسبت به سازه های درجای معادلشان دارند، سیستم های دوگانه پیش ساخته می توانند ضریب رفتاری در حد یا حتی بیشتر از سیستم های دوگانه درجای معادلشان داشته باشند.

یکی از معمول ترین سیستم های باربر جانبی در ساختمان های امروزی دیوارهای برشی بتنی هستند. پیش بینی رفتار لرزه ای، آنالیز و طراحی صحیح این سیستم ها نیاز به یک مدلسازی صحیح، کارا و جامع دارد که بتواند رفتار مشابه واقعیت از خود نشان دهد. مدل تحلیلی باید قادر به پیش بینی مشخصه های پاسخ تناوبی دیوارهای برشی شامل سختی اولیه، نقطه تسلیم، تنزل سختی، زوال مقاومت، شکل منحنی هیسترتیک و اتلاف انرژی دیوارها باشند. مطالعات انجام شده نشان داد تعداد اندکی از تحقیقات موجود در مورد مدلسازی دیوارهای برشی سه بعدی می باشد و اطلاعات موجود در این زمینه بسیار اندک است. دیوارهای برشی با توجه به نسبت ابعادی آن ها که همان نسبت ارتفاع به عرض آن ها می باشد، دارای رفتارهای متفاوتی می باشند. در صورتی که نسبت ابعادی دیوار کوچک تر از یک باشد دیوار کوتاه و دارای رفتار برشی، در صورتی که نسبت ابعادی دیوار مابین یک و دو باشد دیوار دارای رفتار خمشی برشی و اگر نسبت ابعادی دیوار بزرگ تر از دو باشد دیوار دارای رفتار خمشی می باشد. هدف از این تحقیق، شرح، توسعه و مقایسه قابلیت های سه روش مدلسازی دیوارهای برشی بلند سه بعدی شامل مدل های با مقیاس کوچک (micro)، مدل های با مقیاس متوسط (meso) و مدل های با مقیاس بزرگ (macro) می باشد. از میان روش های اجزای محدود موجود از روش مدلسازی سه بعدی به کمک المان های solid و از میان روش های مزو موجود روش مدلسازی فایبر جهت مدلسازی مورد استفاده قرار گرفته و در ادامه بر اساس نتایج حاصل از مدل های دقیق تر مدل ماکرو جهت مدلسازی دیوارهای برشی سه بعدی در حالت مدلسازی صفحه ای و مدلسازی سه بعدی ارائه گردید. در بررسی قابلیت مدل های با مقیاس کوچک از نرم افزار abaqus ومدل های با مقیاس متوسط و بزرگ از نرم افزار opensees استفاده شده است. در ابتدای تحقیق بر اساس توانایی های نرم افزارهای موجود، داده های موجود در تحقیقات پیشین که در زمینه مدلسازی دیوارهای برشی با مقطع مستطیلی صورت گرفته بود و فرض هایی که در این تحقیق در نظر گرفته شد، دو روش اجزای محدود و روش فایبری به منظور مدلسازی دیوارهای برشی سه بعدی ارائه گردید. به منظور صحت سنجی و مقایسه روش های ارائه شده چهار نمونه آزمایشگاهی شامل دو دیوار با مقطع مستطیلی، یک دیوار h شکل و یک دیوار t شکل به وسیله دو روش ارائه شده مورد مدلسازی قرار گرفته و نتایج حاصل از مدلسازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده و صحت روش ها به اثبات رسید. در ادامه به منظور مقایسه توانایی های دو روش فایبر و اجزای محدود 9 دیوار برشی شامل دیوارهای برشی h شکل، t شکل و l شکل که هر یک در سه ارتفاع 15، 21 و 30 متری در نرم افزار etabs طراحی شده و به کمک روش های ارائه شده مدلسازی گردیدند. مقایسه نتایج حاصله از دو روش مدلسازی در مورد این دیوارها نشان داد مدل فایبری ارائه شده که زمان چند ساعته آنالیز به روش اجزای محدود را به چند دقیقه کاهش داده، دقت لازم را در برآورد رفتار موضعی و کلی دیوارها ایجاد می نماید. پس از اثبات دقت روش فایبری ارائه شده علاوه بر دیوارهای اولیه که دارای 6/0 درصد فولاد در سطح مقطع خود بودند دو دسته دیوار دیگر دارای 5/1 درصد و 2 درصد فولاد در سطح مقطع خود که هر دسته شامل 9 دیوار برشی شامل دیوارهای برشی h شکل، t شکل و l شکل که هر یک در سه ارتفاع 15، 21 و 30 متری در نظر گرفته شده اند، به کمک روش فایبری ارائه شده مدلسازی گردیدند. بر اساس فرض وقوع رفتار غیر خطی در تکیه گاه دیوار که نتایج حاصل از مدل های اجزای محدود و نتایج آزمایشگاهی موجود نیز این فرض را تایید می نمود، مدلی ماکرو به منظور مدلسازی صفحه ای دیوارهای برشی سه بعدی با فرض وقوع رفتار غیر خطی در یک فنر پیچشی نقطه ای در تکیه گاه دیوار و مدلسازی الاستیک ارتفاع دیوار ارائه گردید. 27 دیوار مدل شده به روش فایبری که دارای تنوع در شکل سطح مقطع، تنوع در نسبت ابعادی و تنوع در درصد فولاد سطح مقطع بوده اند به کمک روش ماکرو ارائه شده نیز مدلسازی گردیده و مقایسه نتایج حاصله با نتایج مدلسازی فایبری نشان داد مدل ماکرو که زمان آنالیز را در مقایسه با روش فایبری به یک سوم کاهش می دهد، در پیش بینی رفتار کلی دیوارها دارای دقت مناسبی می باشد. در ادامه سه دیوار h شکل دارای 6/0 درصد فولاد در سطح مقطع خود به همراه سازه کلی همراه آن ها که در نرم افزار etabs طراحی شده بودند به روش فایبری ارائه شده به صورت سه بعدی مدلسازی گردیدند و مشابه آنچه در حالت مدلسازی صفحه ای به منظور مدلسازی ماکرو ارائه گردیده بود مدلی ماکرو جهت مدلسازی سه بعدی اینگونه دیوارها ارائه شده و سه دیوار h شکل اشاره شده به کمک آن مدلسازی گردیدند. نتایج نشان داد مدل ماکرو سه بعدی ارائه شده علاوه بر برآورد صحیح رفتار کلی دیوار زمان آنالیز را نسبت به روش فایبر به یک سوم کاهش می دهد. در انتهای این تحقیق روش مدلسازی فایبری ارائه شده به منظور مدلسازی دیوارهای برشی بلند اصلاح گردید تا بتوان از آن به عنوان روشی جهت مدلسازی دیوارهای کوتاه استفاده نمود. مدلسازی یک دیوار کوتاه نشان داد روش فایبری اصلاح شده قادر به مدلسازی رفتار دیوارهای برشی کوتاه نیز می باشد.

ساختمان مجموعه ای از اجزاء سازه ای است که بوسیله ی اتصالات به یکدیگر پیوند یافته اند. در زمان طراحی سازه اگر تمام زوایای رفتاری اتصالات به خوبی مورد ارزیابی قرار نگیرند بصورت حلقه های ضعیف این پیوند در آمده و یا میزان دقت تحلیل سازه را تحت الشعاع قرار می دهند که در نتیجه ایمنی و خدمت دهی ساختمان را دچار مخاطره می سازد. در مدلسازی سازه ها اتصالات معمولاً به دو صورت کاملاً مفصلی و یا کاملاً صلب مدل می شوند، اما در عمل این اتصالات رفتاری بین این دو حالت حدی دارند و به صورت نیمه صلب رفتار می کنند. محققان از دیرباز اقدامات زیادی را برای بررسی رفتار اتصالات انجام داده اند. هدف از انجام برخی از این تحقیقات که همچنان نیز ادامه دارد استخراج یک منحنی رفتاری برای اتصال بوده است که میزان چرخش اتصال را در برابر لنگر وارد بر آن ارزیابی کند. از این منحنی که به منحنی لنگر- چرخش موسوم است برای در نظر گرفتن تأثیر اتصالات در مدلسازی و تحلیل سازه ها استفاده می شود. اما نگاهی اجمالی به این تحقیقات نشان می دهد که بخش بسیار گسترده ای از آن ها مختص استخراج این منحنی ها برای اتصالات پیچی بوده و در زمینه ی اتصالات جوشی که بطور گسترده ای در کشور ما استفاده می شوند هنوز اقدامات کافی صورت نگرفته است. صدمات به وجود آمده در اتصالات جوشی ساختمان های بلند مرتبه تحت اثر زلزله عاملی برای ایجاد بدگمانی در خصوص رفتار اتصالات جوشی در ذهن مهندسان بوده است. اما عقیده ی اهل فن بر این است که اگر استانداردهای مربوطه در طراحی و اجرای اتصالات جوشی بکار گرفته شود، نباید اشکال خاصی در رفتار اتصالات جوشی به وجود بیاید. نتایج تحقیقات انجام شده بر روی اتصالات جوشی و نحوه ی صحیح مسلح کردن آن ها پس از زلزه های 1994 نورث ریج و 1995 کوبه گواه خوب این ادعاست. با توجه به توضیحات فوق، هدف از انجام این تحقیق ارائه ی منحنی لنگر- چرخش برای اتصالات جوشی تیر به ستون با استفاده از تحلیل آن ها به روش اجزاء محدود است. بدین منظور ابتدا نتایج حاصل از 5 نمونه ی آزمایشگاهی از اتصالات جوشی با نتایج مدلسازی اجزاء محدود مقایسه شده که نتایج نشان دهنده ی این است که مدلسازی اجزاء محدود با دقت خوبی می تواند رفتار اتصالات را شبیه سازی کند. در مرحله ی بعد با استفاده از 210 نمونه ی مدلسازی شده در نرم افزار abaqus منحنی های لنگر- چرخش برای 5 نوع از اتصالات جوشی تعیین گردیده و میزان تأثیر هر یک از پارامترهای هندسی اتصال بر این منحنی مورد ارزیابی قرار گرفته است. اتصالات مورد بررسی اتصال با زوج نبشی جان، اتصال با نبشی بالا و پایین، اتصال با نبشی بالا و نشیمن سخت شده، اتصال خمشی با ورق بالا و پایین و اتصال خورجینی خمشی می باشند. برای اینکه بتوان منحنی های مذکور را بدون نیاز به مدلسازی برای هر نوع دلخواه از ابعاد هندسی اجزای اتصال بدست آورد یک رابطه ی ریاضی سه پارامتری به شکل تابع تانژانت معکوس پیشنهاد شده است که پارامترهای آن سختی اولیه، سختی پلاستیک و یک ضریب شکل به نام لنگر مرجع می باشند. در واقع با داشتن این سه پارامتر و با استفاده از این رابطه می توان منحنی لنگر- چرخش اتصال مورد نظر را رسم کرد. بخش اعظمی از این تحقیق در خصوص تعیین پارامترهای مدل پیشنهادی (رابطه ی تانژانت معکوس) برای اتصالات ذکر شده می باشد. این پارامترها با استفاده از یکسری روابط نیمه تحلیلی تعیین و با نتایج حاصل از مدلسازی اجزاء محدود مقایسه شده اند. همچنین در انتها برای اثبات کاربردی بودن مدل پیشنهادی پاسخ مدل ماکروی (مدل فنر پیچشی) یک نمونه از هر 5 نوع اتصال که در آن ها اتصالات توسط یک فنر پیچشی که منحنی رفتاری آن مطابق با مدل پیشنهادی می باشد با پاسخ حاصل از تحلیل اجزاء محدود نمونه مقایسه شده است. نتیجه ی این مقایسه حاکی از آن است که مدل پیشنهادی توانایی خوبی در مدلسازی اتصالات دارد.

امروزه با توجه به رشد روزافزون جمعیت و نیاز به روش های سریع ساخت و ساز، استفاده از سازه های بتنی پیش ساخته مورد توجه قرار دارد. این سازه ها ضمن سرعت بالای اجرا، کیفیت بهتری نسبت به سازه های بتنی درجاریز دارند. با وجود مزایای فراوان سیستم های پیش ساخته مشکلاتی نیز بر سر راه استفاده گسترده از این سازه ها وجود دارد. یکی از این مشکلات عملکرد ضعیف اتصالات سازه های پیش ساخته در مواجه با بارهای لرزه ای است. به طوری که ویرانی بسیاری از سازه های پیش ساخته در هنگام وقوع زلزله ناشی از شکست ایجاد شده در ناحیه اتصال بین اعضای پیش ساخته بوده است. استفاده از سیستم دیوار برشی بتنی پیش ساخته در ساختمان ها با وجود داشتن مزیت های پیش ساختگی، بدلیل کمبود ضوابط آیین نامه ای پیرامون طراحی لرزه ای اتصالات در آن ها با محدودیت هایی همراه است. بنابراین برای توسعه استفاده از دیوار های برشی بتنی پیش ساخته، بررسی های بیشتری در مورد رفتار لرزه ای اتصالات آن ها مورد نیاز است. در این میان با توجه به هزینه بالای مطالعات آزمایشگاهی، استفاده از روش عددی جامع و کارا که امکان پیش بینی رفتار لرزه ای این نوع از سازه ها را فراهم می کند، می تواند بسیار موثر واقع شود. هدف از انجام این پایان نامه، بررسی رفتار لرزه ای دیوارهای برشی بتنی پیش ساخته و مقایسه عملکرد آن ها با دیوارهای یکپارچه مشابه است. برای این منظور، از روش اجزا محدود و تحلیل غیر خطی با استفاده از مدلسازی در نرم افزار abaqus استفاده می گردد. برای همین ابتدا چندین دیوار برشی بتنی با تعداد طبقات 4، 6 و 8 طبقه به دو روش یکنواخت و کشش- فشار (با و بدون اجزای لبه ) طراحی شده، سپس در نرم افزار به دو صورت یکپارچه و پیش ساخته مدلسازی شده و تحت بار جانبی قرار گرفتند. برای اتصال پانل های دیوار پیش ساخته از دو نوع اتصال رایج در صنعت پیش ساختگی، اتصال اسلیو و پلیت استفاده شد. در ادامه، مقایسه ای از نظر میزان مقاومت، شکل پذیری، جذب انرژی و الگوی ترک خوردگی بین دیوارهای مشابه در دو حالت یکپارچه و پیش ساخته تحت بارگذاری لرزه ای صورت گرفت. نتایج مدلسازی و تحلیل عددی نشان داد در دیوارهای پیش ساخته با اجزا لبه، مقاومت نهایی با اختلاف حداکثر 7 درصد بسیار نزدیک به نتایج مقاومت نهایی دیوارهای یکپارچه می باشد، در صورتیکه در دیوارهای بدون اجزای لبه این اختلاف حداکثر به 16 درصد می رسد. دیوارهای پیش ساخته در مقایسه با دیوارهای یکپارچه شکل پذیری کمتری نشان دادند. حداکثر اختلاف شکل پذیری دیوارهای پیش ساخته در مقایسه با دیوارهای یکپارچه با و بدون اجزا لبه بترتیب 6/53 و 3/42 می باشد. علاوه بر این نتایج حاکی از آن می باشد که اتصالات قائم در رفتار دیوارهای پیش ساخته با اجزای لبه نسبت به اتصالات افقی تاثیرگذارتر می باشند. لذا تقویت بیشتر این اتصالات می تواند تاثیر بسزایی در بهبود عملکرد دیوارهای پیش ساخته با اجزای لبه داشته باشد. همچنین بست اسلیو برای اتصال پانل ها در مقایسه با اتصال پلیت عملکرد بهتری نشان می دهد.

سازه های فلزی در مناطق لرزه خیز جهت تأمین معیارهای سختی، مقاومت و شکل پذیری در برابر نیروهای زلزله طراحی می شوند. سختی سازه جهت محدود ساختن خسارت در اعضای غیرسازه ای و هم چنین کاهش اثرات مرتبه دوم باید تا اندازه مناسبی بزرگ باشد. مقاومت کافی اعضای سازه جهت انتقال ایمن نیروها و ممان های ایجاد شده در سازه ضروری است. شکل پذیری مناسب سازه نیز منجر به استهلاک انرژی ورودی زلزله و در نتیجه کاهش نیروهای زلزله می گردد. جذب انرژی در این نوع سازه ها از طریق ایجاد تغییر شکل های غیرالاستیک در محل های خاصی که مفاصل پلاستیک نامیده می شوند صورت می گیرد. از طرفی ترمیم چنین خسارت هایی بعد از زلزله بسیار پر هزینه، زمان بر و در مواردی غیر ممکن است. با توجه به اهمیت سرعت ترمیم سازه ها و مقاوم سازی آن ها جهت مقابله با زلزله های آتی، ایده استفاده از سیستم های کنترل خسارت در سازه ها مطرح شده است. سیستم های کنترل غیرفعال جزء متداول ترین و ارزان ترین سیستم های کنترل خسارت هستند. در این سیستم ها جذب انرژی ورودی زلزله در وسایل مخصوصی که رفتار هیسترزیس پایدار و مناسبی دارند متمرکز میگردد. انواع مختلفی از میراگرهای انرژی، توسعه داده شده و در سازهها استفاده شدهاند. در این تحقیق میراگر ویسکوپلاستیک جدیدی توسعه داده شده است که از خواص مصالح ویسکوالاستیک و تسلیم مصالح فلزی جهت استهلاک انرژی بهره می برد. میراگر پیشنهادی ، دارای سرعت نصب و ترمیم بسیار بالایی بعد از تجربه یک زلزله قوی توسط سازه می باشد. با به کارگیری این میراگر در اتصالات خمشی تیر به ستون تا حد بسیار زیادی می توان از توسعه تغییرشکل های غیرالاستیک در اعضای اصلی سازه مثل تیر و ستون جلوگیری نمود. این در حالی است که سختی، مقاومت و ظرفیت استهلاک انرژی در سیستم پیشنهاد شده نسبت به اتصالات خمشی متداول در حد قابل قبولی باقی می ماند. جهت اطمینان از رفتار مناسب میراگر تحت بارهای چرخه ای، نمونه ای از میراگر ساخته و مورد آزمایش قرار گرفته است. در دو نمونه از این آزمایش ها جهت تعیین رفتار لایه لاستیکی، میراگر فاقد اعضای مستهلک کننده فلزی بوده است. دو نمونه مسلح به اعضای تسلیم شونده فلزی (موسوم به هسته های فولادی) از جنس های فولاد نرمه ساختمانی و فولاد زنگ نزن از نوع a304l نیز تحت تغییرشکل های چرخه ای مورد آزمایش قرار گرفته است. در هر مورد پاسخ میراگر به صورت منحنی های نیرو- تغییر شکل استخراج و ارائه گردیده است. سپس جهت تعیین رفتار اتصالات مجهز به چنین میراگرهایی، جزئیات شبیه سازی اجزا محدود با استفاده از نرم افزار آباکوس ارائه شده و مطالعه پارامتری بر روی آن انجام گردیده است. در هر نمونه اجزا محدودی منحنی های ممان- زاویه تغییر مکان نسبی طبقه و انرژی اتلاف شده در سیستم ارائه شده است. مشخص شده است که با استفاده از سیستم اتصال پیشنهادی می توان با حفظ سختی، مقاومت و شکل پذیری سازه از ایجاد تغییر شکل های غیر الاستیک در اعضای اصلی سازه جلوگیری نمود. در کنار این رفتار مناسب امکان اصلاح تغییر شکل های نسبی طبقه و هم چنین سرعت ترمیم بالای سیستم اتصال پیشنهادی، قابلیت های بالایی جهت استفاده در سازه های فولادی فراهم می آورد.

اندر کنش خاک و سازه به عنوان یک پدیده ی پیچیده که می تواند اثرات مثبت یا منفی بر روی عملکرد لرزه ای سازه ها داشته باشد شناخته می شود، ولی با توجه به اعتقاد عمومی به اثرات مثبت آن در عملکرد لرزه ای سازه ها، معمولاً از آن صرف نظر می شود. این در حالی است که اثرات اندرکنش خاک و سازه می تواند پاسخ های دینامیکی سازه را تغییر داده و این تغییرات، در نتیجه ارزیابی عملکرد سازه ها همانند فروریزش سازه ها می تواند نقش تعیین کننده داشته باشد. امروزه با گسترش کاربرد طراحی بر اساس عملکرد ضرورت لحاظ نمودن اثرات اندرکنش پیش از پیش نمایان شده است و نسل جدید آیین نامه های مبتنی بر عملکرد بر در نظر گرفتن تمامی عوامل تأثیر گذار بر عملکرد لرزه ای سازه ها از جمله اندرکنش خاک و سازه تاکید دارند. برای در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه بر روی سازه ها روش های متفاوتی موجود می باشد که گستره ی بزرگی از روش های محیط پیوسته تا روش های ماکرو را شامل می شود. در مطالعه ی پیش رو از روش تیر بر روی فونداسیون غیر خطی وینکلر به دلیل سادگی و دقت بالا، استفاده شده است. همچنین در این مطالعه فروریزش سازه در برگیرنده ی ناپایداری دینامیکی در اثر تغییر شکل های جانبی، تشدید اثر p-? به دلیل دریفت های میان طبقه ی زیاد و زوال مقاومت اعضای سازه ای می باشد. برای به دست آوردن ظرفیت فروریزش سازه از آنالیز دینامیکی فزاینده توسط یک دسته رکورد و رسم نمودار های شکنندگی فروریزش سازه استفاده شده است. در گزارشfema-p695 یک متدولوژی کاربردی جهت ارزیابی فروریزش سازه های طراحی شده توسط آیین نامه های لرزه ای تحت شدیدترین زلزله مورد انتظار موجود می باشد و در آن فروریزش قاب های بتنی ویژه بدون در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه مورد مطالعه قرارگرفته است. در این مطالعه قاب های بتنی خمشی ویژه 4، 8، 12 و 16 طبقه با مشخصات یکسان، برای خاک-های سفت، متوسط و نرم در قالب طبقات خاکb ، c وd طبق آیین نامه ی asce 7-10 توسط نرم افزار etabs تحلیل و طراحی شده و سپس با استفاده از مدل های غیر خطی که بیشتر قابلیت را در شبیه سازی فروریزش سازه ها دارا می باشند، مدل سازی شده است. در مدل سازی سازه ها از نرم افزار openseees استفاده شده است. این نرم افزار علاوه بر مدل سازی انواع مدل های رفتاری برای سازه، قابلیت بالایی نیز در مدل سازی اندرکنش خاک و سازه به انواع روش های مختلف را دارا می باشد. پس از مدل سازی قاب ها در محیط openseees از دو روش آنالیزی معمول به بررسی عملکرد فروریزش قاب های بتنی پرداخته شده است. در ابتدا از آنالیز استاتیکی غیر خطی جهت بررسی اولیه و در ادامه از آنالیز دینامیکی فزاینده جهت بررسی دقیق عملکرد فروریزش قاب ها برای دو حالت پایه صلب و پایه انعطاف پذیر استفاده شده است. بعد از انجام آنالیز دینامیکی فزاینده به محاسبه منحنی های احتمالاتی شکنندگی با استفاده از تابع توزیع لوگ نرمال و مقایسه ی اثرات اندرکنش خاک و سازه در فروریزش قاب های بتنی با تکیه گاه انعطاف پذیر در مقابل قاب های با تکیه گاه صلب پرداخته شده است. همچنین در ادامه ی محاسبه ی نمودار شکنندگی، ضرایب حاشیه ی فروریزش نیز برای دو حالت ذکر شده محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج حاصله از این تحلیل ها نشان دهنده ی افزایش احتمال فروریزش برای قاب های قرار گرفته بر روی تکیه گاه انعطاف پذیر در شتاب طیفی یکسان می باشد.

یکی از ساز ه های ضروری در تأسیسات صنعتی و سیستم های انتقال آب مخازن می باشند. مخازن با توجه به اهداف کاربردی آ ن ها، به صورت زمینی، هوایی، مدفون و یا نیمه مدفون ساخته می شوند. مخازن برای ذخیره ی مواد مختلفی مانند آب، نفت، نیتروژن، گازهای فشار بالا و بنزین استفاده می شوند. عمدتاً مخازن در دو فرم مستطیلی و استوانه ای ساخته می شوند. برای ذخیره ی آب از مخازن بتنی استفاده می شود. این مخازن برای اهداف مختلفی همچون ذخیره، تأمین فشار و آرام کننده ی جریان سیال استفاده می شوند. آسیب مخازن می تواند خسارت های مالی و حتی انسانی به همراه داشته باشد. همچنین لزوم تأمین آب برای جامعه ی زلزله زده پس از وقوع زمین لرزه، اهمیت بررسی عملکرد مخازن را در هنگام زلزله برای حفظ کاربری آن ها نشان می دهد. به دلیل استفاده گسترده از مخازن و همچنین آسیب پذیری آن ها در برابر زمین لرزه، آسیب های قابل توجهی در مخازن به هنگام زمین لرزه های پیشین مشاهده شده است. این آسیب ها گاهی باعث از دست رفتن کامل کاربری مخزن و از بین رفتن سیال ذخیره شده در آن می شود. برخی دیگر از آسیب ها باعث از دست رفتن کامل حجم محتویات مخزن نمی شود و می توان با صرف هزینه ای آن ها را بازسازی نمود. در این تحقیق رفتار دینامیکی مخازن بتنی استوانه ای آب مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای موثر در پاسخ دینامیکی مخازن همچون اثر صلبیت دیواره، اثر گیرداری اتصال کف، اثر شتاب قائم زمین و نسبت ارتفاع به قطر مخازن مورد ارزیابی قرار گرفته اند. همچنین به منظور بررسی آسیب پذیری این مخازن، منحنی های آسیب پذیری لرزه ای برای سه نوع مخزن با نسبت ارتفاع به قطر متناظر با 75/0، 5/0 و 25/0 ارائه شده است. علاوه بر این، اثر درصد پر شدگی مخازن در منحنی های آسیب پذیری لرزه ای با در نظر گرفتن سه حجم ذخیره ی مختلف برای یکی از مخازن بررسی شده است. طراحی این مخازن با استفاده از آیین نامه ی aci 350.3 انجام گردید، سپس به منظور تحلیل دینامیکی مخازن از نرم افزار آباکوس استفاده شده است. در ساخت مدل مخازن فرض شده که مخازن بر روی فونداسیون صلب قرار گرفته اند. یکی از مهم ترین مسائل در طراحی مخازن بتنی آب کنترل عرض ترک برای جلوگیری از نشت سیال و همچنین خوردگی آرماتورها در اثر تماس با سیال می باشد. علاوه بر این آگاهی از میزان ارتفاع آب ایجاد شده در اثر تلاطم سطح آب، به منظور در نظر گیری فاصله ی آزاد سطح آب تا سقف مخزن حائز اهمیت می باشد. از این رو در این مطالعه منحنی های آسیب بر مبنای عرض ترک بحرانی، ظرفیت خمشی مقطع دیوار و سر ریز سیال درون مخزن ارائه گردید. یکی از موارد مهم در خصوص رفتار دینامیکی مخازن مدور که به طور کافی در تحقیقات گذشته مورد بررسی قرار نگرفته است، اثر توأم شتاب افقی و قائم زمین در زلزله می باشد. نتایج تحلیل های عددی نشان داد که افزایش انعطاف پذیری مخازن اثر قابل توجهی بر سیال و به خصوص دیواره ی مخزن دارد. همچنین استفاده از اتصال مفصلی به جای اتصال گیردار در کف مخازن به شکل قابل توجهی حداکثر لنگر خمشی ایجاد شده در دیواره ی مخازن را کاهش می دهد. بر اساس نتایج عددی مشخص شد که باید اثر شتاب قائم زمین در طراحی مخازن با نسبت ارتفاع به قطر بالا، در نظر گرفته شود. همچنین منحنی های آسـیب پذیری لرزه ای برای وقوع ترک بحرانی و سر ریز سیال درون مخزن نشان داد که نسبت ارتفاع به قطر در مخازن و همچنین درصد پر شدگی آن ها دو عدم قطعیت مهم در پیش بینی آسیب پذیر مخازن بتنی استوانه ای می باشند.

امروزه با ورود دستورالعمل ها و فلسفه های جدید طراحی که از معیار رفتار برای طراحی سازه ها استفاده می کنند، موضوع برآورد عملکرد لرزه ای سازه ها از اهمیت بسیاری برخوردار گشته است و تحقیقات زیادی در این زمینه در حال انجام می باشد. در ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه ها بایستی عدم قطعیت های پیوند خورده با تقاضای لرزه ای و ظرفیت سازه ای در نظر گرفته شود. منحنی های شکنندگی، ابزاری رایج برای بررسی عملکرد سازه ها می باشند. در این میان، ساختمان های نامنظم بخش وسیعی از سازه های شهری را تشکیل می دهند. محدودیت های ناشی از ملاحظات معماری، کاربری و اقتصادی می تواند منجر به ایجاد نامنظمی در سازه شود. از آنجا که سازه های نامنظم رفتاری متفاوت نسبت به سازه های منظم رایج از خود نشان می دهند، ارزیابی عملکرد لرزه ای این سازه ها دارای اهمیت می باشد. هدف اصلی این تحقیق، ارزیابی آسیب پذیری سازه های نامنظم جرمی در ارتفاع، برای حالات حدی مختلف و در قالب منحنی های شکنندگی می باشد که با توجه به احتمالاتی بودن آن ها، این منحنی ها اطلاعات وسیعی را به شکلی ساده در اختیار مهندسین قرار می دهد. برای در نظر گرفتن پاسخ لرزه ای سازه ها آنالیز دینامیکی غیر خطی انجام شده است. برای در نظر گرفتن اثر تغییر پذیری رکورد های زلزله، این آنالیزها در قالب آنالیز دینامیکی افزایشی صورت گرفته است. شتاب طیفی در پریود اصلی سازه و جابجایی نسبی زاویه ای به ترتیب به عنوان مقیاس شدت زلزله و پارامتر تقاضای مهندسی انتخاب گردید. یک سازه مرجع منظم با توزیع جرمی مشابه با سازه های معمولی، تعریف و مواردی که بیانگر سازه های نا منظم هستند با اصلاح توزیع جرم در ارتفاع برای سازه مرجع (منظم) تعریف گردید. برای در نظر گرفتن نامنظمی جرمی در سازه، مطابق با آیین نامه asce 7-05 عمل گردید. برای هر قاب چهار حالت منظم، نامنظمی در طبقه ی بالا، نامنظمی در طبقه ی میانه و نامنظمی در طبقه ی پایین سازه در نظر گرفته شد تا نامنظمی در تمام ارتفاع سازه را پوشش دهد. آنالیز دینامیکی غیر خطی بر روی قاب های فولادی خمشی ویژه 5، 9، 12 و 15 طبقه با مدل سازی در نرم افزار opensees انجام پذیرفت. نتایج تحقیق نشان می دهد توزیع غیر یکنواخت جرم و به تبع آن خصوصیات المان های مقاوم جانبی در ارتفاع سازه، بر روی عملکرد لرزه ای سازه و به خصوص حالت حدی آستانه فرو ریزش و فروریزش موثر می باشد. این اثرات با توجه به ظرفیت شدت لرزه ای و بسته به مکان نامنظمی در ارتفاع سازه می تواند متفاوت باشد. نتایج نشان میدهد که با ایجاد نامنظمی در طبقات پایینی سازه احتمال رسیدن سازه به حالت حدی فروریزش بیشتر می شود.

در تحقیق حاضر دو هدف کلی دنبال شده است. هدف اول یافتن مدل های احتمالاتی برای خرابی لوله های مدفون در حالات شایع بارگذاری لرزه ای است. دست یابی به مدل احتمالاتی خرابی لوله ها در واقع ابزار اصلی یافتن برآورد از زیان شبکه است. در محاسبه احتمال خرابی لوله ها پارامترهایی مانند خوردگی، ابعاد لوله و میزان نشست زمین مستقیماً در روابط داخل شده اند. که از این نظر مدل های پیشنهادی دارای امتیاز است. هدف دوم، یافتن الگوی زیان در شریان گاز شهری بوده است. در شبکه گاز، به غیر از لوله ها علمک ها نیز بسیار آسیب پذیرند. خرابی این اعضاء بیشتر وابسته به خرابی ساختمان های مجاور است. به همین علت در بحثی جانبی برای تقریب احتمال خرابی ساختمان ها روشی پیشنهاد شده است که به صورت پیوست آمده است. زیان ناشی از آتش سوزی متعاقب زلزله به کمک بررسی فیزیکی پدیده-های شروع و گسترش آتش مورد بررسی قرار گرفته است. منبع دیگر زیان قطع خدمات رسانی در نظر گرفته شده است. برای محاسبه این نوع زیان، شبکه گاز به صورت سیستمی از نقاط تغذیه و نواحی مصرف مدل گردیده است. نهایتاً به کمک منابع زیان یادشده، متوسط زیان کل به صورت تابعی از زمان، پیشنهاد شده است. ارایه زیان به این صورت امکان مقایسه نواحی مختلف شهری را ایجاد می کند. همچنین فرمول وابسته به زمان برای زیان، ابزار لازم جهت مشخص کردن محدوده های موثر برای اقدامات مقابله ای را در اختیار تصمیم سازان قرار می دهد. دست یابی به پاسخ عددی از فرم زیان پیشنهادی در گرو در دست داشتن پارامترهای اقتصادی منطقه مورد مطالعه است. بنابراین در نتایج عددی مثال حل شده مولفه های اقتصادی به صورت پارامتری جایگذاری شده اند.

دیوار برشی فولادی به عنوان یک سیستم باربر جانبی از سال 1970 میلادی در تعدادی از ساختمان های بلند جدید به خصوص در کشورهای ژاپن و آمریکا به کار رفته است. مطالعات انجام شده در مورد رفتار لرزه ای دیوارهای برشی فولادی و تجربیات گذشته نویدبخش یک سیستم بسیار موثر و شکل پذیر در برابر بارهای لرزه ای می باشد. مزایای استفاده از این سیستم شکل پذیری و قابلیت اتلاف انرژی نسبتاً بالا، سبکی نسبت به دیوار برشی بتن آرمه ی معادل، سختی زیاد، سرعت نصب، اشغال فضای کمتر و سهولت بهسازی یا تعویض آنها می باشد. با توجه به مزایای ذکر شده برای دیوارهای برشی فولادی، در عین حال عواملی مانع از گسترش اجرای این دیوارها می شود. از جمله کمبود اطلاعات و جدید بودن موضوع مربوط به طراحی این گونه سازه ها و عدم اشاره به این موضوع در آیین نامه های داخلی، کمبود و نقص اطلاعات راجع به رفتار لرزه ای این گونه سازه ها در مقایسه با رفتار دیوارهای برشی بتن مسلح و هم چنین فقدان یک ابزار تحلیلی موثر و قابل اعتماد، نظیر دیگر موانع موجود بر سر راه استفاده ی وسیع از این سیستم قرار دارد. بدین منظور در این تحقیق، تلاش می شود تا با ارایه ی یک مدل اجزاء محدود غیرخطی از یک سیستم دیوار برشی فولادی که از قبل بر اساس ضوابط موجود طراحی شده است، و با انجام یک تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش اور) و با در نظر گرفتن رفتار پس از کمانش، به رفتار لرزه ای آن دست یافت. تأثیر عواملی نظیر وجود یا عدم وجود بارهای ثقلی، نوع توزیع بار جانبی، تعداد طبقات، نوع مدل سازی و اثر وجود بازشو در پانل، مورد بررسی قرار گرفته و ضوابط طراحی مورد نقد و بررسی قرار می گیرند. درستی مدل اجزاء محدود ارایه شده، با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی که پیش از این توسط دیگر پژوهشگران به دست آمده است، نشان داده می شود. هم چنین به منظور مقایسه و ارزیابی، مدل ساده شده ی دیوارهای برشی فولادی نیز مورد بررسی قرار می گیرد. به طور کلی نتایج نشان می دهد که استفاده از ورق های بسیار نازک، در سیستم دیوار برشی فولادی امکان پذیر است؛ در حالی که در عمل ممکن است مجبور به استفاده از ورق های ضخیم تر از مقدار مورد نیاز شد و این به نوبه ی خود موجب کاهش شکل پذیری سیستم می شود. ضوابط موجود در ارتباط با حداقل مقاومت مورد نیاز ستون ها، در عمل بسیار کمتر از مقدار لازم می باشد و نیاز به تجدید نظر دارد. لیکن استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی در طراحی و سپس ارزیابی سازه ی طراحی شده، به یک طراحی منطقی و موثر منجر می شود. تأثیر اعمال بارهای ثقلی متعارف روی منحنی رفتاری سیستم دیوار برشی فولادی ناچیز است. هم چنین استفاده از بازشو در دیوار برشی فولادی بدون سخت کننده های اطراف آن، به هیچ وجه مجاز نخواهد بود و در نهایت استفاده از یک مهاربند کششی منفرد معادل، به جای ورق فولادی و یا حتی مدل نواری، وبا دقت مناسب امکان پذیر است.

دیوارهای برشی فولادی از اوایل دهه 1970 تاکنون در بسیاری از سازه های فولادی به عنوان سیستم بابر جانبی مورد استفاده قرار گرفته اند. این سیستم ها در ابتدا معمولا ً به همراه سخت کننده ها و با ضخامت های زیاد به کار گرفته شده اند، ولیکن با گسترش تحقیقات و با روشن شدن برخی ابهامات در رابطه با عملکرد پس کمانشی ورق های فولادی، استفاده از این سیستم ها افزایش چشم گیری در دهه های 1980 و 1990 شاهد بوده است. به طورکلی دیوارهای برشی فولادی سیستم های شکل پذیر با ظرفیت استهلاک انرژی نسبتاً بالا می باشند که به دلیل داشتن مزایایی چون آسان بودن نصب و هزینه های ساخت وساز پایین و نیز سبکی قابل توجه در مقایسه با دیوارهای برشی بتنی، گسترش قابل توجهی را در سال های اخیر داشته اند. از سوی دیگر بتن پیش ساخته نیز مزایا و معایب خود را دارد، سرعت بالای ساخت وساز، هزینه های اجرا پایین و دقت بالا در نصب از جمله مواردی هستند که باعث مقبولیت بیشتر سیستم های بتنی پیش ساخته در صد سال اخیر شده اند. ولیکن مشکلاتی که در رابطه با اتصالات بتنی پیش ساخته و پایداری این سازه ها در برابر بارهای جانبی وجود دارد، باعث می شود که استفاده از سیستم های بتنی پیش ساخته محدود به مناطق با لرزه خیزی کم و یا متوسط باشد. بدین ترتیب در تحقیق حاضر سعی شده است که با تلفیق دیوارهای برشی فولادی با سیستم های بتنی پیش ساخته به سازه هایی پایدار و مقاوم در برابر بارهای جانبی رسیدکه بسیاری از مزایای ذکر شده برای این دو سیستم را نیز داشته باشند. در این راستا ابتدا مدل های اجزاء محدود و نوارهای معادل از قاب های بتنی پیش ساخته که دارای دیوار برشی فولادی هستند مورد تحلیل استاتیکی غیرخطی قرار گرفتند و نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه شدند، اگرچه به دلیل محدودیت های نرم افزاری این امر برای مدل های مرتفع امکان پذیر نبود ولیکن تطابق خوب مشاهده شده میان نتایج حاصله به عنوان مبنای استفاده از روش نوارهای معادل برای مدل های با تعداد طبقات بیشتر قرار گرفت. سپس با تحلیل استاتیکی غیرخطی مدل های نوارهای معادل و با تغییر پارامترهایی چون تعداد طبقات و انواع اتصالات تیر-ستون، عملکرد این سیستم ها تحت بارهای جانبی مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور ضرایب شکل پذیری، اضافه مقاومت و رفتار برای این سیستم ها محاسبه شدند. در نتیجه این بررسی ها مشاهده شد که دیوارهای برشی فولادی سختی و مقاومت نهایی ساختمان های بتنی پیش ساخته را به طور قابل توجهی افزایش می دهند، اگرچه اتصالات تیر-ستون نیمه صلب پیش ساخته می توانند سختی و مقاومت سازه را افزایش دهند ولیکن اثرات آنها بر شکل پذیری سازه ناچیز می باشد و با توچه به هزینه های کمتر استفاده از اتصالات مفصلی، به نظر می رسد که دیوارهای برشی فولادی به تنهایی می توانند سیستم های باربر جانبی مناسبی برای ساختمان های پیش ساخته با اتصالات تیر-ستون مفصلی باشند.

تحلیل سازه ها از اساسی ترین گامهای حل مسائل مهندسی می باشد. در اثر نوع خاصی از بارگذاری بر سازه ها، مانند بارگذاری ناشی از زلزله، اثرات رفتار غیر خطی بر پاسخ آنها نمایان می گردد. روشهای متعددی به منظور در نظر گرفتن اثرات رفتار غیر خطی به لحاظ مادی و هندسی، ابداع شده اند. روش ارائه شده در این پایان نامه به نام روش المانهای مجزای بهبود یافته ، از جمله روشهای عددی المان مجزا بوده که قادر به آنالیز سازه ها در محدوده رفتار خطی، غیر خطی مادی و هندسی و همچنین جدا شدن و فروپاشی سازه ها تحت بارگذاری استاتیکی و دینامیکی می باشد. در روش المان مجرای بهبود یافته المان بندی سازه به اشکال مکعب یا مکعب مستطیل، و تعریف درجات آزادی به صورت سه درجه آزادی شامل، دو درجه آزادی انتقالی و یک درجه آزادی چرخشی، در مرکز المانها، انجام می پذیرد. اتصال بین المانها در این روش، توسط جفت فنرهای نرمال و برشی که به صورت گسترده در وجوه المانها انجام می پذیرد. اتصال بین المانها در این روش توسط جفت فنرهای نرمال و برشی که به صورت گسترده در وجوه المانها انجام تعریف شده اند انجام می پذیرد. پس از محاسبه سختی فنرهای نرمال و برشی فنرهای اتصال اقدام به محاسبه ماتریس سختی دو المان مجاور در تماس با یکدیگر می گردد.

موضوع مورد بررسی در این تحقیق مربوط به یکی از زیر شاخه های اندرکنش سیال- سازه یعنی ارتعاشات القا شده توسط سیال بر دریچه های تخلیه کننده های تحتانی سدها است. بر این اساس در مطالعه ی حاضر به شبیه سازی عددی سازه و سیال به روش اجزاء محدود پرداخته می شود. سازه ی دریچه در تکیه گاه ها توسط فنر و میراگر به صورت سه بعدی مدل می شود و ارتعاش هم در جهت افقی و هم در جهت قائم در نظر گرفته می شود. طبق بررسی ها ی انجام شده برای زوایای مختلف انتهای دریچه با افق، زاویه ی 45 درجه به عنوان زاویه-ی بهینه برای طراحی دریچه ها در جهت کاهش ارتعاشات دریچه ها بدست آمد. همچنین به بررسی ارتعاشات افقی دریچه در حالت یک درجه آزادی پرداخته شد. به دلیل این که فقط درجه ی آزادی در جهت x وجود دارد و درجه ی آزادی در جهت قائم بسته است، نسبت فرکانس در جهت افقی به قائم برابر 0 = fxo/fyo است. بر اساس پارامتر بدون بعد سرعت کاهش یافته، ارتعاشات دریچه ها در جهت افقی در سه بازه از سرعت کاهش یافته قرار می گیرد. اثر میزان بازشدگی دریچه بر ارتعاشات افقی دریچه های با زاویه ی 45 درجه که به عنوان زاویه ی بهینه به دست آمد، بررسی شد و با نتایج آزمایشگاهی ارتعاشات در جهت افقی برای دریچه های با زاویه ی 0 درجه مقایسه شد. نتایج نشان دهنده ی کاهش ارتعاشات در بازشدگی های مختلف است. هرچند حداکثر دامنه ی ارتعاش در یک نسبت بازشدگی به ضخامت اتفاق می افتد. ارتعاشات قائم دریچه ها در حالت یک درجه آزادی و با زاویه ی بهینه بررسی شد. در این حالت به دلیل آنکه درجه ی آزادی در جهت قائم آزاد است و در جهت افقی درجه ی آزادی بسته شده است، نسبت فرکانس ارتعاش جهت افقی به قائم ? = fxo/fyo است. در نسبت های مختلف بازشدگی به ضخامت برای سرعت های کاهش یافته ی بحرانی بین 2 و 5/3 نمودار حداکثر دامنه ی ارتعاشات در بازشدگی های مختلف برای زاویه ی 45 درجه سطح پایینی دریچه با استفاده از حل عددی محاسبه شد که با نتایج آزمایشگاهی برای زاویه ی 0 درجه تطابق خوبی داشت. در بخش انتهایی اثر ارتعاشات قائم بر ارتعاشات افقی برای نسبت فرکانس افقی به قائم برابر 89/2 بررسی شد. مکانیزم های مختلف تحریک و بازه ی موثر سرعت کاهش یافته برای هر مکانیزم بیان شد و تأثیر ارتعاش قائم بر دامنه ی ارتعاش افقی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده ی اثر ارتعاش قائم در افزایش دامنه ی ارتعاش افقی در سرعت های کاهش یافته ی پایین جریان است و در سرعت های کاهش یافته ی زیاد اثری در دامنه ی ارتعاشات افقی دیده نشد و پاسخ دریچه دقیقاً شبیه پاسخ دریچه با یک درجه آزادی در جهت افقی است.

با پیشرفت فن آوری امکان بکارگیری روشهای پیشرفته تر در جهت کاهش خسارات ناشی از زلزله در سازه های مهندسی عمران افزایش یافته است. یکی از این روشهای پیشرفته که اصول و کاربردهای آن ابتدا در علوم دیگر مهندسی از جمله الکترونیک و مخابرات گسترش پیدا کرده است استفاده از سیستم های کنترل فعال در سازه ها می باشد. بطور کلی در این روش سعی می گردد با اندازه گیری پاسخهای سیستم توسط یکسری از حس گرها و با معلوم بودن مشخصات دینامیکی ازه و براساس الگوریتم های کنترلی موجود خواص دینامیکی سازه ها بنحوی تغییر یابد که باعث کاهش پاسخ های سیستم به بارهای محیطی و از جمله زلزله گردد. یکی از روشهای رایج برای تحقق هدف بالا محاسبه یک دسته نیروی کنترلی است که همزمان با بارگذاری اتفاقی خارجی به برخی درجات آزادی سیستم اعمال و باعث کاهش پاسخهای مورد نظر می شوند. نیروهای فوق الذکر حاصل ضرب بردار خروجیهای اندازه گیری شده سازه در ماتریسی بنام بهره سیستم می باشند. الگوریتم های متفاوت کنترلی برای محاسبه این ماتریس وجود دارد که برخی از آنها عبارتند از کنترل بازخوردی وضعیت کنترل بازخوردی شناب کنترل بازخوردی تغییر مکان کنترل به روش تخصیص قطب و کنترل در فضای مستقل مدی. در سالهای اخیر گرایش در طراحی لرزه ای به سمت طراحی براساس عملکرد و بویژه طراحی براساس تغییر مکان می باشد. در این پایان نامه سعی شده است با بررسی برخی از روشهای کترل فعال و تغییراتی در این الگوریتم ها کترل فعال براساس تغییر مکانهای هد که احمالا براساس کاربری و خطر پذیری سازه تعیین می شوند. به سازه اعمال کرد این روش باعث کاهش انرژی لازم سیستم های کنترلی می گردد. اهمیت این کار زمانی آشکار می شود که بدانیم یکی از معایب سیستم های کترل فعال سیستم های کترل فعال نیاز آنها ب منابع انرژی خارجی است که در زمان رخداد زلزله به لحاظ فنی و ایمنی اکثر آنها غیرفعال می کردند. در این پایان نامه برای هر یکی از الگوریتم های فوق الذکر برنامه ای کامپیوتری در محیط نرم افزار matlab6.0 تهیه و مثالهایی بوسیله آنها حل شده اند. در پایان نتایج بصورت نمودارهای مناسبی ارائه شده اند.

در تحلیل و طراحی دینامیکی سازه ها عموماً فرض می شود که خاک زیر پی سازه صلب بوده و از اثر اندرکنش خاک و سازه صرف نظر می شود. طیف های طراحی موجود در آیین نامه های لرزه ای نیز با این فرض محاسبه شده است. در حالی که با درنظرگرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه پاسخ های دینامیکی سازه تغییر می یابد که این تغییرات دارای اثرات مثبت و یا منفی بر روی عمل کرد سازه می باشد. در این تحقیق به بررسی اثر اندرکنش خاک و سازه بر روی محاسبه ی طیف طرح با استفاده از روش زیرسازه پرداخته شده است. معادله حرکت سیستم خاک و سازه با استفاده از مدل سازه برشی برای سازه فوقانی و درنظرگرفتن دو درجه آزادی افقی و دورانی در تراز پی استخراج شده است. با توجه به غیرکلاسیک بودن ماتریس میرایی سازه با پای انعطاف پذیر، برای حل مسئله مقدار ویژه در تحلیل مودال غیرکلاسیک از روش بردار حالت استفاده می شود. بردار ها و مقادیر مشخصه این سیستم به شکل اعداد و بردارهای مختلط مزدوج می باشند که در نهایت با استفاده از تحلیل مودال کلاسیک و غیرکلاسیک مشخصات و پاسخ دینامیکی سیستم به صورت اعداد حقیقی حاصل می شود. واکنش های سازه شامل نسبت برش پایه به وزن سازه، نسبت جابجایی بام به ارتفاع سازه و نسبت حداکثر دریفت سازه به ارتفاع طبقه ی مربوطه در سه حالت سازه با پای صلب و سازه با پای انعطاف پذیر کلاسیک و غیرکلاسیک محاسبه شده است. همچنین تغییرات زمان تناوب سازه با درنظرگرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه بررسی شده است. برای این منظور ابتدا قاب های خمشی فولادی ویژه 1، 2، 4، 6، ... و 20 طبقه واقع بر خاک های نوع 3 و 4 مطابق با طبقه بندی آیین نامه زلزله ایران توسط نرم افزار sap2000 به صورت دو بعدی تحلیل وطراحی شده و بعد پی سازه ها نیز به صورت منفرد و نواری بسته به مورد طراحی شده است. سپس با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی خطی به روش انتگرال گیری مستقیم و تحلیل طیفی با طیف میانگین زلزله ها به روش کلاسیک و غیرکلاسیک واکنش های هر سازه با 10 رکورد زلزله ناحیه ی نزدیک و 10 رکورد زلزله ناحیه دور برای هر نوع خاک به دست آمده است. تحلیل تاریخچه زمانی با استفاده از نرم افزار sap2000 و matlab و تحلیل طیفی با استفاده از نرم افزار matlab انجام شده است. خاک زیر پی سازه در نرم افزار matlab با استفاده از فنر و میراگر و در نرم افزار sap2000 توسط فنر و میرایی موثر سازه مدل شده است. مقادیر سختی و میرایی فنرها ومیراگرها با استفاده از توصیه های دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود (نشریه 360) محاسبه گردیده است. با ارائه نمودارهای نسبت میانگین حداکثر برش پایه به وزن قاب، نسبت میانگین حداکثر تغییرمکان بام به ارتفاع قاب و نسبت میانگین حداکثر دریفت سازه به ارتفاع طبقه ی مربوطه منحنی هایی مشابه با طیف های موجود در آیین نامه ها ولی با درنظرگرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه حاصل می شود. برای بررسی اثر اندرکنش خاک و سازه بر مودهای بالاتر ارتعاش سازه نتایج تحلیل ها بر روی 3 واکنش ذکر شده به صورت واکنش کل، واکنش مود اول و واکنش سایر مودها به جز مود اول ارائه گردیده است. همچنین با بررسی منحنی های تغییرات واکنش سازه با پای انعطاف پذیر نسبت به واکنش سازه با پای صلب، محدوه ای از زمان تناوب سازه ها که تحلیل غیرکلاسیک با اندرکنش لازم است و یا تحلیل کلاسیک با اندرکنش کافی است تعیین شده و محدوده زمان تناوب هایی که آنالیز سازه با درنظرگرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه مورد نیاز است، معرفی شده است. در نهایت باتوجه به تغییرات واکنش سازه با پای انعطاف پذیر نسبت به سازه با پای صلب ضرایب اصلاح واکنش کل و واکنش مود اول به صورت تابعی از زمان تناوب مود اول سازه های مورد بررسی با پای صلب تعیین شده است.

معمولا بررسی آسیب پذیری لرزه ای ساختمان ها بدون در نظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک و سازه انجام می گیرد. لحاظ نمودن اندرکنش خاک و سازه در آنالیز سازه نسبت به حالتی که خاک زیر سازه صلب در نظر گرفته می شود موجب تغییر در رفتار سازه و در نتیجه عملکرد آن هنگام تحریک لرزه ای می شود. از این رو آیین نامه های لرزه ای مختلف ضوابطی برای درنظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه در آنالیز سازه ارائه می دهند تا عملکرد واقعی سازه هنگام وقوع زلزله درنظر گرفته شود. روش های مختلفی برای مدل سازی اندرکنش خاک و سازه وجود دارد. این روش ها شامل آنالیز به دو روش مستقیم و زیرسازه می باشند. در روش مستقیم، سازه و حجم قابل توجهی از خاکِ زیر سازه در یک مدل کلی آنالیز می شوند و در روش زیر سازه با استفاده از فنرها و میراگرها اثر رفتار خاک زیر سازه مدل سازی می شود. در این تحقیق از نوع خاصی از روش زیرسازه به نام تیر بر روی فونداسیون غیر خطی وینکلر برای مدل سازی اندرکنش خاک و سازه استفاده شده است. دلیل استفاده از این روش دقت خوب و سرعت بالای آنالیز می باشد. در این تحقیق اثر اندرکنش خاک و سازه بر روی آسیب پذیری لرزه ای ساختمان های قاب خمشی و قاب خمشی با دیوار برشی بتنی 3، 5، 6، 8 و9 طبقه بر روی خاک نوع iii و iv آیین نامه 2800 بررسی شده است. درابتدا ساختمان ها در محیط etabs و براساس آیین نامه 2800 و آیین نامه طراحی بتن aci 318-05 طراحی گردید. سپس برای انجام آنالیز غیرخطی، این ساختمان ها در محیط نرم افزار opensees مدل سازی شد. در مدل-سازی غیرخطی از روش مفصل خمیری متمرکز برای المان های تیر و ستون و از روش فایبر (با در نظر گرفتن تغییر شکل برشی) برای مدل سازی المان های دیوار برشی استفاده شده است. در ادامه با انجام آنالیز دینامیکی غیرخطی در دو حالت پایه ی صلب و پایه ی انعطاف پذیر میزان دوران مفاصل پلاستیک در این دوحالت به دست آمد. با مقایسه بین دو حالت با و بدون در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه نشان داده شد که در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه در ساختمان های قاب خمشی موجب افزایش آسیب در طبقه ی اول ساختمان و کاهش آسیب در طبقات فوقانی ساختمان می گردد و در ساختمان های قاب خمشی با دیوار برشی در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه موجب آسیب بیشتر به تیرهای متصل به دیوار می شود. همچنین با مقایسه جابجایی نسبی طبقات در دو حالت با و بدون در نظرگرفتن اندرکنش خاک و سازه نشان داده شد که اندرکنش خاک و سازه موجب تغییر در محل حداکثر جابجایی نسبی طبقات از طبقات میانی به طبقه ی اول در ساختمان های قاب خمشی می گردد.

هرچند برکنش فنداسیون پدیده نوظهوری نیست اما کماکان به علت پیچیدگی های زیادی که در طراحی ایجاد می کند باید به آن توجه گردد. در آیین نامه ها هم کمتر به پدیده برکنش فنداسیون پرداخته شده و روابط بنیادی برای این پدیده آورده نشده تا طراحان با در نظر گرفتن روابط آیین نامه ای بتوانند این پدیده را در محاسبات خود منظور کنند. در همین راستا تحقیق حاضر با در نظر گرفتن شرایط و حالات مختلف برای ساختمان ها و شبیه سازی آن ها در نرم افزار، برکنش فنداسیون را موردبررسی قرار می دهد و پارامترهای مختلف تأثیرگذار روی برکنش را بررسی خواهد کرد. یکی از مهم ترین عواملی که روی برکنش تأثیر می گذارد و باعث اهمیت در نظر گرفتن آن می شود، نوع خاک و سازه روی آن است که تأثیر بسزایی روی برکنش فنداسیون و رفتار آن می گذارد. به جز این مورد، موارد دیگری نیز در برکنش مهم خواهند بود که سعی شده است تا حد امکان به آن ها پرداخته شود. با توجه به در نظر گرفتن این واقعیت که کشش بین سطح فنداسیون و خاک نمی تواند انتقال پیدا کند، در این تحقیق با انتخاب چندین مدل بتنی قاب خمشی و دیوار برشی و مدل های فولادی قاب خمشی و مهاربندی شده با رکوردهای زلزله ی مناسب به بررسی اثر برکنش و اندرکنش خاک و سازه پرداخته شده است. مدل سازی غیرخطی ساختمان ها در نرم افزار opensees انجام گرفت. همچنین نیروها و تغییر شکل های ساختمان ها با در نظر گرفتن سه حالتِ تکیه گاه گیردار، تکیه گاه انعطاف پذیر بدون برکنش و با برکنش مقایسه گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که برکنش در تکیه گاه انعطاف پذیر باعث کاهش برش پایه در تمام ساختمان های مورد مطالعه می شود. چرخش مفاصل خمیری برای ساختمان های مهاربندی فولادی و دیوار برشی بتنی روی خاک iiiدر سازه های 3 و 4 طبقه افزایش می یابد. این افزایش در طبقات پایین بیشتر می باشد. برای ساختمان های 5، 6 و 12 طبقه چرخش مفاصل خمیری در طبقات اول و دوم افزایش و در سایر طبقات کاهش پیدا می کند. چرخش مفاصل خمیری روی خاک iv در تمام سیستم های ساختمانی کاهش می یابد. همچنین با بررسی منحنی های تغییرات برش پایه سازه با پایه ی انعطاف پذیر نسبت به برش پایه سازه با پایه ی صلب، محدوه ای از زمان تناوب سازه ها که در آن لحاظ کردن اندرکنش و اندرکنش همراه برکنش لازم است، برای انواع سیستم های سازه ای تعیین شده است. در نهایت باتوجه به تغییرات واکنش سازه با پایه ی انعطاف پذیر نسبت به سازه با پایه ی صلب ضرایب اصلاحی ارائه شده که تابعی از زمان تناوب سازه با پای صلب بوده و واکنش های با پای صلب را به حالت اندرکنش-برکنش تبدیل می نمایند.

در این پژوهش یک شبکه عصبی موجک بهبود یافته ی فازی با فیدبک داخلی برای شناسایی سازه طراحی و پیشنهاد خواهد شد و جهت شناسایی سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد. فیدبک داخلی با افزودن بازخورد در لایه دوم از شبکه های موجک عصبی در حقیقت المان حافظه را به شبکه اضافه کرده و باعث می شود سیستم رفتار زمانی مناسبی از خود نشان دهد.برای تنظیم پارامترهای شبکه، الگوریتم لونبرگ- مارکواردت بهبود یافته به همراه روش حداقل مربعات معمولی به کار گرفته شده و برای بهبود عملکرد این الگوریتم از یک ناظر فازی برای تنظیم پارامترهای آموزش استفاده می شود. همچنین یکی از فاکتورهای مهم در آموزش شبکه مقدار دهی اولیه ی پارامترهای شبکه می باشد. مقدار دهی اولیه پارامترهای قابل تنظیم شبکه، تأثیر بسزایی در روند همگرایی و تضمین همگرایی شبکه دارد. از این رو در این پژوهش از یک الگوریتم دسته بندی فازی برای مقدار دهی اولیه ی پارامتر انتقال موجک و از روش حداقل مربعات برای مقداردهی اولیه ی وزن های شبکه استفاده خواهد شد. مقداردهی اولیه بقیه ی پارامترهای متغیر شبکه از قبیل پارامتر بسط موجک و ضریب مسیر بازگشتی گره موجک، به صورت تصادفی است.

دیوارهای برشی از سیستم های مهم و موثری هستند که برای مقاومت در برابر بارهای قائم و زلزله در ساختمان ها استفاده می شوند. بررسی ساختمان ها در طی زلزله های اخیر، عملکرد موفق این دیوارها را در به حداقل رساندن خسارات وارده نشان می دهد. دیوارهای برشی بسته به نسبت ابعادی، رفتارهای متفاوتی از خود نشان می دهند. دیوارهایی با نسبت ارتفاع به طول بالا (بیش تر از دو)، دیوارهای خمشی یا لاغر نامیده می شوند. دیوارهایی با نسبت ارتفاع به طول پایین (کم تر از یک)، دیوارهای کوتاه یا چاق نامیده می شوند و در صورتی که نسبت ابعادی دیوار مابین یک و دو باشد، دیوار خمشی-برشی و هر دو رفتار خمشی و برشی در این دیوار ها قابل رخ دادن است. نسبت ارتفاع به طول دیوارهای برشی در ساختمان های بلند، در نسبت ارتفاع به طول دیوارهای برشی در ساختمان های بلند حدود 10 الی 12 می باشد. از این رو، این دیوارها در زمره ی دیوارهای لاغر یا خمشی قرار می گیرند و تغییر شکل های برشی در این دیوارها ناچیز است. جهت پیش بینی رفتار لرزه ای، آنالیز و طراحیِ این عناصر سازه ای نیاز به یک مدل تحلیلی مبسوط و کارا می باشد که بتواند تا حد ممکن بازتاب دهنده ی رفتار واقعی سازه باشد. این مدل های تحلیلی بایستی قابلیت دخیل کردن عوامل موثر و مشخصه های اصلی پاسخ دیوار های برشی را دارا باشند. هم چنین مدل های مذکور، بایستی توانایی شبیه سازی رفتارهای مهم غیر خطی دیوار را نیز داشته باشند. سه روش کلی در مدل سازی این دیوارها شامل روش مدل سازی میکرو یا مقیاس کوچک، مزو یا مقیاس متوسط و ماکرو یا مقیاس بزرگ مرسوم می باشد. بسیاری از تحقیقات انجام گرفته تا به امروز، بر دیوار هایی با مقطع مستطیلی تمرکز کرده و مقاطع غیر مستطیلی و بال دار کم تر مد نظر قرار گرفته اند؛ هم چنین در آیین نامه ها و دستورالعمل های موجود نیز بند مشخصی درباره ی دیوارهایی با مقطع غیر مستطیلی آورده نشده است. این در حالی است که عملکرد دیوارهای بالدار به دلیل مشارکت بال، بهتر از عملکرد دیوارهای مستطیل شکل است. از این رو در تحقیق حاضر، تمرکز بر تحلیل و مدل سازی رفتار دیوارهای برشی بلند با مقطع غیر مستطیلی شامل مقاطع l شکل، t شکل و h شکل است. هم چنین سعی شد مدلی ماکرو بر مبنای پلاستیسیته متمرکز، جهت تحلیل و پیش بینی رفتار دیوارهای برشی سه بعدی ارائه گردد به گونه ای که رفتار خطی دیوار پیش از ترک خوردگی نیز مد نظر قرار گرفته شود. بدین منظور در بدو امر، از روش اجزاء محدود (میکرو) در نرم افزار abaqus 6.12و از روش فایبر (مزو) در نرم افزار opensees 2.4.0 جهت تحلیل استاتیکی غیر خطی دیوارهای برشی استفاده شد. به منظور بررسی و ارزیابی صحت نتایج این دو روش مدل سازی، سه نمونه دیوار برشی بتن مسلح آزمایشگاهی انتخاب و نتایج حاصل مقایسه شدند. نتایج بیان گر آن است که آنالیز به روش مدل سازی فایبر به مراتب سریع تر از آنالیز به روش اجزاء محدود دیوارهای برشی بلند است. هم چنین مدل سازی به روش فایبر دقت قابل قبولی در تحلیل دیوار های برشی بتن مسلح بلند از خود نشان می دهد. با علم به اینکه، مدل های ساخته شده به روش اجزاء محدود و فایبر با اطلاعات دقیق و صحیحی از رفتار محلی همراه هستند، امّا پیچیدگی و زمان بر بودن این روش ها و هم چنین در پاره ای از موارد، عدم نیاز به اطلاعات دقیق محلی و لزوم پیش بینی رفتار دیوارها در حالت کلی محققین را بر آن داشت که روش های مدل سازی ماکرو را مورد توجه قرار دهند. به همین دلیل سعی بر آن شد که رفتار غیرخطی دیوار به روش مدل سازی ماکرو شبیه سازی و پیش بینی گردد. در این مدل سازی، دیوار برشی با دو عضو، فنر دورانی در پای دیوار و عضو الاستیک مدل می شود. قسمت الاستیک برابر با طول دیوار می باشد و فنر چرخشی در پای دیوار جهت مدل سازی رفتار غیرخطی دیوار استفاده می شود. در این حالت، رفتار غیر خطی دیوار، به صورت متمرکز در فنر پای دیوار مدل می شود. پارامترهای مدل ماکروی پیشنهاد شده به مشخصات هندسی دیوار و مشخصات مکانیکی مصالح مورد استفاده در آن وابسته می باشد. پس از تعیین پارامترهای مدل مذکور، سعی شد عوامل موثر بر آنها شناسایی و رابطه ای صریح جهت تعیین پارامترها ارائه شود. بار محوری فشاری وارد بر دیوار، شکل سطح مقطع عرضی دیوار، درصد آرماتور طولی و نسبت لاغری دیوار از عوامل موثر شناخته شدند. با تغییر این عوامل در بیش از 460 نمونه دیوار، تأثیر هر یک مورد بررسی قرارگرفت و رابطه ای جهت تعیین این پارامترها ارائه شد. از نقاط قوت این مدل، کارایی و قابلیت کاربرد آن در دیوارهای مستطیل شکل و دیوارهایی با مقاطع بال دار می باشد. در نهایت، صحت و دقت مدل عرضه شده با استفاده از نتایج آزمایشگاهی تأیید شد. هم چنین جهت اثبات کارایی و دقت مدل ارائه شده، نتایج حاصل با نتایج حاصل از دستور العمل بهسازی 360 نیز مقایسه شد.

اندرکنش خاک و سازه همواره خصوصاً در چند دهه اخیر از مسایل مهم و دغدغه های اصلی مهندسان بوده است. تلاشهای فراوانی برای لحاظ کردن اثرات اندرکنش خاک و سازه بر مشخصات دینامیکی سازه صورت گرفته است. اما این تلاشها عمدتاً به صورت روشهای اجرایی که مورد استفاده عموم مهندسان واقع شود نینجامیده است. از طرفی در چند دهه اخیر روشهای جدیدی برای حل مسایل دشوار مهندسی ارایه شده است که مستقیماً بر داده ها و اطلاعات تجربی یا آزمایشگاهی استوارند. هدف از انجام این تحقیق بررسی کاربرد دو روش مهم از این دسته روشها موسوم به روش شبکه های عصبی مصنوعی و روش ماشین های بردار پشتیبان است. در این رساله نشان داده خواهد شد که می توان به استفاده از روشهای داده محور در حل مسایل مهندسی به طور جدی و اساسی امیدوار بود. نتایج، حکایت از ارزشمندی انجام آزمایشات متعدد، هر چند پرهزینه و وقت گیر، به منظور یافتن روابط کاربردی با روشهای داده محور دارد. در ادامه مطالب پیش رو با استفاده از نتایج تجربی و آزمایشگاهی مجموعاً هشت مدل مختلفِ بهینه برای شبیه سازی چهار متغیر اساسی، طراحی و ارایه می شود. هر چند نتایج چهار مدل بسیار خوب ارزیابی می شود، اما دلایلی نیز برای نتایج نامناسب چهار مدل دیگر ارایه می شود

در طی دهه های اخیر، ترافیک راه آهن در مناطق پر جمعیت افزایش یافته است. در همین زمان قطارهای مسافربری سریع تر و سنگین ترشده اند. در نتیجه، قطارها یک منبع ایجاد ارتعاش در زمین محسوب می شوند، که موجب آزار و اذیت ساکنان، ساختمان ها و تجهیزات حساس می گردد. در این تحقیق یک سیستم دینامیکی دو بعدی شامل قطار زیرزمینی، تکیه گاه ریل، تراورس، تونل، خاک و سازه مجـاور در حوزه زمان و با استفـاده از نرم افزار sap2000 مورد تحلیـل دینـامیکی تاریخچـه زمـانی خطی قرار می گیرد. هدف، بررسی پارامتری عوامل موثر در میزان پاسخ (شتاب، سرعت و جابجایی) حداکثر سازه است. از بین عوامـل گوناگون، اثر چهار عـامل سرعت قطار، جنس خاک، زمـان تنـاوب سـازه و عمق تونل مورد بررسـی قرار می گیرد. اثر عبور قطار توسـط یک رشتـه بار متحرک مدل می شـود. مجمـوعـه زیرسـازی، بـالشتک های تکیـه گاهی، تراورس و تونل با به کار گیری المان های مناسب مدل می گردد. خاک پیرامونی با المان صفحه ای کرنش مستوی و سازه دو بعدی روی زمین نیز با المان قاب مدل می شوند. رفتار حاکم بر سیستم، الاستیک خطی فرض می شود. نتیجه تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی خطی بر روی کلیه مدل ها، شناخت پارامترهای موثر در میزان پاسخ ها است. نتایج حاکی از آن است که دو عامل جنس خاک و سرعت قطار فاکتورهای موثرتر و در عین حال پیچیده تری نسبت به دو عامل دیگر یعنی زمان تناوب سازه و عمق تونل هستند.

در این پایان نامه اتصال صلب یک طرفه تیر به ستون مرکب تحت بار جانبی زلزله ( دو نیمرخ ‏‎ipe‎‏ و تعدادی تسمه با فاصله مشخص ) به وسیله تحلیل استاتیکی غیرخطی به روش اجزا محدود مورد بررسی قرار گرفته است .

در این پایان نامه ابتدا با انطباق مدل موضعی کامپیوتری با مدل واقعی ساخته شده توسط پویوف یک نمودار قابل اطمینان از رفتار فولاد بدست آمده و سپس با انجام مدلسازی کلی در طراحی قابها رفتار اندازه های مختلف در فواصل مختلف مقاطع لاغر شده تیر بررسی گردید . بدین معنی که با شکل گیری مفاصل پلاستیک در تیرها و ستونها قابهای مختلف ‏‎rbs‎‏ دار ، مشخص شد که قابهای ‏‎rbs‎‏ دار دارای مقاومت بهتری نسبت به قابهای ‏بدون‎rbs‎‏ هستند و طبقه نرم در آنها دیرتر بوجود می آید. همچنین نشان داده شد که برخی از انواع قابهای ‏‎rbs‎‏ نسبت به انواع دیگر مقاومترند.پارامتر دیگر مورد بررسی خسارت بوجود آمده در قابها بود که مشخص شد در قابهای ‏‎rbs‎‏ دار تعداد مفصل پلاستیک ایجاد شده در ستونها نسبت به قابهای بدون ‏‎rbs‎‏ تا نسبت تغییر مکان جانبی 5/2 درصدی بطرزقابل توجهی کمتر است و به عبارت دیگر قابهای ‏‎rbs‎‏ دار تا محدوده تغییر مکان جانبی ذکر شده نسبت به قابهای بدون ‏‎rbs‎‏ به مراتب خسارت کمتری می بینند. سومین پارامتر مهم قابل بررسی از روی تعداد مفاصل پلاستیک ایجاد شده در قاب شکل پذیری قابهاست . هرچقدر تعداد مفصل پلاستیک ایجاد شده در تیرها بیشتر باشند ، نشان دهنده آن است که آن قاب رفتار شکل پذیری دارد. در بررسی های انجام شده دیده شد که قابهای ‏‎rbs‎‏ بطرز چشمگیری شکل پذیرتر از قابهای بدون ‏‎rbs‎‏ هستند.از ‏‎rbs‎‏ نه تنها در طراحی قابها استفاده می شود بلکه حتی در مورد قابهاب ساخته شده نیز می توان برای بهبود رفتار قاب تحت اثربارهای جانبی از جمله زلزله از ‏‎rbs‎‏ استفاده کرد.برای نشان دادن این مطلب دو قاب مشابه یکی با ‏‎rbs‎‏ و دیگری بدون rbs تحت آنالیز دینامیکی قرار گرفتند و عملکرد بهتر قاب rbsدار مورد توجه قرار گرفت. همچنین آنالیز دینامیکی در مورد قابهایی که یکی برای حالت با rbs و دیگری بدون rbs طراحی شده بودند انجام شد و مشخص شد که قابی که برای حالت باrbs طراحی شده است با وجود اینکه با ابعاد و مقاطع کوچکتری دارد ولی در مقایسه با قابی که برای حالت بدون rbs طراحی شده است رفتار مناسب تری دارد.

به دلیل اهمیت نیروهای ناشی از زلزله و ضررهای جانی و مالی ناشی از آن ، آیین نامه ها روشهای ساده ای را برای آنالیز استاتیکی معادل نیروهای زلزله در ساختمانهای کوتاه تا متوسط پیشنهاد می کنند. در سازه های بلند به دلیل تاثیر مودهای بالاتر در برش طبقات (بخصوص طبقات فوقانی)، اثر دلتا-‏‎p‎‏ ، تاثیر میرایی در پاسخ سازه و اندرکنش خاک و سازه ، روش آنالیز دینامیکی طیف پاسخ و یا تاریخچه زمانی برای آنالیز اینگونه از سازه ها پیشنهاد می شود.