در این پایان نامه، روشی نیمه تحلیلی و بدون شبکه برای حل معادلات حاکم بر حرکت سیال دارای مرزهای متحرک و اندرکنش آن با سازه صلب ارایه شده است. فرمول بندی روش ارایه شده بر اساس بیان لاگرانژی معادلات ناویر- استوکس برای سیال غیرلزجِ تراکم ناپذیر می باشد؛ بر این اساس، معادله لاپلاس فشار در هر گام زمانی با استفاده از روشی بدون شبکه, مشابه با روش توابع پایه، حل شده و سایر مشخصه های سیال مانند شتاب، سرعت و جابجایی از آن حاصل می شود. پس از آن، با توجه به فرمول بندی لاگرانژی حرکت، هندسه حل بهنگام می شود و حل در زمان پیش می رود. در این روش، پاسخ معادلات در هر گام زمانی، به صورت یک سری متشکل از توابع نمایی و ضرایب ثابت در نظر گرفته می شود؛ توابع فوق به گونه ای محاسبه می شوندکه معادلات دیفرانسیل به صورت دقیق ارضاء شوند. ضرایب ثابت نیز از ارضای شرایط مرزی بر روی مجموعه نقاطی از مرز، با استفاده از یک تبدیل ویژه بدست می آیند؛ مرزهای سیالِ در تماس با سازه به صورت لغزشی و نفوذناپذیر در نظر گرفته می شوند. با استفاده از این روش، مسایل خطی و غیر خطی مختلفی از مراجع دیگر حل شده و نتایج قابل توجهی در مقایسه با دیگر روش های لاگرانژی حاصل شده است. با توجه به تغییر هندسه حل در طول زمان، بدون شبکه بودن روش ارایه شده به علت عدم نیاز به تولید شبکه در هر گام زمانی، به لحاظ میزان صرف وقت و هزینه محاسبات بسیار درخور توجه می باشد. همچنین در این تحقیق به معادلات الاستیسیته و ناویر- استوکس حالت پایدار، برای مواد تراکم ناپذیر کامل پرداخته شده است. برای حل این معادلات نیز، پاسخ به صورت یک سری متشکل از توابع نمایی و چند جمله ای همراه با ضرایب ثابت در نظر گرفته می شود و پایه های حل بر اساس ارضای دقیق معادلات بدست می آیند. بر خلاف فرمول بندی استاندارد الاستیسیته (که وقتی ضریب پواسون برابر با 5/0 شود و یا ماده تراکم ناپذیر باشد، مردود می گردد)، با توجه به فرمول بندی پایه های حل، معادلات به طور کامل بر حسب جابجایی (سرعت) نوشته شده و نیازی به در نظر گرفتن فشار به عنوان متغیر مستقل نمی باشد؛ بدین ترتیب در تمامی روابط از ضریب پواسون برابر با 5/0 استفاده می گردد. برای محاسبه فشار نیز از حد حاصلضرب مدول حجمی در کرنش حجمی استفاده می شود. در این مورد نیز مسایل مختلفی بررسی شده و نتایج آن ارایه شده است.

هدف اصلی این تحقیق بررسی کمانش موضعی صفحات مستطیلی با تغییرات ضخامت در طول است. تغییرات ضخامت به صورت پله ای و با پرش های ناگهانی در طول می باشد. با توجه به اینکه حل مسایل صفحات با روش های تحلیلی برای بعضی شرایط تکیه گاهی و بارگذاری معمولاً سخت و طولانی است، استفاده از روش های عددی مناسب تر به نظر می رسد. روش نوار محدود را می توان یکی از روش های عددی کارا برای تحلیل مسایل خمش و پایداری صفحات دانست. انواع مختلف این روش عبارتند از: روش نوار محدود عادی، نوار محدود مختلط و نوار محدود اسپلاین. برای تحلیل پایداری صفحات با پرشهای ضخامت در طول، با توجه به محدودیت های دو روش نوار محدود عادی و مختلط، روش نوار محدود اسپلاین انتخاب شده است. مشخصه بارز روش نوار محدود اسپلاین، وجود گره در راستای طولی نوارها می باشد که می تواند تغییرات در طول را پوشش دهد. در این روش از توابع چند جمله ای اسپلاین در جهت طولی و از توابع شکل هرمیتی در جهت عرضی، برای درونیابی مقادیر گره ای استفاده می گردد. روش نوار محدود اسپلاین به خاطر داشتن یک درجه آزادی کمتر در گره ها و داده های ورودی کمتر، به روش المان محدود برتری دارد و سریع تر به جواب همگرا می شود. برای بعضی حالات بارگذاری و تکیه گاهی نمودارهایی از ضرایب کمانش موضعی بر حسب نسبت تغییرات ضخامت تحت بارهای داخل صفحه تنظیم شده است. کاهش ضخامت ورق در مناطقی از آن که تاثیر چشمگیری در مقدار ضریب کمانش نداشته باشد موجب سبک تر شدن سازه و اقتصادی تر شدن طرح می شود. از این خاصیت می توان در بال و بدنه هواپیما و موشکها و افزایش کارایی آنها در سرعت های بالا استفاده نمود.

مشاهدات انجام شده پس از زلزله های شدید، نشان داده است که سازه های نامتقارن در پلان، ممکن است آسیب های شدیدی را تجربه کنند. روش رایج در بررسی اثرات عدم تقارن، مطالعه تغییرات جابجایی و تقاضای شکل پذیری نسبت به حالت متقارن است. سیستم های سازه ای مورد بررسی در تحقیقات پیشین به دو نوع سیستم های یک طبقه و سیستم های چند طبقه قاب خمشی محدود می شود. در این تحقیق، توزیع تقاضای شکل پذیری در پلان و ارتفاع برای سیستم های دوگانه قاب خمشی و دیوار برشی نامتقارن، مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا خروج از مرکزیّت در این سیستم ها، در قالب خروج از مرکزیّت جرم و دو نوع متفاوت از خروج از مرکزیّت سختی، تقسیم بندی شده است. در نوع اوّل از خروج از مرکزیّت سختی، عدم تقارن به وسیله دیوارهای برشی با طول متفاوت (با چیدمان متقارن)، ایجاد شده و در نوع دوم، عدم تقارن به کمک چیدمان نامتقارن اعضای دیوار برشی (با طول یکسان) ایجاد شده است. جهت بسط مدل های سیستم دوگانه، ابتدا با استفاده از روش قاب ژنریک مدل های هشت، چهارده و بیست طبقه قاب خمشی، توسعه داده شده و سپس دیوارهای برشی با نسبت سختی معینی به آن اضافه شده است. برای مدلسازی غیرخطّی اعضای تیر از رابطه لنگر-انحناء و برای مدل سازی غیرخطّی اندرکنش نیروی محوری و لنگر خمشی در اعضای ستون از المان الیافی (فنرهای محوری چندگانه مبتنی بر منحنی تنش-کرنش پایه مصالح) استفاده می شود. همچنین برای مدل سازی اعضای دیوار برشی از المان پانل استفاده شده و اندرکنش نیروی محوری و لنگر خمشی در این اعضاء نیز (مشابه اعضای ستون)، به کمک المان الیافی صورت گرفته است. این نحوه مدلسازی اعضاء ستون و دیوار برشی موجب می شود سختی سیستم در هر لحظه از زمان تابعی از مقاومت آن باشد و نیازی به در نظر گرفتن خروج از مرکزیت سختی و مقاومت به طور جداگانه، نباشد. در مدل های با خروج از مرکزیّت جرم، برای هر سازه نامتقارن سه حالت مختلف در نظر گرفته شده است: (1) خروج از مرکزیّت یک جهتی و حذف دیوارهای جهت متعامد، تحت تحریک یک مولّفه ای؛ (2) خروج از مرکزیّت یک جهتی و اضافه شدن دیوارهای جهت متعامد، تحت تحریک دو مولّفه ای؛ (3) خروج از مرکزیّت دو جهتی و حضور دیوارهای جهت متعامد، تحت تحریک دو مولّفه ای. نتایج این تحقیق، به دو صورت ارایه شده است؛ نخست تقاضای شکل پذیری (نرمال شده نسبت به حالت متقارن) دیوارهای طرّه ای موجود در لبه نرم و لبه سخت سازه به صورت کلّی و دوم به صورت توزیع تقاضای شکل پذیری (نرمال شده نسبت به حالت متقارن) در لبه نرم و لبه سخت سازه در تمامی طبقات. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که بجز حالت خروج از مرکزیّت سختی نوع اوّل، هیچ گونه افزایشی نسبت به حالت متقارن، برای لبه سخت مشاهده نمی شود. همچنین در سازه های دارای خروج از مرکزیّت سختی نوع اوّل، می توان از تغییرات دو پارامتر تغییر مکان نهایی و تغییر مکان تسلیم به گونه ای استفاده کرد که توزیع شکل پذیری در پلان، تا حد ممکن یکنواخت شود. به طور کلّی تقاضای شکل پذیری کلّی لبه نرم، با افزایش تعداد طبقات از هشت به چهارده، کاهش می یابد و این کاهش، از سازه چهارده به بیست طبقه، چشم گیرتر است. همچنین با افزایش تعداد طبقات، اثرات کاهشی پیچش در لبه سخت،کاهش می یابد. با توجّه به نتایج این تحقیق می توان گفت مدل سازی دوبعدی برای بررسی اثرات پیچش در بیشینه پاسخ لبه نرم (به خصوص در سازه های کوتاه) گمراه کننده است. همچنین اضافه شدن خروج از مرکزیّت جهت دوم، در بیشینه پاسخ ها تأثیرات چشم گیری ندارد. پیرامون توزیع ارتفاعی اثرات پیچش در لبه نرم نیز، نتایج این تحقیق نشان می دهد که غالباً باید در طبقات پایین سازه انتظار بیش ترین اثرات پیچش را داشته باشیم.

چکیده: روش مستقیم طراحی بر اساس جابه جایی، را برای طراحی چهار قاب دو بعدی در نواحی حوزه نزدیک بکار میبریم. برای طراحی بر اساس این روش از طیف آیین نامه ubc97 که تنها طیف موجود در نواحی حوزی نزدیک به شمار می رود، استفاده می کنیم. برای کنترل عملکرد این روش طراحی در نواحی حوزه نزدیک از تحلیلی غیرخطی تاریخچه زمانی استفاده می کنیم. برای این هدف از ده نگاشت موجود زلزله های نزدیک به گسل در sac steel بهره می گیریم. مقادیر جابجایی و تغییرمکان نسبی ناشی از تحلیل مقادیر مجاز طراحی را رعایت نمی کنند. در نتیجه سعی بر آن است که طیف مذکور را با استفاده از یک سری ضرایب افزاینده اصلاح نماییم. نتایج حاکی از آن است که مقادیر جابجایی و تغییرمکان نسبی مجاز به طور قابل قبولی ارضاء می شوند.

این تحقیق به منظور بررسی قابلیت اطمینان در قابهای مهاربندی شده هم مرکز فولادی انجام گرفته است. در این راستا از پارامترهای اطمینان جهت تعیین سطوح اطمینان در این سیستم قاب سازه ای استفاده شده است. برای بررسی تاثیر ارتفاع و نوع اتصالات تیر به ستون در قابهای مهاربندی شده هم مرکز، شش قاب یک دهانه با ارتفاع 3، 6 و 9 طبقه در دو نوع سیستم مهاربندی با اتصالات صلب تیر به ستون (سیستم دوگانه) و اتصالات ساده (مفصلی) تیر به ستون در نظر گرفته شده اند. تمامی این قابها بر اساس ویرایش سوم آیین نامه 2800 ایران و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان برای خاک نوع 2 طراحی شده اند و کلیه موارد مندرج در پیوست دوم این آیین نامه مربوط به ضوابط سازه های مهاربندی فولادی را ارضا نموده اند. در این تحقیق بیش از 5000 تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی انجام گرفته است. برای انجام این تحلیل ها از 20 شتابنگاشت که بر اساس احتمال اتفاق 2% در 50 سال مقیاس شده اند استفاده شده است. برخی از این نگاشت ها مربوط به زلزله هایی است که در مناطق مختلف جهان اتفاق افتاده اند و برخی نیز به صورت نگاشت های تولید شده مصنوعی مورد استفاده قرار گرفته اند. برای محاسبه سطوح اطمینان در این قابها و نیاز به تخمین دقیق ظرفیت آنها، تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده (ida) مورد استفاده قرار گرفته است. شتابنگاشت های مورد استفاده جهت انجام این تحلیل ها، به صورت بیشینه شتاب لرزش زمین مقیاس شده اند. پس از تخمین تقاضا و ظرفیت قابها، با استفاده از جامعه های آماری حاصل از تحلیل های انجام شده برای این دو پارامتر، میزان پراکندگی این داده ها محاسبه شده است. با توجه به در نظر گرفتن توزیع احتمالی لوگ نرمال برای تقاضا و ظرفیت سازه، عدم قطعیت های موجود در آنها تعیین شده و با استفاده از تیوری احتمال کل و ساده سازی روابط احتمالاتی بر اساس فرضیات موجود در fema-351، سطوح اطمینان در هر یک از سازه ها محاسبه شده است. نتایج حاصل از این تحلیل ها نشان می دهند که سطوح اطمینان در قابهای مهاربندی شده هم مرکز فولادی با افزایش ارتفاع قاب، کاهش می یابد. به علاوه، سطوح اطمینان محاسبه شده در قابهای با اتصالات صلب تیر به ستون بیش از قابهای با ارتفاع یکسان و اتصالات ساده تیر به ستون می باشند. دلیل این امر پایین بودن ظرفیت تخمین زده شده در قابهای با اتصالات ساده و عدم قطعیت های بیشتر در تخمین این پارامتر می باشد.

در این پایان نامه چگونگی استفاده از روش نوار محدود برای بررسی کمانش موضعی مقاطع ساخته شده از صفحات frp مورد توجه قرار می گیرد. frp به الیاف کربنی گفته می شود که توسط رزین های خاصی به هم چسبیده اند و برای تولید آن ها از روشی به نام پولتروژن استفاده می گردد. جهت دهی این الیاف در جهت طولی باعث می شود که این مواد در زمره مواد ارتوتروپیک قرار گیرند. مهمترین خاصیت این مواد دوام بالا و سبکی آن در مقایسه با فولاد است. با توجه به ویژگی های منحصربه فرد روش نوار محدود، مثل سرعت و دقت بالا و قابلیت ارزیابی مناسب شرایط تکیه گاهی در محل اتصال بال به جان در مقاطع مختلف، از این روش جهت محاسبه بار کمانش استفاده می شود. در این روش در جهت طولی از توابع مختلط نمایی و در جهت عرضی هم از توابع چندجمله ای هرمیتی استفاده می شود. برای تعیین ماتریس های سختی و پایداری المان قضیه حداقل انرژی پتانسیل کل به کار گرفته شده است. در این مقاله کمانش موضعی مقاطع i-شکل، قوطی، ناودانی و i-شکل نامتقارن بررسی می شود که به کمک حل یک مسأله مقادیر ویژه، تنش بحرانی مقطع محاسبه می گردد. این روند برای مقاطع مذکور تحت توزیع تنش های خمشی، یکنواخت فشاری و برشی انجام شده و مقادیر آن برای طول موج های مختلف در نمودارهایی ارائه شده است. همچنین پدیده اندرکنش خمش و برش برای این مقاطع ارزیابی شده است. سپس برای مقاطع i- شکل سه منحنی طراحی برای نسبت های مختلف مدول الاستیسیته در جهات طولی و عرضی ارائه شده است. با توجه به قابلیت در نظر گرفتن درجات آزادی داخل صفحه، کمانش پیچشی- جانبی تیرها در طول موج های بالا مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج آن با نتایج حاصل از روابط دقیق مقایسه شده است. همچنین کمانش پیچشی ستون های صلیبی شکل با ضخامت های نازک بررسی شده و نتایج آن با روابط دقیق مقایسه شده که در هر دوی این حالات، پاسخ های بسیار نزدیک به جواب های دقیق بدست آمده است. در پایان اثر وجود تقویت کننده های میانی عمود بر جان تیرهای i-شکل ارزیابی شده و محل بهینه قرارگیری آن تعیین می شود.

یکی ازسیستم های خمشی پیش ساخته بتنی که از طریق برنامه های تحقیقاتی درآمریکا (موسسه ملی استاندارد وتکنولوژی) ارائه شد، سیستم هیبرید است،که درآن ترکیبی از فولاد پس کشیده به صورت نچسبیده و میلگرد های معمولی به صورت چسبیده به کار می رود. علت نام گذاری کلمه هیبرید شاید به دلیل آرماتورگذاری هیبرید یا دوگانه در مقطع تیرها باشد. این سیستم با به کارگیری مزایای فولاد پس-کشیدگی و بتن پیش ساخته به عنوان یک سیستم خمشی مقاوم در برابر زلزله با قابلیت نصب آسان ارائه شده است. در این سیستم ابتدا ستون ها نصب می شود، پس از آن تیرهای قاب بر روی کربل های موقتی نصب می شود و سطح مشترک تیر با ستون با ملات پر می شود. فولاد پس کشیدگی بعد از آن درون غلاف مرکزی تیرها در سرتاسر دهانه قرارگرفته و پس کشیده شده و بوسیله مهارهای انتهایی قاب در جای خود مهارمی شود. میلگردهای خمشی، درون داکت هایی در بالا و پایین تیرها با عبور از ستون در جای خود قرار می گیرند. میلگردهای درون داکت ها با ملات به داکت می چسبند. صحت مفاهیم سیستم خمشی هیبرید به وسیله مجموعه ای از آزمایش ها در دانشگاه ها و موسسات تحقیقاتی مختلف درآمریکا تایید شده و عملکرد این سیستم تحت بارگذاری جانبی رفت و برگشتی خوب ارزیابی شده است. درحالی که این آزمایش ها موفقیت آمیز بودند، اما رفتار این سیستم تحت بار زلزله هنوزکاملاً بررسی نشده است. اطلاعات بیشتر درمورد رفتار این سیستم، هم به عنوان یک قاب کامل علاوه بر نمونه های در مقیاس کوچک، و هم تحت شرایط دینامیکی لازم وضروری است. چنین اطلاعاتی به وسیله آنالیزهای غیرخطی سازه بدست می آید. همچنین ضوابط وتوصیه های طراحی جامعی باید برای این سیستم گسترش داده شود. در این پایان نامه سعی شده است که پاسخ غیرخطی قاب های خمشی هیبرید مورد بررسی کامل قرارگیرد. افراد متعددی درمورد بررسی پاسخ قاب های خمشی هیبرید تحقیق کرده اند،که ازجمله معتبرترین کارها می توان به کار cheok وهمکاران درسال 1998وهمچنین rahman وsritharan دراواخرسال 2007 اشاره کرد. باید توجه داشت که درهردوتحقیق تاثیرپس کشیدگی برپاسخ غیرخطی درنظرگرفته نشده وقاب ها برای یک درصد ثابت مشارکت کابل پس کشیدگی درطبقات طراحی شده بودند. همچنین نوع مدل سازی سیستم خمشی هیبرید به خصوص درمورد تحقیق اول شامل فرضیات و نواقصی است که این امرخود به ابهامات نتایج حاصله می افزاید. دراین پایان نامه ابتدا منحنی رفتاری تیر پیش ساخته هیبرید بر مبنای روش آنالیز دوران ارائه شد و سپس دقت این منحنی برای یکی از نمونه های آزمایش شده درموسسه ملی استاندارد وتکنولوژی آمریکا مورد بررسی قرارگرفت. دقت مناسب روش آنالیز دوران نشان داد،که می توان ازمنحنی بدست آمده برای مدل سازی رفتاریکنوا وهمچنین رفتارچرخه ای تیرهای پیش ساخته هیبرید استفاده نمود. سپس تاثیرمشارکت کابل پس کشیدگی براجزای تشکیل دهنده پاسخ قاب خمشی هیبرید برای قاب های 4، 8، 12و16 طبقه ازطریق آنالیز استاتیکی غیرخطی به روش مودال برای سه درصد مشارکت پس کشیدگی 50 ،60 و70، مورد بررسی قرارگرفت و یک الگوی توزیع پس کشیدگی برمبنای جابجایی نسبی طبقات در ارتفاع سازه پیشنهاد شد. این الگوازطریق طراحی قاب های جدید با مدل سازی به کاررفته در ارزیابی ساختمان پنج طبقه پروژه presss برای سیستم هیبرید، مورد ارزیابی قرارگرفت. نتایج حاصل ازآنالیزدینامیکی غیرخطی، عملکرد مناسب قاب های خمشی هیبرید را درکلیه سطوح خطرمورد بررسی نشان داد وسیستم خمشی هیبرید برای کاربرد درمناطق با خطرزلزله خیزی زیاد با استفاده ازالگوی طراحی برمبنای توزیع پس کشیدگی درطبقات، بسیارمناسب ارزیابی شد.

چکیده سیستم¬های پیش¬ساخته بتنی می¬توانند نمایانگر راه حلی عملی و اقتصادی برای ساخت انواع سازه¬های چند طبقه باشند، اما استفاده از این سیستم¬ها در نواحی با لرزه¬خیزی زیاد محدود شده است، و این علی¬رغم آن است که این سازه¬ها سرعت اجرایی بیشتری داشته و قابلیت کنترل کیفیت بهتری بر روی آن¬ها وجود دارد. اتصال هیبرید یکی از نتایج برنامه¬های تحقیقاتی متعدد محققین در سال¬های اخیر بر روی سازه¬های پیش¬ساخته بوده و به کمک این اتصال ساخت سازه¬های بتنی پیش¬ساخته در مناطق لرزه¬خیز محقق می¬شود. انتقال نیروهای برشی و خمشی در این اتصال با ترکیب فولاد نرمه و کابل امکان¬پذیر می¬شود. نیروی فشاری ناشی از کابل¬های پس¬کشیدگی با ایجاد ظرفیت اصطکاکی بین تیر و ستون، امکان انتقال نیروی برشی بین تیر و ستون را فراهم می¬کند، به نحوی که نیاز به کربل مرتفع می¬شود. میلگردهای معمولی در بالا و پایین تیرها و ناحیه اتصال قرار می¬گیرند؛ چون در این نواحی به علت بازشدگی سطح بین تیر و ستون، دستخوش تغییر¬شکل¬های بیشتری شده و با تسلیم¬شدن در کشش و فشار، عامل اصلی اتلاف انرژی در این سیستم محسوب می¬شوند. میلگردهای معمولی در ناحیه کوچکی در مجاورت سطح تماس بین تیر و ستون به صورت نچسبیده اجرا می¬شوند تا از شکست آن¬ها جلوگیری شود. این پایان¬نامه به بررسی تحلیلی رفتار اتصال تیر به ستون بتنی پیش¬ساخته هیبرید تحت اثر بارهای جانبی می¬پردازد. به منظور بررسی صحت نتایج نرم¬افزار ansys، اتصال o-p-z4 از برنامه تحقیقاتی انجام شده در موسسه ملی استاندارد و تکنولوژی آمریکا مدل¬سازی و تحلیل غیرخطی شد. مقایسه نتایج نرم¬افزار و آزمایش¬گاه نشان می¬دهد که اختلاف بین نتایج در مراحل اولیه بارگذاری بیشتر بوده و به تدریج و با افزایش تغییر مکان جانبی، اختلاف کاهش می¬یابد. پس از بررسی صحت نتایج نرم¬افزار، رفتار اتصال یک¬پارچه و پیش¬ساخته با مشخصات کاملا یکسان مورد ارزیابی قرار گرفت. هم-چنین عوامل موثر بر رفتار اتصال هیبرید، شامل درصد مشارکت کابل در تحمل لنگر خمشی و میزان نیروی پیش¬تنیدگی اولیه کابل مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی، مقادیر در نظر گرفته شده برای میزان مشارکت کابل 50، 60 و 70 درصد لنگر خمشی مقطع و میزان تنش اولیه کابل از 30 تا 70 درصد تنش نهائی آن بود. نتایج به¬دست آمده از تحلیل غیرخطی این اتصالات در نرم¬افزار ansys نشان دادند که سختی الاستیک و سختی پس از تسلیم قاب¬های هیبرید، با هر میزان مشارکت کابل در مقاومت خمشی مقطع و یا تنش پیش-تنیدگی اولیه، بیشتر از قاب بتنی یک¬پارچه می¬باشد. هم¬چنین سختی الاستیک قاب هیبرید با افزایش میزان تنش پیش¬تنیدگی اولیه افزایش یافته و با بیشتر شدن میزان مشارکت کابل در مقاومت خمشی مقطع کاهش می¬یابد. در مورد سختی پس از تسلیم قاب هیبرید نیز می¬توان گفت که با افزایش درصد مشارکت کابل در مقاومت خمشی مقطع افزایش یافته و با افزایش تنش موثر کابل کاهش می¬یابد. بار تسلیم قاب هیبرید نیز، با هر نوع آرایش فولاد نرمه و کابل، از بار تسلیم اتصال یک¬پارچه بزرگ¬تر است و با افزایش تنش موثر کابل، بار تسلیم قاب هیبرید کاهش می¬یابد. نتیجه مشابهی نیز برای بارهای پس از تسلیم قاب هیبرید به¬دست آمد. به جهت مقایسه نتایج نرم¬افزار ansys در موارد جدید از روش آنالیز دوران بهره گرفته شد. نتایج به¬دست آمده از این روش انطباق مناسبی با نتایج نرم¬افزار داشت. برآورد این روش از رفتار پس از تسلیم قاب اندکی دست پایین بوده و بنابراین سختی پس از تسلیم به¬دست آمده از این روش کم¬تر از نرم¬افزار بود. به طور کلی در مورد روش آنالیز دوران می¬توان گفت که این روش می¬تواند با دقت مناسبی برای مقاصد طراحی و هم¬چنین مدل سازی سازه¬های پیش¬ساخته مورد استفاده قرار گیرد.

کلمات کلیدی: یکی از راه¬های ارزیابی آسیب پذیری لرزه¬ای پل¬ها استفاده از توابع شکنندگی است. این توابع در واقع ابزاری برای ارزیابی غیر متعین عملکرد لرزه¬ای پل¬ها قبل و بعد از مقاوم سازی بشمار می¬روند و بیان کننده احتمال صدمه دیدن پل در سطح خاصی از خسارت، برای شدت-های مختلف زلزله هستند. در این پایان نامه یک تحلیل احتمالاتی برای بررسی میزان کاهش آسیب پذیری پل¬های مقاوم سازی شده با استفاده از پوشش بتن مسلح، از طریق توسعه منحنی-های شکنندگی انجام گرفته است. برای توسعه این منحنی¬ها تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی با استفاده از 60 رکورد زلزله بر روی پل¬های مورد مطالعه، قبل و بعد از مقاوم سازی انجام گردیده و تحلیل آماری روی نتایج این تحلیل¬ها انجام شده است. منحنی¬های شکنندگی بوسیله توابع توزیع لوگ نرمال با دو پارامتر و بر اساس حداکثر شتاب زمین بیان شده¬اند. روش تحلیلی که برای توسعه منحنی¬های شکنندگی بکار رفته و مقایسه این منحنی ها قبل و بعد از مقاوم¬سازی، در پایان نامه بیان شده¬ است. مقایسه این منحنی¬ها از کاهش قابل توجه احتمال خرابی پل خصوصا در سطوح بالای خسارت، پس از مقاوم سازی ستون¬ها با استفاده از پوشش بتن مسلح حکایت دارد.

دو عامل اصلی در صدمه دیدن سازه ها و محتویات آنها در حین زلزله تغییر مکان های نسبی و شتاب های ایجاد شده در سازه هستند. طرح های لرزه ای همواره به دنبال کاهش این دو عامل و در نتیجه کاستن خسارات وارده می باشند جداسازی پایه در سازه ها به طور همزمان موجب کاهش قابل توجهی در مقادیر تغییر مکان های نسبی و شتاب های ایجاد شده در سازه می شود و لذا با کاربرد سیستم جداسازی لرزه ای علاوه بر امکان طراحی یک سازه مطمئن می توان به عملکرد اجزای غیرسازه ای و محتویات سازه نیز در موقع زلزله مطمئن بود. در حال حاضر کشورهای پیشرفته با مناطق زلزله خیز مانند ایالات متحده، ژاپن و نیوزلند پیشگامان استفاده از جداسازی لرزه ای در جهان هستند و جداسازی پایه در سازه ها به عنوان رویکرد جدید مقاوم سازی لرزه ای مطرح شده و جنبه علمی به خود گرفته است. در کنار این رویکرد بسترهای تحقیقاتی فراوانی به وجود آمده است که تمام مراحل تولید تا اجرای سیستم های جداساز را شامل می شود و تحلیل دینامیکی سازه های جداسازی شده یکی از مهمترین این بسترها است. رفتار غیرخطی سیستم های جداساز پایه و غیرکلاسیک بودن میرایی موجب پیچیدگی معادلات حرکت سازه های جداسازی شده می شود و لذا نمی توان از آنالیز مودال مرسوم برای تحلیل دینامیکی آنها استفاده کرد. بنابراین روش متداول تحلیل دینامیکی آنها استفاده از روش انتگرال گیری مستقیم است هدف اصلی که در این پایان نامه دنبال می شود بسط و گسترش روشی برای بدست آوردن پاسخ لرزه ای سازه های جداسازی شده است که در آن رفتار غیرخطی سیستم جداساز همزمان با غیرکلاسیک بودن میرایی در نظر گرفته می شود. بدین منظور به کمک معادلات جداگانه پایه و سازه روشی توسعه داده می شود که می توان با استفاده از مختصات مودهای نرمال مساله را حل نمود در این روش سازه به صورت خطی فرض شده و رفتار غیرخطی به سیستم جداساز پایه محدود می شود. سه مدل تحلیل متداول ویسکوالاستیک، دوخطی و مدل ون برای بیان رفتار سیستم جداساز پایه استفاده شده و اثر رفتار غیرخطی سیستم جداساز به صورت یک شبه نیرو و به سیستم معادل وارد می شود که برای حل آن نیاز به استفاده از تکرار است. از مهمترین مسائل روش های تکرار همگرایی آنها است که در تحقیقات قبلی کمتر به آن پرداخته شده و روابطی در این مورد ارائه نشده است. در این تحقیق همگرایی روش تکرار مورد استفاده به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته و شرایط همگرایی حل استخراج می شود و در ادامه روش به گونه ای ارائه می شود که همگرایی با سرعت همگرایی مناسب همواره وجود داشته باشد نهایتا با یک بررسی عددی جامع صحت روابط ارائه شده و کارایی روش برای تحلیل تاریخچه زمانی سازه های جداسازی شده در دستیابی به پاسخ های روش انتگرال گیری مستقیم نشان داده می شود به عنوان هدف ثانویه در این تحقیق با استفاده از روش توسعه داده شده برای تحلیل سازه های جداسازی شده به بررسی مدل های تحلیلی سیستم های جداساز پایه و تاثیر آنها بر پاسخ ها پرداخته می شود تا از نظر انتخاب مدل های تحلیلی دیدی مناسب حاصل شود. آیین نامه ها برای ساخت مدل خطی معادل رفتار واقعی سیستم های جداساز پایه، روابطی را ارائه داده اند. لذا در این بررسی از این روابط برای ساخت مدل های تحلیلی استفاده می شود تا تاثیر این معادل سازی خطی نیز ارزیابی شود.

درسال های اخیرروش های متنوعی در تحلیل و طرح محافظ تونل ها ارائه شده اند. این روش ها بعضا مختص مقاطع دایره ای و شرایط فشارهای با توزیع هیدرواستاتیک و ندرتا برای شرایط، فشارها و مقاطع مختلف می باشند. دراین رساله محور بررسی بریک روش نه چندان جدید ولی با سهولت کاربرد و دقت مناسب و قابل کنترل قرار دارد. دراین روش براساس تئوری وینکلر، رفتار محیط دربرگیرنده بامیله (فنر) های اتکایی، ارتجاعی جداگانه مدل می شود و مسئله در حالت تغییر شکل نسبی مستوی بررسی می گردد. این روش در نظر گرفتن، تاثیرمتقابل (اندرکنش) زمین و سازه و تاثیر وجود و یا عدم وجود اصطکاک بین زمین و سازه را نیز امکان پذیر می سازد. مزیت استفاده این روش ، امکان کاربرد آن برای مقاطع غیردایره ای ودرشرایط مختلف ازنظرفشار وارده و ژئوتکنیک محل و همچنین شرایط مختلف جنس وضخامت مقطع محافظ، می باشد. بااستفاده از کامپیوتر و تکنیک های پیشرفته عددی (روش اجزاء محدود) برسهولت وافزایش دامنه کاربرد و دقت این روش افزوده شده است . نتایج محاسباتی این روش دراین رساله با نتایج کارهای پژوهشگران قبلی دراین زمنیه مقایسه شده است . درپایان حل چند مسئله نمونه نمایانگر چگونگی کاربرد این روش در تحلیل مقطع محافظ می باشد.

به جرئت می توان مشکل مسکن مقاوم در برابر عوامل طبیعی (مانند زمین لرزه) به خصوص برای افراد کم درآمد را از اساسی ترین مسائل جوامع مختلف (بویژه جامعه ما) دانست . در این میان استفاده از ساختمان های مصالح بنایی که اجزاء آن (آجر، بلوک و ملات) در دسترس عموم و عمدتا" از ارزانترین نوع مصالح هستند هنوز هم به طور وسیع در کشورهای مختلف جهان و از جمله کشور خودمان رایج می باشد. لیکن متاسفانه به جز چند کشور در اکثر مناطق در حال رشد، تولید مصالح و اجراء ساختمان های مصالح بنایی هنوز تحت استاندارد مشخص درنیامده است . به این منظور در این رساله طی روندی خاص ابتدا بررسی عمومی اجزاء مصالح بنایی شامل انواع آجر و بلوک موجود (به لحاظ شکل ظاهری، خواص ، روش تولید آنها، خواص الاستیک و .. به همراه توجه به برخی از آئین نامه های کشورهای مختلف جهان)،انواع ملات (به لحاظ مواد تشکیل دهنده آن، محدوده دانه بندی ماسه در ملات ، مقاومت فشاری و ... با توجه به برخی از آئین نامه های کشورهای مختلف جهان) انجام میگرید. آنگاه به مطالعه رفتار ترکیبی این اجزاء در سازه های مصالح بنایی غیرمسلح در برابر نیروهای فشاری، برشی، کششی و عوامل موثر برآن (مانند چگونگی تاثیر مقاومت اجزاء مصالح بنایی در مجموعه ترکیب یافته از آنها، تاثیر لاغری بر مقاومت فشاری، خواص الاستیک مجموعه و ...) و ارائه روش های آزمایشگاهی برآورد میزان مقاومت سازه مصالح بنایی در برابرنیروهای مذکور پرداخته می شود. به دنبال آنچه گفته شد.، در این رساله ویژگی های عمومی ساختمان های مصالح بنایی کم ارتفاع در هنگام بروز زمین لرزه و ارائه روش هایی جهت مقاوم سازی این نوع ساختمان ها در برابر خطرات زمین لرزه بیان می گردد . یکی از این روش هاتسلیح ساختمان های مصالح بنایی با آرماتورهای فولادی بوده که جهت بررسی دقیق تر فصلی جداگانه به این موضوع اختصاص داده شده و در آن ظرفیت فشاری، خمشی و برشی (به طور مجزا و یا ترکیبی از آنها) دیوارهای مصالح بنایی مسلح با استفاده از روابط تئوریک محاسبه شده است . نهایتا" برای بررسی تجربی چگونگی باربری مصالح بنایی (ساخته شده از مصالح موجود) یک گروه آزمایش بر روی دیوارهای مصالح بنایی با شرایط اجرائی مختلف تحت نیروهای توام (فشار و برش) به کمک دستگاه جدیدی که در این رساله توضیحات مربوط به آن داده شده، و گروه دیگر آزمایشات به منظور تعیین میزان مقاومت فشاری، برشی، کششی و مدول الاستیسیته مصالح بنایی انجام گرفته که در فصل آخر این رساله آمده است . از جمله نتایج بدست آمده از آزمایشات مذکور می توان به استفاده از روش های مختلف جهت بهبودباربری مصالح بنایی (خصوصا" در برابر بارهای جانبی) مانند زنجاب نمودن آجرها قبل از استفاده در دیوار، کاربرد ملات با نسبت 1 حجم سیمان و 3 حجم ماسه، استفاده از توری های فلزی در بین لایه های ملات و اجرای پلاستر سیمان در سطح دیوار اشاره نمود. امید آن که تلاش های علمی و عملی محققین ساختمان جهت تدوین و ارائه آئین نامه های اجرائی احداث ساختمان های مصالح بنایی منطبق بر واقعیات موجود درکشورمان بیش از پیش ادامه یابد.

اغلب سازه ها اگر تحت تحریک دینامیکی واقع شوند رفتار پیچشی از خودنشان می دهند. عوامل مختلفی ممکن است سبب ایجاد چنین پیچشی گردند. عدم انطباق مراکز جرم و سختی الاستیک ، یکنواخت نبودن حرکات زمین در زیر پایه، وجود مولفه چرخشی در حرکات زمین، تسلیم نامتقارن عناصر مقاوم حتی در سازه هایی با مراکز جرم و سختی الاستیک منطبق بر هم و ... از جمله عوامل فوق می باشند . در این گونه موارد عناصر مقاوم سازه تحت تاثیر توام نیروهای ناشی از حرکات جانبی و پیچشی سازه بوده و با بیشتر شدن فاصله این عناصر مقاوم ازمرکز سختی، تغییر مکان و نیروهای برشی مربوط به آنها بیشتر خواهد شد . در رساله حاضر فرض شده است که پیچش موجود تنها از عدم انطباق مراکز جرم و سختی الاستیک ناشی می شود. تداخل اثر پیچش در واکنش سازه های نامتقارن و نحوه درنظر گرفتن این اثر در طراحی سازه ها، مدت مدیدی است که توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است . بدلیل تعدد پارامترهای موثر در واکنش و پیچیدگی رفتار سازه های نامتقارن، علیرغم مطالعات گسترده ای که در مورد رفتار این گونه از سازه ها چه در ناحیه الاستیک و چه در ناحیه غیرالاستیک صورت گرفته است ، هنوز معیارهایی که بتوانند تداخل اثر پیچش را به خوبی در برگیرند ارائه نشده است . از جمله روش های پیشنهاد شده به منظور ایزوله نمودن سازه ها از حرکات مخرب زمین، استفاده از تکیه گاه لغزشی، امکان لغزش پایه صلب را روی فونداسیون فراهم آورده که تحقق این حرکت لغزشی سبب اتلاف بخش زیادی از انرژی زلزله در سطح تماس می گردد و در نتیجهء آن از انتقال انرژی زلزله به سازه کاسته می شود. این اتلاف انرژی در سازه های نامتقارن سبب کاهش نیروهای اینرسی طبقات و بالطبع کاهش پیچش طبقات می گردد. هدف اصلی در رساله حاضر تحلیل رفتار دینامیکی سازه نامتقارنی است که دارای رفتار الاستیک خطی بوده و به وسیلهء تکیه گاه لغزشی از حرکات مخرب زمین ایزوله شده است . جهت تحقق این امر سطح تماس پایه و لایه لغزشی به تعدادی المان مستطیلی شکل تجزیه شده است و رفتار صلب پلاستیک این اجزاء به کمک رفتار الاستیک کاملا" پلاستیک ، بطور تقریبی بیان می شود . برای هریک از این المانها در محدودهء الاستیک ، سختی الاستیک متناسب با سختی سازه اصلی در راستای اصلی مقاومت ، فرض شده است . بابه تسلیم رسیدن هریک از این المانها با استفاده از تئوری پلاستیسیته ماتریس سختی مماسی المان محاسبه و در ادامه حل مسئله بکار گرفته می شود . در تلاشی دیگر جهت تحلیل سریعتر این گونه از سازه ها، برای پایه صلب یک سطح تسلیم تقریبی محاسبه شده است . درحقیقت این سطح مرز حالت الاستیک و پلاستیک پایه می باشد. مشابه با روش قبل برای پایه در محدودهء الاستیک ، ماتریس سختی قطری که عناصر آن متناسب با سختی جانبی سازه اصلی در راستای اصلی مقاومت می باشد، فرض شده است . با استفاده از برنامه کامپیوتری نوشته شده در این زمینه، مطالعه پارامتریک بر روی خصوصیات سیستم ایزوله کننده (ضریب اصطکاک سطح تماس پایه و لایه لغزشی، نسبت جرم های سازهء اصلی و پایه) انجام گرفته که مقادیر مناسب برای این پارامترها قابل تعیین می باشد.

پوسته های متقارن محوری جدار نازک از جمله سازه هایی هستند که بطور وسیع در صنعت بویژه در صنایع پیشرفتهء هواپیما، شناورهای دریایی، سفاین فضایی، منابع آب و گاز، مخازن پالایشگاه ها،: سیلوها و غیره مورد استفاده قرار می گیرند . این پوسته ها جهت استحکام بیشتر و جلوگیری از ناپایداری، به وسیلهء انواع سخت کننده ها تقویت می شوند و از آنجا که حل معمول و کلاسیک پوسته های تقویت شده بسیار مشکل و وقت گیر می باشد لذا برای آنالیز این پوسته ها بایستی از متدهای علمی خاصی که برای حل مسائل پیچیده در دهه های اخیرابداع شده است استفاده نمود . یکی از این روشها، روش پرقدرت اجزاء محدود می باشد که برای آنالیز پوسته های متقارن تقویت شده نیز می تواند بکار رود . سازه های پوسته ای متقارن، معمولا" بصورت ترکیبی از پوسته های استوانه ای، مخروطی و کروی می باشند. لذا در این پروژه، به آنالیز این پوسته ها به روش اجزاء محدود پرداخته شده و همچنین روش تیر بر بستر ارتجاعی که می تواند برای آنالیز پوسته های تقویت شده با تقارن کامل بکار رود نیز مورد بررسی قرار گرفته است . هدف اصلی در این پروژه این بوده است که راه حلی سریع وآسان برای آنالیز پوسته های متقارن تقویت شده ارائه شود لذا سعی شده، تقویت کنندهها به صورت اعضاء مستقل و جداگانه ای از پوسته درنظر گرفته نشود بلکه باتوجه به نقش اصلی سخت کننده ها یعنی " افزایش سختی پوسته "، سختی تقویت کننده ها محاسبه شده و به سختی پوسته افزوده می شود. از طرف دیگر با بهره گیری کامل از تقارن مسئله، تعداد معادلات لازم برای حل کاهش یافته و حل یک نوار از پوسته، جایگزین حل کامل پوسته شده است . در این پروژه آنالیز پایداری مدنظر نبوده و حل مسئله با فرض کوچک بودن تغییر شکل هابدست آمده است . نرم افزارهای نوشته شده در این پروژه شامل دو نرم افزار آنالیز پوسته های متقارن تقویت شده به روش های اجزاء محدود و تیر بر بستر ارتجاعی می باشد که سهولت اجرا، قابلیت انعطاف و توسعه برای منظورهای خاص و صرفه جویی در وقت و هزینهءکامپیوتری از مزایای مهم این دو نرم افزار بشمار می رود . در پایان این رساله به حل چند مثال پرداخته شده و نتایج روشهای مختلف با یکدیگر مقایسه و نتیجه گیری شده است .

این پروژه آغاز یک کار تحقیقاتی در زمینه زلزله و آزمایشهای مربوط به آن می باشد . و بابیانی ساده و روشن به بررسی مبانی طراحی یک میز ارتعاشات برای آزمایشهای زلزله می پردازد. به طوریکه امید است فعالیت های اجرائی جهت ساخت میزارتعاشات شروع شود. درفصل اول مقدمه ای پیرامون زلزله و تاریخچه مطالعات زلزله آورده شده است .فصل دوم ضمن ارائه تعریف مختصری از مشخصات و امواج ارتعاشی زلزله به تشریح روش هائی جهت ایجاد و اعمال این ارتعاشات می پردازد. و بدنبال بررسی مسئله ازنظر طراحی مهندسی روش استفاده ازمیزارتعاشات به عنوان یک طرح مناسب و قابل توسعه معرفی می شود. فصل سوم به تشریح کلیات طرح میزارتعاشات پرداخته، نحوه عملکرد سیستم و ارتباط قسمت های مختلف سیستم با یکدیگر را مشخص می کند. استاتیک میزارتعاشات که شامل طراحی صفحه میز، تحمل وزن وقیود حرکتی جهت حذف حرکات ناخواسته است در فصل چهارم بررسی می شود. فصل پنجم میزارتعاشات راازنظر دینامیکی و کنترلی مورد بررسی قرار داده پس از به دست آوردن تابع تبدیل سیستم به تحلیل دینامیکی آن می پردازد. دراین فصل نشان داده شده است که سیستم موردنظر اساسا پایدار بوده و درصورت داشتن نسبت استهلاک (0.6<d<0.7) رفتار سیستم تحت شرایط اعمالی بسیار مناسب خواهد بود . درفصل ششم مبانی طراحی میز ارتعاشات شرح داده شده است . ضمیمه (1) شرحی در مورد امواج زلزله، ضمیمه (2) توضیحی پیرامون سروسیستم های الکتروهیدرولیکی و ضمیمه (3) علاوه بر ارائه کلیاتی در مورد سرووالوها و تجهیزات تناسبی هیدرولیکی به شرح سرووالوپیشنهادی برای میز ارتعاشات می پردازد.

زلزله پدیده ای است که از دیرباز تاکنون بسیاری از مناطق جهان را هر از چندگاه به لرزه در آورده و باعث بروز آثار ناگوار بسیاری گردیده است.