همه سازه ها به منظور اهداف خاصی طراحی و احداث می شوند . لازم است هر سازه در طول عمر خود قادر به حمل مجموعه بارهای پیش بینی شده باشد. بنا به دلیل برخی معایب به هنگام فرآیند احداث سازه، امکان فروریزی و تخریب سازه متصور می باشد. ترک های اولیه و رشد این ترک های در المانهای سازه از جمله مهمترین دلایل فروریزی و تخریب سازه ها می باشند. لذا به منظور کاهش هزینه های جانی و مالی ،مطالعات بسیاری در زمینه چگونگی پیدایش ترک و نشر آن در سازه انجام پذیرفته است .در این تحقیق روند پیدایش ترک و رشد آن در سازه با در نظر گرفتن اصول مکانیک شکست و روش اجزای محدود بررسی شده است. مدل ارایه شده جهت مطالعه یک صفحه نیمه بینهایت با بارگذاری یکنواخت می باشد که در محیط نرم افزار ansys 11 با مقایسه آنالیز بر مبنای شرایط تنش مسطحه صورت می پذیرد. شبیه سازی شده است. خروجی نتایج نرم افزار و محاسبات به عمل آمده با یکدیگر و مشاهده اختلاف بسیار ناچیز صحت مدلسازی در محیط نرم افزار تایید می گردد. در نهایت مدلی مشابه آنچه در محیط نرم افزار ansys 11 مدل شد در محیط نرم افزار franc2d نیز مدل و آنالیز می شود. همگرایی نتایج خروجی هر دو نرم افزار موید صحت عمل در هر دو مرحله از مدلسازی می باشد.

موضوع این پایان نامه، مطالعه برخورد دو ساختمان مجاور یکدیگر در حالت سه بعدی با در نظر گرفتن اثر پیچش می باشد. برای انجام این کار، پلان متعارفی از ساختمان با 4 تیپ ارتفاعی 7 ، 10 ، 13 و 15 طبقه انتخاب شدند. سپس برای مطالعه ضربه دو ساختمان بلند، زوج نمونه های (10 و 13 طبقه ) و ( 10 و 15 طبقه ) و جهت بررسی ضربه دو ساختمان بلند و متوسط، زوج نمونه های (7 و 10 طبقه ) و ( 7 و 15 طبقه ) در کنار یکدیگر مدلسازی و توسط المان های محوری gap در راستای برخورد به یکدیگر متصل شدند. لازم به ذکر است در هر کدام از این زوج نمونه ها ساختمان بلندتر با سیستم قاب خمشی بتنی متوسط، نرم و منظم و ساختمان کوتاهتر با سیستم قاب خمشی بتنی متوسط به همراه دیوار برشی بتنی مسلح متوسط، سخت و نامنظم ( خروج از مرکزیت بالای 20%) انتخاب شدند. سپس نمونه های مورد بررسی با استفاده از نرم افزار etabs-ver 9.2 و مطابق با ضوابط آئین نامه های aci-318 و استاندارد 2800 طراحی گردیدند. در ادامه، بر روی نمونه ها، آنالیز دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی مودال تحت شتاب نگاشت زلزله های بم، طبس و والی، در دو جهت xو y و برای دو حالت باضربه و بدون ضربه انجام شد. در نهایت، پاسخ هر زوج نمونه از ساختمان ها (جابجائی، نیروی برش، لنگر پیچشی ونیروی المان gap) در حالت با ضربه بدست آمده و با حالت بدون ضربه (حالتی که ساختمانها به تنهایی ارتعاش می کنند) مقایسه گردید. نتایج پژوهش نشان می دهد که در راستای برخورد دو ساختمان و به ازای تمامی شتاب نگاشت ها ضربه باعث کاهش جابجائی درتمامی طبقات و کاهش برش تا محل ضربه، در ساختمان بلندتر می گردد. در حالیکه در ساختمان کوتاهتر اظهار نظر در مورد پاسخ های بدست آمده برای جابجائی و برش در اثر ضربه به عواملی چون، نوع شتاب نگاشت و تعداد طبقات (بلندی) دو ساختمان مجاور بستگی پیدا می کند. همچنین طبق نتایج بدست آمده در این تحقیق در اثر ضربه دو ساختمان، لنگر پیچشی در هر دو ساختمان در اغلب طبقات به ازای تمامی شتاب نگاشت ها کاهش پیدا می کند. با این وجود خروج از مرکزیت نیروی زلزله نسبت به مرکز سختی، رفتار پیچشی ساختمان را در مقابل ضربه بسیار پیچیده و اظهار نظر در مورد آن را بسیار سخت می کند. این پیچیدگی رفتار را می توان با نحوه قرار گیری عناصر سخت کننده توجیه نمود، که نیاز به مطالعات جامع تری در این زمینه وجود دارد.

در حین وقوع زلزله، اثرات جهت پذیری باعث ایجاد تفاوت بین مشخصات رکوردهای حوزه نزدیک ثبت شده در جهت های مختلف، همچنین باعث ایحاد تفاوت بین مشخصات این رکوردها با رکوردهای حوزه دور می شود . وجود حرکت پالس گونه با پریود بلند در ابتدای رکوردها، مقدار ماکزیمم شتاب ،سرعت و جابجایی بالاتر و اعمال نیروی ضربه گونه به سازه ها از جمله این تفاوت ها می باشند. در این تحقیق رفتار قاب های فولادی برون محور دو بعدی تحت تاثیر رکوردهای حوزه دور و نزدیک در دو حالت مولفه افقی به تنهایی و مولفه افقی و قائم به صورت همزمان ، مورد بررسی قرار گرفته است. در هر یک از قاب ها مقادیر ماکزیمم تغییر مکان نسبی و کلی، ماکزیمم برش طبقات ، عملکرد لرزه ای قاب ها و کفایت لرزه ای ضوابط ویژه طراحی قاب های برون محور در آیین نامه فولاد ایران ( 1384 ) تحت مولفه افقی رکوردها به تنهایی مورد بررسی قرار گرفته است . همچنین نسبت نیروی ایجاد شده در ستون های میانی و کناری (ناشی از تحلیل دینامیکی غیر خطی) به نیروی طراحی اولیه آنها و شتاب قائم مطلق طبقات تحت اثر توامان مولفه افقی و قائم رکوردها بررسی شده است . نتایج نشان می دهد نیاز تغییر مکانی رکوردهای حوزه نزدیک بیشتر از رکوردهای حوزه دور می باشد و پاسخ سازه ها در حوزه نزدیک اساسا متفاوت از پاسخ آنها در حوزه دور می باشد . قاب ها سطح عملکرد مورد نظر طراحی که همان سطح عملکرد ایمنی جانی تحت زلزله با سطح خطر یک می باشد را برآورده نمی سازند .همچنین اصول طراحی بر اساس ظرفیت که معیار اساسی طراحی قاب های ebfمی باشد با توجه به ضوابط طرح لرزه ای ویژه بیان شده در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان اقناع نمی گردد . کلمات کلیدی: قاب فولادی برون محور، اثرات جهت پذیری، رکوردهای حوزه نزدیک، پارامترهای لرزه ای، مولفه افقی و قائم رکوردها

پل های کابلی سازه های عظیم و پیچیده ای هستند که امروزه کاربرد زیادی در دنیا پیدا کرده اند. این سازه ها بطور کلی از نظر ایستایی دارای درجات نامعینی زیادی هستند. عملکرد سازه ای این قبیل سازه ها منوط به نحوه توزیع نیرو بین قسمت های خطی سازه (برج، پایه، عرشه) و قسمت غیر خطی آن (کابل ها) می باشد. عاملی که این سازه را از سازه های دیگر متمایز می سازد وجود کابل های با مقاومت کششی بالا می باشد و همین امر خود عاملی می شود تا بتوان کابل ها را تحت نیروهای پیش کشیدگی زیاد قرار داد و به این طریق عملکرد سازه ای پل را بهبود بخشید. تعیین نیروهای پیش کشیدگی کابل بدلیل نامعینی زیاد این گونه سازه ها پیچیده می باشد. تعیین نیروهای بهینه پیش تنیدگی کابل ها برای عملکرد سازه ای بهینه پل یکی از موضوعات اساسی در طراحی پل های کابلی است. در این پایان نامه ابتدا به تحقیقات انجام شده توسط محققان دیگر اشاره شده و در ادامه ویژگی های اجزای سازه ای پل های کابلی ذکر گردیده است. سپس برنامه ای جهت تحلیل استاتیکی غیر خطی سه بعدی پل های کابلی با استفاده از نرم افزار matlab نوشته شده است و با مساوی قرار دادن تغییر مکان نقاط فصل مشترک قسمت خطی و غیر خطی سازه و اعمال شرایط سازگاری تغییر مکان ها در این نقاط، نیروهای کششی مجهول کابل محاسبه می شود. به این ترتیب علاوه بر اینکه حجم محاسبات کاهش می یابد، می توان سازه را برای نیروهای ثابت پیش کشیدگی تحلیل نمود. در بررسی بارهای وارد بر سازه پل نیز بارهای مرده و زنده کامیون استاندارد ایران و بار باد مطابق نشریه 139 وزارت راه و ترابری ایران در نظر گرفته شده است. همچنین در انتها، با ارائه سه مورد کاربردی کارآیی روش مورد استفاده بررسی شده و نتایج حاصل از کاربرد روش ارائه شده در مورد روابط بین شکم دادگی کابل و کشش ماکزیمم در کابل در محل برج و تغییرات طول آن با تغییر قطر کابل برای نسبت های متفاوتی از ارتفاع برج به طول عرشه به همراه پیشنهاداتی برای ادامه کار ارائه شده است.

امروزه نیاز های جدی در طراحی سازه های فضایی نظیر آنتن های ماهواره ای، پتانسیل بروز ارتعاشات نا خواسته را در این سازه ها افزایش می دهد، بنابر این درک مشخصات دینامیکی بسیاری از سازه ها نظیر میرایی از این نظر حائز اهمیت است. از سوی دیگر بتن خودمتراکم به عنوان تحولی بزرگ در تکنولوژی بتن در دو دهه اخیر توانسته بسیاری از معایب مرتبط با اجرا، طراحی و دوام سازه های بتنی را مرتفع نماید. با توجه به خصوصیات متفاوت مکانیکی میان بتن های معمولی و خودمتراکم که قبلا توسط محققین بیان شده است، انتظار می رود که خصوصیات دینامیکی این بتن نوین نیز دارای تفاوت هایی با بتن معمولی باشد. از آنجایی که نسبت آب به سیمان و مقدار فوق روان کننده یکی از پارامتر های مهم در اختلاط بتن است لذا در این مطالعه با یک بررسی آزمایشگاهی اثر نسبت آب به سیمان و سن بتن بر روی تغییرات خصوصیات مکانیکی و دینامیکی با تکیه بر میرایی مورد توجه قرار گرفته است .بدین منظور 5 طرح اختلاط با نسبت های آب به سیمان بین 0.37 تا 0.58 در نظر گرفته شده و در سنین 3، 7 و 28 روز مورد آزمایش های مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، سرعت امواج آلتراسونیک و تعیین نسبت میرایی و فرکانس طبیعی قرار گرفتند. نتایج کلی حاصل از این تحقیق حاکی از این است که با افزایش نسبت آب به سیمان، مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته و سرعت امواج آلتراسونیک کاهش یافته و مقدار نسبت میرایی با افزایش نسبت آب به سیمان افزایش ولی مقدار فرکانس طبیعی کاهش می یابد.

خرابی پیشرونده را می توان بر اساس عملکرد زنجیروار گسیختگی که با حذف یک یا تعدادی از المان های باربر سازه ای در اثر خطرات طبیعی یا انسانی آغاز می شود تعریف نمود. هر چند مطالعات نسبتا زیادی در ارتباط با پدیده خرابی پیشرونده تحت بار های انفجار انجام گرفته است ولی می توان دید که گسیختگی به وجود آمده از سازه ها در حین رخداد زلزله های شدید نیز به یکباره اتفاق نمی افتد بلکه به علت ضعف در طراحی یا اجرای سازه، المان یا المان های ضعیف زودتر آسیب دیده و متعاقب آن، باز توزیع نیرو ها انجام شده و ممکن است اعضای مجاور المان های آسیب دیده گسیخته شود و در نتیجه پدیده خرابی پیشرونده رخ دهد و در نهایت منجر به انهدام کل سازه گردد. سیستم های جداساز لرزه ای عموما جهت کاهش پاسخ های سازه ای ایجاد شده تحت بار های لرزه ای به کار گرفته می شوند. در این پایان نامه، رفتار قاب های خمشی بتن مسلح پایه ثابت و دارای جداساز لرزه ای در برابر خرابی پیشرونده، با حذف ستون در موقعیت ها و مکان های مختلف تحت بار های ثقلی و لرزه ای با هم مقایسه می شود. تحلیل ها تحت بار های ثقلی با روش های تحلیل پوش داون استاتیکی و دینامیکی غیرخطی و تحت بار های لرزه ای با روش های تحلیل استاتیکی غیرخطی پوش آور و تاریخچه زمانی غیرخطی با استفاده از نرم افزار sap 2000 انجام شده است. همچنین، مدل های سازه ای بکار گرفته شده در هر دو حالت های جداسازی شده و پایه ثابت دارای تعداد طبقات 4، 8 و 12 می باشند. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که، مقاومت سازه ها در برابر خرابی پیشرونده به طور قابل توجهی با پارامتر هایی مانند بار اعمالی، مکان و موقعیت حذف ستون و تعداد طبقات تغییر می کند. همچنین، جداساز لرزه ای نقش موثری در موضعی کردن خرابی ها تحت بار های لرزه ای و جلوگیری از گسترش آن ها به دهانه های سالم ایفا می کند.

در این رساله به بررسی لرزه ای لوله های مدفون فولادی تحت اثر روانگرایی پرداخته می شود.این لوله ها به صورت پوسته در نظر گرفته و اندرکنش آن با خاک به وسیله تعدادی فنرهای نرمال و برشی در سه جهت متعامد مدل می شوند.لازم به ذکر است انواع شرایط مختلف شبکه شامل انواع قطر،ضخامت،مدول الاستیسیته،عمق دفن،بزرگی شتاب،سختی خاک،طول ناحیه روانگرایی،اثر اضافه شدن شاخه های فرعی مورد بررسی قرار گرفته اند. نحوه مدلسازی اثر روانگرایی خاک بر روی لوله در این رساله به این صورت است که دو فنر برشی و یک فنر نرمال بین خاک و لوله تعریف میشود که در حالت روانگرایی مقاومت برشی فنرهای اصطکاکی به حداقل میل داده میشود.فشاربیرونی نیز در حد فشار سیال بر لوله از بیرون وارد میشود.ضمنا وزن مخصوص خاک و لوله لحاظ می شود. از نرم افزار abaqus در بررسی رفتار المان های shell یا plate برای مدلسازی خط لوله استفاده شود.در بررسی رفتار شبکه خطوط لوله یک شاه لوله اصلی در نظر گرفته می شودو در مقاطعی تعدادی شاخه های فرعی به این شاه لوله اصلی متصل میشوند که کار اصلی در این رساله شناخت رفتار خط لوله در اثر اضافه شدن این انشعابات در بخشی از خاک روانگرا با مقاومت برشی ناچیز است. عملکرد لوله و خاک در مقابل زلزله به پارامترهای زیادی از جمله ضخامت لوله، قطر لوله، عمق دفن لوله، مدول الاستیسیته مصالح لوله، سختی خاک،طول ناحیه روانگرایی، اثر شاخه های فرعی و بزرگی زلزله بستگی دارد. بطور کلی با افزایش قطر لوله،ضخامت لوله،عمق دفن، مدول الاستیسیته لوله،سختی خاک و اضافه شدن شاخه های فرعی،تنش و جابجایی در وسط لوله کاهش می یابد و با افزایش طول ناحیه روانگرایی و بزرگی زلزله،تنش و جابجایی وسط لوله افزایش پیدا می کند.