در حال حاضر منطقی ترین و کاربردی ترین روش ارزیابی سازه ها ، روش های استاتیکی غیرخطی می باشد. یکی از فرضیات اولیه در این روش ها تعیین پاسخ سازه چند درجه آزادی تحت حرکت لرزه ای زمین از پاسخ یک سیستم یک درجه آزادی می باشد.با توجه به تفاوت تغییرمکان حداکثر در این سیستم ها، توزیع نیروها وتغییرشکل ها در این دو سیستم متفاوت خواهد بود که یکی از علتهای این تفاوت، اثر مودهای بالاتر می باشد. در روش های رایج آنالیز بار جانبی افزاینده، توزیع نیرو و تغییرمکان هدف بر این فرض استوار است که پاسخ سازه توسط مود ارتعاشی اصلی سازه کنترل می شود.ما در سازه هایی که تحت تأثیر مودهای ارتعاشی به غیر از مود اصلی ارتعاشی خود قرار دارند، همانند سازه های بلند ویا ساختمان های با طبقه ضعیف ،ویا ساختمان های نامتقارن در پلان که در آنها پیچش اتفاق می افتد ویا ساختمان های نامنظم در ارتفاع نمی توان به صحت روش های آنالیز بارجانبی افزاینده که در آنها آنالیز با فرض کنترل سازه توسط مود اصلی ارتعاشی صورت می گیرد اطمینان کرد.بنابراین مطالعات اخیر در این زمینه ،برگسترش روش بارجانبی افزاینده به سازه هایی که در آنها اثر مودهای بالاتر مهم می باشد متمرکز شده است.به این منظور روش جدید آنالیز بار جانبی افزاینده چند مودی ارائه(mpa) شده است که درآن اثر مشارکت تمام مودهای ارتعاشی، که در نیازهای لرزه ای سازه مهم می باشند، در پاسخ سازه در نظر گرفته می شود. اما به علت وجود پدیده ای که در آن در طی آنالیز بار جانبی افزاینده مود سوم، پس از تسلیم سازه ،بام در خلاف جهت اعمال بار جانبی تغییر مکان می دهد، کاربرد روش (mpa) در برآورد نیازهای لرزه ای با مانع روبرو خواهد بود. بنابراین روش اصلاح شده ای بر روش (mpa)در دستور العمل fema440 توصیه شده است که در آن پاسخ سازه در مودهای بالاتر با این فرض محاسبه می شود، که سیستم الاستیک خطی باقی می ماند. در این پایان نامه با انتخاب چند قاب فولادی مهاربندی با طبقات مختلف که دارای نامنظمی جرم در ارتفاع می باشند کارایی روش های پیشنهادی مزبور در منظور کردن اثر مودهای بالاتر و ارزیابی رفتار این قاب ها ،مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل،با نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی مقایسه شده و نتیجه گیری های لازم به عمل آمده است.

رکوردهای زلزله ثبت شده از زلزله های اخیر نشان دهنده متفاوت بودن خصوصیات رکوردهای زلزله حوزه نزدیک نسبت به زلزله های حوزه دور می باشد به طوری که یک رکورد زلزله حوزه نزدیک دارای مشخصات متمایزی نسبت به رکوردهای زلزله حوزه دور دارد. از جمله این خصوصیات می توان به حالت پالس گونه بودن این رکوردها و همچنین بالا بودن ماکزیمم سرعت و جابه جایی های زمین اشاره کرد. به همین دلیل این نوع رکوردها نسبت به زمین لرزه های معمولی باعث بالا رفتن نیاز های لرزه ای سازه می شوند. در واقع یکی از مهمترین عوامل تاثیر گذار در زلزله های نزدیک گسل، جهت انتشار گسیختگی گسل نسبت به مکان مورد نظر می باشد. در این مطالعه ابتدا با ارزیابی لرزه ای یک سازه 11 طبقه مهاربندی شده هم محور موجود اقدام به مقاوم سازه سازه مورد نظر با استفاده از مهاربندهای برون محور، مهاربندهای کمانش ناپذیر و میراگر های ویسکوز شده و سپس شتاب نگاشت های ثبت شده بر روی خاک نرم و در حوزه نزدیک زلزله به سازه اعمال شده و نیاز های لرزه ای سازه مقاوم سازی شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که پاسخ سازه به زلزله های حوزه نزدیک اساسا متفاوت از پاسخ آن به زلزله های حوزه دور می باشد. علاوه بر این در این پایان نامه دقت روش تحلیل استاتیکی غیر خطی مدرک fema 356 در برآورد نیاز لرزه ای ساختمان فلزی مورد نظر که تحت حرکات زمین با مشخصات نزدیک گسل و دور از گسل قرار دارند، بررسی شده است. نتایج ارزیابی ها نشان دهنده این است که پیش بینی های انجام شده مبنی بر عدم دقت مناسب روش های اشاره شده در برآورد نیاز لرزه ای ساختمان مورد بررسی، منطقی به نظر می رسد.

استفاده از بتن در ساخت سازه های مختلف روز به روز در حال افزایش می باشد. با توجه به رسانایی کم بتن حجیم و گرما زایی سیمان در حین واکنش هیدراسیون، احتمال بروز ترک های حرارتی در بدنه سازه های بتن حجیم وجود دارد. ترک های فوق بانصف تنشی که برای شکل گیریشان لازم است می توانند در جسم بتن پیشروی نموده و سلامت سازه را تحت تاثیر قرار دهند. به منظور محدود نمودن شکل گیری چنین ترکهایی در بدنه سازه، لازم است تا روند تغییرات دمایی در سنین اولیه بتن مشخص شودو در صورت لزوم تمهیدات لازم به منظور کنترل این حرارت زایی و انتقال آن به خارج از سازه اتخاذ گردد. راه های مختلفی برای کنترل دمای بتن وجود دارد. یکی از این روش ها استفاده از شریان های خنک کننده و عبور جریان آب از آنهاست. با توجهبه بررسی های به عمل آمده، اکثر روش های طراحی بر پایه تجارب آزمایشگاهی بوده و مدلسازی عددی در این زمینه انجام نشده است. در این پایان نامه ابتدا به روش های مختلف خنک کردن بتن پرداخته می شود. سپس روش های موجود برای محاسبه شریان های خنک کننده مورد بررسی قرار می گیرند. در بخش بعد الگوریتم های مورد استفاده برای شبیه سازی شرح داده می شوند و با استفاده از قابلیت ها و امکانات برنامه نویسی نرم افزار اجزاء محدود انسیس، برنامه ای به منظور بررسی موارد مذکور تدوین گردیده است. سپس صحت سنجی از برنامه مذکور برای مراحل مختلف مدلسازی انجام شده است. در پایان از نرم افزار تدوین شده برای شبیه سازی و بررسی یک مدل واقعی استفاده شده است.

تاثیر اندرکنش خاک و سازه در پاسخ لرزه ای سازه های واقع بر خاک نرم قابل چشم پوشی نبوده و ممکن است در نظر نگرفتن شرایط بستر در طراحی و تحلیل سازه، منجر به حصول نتایج دور از واقعیت گردد. میزان صلبیت لایه ی خاک پارامتر مهم و تعیین کننده در مسائل ارتعاشی خاک و سازه می باشد. افزایش پریود خاک بستر می تواند باعث افزایش تغییرشکل های جانبی در طبقات و توزیع غیر معمول برش ها در طبقات شود. در این مطالعه کفایت قابهای فلزی طراحی شده بر اساس آیین نامه 2800 واقع بر روی خاک نرم مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده سازه های مورد مطالعه، قابهای 6 تا 16 طبقه فلزی، در دو نوع قاب خمشی و بادبندی بوده که تحت شتاب نگاشتهای حوزه دور و حوزه نزدیک مورد تحلیل قرار گرفته اند. مدلسازی خاک و اندرکنش خاک-سازه نیز با استفاده از روش تیر بر بستر غیر ارتجاعی وینکلر و با بهره از نرم افزار opensees انجام گرفته است. نتایج حاکی از لزوم تجدید نظر در طراحی برخی از این سازه ها می باشد که این امر با اصلاح توزیع نیروی استاتیکی لرزه ای قابل حصول است. با استفاده از توزیع نیروی استاتیکی پیشنهادی و طراحی مجدد این سازه ها، نیاز لرزه ای سازه تامین و پاسخ سازه در محدوده مجاز آیین نامه ای قرار میگیرد.

چکیده در سال های اخیر و به موازات پیشرفت های روز افزون مهندسی عمران استفاده از روش های نوین در صنعت ساخت و ساز به منظور کاستن از حجم بالای مصالح مصرفی , افزایش سرعت و در عین حال وجود کارایی و مقاومت مناسب در ساخت و ساز ها یکی از اهداف همیشگی مهندسان عمران بوده . در این بین مسقف نمودن فضاهای بزرگ همواره یکی از دغدغه های اصلی مهندسین بوده است . در این بین استفاده از سازه های فضاکار با توجه ویژگی های منحصربه فردشان از قبیل سبکی و سرعت ساخت بالا در نصب و اجرا همواره مورد توجه بوده و استفاده از این شیوه نیز بطور محسوسی افزایش یافته است . بالطبع استفاده گسترده تر از سازه های فضاکار لزوم شناخت انواع سازه های فضاکار از لحاظ شکل و نحوه اتصال اعضا و همچنین چگونگی بارگذاری و تحلیل و طراحی آنها نیز بیشتر احساس می شود . چرا که شناخت دقیق رفتار یک نوع سیستم سازه ای اولین گام در جهت کاربرد مناسب , اقتصادی و در عین حال ایمن آن سیستم می باشد. با توجه به موارد ذکر شده در بالا این پایان نامه به بررسی شکل پذیری گنبد های فضاکار می پردازد و با توجه به گستردگی و پیچیدگی های مساله دو نوع مهم از این گنبد ها یعنی گنبد های ژئودزیک و گنبد های دندانه ای تک لایه به منظور بررسی انتخاب شده اند. به منظور انجام این تحقیق ابتدا نمودار نیرو – تغییر مکان برای هر نمونه مشخص شده و سپس به کمک روابط نیرو – تغییر مکان نمونه ها یک رابطه کلی جهت محاسبه مقادیر پریود گنبد ها ارایه شده است . در نهایت به کمک این رابطه و روابط تئوری دیگر شکل پذیری این نوع گنبد ها به صورت یک رابطه ساده ریاضی بر اساس خصوصیات پایه ای رفتاری گنبد ها ارائه شده است. واژه های کلیدی: ضریب رفتار – پریود سازه - گنبدهای دندانه ای و ژئودزیک تک لایه – open sees- تحلیل استاتیکی غیر خطی

چکیده بعد از وقوع چهار زمین لرزه نورثریج امریکا، کوبه ژاپن، دوزجه ترکیه و چی چی تایوان که خسارات شدیدی بر جای گذاشتند، توجه ویژه ای به مسئله زمین لرزه های نزدیک گسل صورت گرفت و تحقیقات گسترده ای در این زمینه انجام شد. محققین در بررسی های خود به این نتیجه رسیدند که تاثیرات رکورد های نزدیک گسل از تاثیرات ارائه شده در آیین نامه ها بیشتر است. آن ها پیشنهاد کردند که به منظور در نظر گرفتن تاثیرات رکورد های نزدیک گسل در آیین نامه های لرزه ای باید سطح نیرو های طراحی آیین نامه ها برای زمین لرزه های نزدیک گسل افزایش یابد. در همین راستا آیین نامه ubc-97 تاثیرات زلزله های حوزه نزدیک را به صورت افزایش برش پایه در نظر گرفت که این افزایش به نوع منبع لرزه ای و فاصله وابسته است. این در حالی است که تحقیقات کامل تر نشان می دهد که افزایش برش پایه به تنهایی نمی تواند موجب بهبود پاسخ سازه ها به زلزله های حوزه نزدیک شود. یکی از ویژگی های زلزله های حوزه نزدیک حرکت پالس گونه این نوع زلزله هاست. وقتی که گسیختگی از مرکز زلزله دور و به سمت ساختگاه گسترش می یابد به علت نزدیک بودن سرعت گسیختگی گسل به سرعت موج برشی، امواج آزاد شده در لغزش های متوالی، در قسمت های جلوی مسیر گسیختگی جمع می شوند و در نتیجه جبهه موج به طور ناگهانی و به صورت یک شوک قوی به ساختگاه می رسد که این شوک باعث تشکیل یک پالس بزرگ در ابتدای رکورد می شود. شناخت بیشتر حرکات پالس گونه که از مشخصات زلزله های حوزه نزدیک می باشد، جهت آگاهی از رفتار واقعی سازه ها تحت اثر زلزله های حوزه نزدیک ضروری به نظر می رسد. یکی از مهمترین مشکلات در روش تحلیل استاتیکی خطی، توزیع نیروی جانبی در ارتفاع سازه است. این مسئله به خصوص در زلزله های حوزه نزدیک از اهمیت خاصی برخوردار است. بررسی رفتار سازه ها در زلزله های حوزه نزدیک نشان می هد که آسیب های وارده بر سازه ها در ارتفاع خاصی از سازه متمرکز شده اند. بدین جهت لزوم بازنگری در الگو های بار گذاری آیین نامه ها احساس می شود. انتخاب یک الگوی بار گذاری مناسب برای طراحی سازه ها در زلزله های حوزه نزدیک نقش مهمی در بهبود رفتار سازه ها در این زلزله ها دارد و از تمرکز آسیب ها در سازه جلوگیری کند. در این پایان نامه برای بررسی رفتار سازه ها تحت زلزله های حوزه نزدیک از چهار سازه 4 ، 8 ، 12 و 16 طبقه قاب خمشی که بر اساس آیین نامه ubc-97 طراحی شده بودند استفاده شد. سپس این سازه ها در معرض حرکات پالس گونه ساده شده و زلزله های حوزه نزدیک قرار گرفتند. در بررسی های انجام شده ملاحظه شد که پریود پالس نقش مهمی در رفتار سازه ها در زلزله های حوزه نزدیک دارد. به طوری که آسیب های وارده بر سازه را می توان تابعی از نسبت پریود سازه به پریود پالس دانست. عوامل دیگر تاثیر گذار بر رفتار سازه ها شدت زلزله و شکل پالس رکورد های حوزه نزدیک هستند که نقش مهمی در تعیین محل تمرکز آسیب ها در زلزله های حوزه نزدیک دارند. در بررسی های انجام شده ملاحظه گردید که افزایش برش پایه به تنهایی برای بهبود پاسخ سازه ها در برابر زلزله های حوزه نزدیک کافی نخواهد بود و پارامتر پریود پالس و شکل پالس نیز در رفتار سازه ها در زلزله های حوزه نزدیک موثر خواهند بود.

چکیده با افزایش جمعیت نیاز به ساخت ساختمان های بلند مرتبه بالاخص ساختمان های فولادی به سرعت رو به افزایش است. با توجه به افزایش ساختمان های فولادی از یک سو و ضعف فولاد در برابر آتش از سوی دیگر طراحی ساختمان های فولادی مقاوم در برابر آتش یکی از دغدغه های اصلی جامعه مهندسین طراح می باشد. آیین نامه های طراحی آتش فعلی برخی از اثرات مهم حرارتی از جمله خم شدگی حرارتی و توزیع غیر یکنواخت حرارت در ارتفاع مقطع را در نظر نمی گیرند و علاوه بر این رفتار اعضای سازه ای را به صورت منفرد و بدون در نظر گرفتن تاثیرات اندرکنشی اعضا در یک سازه ارائه می دهند. وجود این کمبود ها در آیین نامه های فعلی موجب می شود طراحی بر اساس آنها محافظه کارانه و دست بالا باشد. به منظور حل این مشکل مناسب ترین روش استفاده از نرم افزار هایی می باشد که با استفاده از فرمولاسیون های مناسب اثرات آتش بر یک سازه را به طور کامل و با در نظر گرفتن کلیه اثرات حرارتی و اندرکنشی تحلیل نمایند. با توجه به ضعف ها و کاستی های روش های تحلیلی موجود هدف اصلی در این تحقیق ارائه فرمولاسیونی قدرتمند و مناسب جهت تحلیل آتش می باشد. به دلیل پیچیدگی های متعددی که در رفتار اعضای فولادی در طول آتش سوزی وجود دارد برای ارائه چنین فرمولاسیونی لازم است که با انجام آزمایشات مربوطه داده های اولیه مورد نیاز در این فرمولاسیون از قبیل تاثیرات حرارت بر مشخصه های رفتاری فولاد, رفتار دورانی اتصالات در حرارت های بالا, نحوه توزیع غیریکنواخت حرارت در اعضای سازه در طول آتش سوزی واقعی و ... مشخص شوند. بدین منظور در این تحقیق ابتدا با انجام 8 آزمایش مقیاس کامل رفتار اتصالات نبشی جوشی به عنوان یکی از اتصالات نیمه صلب متداول مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر حرارت بر رفتار ممان-دورانی و همچنین سختی این اتصالات مطالعه شده است. سپس بر اساس داده های حاصل از این آزمایشات و داده های تجربی دیگر فرمولاسیون ارائه شده که مبتنی بر روش مفاصل پلاستیک بوده و کلیه اثرات حرارتی نظیر انبساط طولی, خم شدگی حرارتی, اثرات پلاستیک شدگی, اثر اتصالات, اثر غیر خطی شدگی هندسی, تنش های پسماند بعد از پلاستیک شدگی و همچنین فاز گرم شدگی و سرد شدگی را در نظر می گیرد. نرخ همگرایی در این روش بسیار بالا بوده و مشکلات همگرایی که به طور معمول در شرایط به شدت غیر خطی ناشی از حرارت بالا بوجود می آید در این فرمولاسیون حل شده است. علاوه بر این سرعت انجام تحلیل ها بسیار بالا و حجم محاسبات عددی در این فرمولاسیون نسبت به روش های مشابه پایین تر می باشد. مقایسه نتایج حاصل از این روش با نتایج تحلیل های عددی و تست های ازمایشگاهی مشخص نموده که نه تنها این فرمولاسیون رفتار سازه فولادی را در حرارت های بالا به خوبی تعیین می نماید بلکه دقت ان هم از روش های تحلیلی مشابه بالاتر می باشد.

آتش سوزی پدیده پیچیده ای است که هر سازه در طول زمان بقای خود ممکن است آن را تجربه نماید، با توجه به حساسیت بالای فولاد در برابر افزایش حرارت، بررسی اثرات آتش بر روی سازه های فولادی از اهمیت دو چندان برخوردار است. ستون ها به عنوان پایه های اصلی یک سازه به شدت در برابر آتش سوزی اثرپذیر می باشند. با توجه به این مهم در این تحقیق رفتار ستون های فولادی تحت اثر آتش مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اینکه در طراحی های معمول در ایران به طور عمده از مقاطع جعبه ای در ستون ها استفاده می شود، لذا در این تحقیق این مقاطع انتخاب شده اند. با توجه به نبود آزمایشات تجربی روی ستونهای جعبه ای از یک سو و توانایی بالای روش اجزای محدود از سوی دیگر در این بخش رفتار ستون ها تحت اثر آتش توسط روش اجزای محدود بررسی شده است. برای این منظور ابتدا مدل اجزای محدود یک ستون فولادی که قبلا مورد آزمایش قرار گرفته است ساخته شده و مشابه آزمایش به صورت تحلیلی بارگذاری شده است. بعد از صحت سنجی، نتایج چندین نمونه ستون با مقطع جعبه ای و نسبت های مختلف عرض به ضخامت بر اساس آیین نامه فولاد ایران طراحی شده مدل سازی و تحلیل شده است. نسبت عرض به ضخامت ورق های ستون، نسبت سختی مهار محوری، نسبت بار و همچنین لاغری مورد بررسی قرار گرفته است و زمان دوام با استفاده از بارگذاری آتش استاندارد iso834 به دست آمده است. این نتیجه بدست آمد که با افزایش نسبت عرض به ضخامت و سختی مهار محوری, زمان دوام کاهش می یابد که تاثیر مهار محوری به مراتب بیشتر از تاثیر نسبت عرض به ضخامت ستون در دماهای بالا می باشد.

با توجه به روند رو به رشد شهر نشینی نیاز به مسکن به شدت در حال افزایش است. با توجه به این نکته ساخت ساختمان های بلند مرتبه اهمیت بالایی دارد. در این بین در ایران ساخت سازه های فولادی به دلیل وزن کمتر و سرعت بالای ساخت طرفداران متعددی در بین سازندگان دارند. با توجه به وجود خطر دائمی آتش سوزی بررسی و رفتار سنجی این سازه ها در برابر آتش از اهمیت به سزایی برخوردار می باشد. با توجه به این مهم در این تحقیق سعی شده تا به نحو جامعی رفتار تیر های کامپوزیت لانه زنبوری ( دال بتنی با تیر لانه زنبوری ) تحت آتش سوزی مورد بررسی قرار گیرند. چرا که این نوع سقف ها بالاخص در حال حاضر به شدت در ساختمان های فولادی بلند مرتبه در کشور مورد استفاده قرار می گیرند. به منظور کسب نتایج دقیق در این تحقیق از روش اجزا محدود و نرم افزار قدرتمند abaqus استفاده شده است. مدل سازی به صورت سه بعدی و با در نظر گرفتن کلیه جزییات انجام شده است. به منظور تحلیل نمونه از تحلیل دینامیکی کوپله دما-تغییر مکان و روش صریح استفاده شده است . به منظور اطمینان از صحت نتایج حاصله از نرم افزار ابتدا با مقایسه نتایج یک نمونه ازمایشگاهی با نتایج حاصل از تحلیل عددی توانایی نرم افزار به اثبات رسیده است. در این تحقیق رفتار تیر کامپوزیت مورد نظر در دو حالت مختلف بررسی شده است. در حالت اول ابتدا نمونه تحت بارهایی مشابه بارهای موجود در سازه قرار گرفته و سپس برای شبیه سازی آتش سوزی نمونه ها تحت نرخ بارگذاری iso 834 بار گذاری حرارتی شده اند. هدف از این سری تحلیل ها تعیین میزان افزایش تغییر مکان وسط دهانه در طول آتش سوزی بوده است. چرا که معیار گسیختگی برای تیر های فولادی در آتش معیار تغییر مکان حداکثر می باشد. در سری دوم تحلیل ها به منظور تعیین نمودار های نیرو-تغییر مکان هر نمونه در تراز های مختلف حرارتی و تعیین کاهش ظرفیت نمونه ها در تراز های مختلف ابتدا هر نمونه تا تراز مورد نظر حرارت دیده و سپس در آن تراز نمودار نیرو-تغییر مکان تعیین شده است. این نمودار ها اطلاعات کافی جهت طراحی تیر های مرکب لانه زنبوری در حرارت های مختلف و طراحی مقاوم در برابر آتش آنها را فراهم می آورند.اعم نتایج حاصل شامل موارد زیر می باشد: مد گسیختگی این سیستم خمشی بوده وناشی از تغییر مکان بالای وسط دهانه می باشد.. افزایش سایز تیر لانه زنبوری به واسطه افزایش سختی سیستم نقش بالایی در کاهش تغییر مکان های سقف و حفظ پایداری ان دارد. با افزایش حرارت نقش بخش فولادی ( تیر لانه زنبوری ) کاهش یافته و نقش بخش بتنی افزایش می یابد. افزایش حرارت موجب افزایش خیز وسط دهانه می شود که این افزایش تغییر مکان بعد از حرارت حدود 550 درجه شدت قابل توجهی می یابد. سیستم سقف کامپوزیت با فولاد معمولی و بتن معمول ساختمانی امکان مقاومت در برابر حرارت های بالای 800 درجه را ندارد چرا که بنابر نتایج حاصله 800 درجه نقطه عطف نمودار دما– تغییر مکان این سیستم بوده و در این دما بدون افزایش حرارت تغییر مکان افزایش می یابد. مجموعه تحقیقات انجام شده به خوبی روشن می نماید که استفاده از سازه های کامپوزیت به واسطه داشتن فاز بتنی تاثیر قابل توجهی در افزایش مقاومت و بهبود عملکرد رفتاری سازه در برابر آتش سوزی دارد. بررسی نمودارهای نیرو-تغییر مکان در حرارت های مختلف نشان می دهد که رفتار سازه کامپوزیت در آتش دارای دو فاز الاستیک خطی و پلاستیک با سخت شدگی می باشد شیب فاز اول با افزایش حرارت کاهش می یابد و فاز دوم با افزایش حرارت از حالت منحنی شکل به حالت خطی تغییر شکل می دهد. در نمودارهای تغییر مکان-زمان بعد از رسیدن به دمای بحرانی تغییر مکان به صورت ناگهانی افزایش می یابد که علت این مسئله به دلیل بروز بدخیمی در ماتریس سختی در حرارت بالا و عدم همگرایی سیستم می باشد.

برج های مخابراتی از جمله سازه هایی می باشند که به دلیل بالا بودن نسبت ابعادی جزء ساختمانهای لاغر محسوب شده و یکی از مهمترین عوامل در طراحی آنها درک صحیح رفتار دینامیکی آنها تحت اثر بارهای جانبی مانند باد و زلزله می باشد. دقیق ترین روش برای درک رفتار دینامیکی این سازه ها استفاده از اندازه گیری مقیاس کامل است که طی آن رفتار واقعی سازه و مشخصه های دینامیکی مانند فرکانس های ارتعاش طبیعی، میرایی و اشکال مودی بدست می آید. با توجه به محدودیت تعداد این برج های مخابراتی و جدید بودن موضوع اندازه گیری مقیاس کامل سازه ها نسبت به سایر موضوعات مطرح در رشته عمران، تا کنون تعداد محدودی اندازه گیری مقیاس کامل بر روی برج های مخابراتی انجام شده است که این مساله باعث کمبود اطلاعات در این زمینه و در نتیجه عدم ارائه پیشنهاد جامع و کامل در آیین نامه ها در خصوص مشخصه های دینامیکی می باشد. به منظور تکمیل اطلاعات مربوط به مشخصه های دینامیکی و اندازه گیری های مقیاس کامل بر روی برج های مخابراتی، این رساله به بررسی رفتار دینامیکی این برج ها به روش تحلیلی و اندازه گیری مقیاس کامل تحت اثر باد می پردازد. در این تحقیق پس از بررسی بر روی مطالعات و اندازه گیری های انجام شده و استفاده از اندازه گیری های چند برج مخابراتی دیگر، مجموعه ای از اندازه گیری ها بر روی برج چند منظوره میلاد تهران انجام شده است. رکوردهای حاصل از این اندازه گیری ها تحت پردازش و فیلتراسیون قرار گرفته و نتایج آن که شامل فرکانس های ارتعاش طبیعی و نسبت های میرایی سازه تا مودهای بالا نیز می باشد با نتایج سایر برج های مخابراتی مقایسه شده و مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس دیاگرامی جهت برآورد نسبت میرایی برج های مخابراتی در مودهای مختلف سازه که تابعی از فرکانس و نسبت ابعادی آن می باشد پیشنهاد گردیده است تا در زمان طراحی بتوان مقدار دقیق تری از نسبت میرایی مودهای مختلف محاسبه نمود. در این تحقیق همچنین زمان مورد نیاز برای انجام اندازه گیری مقیاس کامل برای سازه برج مخابراتی مورد بررسی قرار گرفته و مناسبترین زمان لازم برای ثبت ارتعاشات سازه به نحوی که کمترین میزان خطای تصادفی بودن این ارتعاشات را در بر گیرد، پیشنهاد شده است.

سازه های فولادی به طور وسیعی درسراسر جهان استفاده می شوند. رفتار شکل پذیر فولاد به آن اجازه می دهد بعد از حد تسلیم, سازه تغییرشکل پلاستیک داشته باشد ومنجربه شکست ترد نشود. همچنین در سازه های بتن آرمه, فولاد مقاومت بتن را بوسیله ی تحمل بار کششی افزایش می دهد.به عقیده ی طراحان علیرغم مزیت های بسیار بالای فولاد این متریال در برابر آتش به شدت آسیب پذیر است. دماهای بالا باعث کاهش مقاومت وسختی فولاد می گرددکه سرانجام منجر به شکست درتغییرشکلهای بزرگ می شود. طراحی سازه های فولادی زمانی حساس میشود که پایداری سازه در برابر آتش مطرح می شود, سازه فولادی باید مقاومت خودرا حفظ کند تا : - فرصت کافی برای تخلیه امن مردم موجود باشد. - زمان کافی برای عملیات نجات وآتش نشانی وجودداشته باشد. - از فروپاشی وخسارت عمده به املاک و واحدهای مجاور جلوگیری بعمل آید. تعداد بسیار زیادی روش مختلف برای حفظ مقاومت وپایداری سازه های فولادی در برابر آتش وجودارد. اما دانش بسیارکمی درباره رفتار حقیقی اعضای فولادی با وضعیت تکیه گاهی والگوهای حرارتی مختلف موجود می باشد. عدم فهم درست از رفتار واقعی سازه در آتش منجر به یک طراحی غیراقتصادی وناکارا می شود. باتوجه به اهمیت موارد فوق در این تحقیق به بررسی تفصیلی و دقیق تیرها در سطوح مختلف تنش با شرایط تکیه گاهی مختلف و متداول درکشور در شرایط آتش پرداخته شده است. با توجه به حالات بررسی شده، در مواردی که گرادیان حرارتی وجود داشت رفتار کلی تیر تغییر چندانی نداشت و بیشتر رفتار موضعی تیر را تحت تاثیر قرار داد. همچنین رفتار تیر در آتش و تغییرشکل های تیر بسیار به نوع تکیه گاه و لاغری تیر حساس می باشد.

در این پایان نامه رفتار ستون های فولادی با تغییر شکل اولیه مورد بررسی قرار گرفته است. برای در نظر گرفتن تغییر شکل اولیه، ستون های مورد نظر به شکل یک منحنی سینوسی الگوسازی شده اند. در مدل های ساخته شده متغیرهایی همچون نسبت پهنا به ضخامت بال و جان، سختی محوری و سختی پیچشی نیز در نظر گرفته شده است. حرارت اعمال شده تابع منحنی استاندارد iso834 است. پس از انجام مطالعات پارامتری، نتایج زیر در مورد رفتار ستون های فولادی با تغییر شکل اولیه در دماهای بالا به دست آمده است: در صورتی که تغییر شکل اولیه ستون به صورت انحنا در نظر گرفته شود، با افزایش انحنا: 1. مقاومت ستون در دماهای بالا کاهش می یابد؛ 2. دمای شکست ستون کاهش پیدا می کند. افزایش گیرداری محوری ستون، اثر اندکی بر نثش انحنای اولیه بر رفتار ستون میگذارد. با کاهش گیرداری چرخشی ستون، اثر انحنای اولیه بر رفتار ستون افزایش می یابد. نسبت پهنا به ضخامت مقطع در تشدید یا کاهش اثر انحنای اولیه تأثیر قابل توجهی ندارد.

با آن که سازه های بتنی در مجموع رفتار بهتری در برابر حریق نسبت به سازه های فولادی دارند، با این حال ارزیابی رفتار این سازه ها در حریق ضرورت دارد.در این میان، بتن‏های پرمقاومت از بتن‏های معمولی آسیب پذیرترند. در حرارت‏های بالا، تغییر در خواص مصالح بتن و میلگردها مانند مدول الاستیسیته، مقاومت شکست و وجود پدیده ای به نام پکیدگی که با کاهش سطح مقطع بتن همراه است باعث افزایش تغییر مکانها و در نهایت انهدام سازه می شوند.اثر پکیدگی در سازه‏های با بتن پرمقاومت به دلیل نفوذپذیری کمشان بیشتر بوده و در برخی موارد همراه با انفجار و آزاد شدن انرژی است. بتن به دلیل رفتار پیچیده ای که دارد به طور رایج، رفتار آن از طریق آزمایش‏های تجربی بررسی می شود. به دلیل محدودیت‏های بسیار آزمایش‏های تجربی، در این پایان نامه رفتار بتن در برابر حریق توسط نرم افزار آباکوس مدل شده است و اثر عوامل گوناگون مانند : پوشش بتن، نرخ بارگذاری، مقاومت بتن و... بر رفتار ستون بتنی مانند دما و تغییر مکان‏ها بررسی شد مشاهده شد که پوشش بتن به دلیل حفاظت از آرماتورها ، تأثیری مثبت در عملکرد در برابر آتش سوزی داشت و شکستی نرم تر را ایجاد می کرد. بررسی بتن های مختلف نشان داد که بتن های با رده مقاومتی پایین تر و سنگدانه غیرسیلیسی ، زمان بیشتری در برابر حریق مقاومت داشتند. همچنین شدت بار محوری بالا به عنوان عاملی مخرب‏تر از دیگر عوامل در رفتار ستون‏های بتنی دیده شد. بررسی پارامتریک و شیوه مدل‏سازی عددی از نتایج این تحقیق است.

رکوردهای حاصل از زلزله های حوزه نزدیک به جهت نزدیکی فاصله محل منبع انتشار موج دارای خواص ویژه ای می باشند که رفتار آن ها را از سایر رکوردها متمایز می سازد. در دو دهه اخیر بخصوص بعد از وقوع چهار زمین لرزه نورثریج94 ، کوبه95 ، ازمیت99 و چی چی99 با توجه به خسارات شدید و متفاوت با آنچه از رفتار سازه ها انتظار می رفت مخصوصا سازه های واقع در مسیر پیشرو گسیختگی، اهمیت و توجه به این نوع رکوردها و اثرات آن بیش از پیش آشکار گردید. عدم فرصت کافی جهت میرا شدن فرکانس های بالا باعث ایجاد رکورد شتابی با محتوای فرکانسی بالا شده و انتشار شکستگی با سرعتی حدود سرعت موج برشی به سمت محل ثبت، باعث ایجاد پیکی با دامنه بالا و پریود کوتاه در ابتدای رکورد سرعت خواهد شد. به جهت خصوصیت پالس مانند رکورد سرعت در زلزله های حوزه نزدیک، طیف پاسخ در پریودهای بالاتر از پریود پالس، رفتار غیرمتعارفی را نشان می دهد. سازه های بلند که دارای پریود بالاتر از پریود پالس موجود در رکورد هستند متحمل نیروها و تغییرمکان های شدیدی خواهند شد. از طرفی با توجه به قرارگیری ایران بر روی کمربند لرزه ای و ایجاد شهرها و ساخت و سازها در اطراف گسل ها، اهمیت بهسازی سازه های موجود، بطوریکه مقاومت و شکل پذیری لازم در مقابل این نوع زلزله ها را تأمین کنند بیش از پیش احساس می شود. در این پایان نامه سازه ای موجود که نیاز به مقاوم سازی دارد به چهار روش مهاربند هم محور، مهاربند برون محور، مهاربند کمانش ناپذیر و میراگر اصطکاکی مقاوم سازی شد و تحت رکوردهای حوزه نزدیک با در نظر گرفتن اثر مولفه ی قائم قرار گرفت. پس از بررسی نتایج ملاحظه گردید سازه بهسازی شده با مهاربند کمانش ناپذیر عملکردهای مورد نظر را بهتر تأمین کرده و تغییرمکان نسبی طبقات را یکنواخت می کند. به عبارت دیگر، نسبت نیاز به ظرفیت عملکرد اعضا در سیستم مهاربند کمانش ناپذیر اختلاف کمتری را در هنگام اعمال زلزله های نزدیک گسل نسبت به الگوهای بار جانبی مدرک fema356 دارد. همچنین پس از بررسی مولفه قائم زلزله مشخص شد تغییرات نیروی محوری در ستون ها قابل توجه بوده و حدود عملکردی معرفی شده در مدرک fema356 برای شکل پذیری ستون ها نیاز به اصلاح دارد.

زلزله به عنوان یک پدیده مخرب در اغلب مناطق دنیا ایمنی سازه ها و زندگی ساکنان آن را درمعرض تهدید قرار می دهد. کاهش خسارات جبران ناپذیر پدیده زلزله با کمترین هزینه هموراه هدف نهایی محققین و دانشمندان علم مهندسی زلزله بوده است. ایران نیز به دلیل قرار گیری بر روی کمربندزلزله آلپ-هیمالیا جزو کشورهای لرزه خیز محسوب می شود و زلزله هایی با بزرگی زیاد در آن رخ میدهد.از این رو در چند دهه اخیر موضوع کاهش پاسخ سازه ها تحت اثر بارهای دینامیکی مورد توجه شدید محققان قرار گرفته است. در این بین میراگرهای جرمی تنظیم شده نیمه فعال به عنوان ابزاری مناسب جهت کنترل پاسخ سازه ها تحت اثر باد و زلزله، بطور گسترده ای مورد بررسی و استفاده قرار گرفته است. در این پایان نامه نتایج تاریخچه زمانی جابه جایی گره بام ،تاریخچه زمانی تغییر مکان جانبی نسبی ،تاریخچه زمانی برش پایه ،وتاریخچه زمانی سرعت وشتاب سه قاب بلند 15،18 و 20 طبقه مجهز به میراگر جرمی تنظیم شونده نیمه فعال، تحت رکوردهای مختلف حوزه دور و نزدیک مورد ارزیابی قرار گرفته است . بدین منظور در ابتدا قاب های بلند درنرم افزار etabs طراحی و سپس با نرم افزار opensees مدلسازی شده اند. برای بررسی عملکرد سازه ها در طبقه آخر هر قاب سیستمی متشکل از جرم و فنر و میراگرنیمه فعال mr قرار داده شده است برای حل معادلات مربوط به میراگر نیمه فعال از حل معادلات ode در نرم افزار matlab(r2010b) استفاده شده است و الگوریتم کنترلی مورد استفاده برای تعیین مقدار ولتاژ ورودی به میراگر الگوریتم groundhook می باشد . به منظور تولید نیروی مناسب در میراگر و اعمال لحظه ای آن به سازه در نرم افزارmatlab ,opensees به صورت همزمان عمل کرده و پاسخهای خروجی سازه مورد بررسی قرار گرفته اند براساس این مطالعه مشاهده شد که با حضور میراگر جرمی نیمه فعال پاسخ سازه ها به میزان چشم گیری کاهش می یاید.

چکیده به علت حساسیت فولاد در برابر آتش و ضعف شدید سازه‎های فولادی در برابر حرارت، لازم است رفتار این سازه‎ها در حرار‎تهای بالا مورد ارزیابی قرار گیرد. با افزایش دما، کاهش شدید خواص مکانیکی فولاد باعث ایجاد تغییرشکل‎های بزرگ در سازه خواهد شد. با توجه به عدم قطعیت‏ها در خواص مکانیکی فولاد در دماهای بالا و تاثیر آن بر پیش‏بینی عملکرد قاب، لازم است مدلی مناسب از رابطه‏ی تنش-کرنش فولاد در دماهای بالا، برای بدست آوردن پاسخ صحیح سازه ارائه گردد، آیین نامه‎های مختلف دنیا این مدل‎ها را ارائه داده‎اند که به منظور اعمال بارگذاری حرارت از آن‎ها بهره جسته‎ایم. نحوه‏ی تغییرشکل قاب‏های فولادی در معرض حرارت از عوامل متعددی مانند نوع اتصالات قاب، فرایند گرمادهی، قسمت‏های تحت حرارت قاب، مقدار بار ثقلی وارد بر قاب و نحوه‏ی تهویه در هنگام اعمال آتش تاثیر پذیر است. در این تحقیق با مدل‎سازی قاب‎های فولادی مهاربندی شده ضربدری، 7 و 8شکل در نرم‎افزار اجزامحدود abaqus، به مطالعه‎ی رفتار قاب تحت ترکیب بارهای مختلف و همچنین شدت بارهای متفاوت در دو حالت وجود یا عدم وجود نقص اولیه پرداخته شده است. هدف اصلی این مطالعه بررسی رفتار این نوع قاب‎ها و مقایسه‎ی عملکرد آن‎ها می‎باشد. نتایج بدست آمده نشان می‎دهند با بحرانی‎تر شدن ترکیب بارها و افزایش شدت بار اعمالی به سازه، میزان تنش در اعضا و همچنین تغییرشکل آن‎ها بیشتر می‎شود. با ایجاد نقص اولیه در سیستم مهاربند شاهد افزایش جزئی تغییرشکل‎ها در تیر و ستون خواهیم بود. این نقص اولیه در بادبند باعث کاهش میزان تنش و افزایش تغییرشکل خارج از صفحه بادبند در حالتی که از مهاربند ضربدری استفاده کرده‎ایم شده است. در سیستم با مهاربند 7شکل ایجاد نقص اولیه باعث تغییرشکل زودتر و بیشتر و همچنین ایجاد تنش های کششی در بادبند می‎شود. تاثیر نقص اولیه بر رفتار قاب با مهاربند 8شکل ناچیز است. کلید واژه: قاب فولادی، حرارت بالا، نقص اولیه، خواص مکانیکی

در زلزله های حوزه نزدیک گسل امواج آزاد شده در لغزش های متوالی،در قسمت جلوی مسیر گسیختگی جمع شده و در نتیجه این موج به صورت یک شوک قوی به ساختگاه وارد می شود که سبب تشکیل یک پالس بزرگ در ابتدای رکورد زلزله حوزه نزدیک می گردد.به همین منظور شناخت بیشتر حرکات پالس گونه که از خصوصیات زلزله های حوزه نزدیک می باشد ضروری به نظر می رسد.جهت بررسی این موضوع سازه های مهار بندی شده هم محور ،5 ،10و 15 طبقه را با توجه به در نظر گرفتن اثر زلزله نزدیک گسل درآیین نامهubc97 طبق این آیین نامه طراحی کرده و سپس رفتار غیر خطی این سازه ها را در برنامه perform 3-d تحت اثر رکورد های مختلف با پریود های پالس گوناگون در حوزه نزدیک بررسی می کنیم.سپس جهت پاسخگویی به برخی از ابهامات از پالس های ساده شده در نسبت های مختلفی از پارامتر پریود سازه به پریود پالس(t/tp) و حالات گوناگونی از ضرایب برش پایه (sf) استفاده می نماییم و در انتها نیز به منظور بررسی اثر مقاومت بر رفتار سازه ها در زلزله های حوزه نزدیک گسل به انجام تحلیل های دینامیکی غیر خطی با ضرایب مقاومت مختلف (r) در نسبت های متفاوتی از t/tp می پردازیم. نتایج نشان می دهد که حداکثر تغییر مکان های جانبی نسبی سازه بسته به آن که پریود سازه از پریود پالس بیشتر و یا کمتر باشد(t/tp>1 یا t/tp<1 ) در طبقات بالا یا پایینی سازه رخ می دهد که این امر سبب تمرکز آسیب های وارده بر سازه در قسمت خاصی از آن می گردد و نشان دهنده آن است که الگوی بارگذاری آیین نامه توزیع یکنواختی از نیازهای سازه ای را در ارتفاع سازه برآورده نکرده و مناسب نمی باشد.

به طورمعمول، نقص های هندسی در فرآیند ساخت و نصب اعضا در سازه به وجود می آید که نقص انحنای نخستین یا شکم دادگی و کج شدگی عضو یکی از رایج ترین آن هاست. ازآنجاکه ستون به عنوان عضو اساسی در هر سازه ای است، انحنا و کج شدگی از ابتدا به عنوان برگ خرید مهمی در معادلات مقاومتی ستون شناخته شده بود، اما سختی در ارائه راه حلی مشخص مانع از آن شد که در آیین نامه ها پذیرفته گردد؛ بنابراین اکثر آیین نامه ها مقدار 1/1000 ارتفاع ستون را برای خمیدگی و 1/500 ارتفاع ستون را برای حداکثر مجاز کج شدگی (ناشاقولی) مشخص کردند. در این پایان نامه به بررسی یک قاب ساده فولادی به همراه دیوار برشی بتنی که در مرکز تهران ساخته شده بود و به علت نقص در فرایند ساخت و برپا سازی دچار نقص هندسی در اکثر ستون های طبقات اول و دوم شد پرداخته می شود. در این سازه که نقص انحنا نخستین در ستون ها به میزان یک تا 7 برابر حدود مجاز آیین نامه دیده شد در نرم افزار perform-3d مدل شده و تحت تحلیل دینامیکی غیرخطی موردبررسی قرار گرفت و ستون های بحرانی مقاوم سازی شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهد یک سازه درست طراحی شده می تواند تا حدی در برابر کج شدگی ستون ها مقاومت کند و درصورتی که مقدار بیشینه ی کج شدگی و شکم دادگی کوچک باشد، تأثیر چندانی روی رفتار کمانشی ستون فولادی ندارد و قابل چشم پوشی است. لازم است در قاب های مهاربندی شده با نقص های هندسی، خمیدگی در ستون ها با تأثیر دادن اثر p-δ نسبت به کج شدگی در ستون ها با تأثیر اثر p-δ بیشتر موردتوجه قرار گیرد. چراکه اثرات p-δ در قاب با ستون های کج شده توسط مهارهای جانبی کاهش می یابد. در قاب های ساده که با دیوارهای برشی مسلح شده اند بارگذاری لرزه ای روی ستون های کج شده و دارای انحنا تأثیر قابل توجهی نداشته و بررسی این ستون ها را می توان تحت بارهای ثقلی انجام داد.

امروزه استفاده از سازه های پیچ و مهره ای به نحو چشمگیری افزایش یافته به طوری که این سازه ها در گذشته فقط شامل سوله های صنعتی و مجتمع های پتروشیمی و سازه های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز می شد . هم اکنون کاربرد این سازه ها در ساختمان های مسکونی، اداری و تجاری که در شهرها ساخته می شود با رشد چشمگیری روبرو بوده است. اتصالات در سازه ها یکی از اجزای اساسی سازه بوده و یک اتصال ضعیف و نامناسب می تواند اثرات جبران ناپذیر و پی در پی به همراه داشته باشد. مطالعات پیشین نشان داده است که به هنگام آتش سوزی و مواجه ی اتصال با حرارت بالا، پیچ یکی از المان های بحرانی سازه می باشد. بنابراین با توجه به اهمیت موضوع، در این مطالعه ی آزمایشگاهی دو سایز m18 و m22 که از پیچ های پرکاربرد در ساختمان می باشند، در دو رده ی پرمقاومت 8/8 و 9/10 در حرارت بالا به روش پس از آتش مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفتند. ضرایب باقی مانده برای مدول الاستیک، تنش تسلیم و تنش نهایی در دماهای مختلف به دست آمده است. هم چنین منحنی های تنش کرنش انواع پیچ در دماهای مختلف به دست آمد و مورد تفسیر و مقایسه قرار گرفته است. ضرایب باقی مانده در دماهای بالا، زوال خواص مکانیکی پیچ را مشخص می کند که می تواند مورد استفاده طراحان سازه های فولادی قرار گیرد.

سازه های فضاکار، سازه هایی با پیچیدگی و درجات نامعینی بسیار بالا هستند که عملکرد برجسته ای در برابر زمین لرزه های شدید، به دلیل وزن پائین، هندسه ی مناسب و مقاومت پسماند بالا دارند. دراین میان گنبدهای تک لایه ی فضاکار به دلیل زیبایی ظاهری، سبکی و مصرف مصالح کمتر، از محبوبیت بیشتری نسبت به سایر سازه های فضاکار برای استفاده در پوشش مکان های بزرگ برخوردارند. یکی از چالش های پیش روی طراحی این گنبدها موضوع رفتار این سازه ها در محدوده ی غیرخطی و مخصوصا در خلال تحریکات زلزله های شدید است. و موضوع دیگر این است که با توجه به عدم وجود آیین نامه های مناسب و مخصوص این سازه ها، استفاده از تحلیل های خطی که بتوان به وسیله ی آنها رفتار سازه را در محدوده ی غیرخطی تخمین زد، نیاز به بررسی های دقیق تر و جامع تر دارد. بدین سبب بررسی رفتار دینامیکی این نوع گنبدها و یافتن ضرایب رفتار برای آنها می تواند گره گشای پاره ای از مشکلات طراحی این گنبدها باشد. در این پایان نامه دو نوع گنبد diametic k-6 و lamella مورد مطالعه قرار گرفته اند و با انجام تحلیل های استاتیکی غیر خطی(push over) و تاریخچه زمانی با استفاده از نرم افزار perfprm 3d ، شکل پذیری ، دوره ی تناوب و ضریب رفتار برای این نوع گنبدها مورد بررسی قرار گرفته اند. رویکرد اصلی تحلیل های دینامیکی در این مطالعه انتخاب زلزله های حوزه ی نزدیک گسل است که به دلیل اثر مخرب آنها بر روی سازه ها و پالس های سرعت و جابجایی ناگهانی، مورد توجه روز افزون قرار گرفته اند. ولی به دلیل قرار گیری این گنبدها در حوزه ی پریود پایین، در این مطالعه رکورد های دور از گسل نیز جهت مقایسه ی میزان اثر زلزله های حوزه ی نزدیک اعمال شده اند. مقادیر ضریب رفتار برای دو نوع گنبد مورد مطالعه با استفاده از تحلیل های پوش آور به دست آمده و میزان تاثیر پارامترهای مختلفی چون ارتفاع، دهانه، زاویه ی نیم باز و نسبت ارتفاع به دهانه بر این ضرایب و همچنین بر شکل پذیری و پریود سازه های مذکور، مورد بررسی قرار گرفته است. از نتایج تحلیل های تاریخچه زمانی برای بررسی پاسخ سازه مثل میزان جابجایی ترازها و جابجایی نسبی بین ترازها به اثر زلزله و همچنین برای یافتن مقادیر نیروی جانبی زلزله و توزیع آنها در تراز های مختلف استفاده شده است. در پایان با انجام یک تحلیل ida مختصر ر،فتار غیرخطی گنبدها در خلال تحریکات زلزله مورد بررسی قرار گرفته است.

رشد ترافیک جاده ای با نرخی بالاتر از پیش بینی های انجام شده در دهه های گذشته و اضافه شدن نسبی حداکثر وزن وسایط نقلیه باعث شده که بسیاری از پل های فلزی در مقابل اثرات خستگی عمر مفید کوتاهترین پیدا کنند و قبل از به پایان رسیدن عمر، آثار ترک خوردگی ناشی از خستگی در شاه تیرها و خرپاهای پل های فلزی مشاهده می گردد. برای مثال طبق گزارش انجمن مهندسی عمران آمریکا (asce) بیش از یک سوم پلهای ایالات متحده دچار این معضل هستند و نیاز به ترمیم و تقویت دارند. در این مطالعه پیش تنیده کردن اعضای بحرانی شکست (fracture critical members)و اعضایی که ظرفیت باربری کافی ندارند. به منظور ایجاد مسیرهای نیروی ذخیره (back-up force) و پایین آوردن احتمال بروز ترک خوردگی مورد بررسی قرار گرفته و برای طراحی سیستم پیش تنیده روشی پیشنهاد شده است در این روش حالت های مختلف خرابی از قبیل کمانش عضو، ترک خوردن عضو و جاری شدن تاندون مورد توجه قرار گرفته و میزان ظرفیت ذخیره اضافی ایجاد شده در حالت ترک خوردن عضو محاسبه شده است. این معیارهای طراحی در یک نمودار واحد به صورت تابعی از نیروی پیش تنیدگی و سطح مقطع تاندون ترسیم شده است. محدوده ای که نیروی پیش تنیدگی و سطح تاندون می توانند تغییر کنند بدون اینکه هیچ یک از حالتهای خرابی رخ دهد. بعنوان فضای طراحی (design space) تعریف می شود با در دست داشتن فضای طراحی، طراح به سهولت می تواند بین راه حل های مختلف (مقادیر مختلف نیروی پیش تنیدگی و سطح تاندون) حالت بهینه را انتخاب نماید. برای بررسی چگونگی کاربرد روش یک نمونه پلی خرپای واقعی با اتصالات جوشی مورد بررسی قرار گرفته و سیستم پیش تنیدگی به روش فوق طرح شده است اثر پیش تنیدگی بر روی پلهای نامعین چند دهانه و پل با عرشه بتنی نیز به این روش بررسی شده است و نشان داده شده است که پیش تنیده کردن اعضای تحت شکست بحرانی می تواند روش موثری برای مقاوم سازی و ایجاد ظرفیت ذخیره اضافی برای این اعضا باشد.

در این تحقیق رابطه عدم تجانس سهامداران عمده با کیفیت حسابداری و عدم تقارن اطلاعاتی شرکت های حاضر در بورس اوراق بهادار تهران مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور با تبعیت از مدلهای رگرسیونی ترینور (2011) موضوع فوق مورد بررسی قرار گرفت. داده های مورد نیاز مدل ها از میان شرکت هایی جمع آوری شد که طی قلمرو زمانی تحقیق از سال 1386 تا 1390 – به مدت 5 سال – سهام خود را در بورس اوراق بهادار تهران عرضه داشتند و معاملات مربوط به سهام آن ها بیش از سه ماه وقفه نداشته است. بدین ترتیب 129 شرکت به عنوان نمونه آماری انتخاب شدند . یافته های این تحقیق حاکی از رابطه مثبت ناهمگونی سهامداران عمده با عدم تقارن اطلاعاتی واحد تجاری و عدم ارتباط بین ناهمگونی سهامداران عمده با کیفیت حسابداری است.

با توجه به رواج استفاده از ستونهای ترکیبی فولادی و بتنی در سازه ها، بررسی رفتار سازه ای و لرزه ای ساختمانهایی که در آنها از این ستونها استفاده میشود لازم و ضروری میباشد. در این پایان نامه ابتدا یک مدل المان محدود برای مدلسازی ستونهای نیمه مدفون در بتن با ورقهای فولادی لاغر با نرم افزار abaqus ارائه شده است که این مدل بعد از صحت سنجی با نمونه های آزمایشگاهی، برای ستونهای نیمه مدفون با مقطع صلیبی شکل تعمیم داده شده است. سپس برای بررسی اثر استفاده از ستونهای کامپوزیت صلیبی شکل نیمه مدفون در بتن، بررفتار لرزه ای سازه های کوتاه و متوسط و بلند، 20 قاب خمشی فولادی و کامپوزیت متوسط به تعداد طبقات 12،6،3 و به تعداد دهنه های 1 و 3 مدلسازی شده است که در طبقات تحتانی این قابها در تعداد طبقات مختلف ، از ستونهای کامپوزیت استفاده شده است (مشخصات قابها در فصل چهارم به طور کامل توضیح داده شده است). هدف اول بررسی اثر تغییر سیستم سازه ای در ارتفاع( از قاب خمشی کامپوزیت متوسط به قاب خمشی فولادی متوسط) بر رفتار هر یک از قابهای بلند و متوسط و کوتاه یک دهنه و سه دهنه میباشد. هدف دوم بررسی اثر تعداد طبقات کامپوزیت بر رفتار لرزه ای قابهای مدلسازی شده است. برای بررسی این اهداف آنالیزهای استاتیکی معادل، آنالیز طیفی، آنالیز تاریخچه ی زمانی غیر خطی و آنالیز پوش اور بر روی تمامی قابهای مدلسازی شده با نرم افزار sap و opensees انجام گرفته است. در ادامه برای مطالعه ی بهینه سازی و سبک سازی سازه های بلند فولادی با استفاده از ستونهای نیمه مدفون در بتن، دو قاب خمشی فولادی متوسط 12 طبقه سه دهنه و یک دهنه برای بارگذاری مشخصی طراحی گردیده است. سپس در همین قابها برای دو طبقه ی اول و دوم ستونهای کامپوزیت نیمه مدفون در بتن طراحی و جایگزین ستونهای فولادی شده است. در نهایت در این قابها با مقایسه ی ابعاد مقاطع ستونهای فولادی و کامپوزیت نیمه مدفون در بتن به مقایسه ی میزان فولاد مصرفی و فضای اشغال شده توسط ستونهای فولادی و کامپوزیت نیمه مدفون پرداخته شده است.

تجربه های به دست آمده از زلزله های گذشته نشان می دهد که سازه های فولادی در برابر خطرات ناشی از گسترش آتش بسیار آسیب پذیر می باشند. در صورتی که قاب فولادی تحت حرارت بالا قرار بگیرد به سرعت به علت کاهش خواص مکانیکی فولاد در حرارت بالا ایمنی قاب مورد تهدید جدی قرار می گیرد. در صورتی وقوع آتش سوزی در قاب فولادی پس از زلزله، تاثیر مخرب حرارت به مراتب تشدید می گردد. به همین دلیل بررسی رفتار قاب فولادی در حرارت بالا پس از زلزله می تواند به شناخت نحوه ی رفتار قاب کمک شایانی نماید. در این پایان نامه در ابتدا به مروری بر تجربیات به دست آمده از آتش سوزی های پس از زلزله و نتایج آزمایشگاهی رفتار قاب های فولادی در حرارت بالا می پردازیم. به دلیل رفتار متفاوت فولاد در حرارت بالا می بایست مشخصات مکانیکی فولاد برای مدل سازی استخراج گردد و سپس با انجام مطالعات صحت سنجی به دقت مناسب جهت مدل سازی مشخصات مصالح دست یافت. پس از تایید رفتار مصالح، سه قاب فولادی یک، سه و پنج طبقه در ابتدا تحت حرارت بالا و سپس تحت حرارت بالا پس از زلزله قرار می گیرند. برای بررسی اثر زلزله سه رکورد مختلف به صورت مجزا بر هر سه قاب اعمال گردیده که در مجموع شامل دوازده آنالیز می گردد. در انتها نتایج به دست آمده در زمینه ی تغییرمکان طبقات و نیروی پای ستون مورد بررسی قرار گرفته و که نشان می دهد تغییرمکان قائم طبقات به حرارت وابسته است و متناسب با افزایش تعداد طبقات افزایش می یابد. این در حالی است که تغییرمکان افقی طبقات به مشخصات زلزله ی اعمال شده وابسته است و متناسب با آن رفتار می کند. نیروی جانبی پای ستون نیز در حرارت پس از زلزله و حرارت بدون زلزله در مدت کوتاهی به مقدار حداکثر رسیده و سپس با کاهش خواص مکانیکی فولاد به سرعت کاهش می یابد.

چکیده یکی از سیستم های نوین در برابر بارهای جانبی سیستم دیوار برشی کامپوزیت است که کاربرد آن به دلیل سختی و مقاومت بالا و نیز شکل پذیری مناسب رو به افزایش است. استفاده از دیوارهای کامپوزیت در مقایسه با دیوارهای برشی بتن مسلح، ضخامت کمتری را نیاز دارد که علاوه بر اشغال فضای کمتر از لحاظ معماری، وزن کمتر و به طبع آن کاهش نیروهای لرزه ای وارد بر سازه های بلندمرتبه را به دنبال خواهد داشت. استفاده از این دیوارها به دلیل عدم نیاز به آرماتورگذاری و قالب-بندی، سبب تسریع در فرآیند ساخت و ساز می شود. نمونه ای از این سیستم های کامپوزیت، دیوارهای برشی فولادی پرشده از بتن می باشند که کاربرد آن ها در داخل قاب های کامپوزیت، شامل ستون هایی با مقاطع فولادی که از بتن پرشده اند، به منظور بهبود شکل پذیری در ساختمان های بلندمرتبه می باشد که تحت اثرات لرزه ای و بارهای محوری فشاری زیادی قرار دارند. در این پژوهش ، نمونه ای از این دیوارها به وسیله نرم افزار اجزاء محدود abaqus مدلسازی و نتایج با مدل آزمایشگاهی صحت سنجی شد که حاکی از برازش خوب مدل اجزا محدود با نتایج تجربی است. سپس به منظور بررسی رفتار لرزه ای قاب های کامپوزیت شامل ستون های مرکب و دیوارهای برشی فولادی پرشده از بتن، 15 نمونه یک، سه و پنج طبقه با نسبت های مختلف دهانه به ارتفاع برای ورق فولادی ، طراحی و مدلسازی شدند. پارامترهای لرزه ای سیستم از قبیل ضریب رفتار ناشی از شکل پذیری، ضریب کاهش ناشی از اضافه مقاومت و شکل پذیری با استفاده از آنالیزهای استاتیکی افزاینده غیرخطی تعیین شده است. ضمن مطالعه رفتار هیسترزیس سیستم در برابر بارهای رفت و برگشتی، به منظور درک بهتر در مقایسه با دیوارهای برشی فولادی، میزان جذب انرژی، ماکزیمم مقاومت و نیز سختی آن ها با یکدیگر مقایسه شد. همچنین به منظور بررسی رفتار سیستم در برابر زلزله، نمونه های مختلف تحت سه رکورد مقیاس شده آنالیز شده است. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد که استفاده از دیوارهای برشی فولادی پرشده ازبتن در مقایسه با دیوارهای برشی فولادی، مقدار مقاومت نهایی سیستم را به 81/21 درصد بهبود می بخشد. از طرف دیگر قابلیت جذب انرژی سیستم در برابر بارهای رفت و برگشتی را 5/19 درصد افزایش می دهد. منحنی های چاق و دوکی شکل پاسخ هیسترزیس سیستم حاکی از توانایی مناسب آن در جذب انرژی در برابر بارهای رفت و برگشتی دارد. با بررسی اثر افزایش ضخامت ورق فولادی مشخص شد که این عمل موجب افزایش کلی ظرفیت سیستم و در مقابل آن کاهش شکل-پذیری قاب کامپوزیت می شود. با مقایسه نمودارهای بار-تغییرمکان نمونه های 3 و 5 طبقه معلوم گشت که مقاومت و سختی اولیه مدل های پنج طبقه نسبت به مدل های سه طبقه کاهش، ولی شکل پذیری آن ها افزایش یافته است. به عبارت دیگر ستون ها تحت تنش های خمشی قابل ملاحظه ای قرار گرفته اند که افزایش بیش از حد این تنش ها ممکن است منجر به کمانش و یا تسلیم ستون گردد. با مقایسه پاسخ سیستم در اثر تغییر نسبت دهانه به ارتفاع ورق فولادی معلوم شد که با افزایش این نسبت تنش های فشاری در پای ستون در قسمت بتنی بیش از پیش افزایش می یابد. کلمات کلیدی: دیوار کامپوزیت، شکل پذیری، رفتار لرزه ای، اجزا محدود، تحلیل استاتیکی غیرخطی

در این تحقیق انواع تحلیل های استاتیکی و دینامیکی خطی و غیر خطی بر روی مدل های تخت دولایه با دو نوع اتصال مفصلی و گیردار و دارای تکیه گاه محیطی انجام شده است. سازه ها از دهانه 26 تا 50 متری انتخاب شده اند و ارتفاع دو لایه از هم دو متر است. مدل ها با استفاده از نرم افزار قدرتمند opensees و sap مدل سازی ، تحلیل و طراحی شده اند. از آنجا که سختی افقی اینگونه سازه ها زیاد است، اینجا به بررسی رفتار دینامیکی در جهت قائم پرداخته می شود. در بخش تحلیل دینامیکی غیرخطی، هفت شتابنگاشت زلزله بصورت قائم به سازه ها وارد می شود و علاوه بر بررسی تمام مدل های مورد نظر، سازه ها با دو نوع اتصال صلب و مفصلی نیز با هم مقایسه می شوند. این پایان نامه به بررسی پاسخ سازه ها شامل دوره تناوب، جابجایی و شتاب نقطه مرکزی، نیروی المان ها، پارامترهای شکل پذیری و ضریب رفتار در دونوع سازه با اتصالات ذکر شده می پردازد.

یکی از سیستم های سازه ای کارآمد در ساختمان های فولادی، قابهای خمشی درختی با اتصالات پیچی می باشند که در سالهای اخیر به میزان وسیعی مورد استفاده قرار گرفته اند. تحقیقات بسیار اندکی بر روی رفتار این سیستم در شرایط آتش سوزی صورت گرفته است. این پایان نامه به بررسی آزمایشگاهی و عددی رفتار تیر و اتصالات وصله ای پیچی آن در قاب های خمشی درختی تحت اثر آتش می پردازد. بدین منظور هفت زیر-قاب فولادی با اتصالات متفاوت تیر میانی به دستک در مقیاس واقعی تحت اثر آتش استاندارد ایزو 834 آزمایش شده اند. تأثیر عواملی همچون میزان بار، ابعاد ورق های وصله، اندازه و رده پیچ ها و ورق مضاعف وصله بال مطالعه شده است. رفتارهای سازه-ای و حرارتی نمونه ها در آتش، شامل تاریخچه دماها، نمودارهای دما-خیز تیر، دما-دوران اتصال و مودهای خرابی مورد بررسی قرار گرفته اند.

قابهای مهاربندی شده درون محور که به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر نیروهای جانبی می باشد، با استفاده از روش طراحی براساس تغییرمکان مستقیم مورد ارزیابی و طراحی قرار می گیرد. معیارهای طراحی همچون تغییرمکان تسلیم، میرایی معادل، پریود موثر و تغییر مکان خارج از صفحه برای سیستمهای یک درجه آزادی در مناطق دور از گسل و نزدیک گسل پیشنهاد می شود.درمناطق نزدیک گسل از طیف طراحی تغییرمکان غیرالاستیک جهت تعیین پریود موثر استفاده میشود. این طیف براساس تغییرمکان نهایی، شکل پذیری، پریود پالس و حداکثر سرعت زمین نرمالیزه می شود. با استفاده از معیارهای پیشنهادی، سازه های چند طبقه مهاربندی شده با روش طراحی براساس تغییرمکان تسلیم طراحی می شود. با بررسی پاسخ سازه ها ازجمله، تغییرمکان حداکثر طبقه، نسبت دریفت طبقه، نیروی برشی حداکثر طبقه و نسبت مقاومت اعضا مشخص شد که روابط پیشنهادی برای تغییرمکان تسلیم، میرایی، تغییرمکان خارج از صفحه و پریود موثر در تخمین پاسخ سازه و طراحی اعضا کارایی لازم را دارند.

یکی از سیستم های مورد استفاده در سازه های بلند که نسبتاً جدید نیز می باشد، سیستم شبکه ی قطری است. این سیستم درواقع نوع خاصی از سیستم لوله ای می باشد. در سیستم شبکه ی قطری اعضای قطری در پیرامون سازه قرار می گیرند و ستون ها حذف می شوند. اعضای قطری همانند یک خرپای بزرگ مقیاس با عمل محوری خود بارهای جانبی و ثقلی را تحمل می کنند. در قسمت مرکزی سازه نیز ستون های ثقلی قرار دارند که تنها بار ثقلی را تحمل می کنند. پدیده ی تاخیر برشی، توزیع غیرخطی تنش در طول گوشه های مقطع است که در تیرهای با مقطع مستطیلی توخالی به چشم می خورد. این پدیده در سازه های لوله ای به صورت توزیع غیر خطی نیروی محوری درستون های پیرامونی شکل می گیرد وموجب عدم استفاده از حداکثر ظرفیت سازه شده و از معایب این سیستم ها به شمار می رود. برروی سیستم شبکه ی قطری مطالعات مختلف و با اهداف گوناگونی نظیر کنترل رابطه ی زاویه ی اعضای قطری وتغییر مکان ها صورت گرفته ولی مطالعات زیادی در ارتباط با بررسی پدیده ی تاخیر برشی انجام نشده است. یکی از اهداف این تحقیق بررسی رابطه ی زاویه ی اعضای قطری با پدیده ی تاخیر برشی در سیستم شبکه ی قطری در تعداد طبقات مختلف سازه ای بود و به این نتیجه رسیده شد که با افزایش زاویه اعضای قطری تاخیر برشی در سازه افزایش می یابد که این افزایش برای تعداد طبقات کمتر بیشتر است. به عبارتی هرچقدر تعداد طبقات کمتر شود، حساسیت تغییر زاویه ی اعضای قطری به تاخیر برشی بیشتر می شود. همچنین کاهش تعداد طبقات موجب افزایش تاخیر برشی می شود.

روشی برای تخمین پاسخ لرزه ای شتاب جانبی و رانش بین طبقه ای، در سازه های بلند ارائه شده است. در این پایان نامه، پارامترهای پاسخ لرزه ای سازه از ترکیب روابط مود-شتاب و مود-جابجایی، با روابط روش مدل سازی سازه های بلندمرتبه با تیر طره خمشی و تیر طره برشی و با تخمین مولفه های دینامیکی سازه بلند بدست می آید. در رابطه های ارائه شده، نیاز به دانستن اطلاعات کمتری از ساختمان است، که این امر باعث آسانی و تسریع تحلیل می شود. میزان دقت رابطه های ارائه شده، با مقایسه شتاب جانبی محاسبه شده با روش های ارائه شده، با شتاب جانبی بدست آمده از تحلیل سازه در نرم افزار اجزای محدودی opensees، برای پنج قاب مختلف، طی سه نگاشت شتاب زمین لرزه بررسی می شود.