یکی از آثار بارز پیشرفت علوم فنی و مهندسی، سازه های بلند سر به فلک کشیده ای است که با بلندی و طراحی منحصر به فرد خود، هر بیننده ای را مجذوب می کنند. امروزه با توجه به کمبود زمین در شهرهای بزرگ و افزایش روز افزون جمعیت، ساختمان های بلند جایگاه ویژه ای پیدا کرده اند. در این میان هر چه بلندی سازه ها رو به فزونی می رود، مسئله انتخاب فرم سازه ای مناسب و چگونگی مقابله آن با نیروهای جانبی اهمیت بیشتری می یابد. سیستم لوله ای یکی از انواع فرم های سازه ای در ساختمان های بلند است که در آن تیرهای عمیق و ستون های نزدیک به هم در قاب های پیرامونی متحمل بارهای جانبی هستند. سیستم لوله ای دارای چنان قابلیتی است که در بسیاری از موارد، مقدار مصالح سازه ای مورد استفاده در این سیستم نسبت به ساختمان های با سیستم قاب مدولار، به نصف تقلیل می یابد. از طرفی اتصال rbs دارای خاصیتی است که به کارگیری آن نیز با کاهش وزن مصالح همراه است. بنابراین با توجه به موارد مذکور و نیز عملکرد لرزه ای مناسبی که از ساختمان های بلند لوله ای و اتصالات rbs دیده شده است، در این تحقیق به بررسی لرزه ای ساختمان های بلند با قاب محیطی دارای شاهتیرهای کاهش یافته در بال پرداخته شده است. بررسی ها در سه مدل 20، 25 و 30 طبقه و تحت سه رکورد زلزله بم، کوبه و منجیل در دو حالت با و بدون اتصال rbs صورت گرفته است. مدل سازی اولیه جهت حصول مقاطع با کفایت در نرم افزار sap2000 انجام شده و در ادامه مدل ها به دو شکل دو و سه بعدی جهت انجام تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه و برای بررسی عملکرد لرزه ای ساختمان ها به نرم افزار perrform-3d منتقل شده اند. در نرم افزار perform-3d خصوصیات غیر خطی مقاطع، بارگذاری، سطوح عملکردی و سایر موارد مورد نیاز جهت تحلیل معرفی شده و نتایج مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با حضور اتصال rbs در شاهتیرهای سیستم قاب محیطی علی رغم افزایش تغییر مکان سازه، نگرانی خاص وجود ندارد، چون تغییرات در محدوده ی مجاز است. جذب انرژی تیرها اثر افزایشی داشته و موجب افزایش شکل پذیری تیرها شده است. در حالی که ستون های سازه های با اتصال rbs دچار کاهش جذب انرژی و کاهش امکان تشکیل مفصل پلاستیک شده اند. منحنی های هیسترزیس نیز در تیرهای دارای اتصال rbs با افزایش سطح و تعداد چرخه ها همراه بوده اند. در حالی که ستون ها در سازه های با اتصال rbs، منحنی های هیسترزیس کم سطح و با چرخه های کمتری داشته اند.

چکیده سد قوسی بتنی از جمله سازه های مهم درمهندسی عمران می باشد. خرابی احتمالی یک سد قوسی نه تنها خسارات مالی فراوانی را به بار می آورد بلکه در صورت وجود مناطق مسکونی در پایین دست سد، فاجعه انسانی جبران ناپذیری نیز به وقوع خواهد پیوست. بنابراین شناسایی خرابی در یک سد قوسی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است زیرا شناسایی و ترمیم بموقع خرابی موجب افزایش عمر مفید سد شده و همچنین از خرابی کلی آن جلوگیری می نماید. در این مطالعه ما ابتدا مسئله تعیین موقعیت و شدت خرابی یک سد قوسی را به شکل یک مسئله بهینه سازی استاندارد تبدیل می کنیم. بدین صورت که با استفاده از فرکانس های طبیعی سد سالم و آسیب دیده که از یک مدل تحلیلی بدست آمده اند، تابع هدف در بهینه سازی تعریف می شود. متغیرهای خرابی، میزان کاهش سختی یک المان سد است که بصورت کاهش مدول الاستیسیته المان شبیه سازی می شود. سپس مسئله خرابی که تبدیل به یک مسئله بهینه سازی شده است را با استفاده از یک الگوریتم تکامل تفاضلی چند مرحله ای که در اینجا پیشنهاد شده است حل می کنیم تا موقعیت و شدت دقیق خرابی را در سد تعیین کنیم. نتایج حاصل از یک مثال عددی نشان دهنده کارایی روش ارائه شده جهت شناسایی خرابی در یک سد قوسی واقعی می باشد. کلمات کلیدی: سد قوسی، شناسایی خرابی، پاسخ های دینامیکی، الگوریتم بهینه سازی

امنیت سازه همیشه در طراحی پروژه های مهندسی عمران برای مهندسان امری کلیدی بوده است. یکی از مکانیزم هایی که سازه در آن دچار شکست می شود و در سالهای اخیر توجه زیادی به آن شده است مربوط به خرابی پیش رونده است. پدیده خرابی پیش رونده در سازه ها در هنگام زلزله و حتی در یک انفجار نزدیک به سازه به چالشی مهم تبدیل شده است و می تواند مشکلاتی را برای سازه ها به وجود آورد و حتی منجر به ویرانی کل سازه گردد. خرابی پیش رونده را به صورت گسترش خرابی موضعی اولیه از عضوی به عضو دیگر که سرانجام به خرابی تمام سازه و یا قسمت بزرگی از آن می انجامد، تعریف می کنند. در این تحقیق با استفاده از روش مسیر جایگزین و تحلیل دینامیکی غیر خطی به ارزیابی پتانسیل خرابی پیش رونده ناشی از حذف مهاربند در قاب های مهاربندی شده برون محور پرداخته شده است. در ادامه تحقیق به ارزیابی خرابی پیش رونده در قابهای مهاربندی شده برون محور ناشی از حذف ستون، ناشی از حذف همزمان ستون و مهاربند و به ارزیابی خرابی پیش رونده در قابهای خمشی و مقایسه آن با سیستم برون محور نیز پرداخته شده است. همچنین تأثیر پارامترهایی مانند تعداد طبقات، آرایش مهاربندها و نوع اتصال بررسی شده است. برای این منظور سه ساختمان پنج، ده و پانزده طبقه با سیستم قاب ساختمانی ساده و قرارگیری مهاربند در دهانه های میانی، سه ساختمان پنج، ده و پانزده طبقه با سیستم قاب ساختمانی ساده و قرارگیری مهاربند در دهانه های کناری، سه ساختمان پنج، ده و پانزده طبقه با سیستم قاب خمشی و یک ساختمان پنج طبقه با سیستم ترکیبی(دوگانه) قاب خمشی به همراه مهاربند برون محور جهت تحلیل و طراحی در نرم افزار etabs مدل گردید. سپس یکی از قاب های محیطی هر ساختمان جهت ارزیابی پدیده خرابی پیش رونده در نرم افزار sap2000 مدل گردید. نتایج بیانگر آنست که با حذف مهاربند، سازه در مقابل خرابی پیش رونده مقاوم است. همچنین مشاهده گردید حذف تک ستون فقط زمانیکه در کنار ستون حذف شده مهاربندی وجود نداشته باشد و حذف همزمان ستون و مهاربند فقط در طبقه آخر سبب ایجاد خرابی پیش رونده در سازه می شود. نتایج نشان داد که با حذف همزمان ستون و مهاربند احتمال رخ دادن خرابی پیش رونده در قاب هایی که دهانه های میانی مهاربندی شده با افزایش ارتفاع افزایش و در قاب هایی که دهانه های کناری مهاربندی شده با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. همچنین با مقایسه قاب مهاربندی شده برون محور و قاب خمشی مشاهده شد که قاب مهاربندی شده برون محور در مقابل خرابی پیش رونده بسیار مقاوم تر می باشد. اما سیستم ترکیبی قاب خمشی و مهاربند برون محور در مقابل خرابی پیش رونده در مقایسه با دو سیستم دیگر، سیستمی کاملاً مقاوم می باشد. کلمات کلیدی: خرابی پیش رونده، تحلیل دینامیکی غیرخطی، مهاربند برون محور، روش مسیرهای جایگزین، قاب خمشی فولادی

امروزه روش های نوینی برای شناسایی خرابی سازه ها ابداع شده که جایگزین روش های سنتی شده اند. از جمله این روش ها، شناسایی خرابی سازه ها به روش های دینامیکی می باشد که به بررسی ویژگی های دینامیکی سازه از جمله فرکانس های طبیعی، اشکال مودی، تابع پاسخ فرکانسی و... می پردازند. در این تحقیق، شناسایی خرابی سازه ها بر اساس تغییر در تابع پاسخ فرکانسی سازه به عنوان یک مشخصه دینامیکی، انجام شده است. در این راستا، با استفاده از توابع پاسخ فرکانسی سازه سالم، سازه آسیب دیده ومدل تصادفی سازه تابع هدفی تشکیل داده و با استفاده از روش بهینه سازی تکامل تفاضلی، این تابع حداقل می شود. جهت نشان دادن کارایی روش پیشنهادی، دو مثال عددی شامل تیر و قاب ارائه شده که نتایج بدست آمده بیانگر دقت و عملکرد مناسب روش پیشنهادی برای شناسایی خرابی در سازه ها می باشد.

بیشتر روش های سنتی بهینه سازی مبتنی بر محاسبه مشتقات تابع هدف هستند که این مساله موجب افزایش حجم محاسبات ریاضی می شود. در این مطالعه به منظور بهینه سازی سازه ها از الگوریتم تقریب سازی تصادفی مبتنی بر آشفته سازی همزمان (spsa) استفاده شده است. این روش به منظور تقریب سازی تصادفی گرادیان هر تابع، مستقل از تعداد متغیرهای طراحی، تنها به دو بار ارزیابی آن تابع نیازمند است. به منظور بررسی کارآیی این روش تعدادی سازه خرپایی و سازه فضاکار بهینه سازی می شوند که نتایج عددی نشان دهنده کارآیی بسیار بالای این الگوریتم در مقایسه با کارهای مشابه سایر مراجع می باشد. در ادامه برای بهبود عملکرد این الگوریتم از الگوریتم حرکت پرندگان (pso) استفاده می کنیم که از حرکت غریزی پرندگان به سمت غذا الهام گرفته شده است. پس از اطمینان از کارآیی الگوریتم pso با الگوریتم spsa ترکیب گردید تا به بهبود نتایج و کاهش تعداد تحلیل های سازه دست یابد. به منظور بررسی کارایی الگوریتم حاصل از این ترکیب که spsa-pso نامیده شده است تعدادی سازه مرجع با استفاده از این روش بهینه سازی می شوند. نتایج بدست آمده نشان دادند که روش spsa-psoدر بسیاری از موارد بهتر از spsa ، pso و همچنین روشهای ذکر شده در سایر مراجع عمل کرده و به جواب های بهتر با تعداد تحلیل کمتر همگرا شده است.

هدف اصلی از این مطالعه طراحی شکل بهینه سدهای دو قوسی بتنی با در نظر گرفتن اندرکنش سد-آب-پی در برابر زلزله می باشد. حالتهای بارگذاری درنظرگرفته شده شامل بارهای ثقلی، فشارهیدرواستاتیک، فشار هیدروداینامیک و نیروی زلزله می باشند. حجم بتن ریزی سد به عنوان تابع هدف مساله بهینه سازی در نظر گرفته شده و متغیرهای طراحی پارامترهای هندسی سد می باشند. محدودیت های طراحی رفتاری طوری تعریف شده اند که وضعیت تنشهای اصلی بدنه سد در محدوده یک سطح گسیختگی قرار گیرند. همچنین تعدادی قیود هندسی و پایداری نیز در طراحی سد لحاظ شده اند. بدین منظور ابتدا سیستم سد-آب-پی توسط روش اجزاء محدود شبیه سازی شده است. به منظور بررسی صحت و کارایی مدل اجزا محدود ارائه شده، نتایج مدل مذکور با نتایج مدلهای موجود در تعدادی مراجع معتبر مقایسه و صحت آن تایید شد. بهینه سازی بوسیله الگوریتم تقریب سازی تصادفی مبتنی بر آشفته سازی همزمان، بهینه سازی جامعه پرندگان و ترکیب دو روش مذکور انجام شده است. از آنجا که تحلیل دینامیکی مجموعه سد-آب-پی بوسیله یک تحلیل اجزاء محدود بسیار زمان بر می باشد، کل فرایند بهینه سازی سدهای قوسی یک پروسه بسیار وقتگیر خواهد بود. به منظور کاهش هزینه های محاسباتی و کاهش زمان کل بهینه سازی سدهای قوسی از ابزارهای مفید و قدرتمندی مانند سیستمهای استنتاج فازی مبتنی بر شبکه تطبیفی و شبکه های عصبی برای تقریب سازی تحلیل دینامیکی سد استفاده شده است. همچنین برای بهبود دقت پیشگویی پاسخ موثر یک سد قوسی، روش رتبه بندی سدهای قوسی نیز ارائه شده است. به منظور بررسی کارایی متدولوژی ارائه شده برای بهینه سازی سدهای قوسی، سدموروپوینت به عنوان یک سازه واقعی انتخاب و تحت شرائط مختلف در برابر زلزله السنترو بهینه سازی شده است. نتایج بهینه سازی بیانگر کارایی بالای الگوریتم بهینه سازی ترکیبی، نقش اساسی اندرکنش سازه و سیال در طراحی بهینه سدهای قوسی هستند. همچنین استفاده از روشهای تقریب سازی به شدت موجب کاهش زمان کل بهینه سازی سد شده اند در حالیکه از دقت بسیار بالایی برخوردارند.