یک سازه مهندسی می تواند شامل ساختمان ها، پل ها، کشتی ها، هواپیما ها یا شاتل های فضایی باشد. بارهای وارد بر سازه نیز می توانند مانند وزن، استاتیکی و یا مانند زلزله، دینامیکی باشند. اجزای سازه شامل تیرها، ستون ها، مهاربندها، صفحات و پوسته ها سیستم های تحمل کننده بارهای فوق می باشند. رفتار یک سازه و اجزای آن، مانند تغییر شکل تحت بارهای الاستیک و ارتعاش تحت بارهای دینامیکی، پاسخ سازه نامیده می شود. طراحی سازه به سادگی مربوط به تعیین مشخصات و ابعاد سازه در فضای سه بعدی، مصالح و ابعاد اعضای آن و اتصالات میان این اعضا می شود، به طوری که پاسخ سازه می تواند به عنوان یک معیار مناسب به کار رود. طراحی سازه باید ایمنی، قابلیت استفاده و تعمیر پذیری سازه و اعضای آن را فراهم کند. روش های سنتی و قدیمی، سازه را با مقاومت کافی برای تحمل بارها و توانایی تغییر شکل های انعطاف پذیر طراحی می کنند. این گونه طراحی با توجه به سه عامل زیر ظرفیت سازه را محدود می کنند. 1.این گونه سازه ها خود را به میرایی ذاتی کمِ مصالح خود برای استهلاک انرژی دینامیکی سازه وابسته می کنند. 2.این سازه ها ظرفیت ثابت تحمل بار و استهلاک انرژی دارند و بنابراین نمی توانند خود را در برابر تغییرات محیطی تحریکات مثل باد یا زلزله منطبق کنند. 3.این سازه ها وابستگی کاملی به سختی خود برای مقاومت در برابر بارها دارند. محدودیت های روش های سنتی محققین را به کشف راهکارهای جانشین ترغیب کرد. تحقیقات پیشرفته منجر به کشف مصالح طبیعی و مصنوعی جدید با مشخصات غیر معمولی شد که مصالح هوشمند نامیده می شوند. سیستم هایی که می توانند به صورت خودکار با تغییرات محیطی خود را تطبیق دهند سیستم های تطبیقی نامیده می شوند. این اکتشافات منجر به مفهوم جدید «سازه های هوشمند» گردید. با سیستم های تطبیقی و مصالح هوشمند و افزودن دستگاه هایی به سازه، سازه هوشمند می شود چون می تواند خود را کنترل و با شرایط محیطی تطبیق دهد. یک سیستم سازه ای هوشمند قادر است هر تغییری در محیط یا سیستم را حس کند، هر موضوعی در موقعیت های بحرانی را تشخیص دهد، اطلاعات اندازه گیری شده را ذخیره و پردازش کند، فرمان های متناسب را برای بهبود عملکرد سازه صادر کند و از تمامیت و یکپارچگی، ایمنی و قابلیت استفاده سازه محافظت کند. یافته های محققان در مورد تکنولوژی سازه های هوشمند و بهره گیری عملی از آن، نشان می دهد که این مفهوم یک روش امیدوارانه برای محافظت سازه ها در برابر باد و زلزله و طراحی بر اساس عملکرد است. در تکنولوژی سازه های هوشمند یک یا چند وسیله به سازه برای افزایش مقاومت لرزه ای آن افزوده می شود. بنابراین سازه فقط به مقاومت خودش برای مقاومت در برابر نیروهای زلزله اتکا نخواهد داشت و میرایی آن نیز برای استهلاک انرژی افزایش می یابد. در این پژوهش برای کنترل رفتار سازه ها و استفاده از تئوری سازه های هوشمند از میراگر جرمی به عنوان دستگاه کنترل استفاده شده است. میراگرهای جرمی تنظیم شده در انواع غیر فعال، نیمه فعال، فعال و ترکیبی هستند. این میراگرها هرکدام دارای مزایا و معایبی هستند که در فصل های مربوط به خود تشریح شده اند. برای کنترل میراگر جرمی الگوریتم های مختلفی توسط محققین ارائه شده است. در این پژوهش از الگوریتم ژنتیک فازی به عنوان کنترل کننده و یک میراگر mr با ظرفیت kn 1000 برای اعمال نیروی کنترلی استفاده شده است. برای انجام این کار از دو سازه سه و نه طبقه مرجع غیر خطی استفاده شده است. معیار ارزیابی برای کنترل حداقل کردن تغییر مکان نسبی طبقات است که نتایج کاهش قابل توجهی را در پاسخ نشان می دهد.

بررسی سطح عملکرد سازه های مجهز به میراگر سیلندری اصطکاکی تحت بار لرزه ای چکیده وقتی سازه ها تحت اثر بارهای لرزه ای با شدت زیاد قرار گیرند، وارد ناحیه رفتار غیرخطی می شوند. در این حالت بخش عمده ای از انرژی ورودی به سازه از طریق میرایی ذاتی سازه و مکانیزم غیرخطی هیسترزیس مستهلکمی شود. در زلزله هایشدیدتر، انرژی ورودی به سازه افزایش می یابد و سهم بیشتری از انرژی توسط ایجاد تغییر شکل های پلاستیک تلف می شود. تغییر شکل های مزبور ناشی از به وجود آمدن مفاصل پلاستیک به صورت موضعی در نقاطی از سازه بوده که خود موجب افزایش استهلاک انرژی در سیستم می گردد. در نتیجه مقدار زیادی از انرژی ورودی زلزله به ساختمان به واسطه تخریب های موضعی در سیستم مقاوم جانبی سازه مستهلک می گردد، به طوری که در صورت عدم اتخاذ تمهیدات لازم، این امر می تواند نهایتاً به تخریب سازه منتهی شود. یکی از روش های موثر در کاهش پاسخ لرزه ای سازه ها، در برابر بارگذاری دینامیکی ناشی از زلزله، استفاده از سیستم های جاذب انرژی می باشد. بدین منظور در سال های اخیر مطالعات زیادی بر روی انواع میراگرها، که به دو صورت فعال و غیرفعال می باشند، انجام شده است. از میان انواع سیستم های غیرفعال، میراگرهای اصطکاکی به دلیل ساده بودن روش ساخت، همچنین نصب سریع و آسان در سیستم های سازه ای، بیشتر مورد توجه می باشند. میراگرهای سیلندری اصطکاکیجدیدترین نوع از این گروه میراگرها هستند که علاوه بر ساخت و نصب آسان تر در سیستم سازه ای، سختی و میرایی بالاتری نسبت به انواع دیگر میراگرهای اصطکاکی دارند. در این پایان نامه قصد داریم رفتار سیستم قاب خمشی فولادی دارای بادبند قطری مجهز به میراگر سیلندری اصطکاکی را مورد بررسی و مقایسه قرار دهیم. برای این منظور سازه های4، 8 و 12 طبقه به ترتیب معرف سازه های کوتاه، میان مرتبه و بلندمرتبه در نظر گرفته شده اند. این سازه ها در شش مدل مختلف با میراگر و شش مدل بدون میراگر اصطکاکی سیلندریمورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. این دوازده مدل به صورت دو بعدی در نرم افزارopensees تعریف گردیده وتحت تحلیل استاتیکیغیرخطی (پوش اور) قرار گرفته و سطح عملکرد آن ها بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده ی بهبود مناسبی در سطح عملکرد سازه هایدارایاین نوع جدید میراگرها (میراگر سیلندری اصطکاکی) می باشد.

دیوار برشی همبند سازه ای است که در برابر بارهای جانبی مقاومت می کند. عنصری که باعث انتقال نیرو در این دیوار می شود تیرهای همبند هستند که در برابر زلزله متحمل تغییر شکل های غیر الاستیک زیادی می شوند تا اینکه اجازه دهند سازه به مقاومت تسلیم جانبی برسد و سیستم پیوسته، رفتار شکل پذیر داشته باشد. یکی از انواع تیرهای همبند تیرهای همبند کامپوزیت است که اعضای بتنی می باشند شامل آرماتورهای طولی و ورق فولادی. وجود صفحات فولادی تعبیه شده می توانند به طور موثر ظرفیت برشی تیر همبند را با عمق کمتر از تیر بتن آرمه مشابه افزایش و عمق تیر را برای رسیدن به بیشترین ارتفاع طبقه کاهش دهند. سختی اولیه بالای ورق نیز تغییر شکل و جابجایی تیر را تحت بارهای الاستیک کاهش می دهد. وجود ورق فولادی توانایی جذب انرژی را در تیر افزایش می دهد. همچنین رفتار و عملکرد تیر را بهبود می بخشند به طوری که یک محیط پیوسته را برای انتقال برش در محل اتصال تیر به دیوار ایجاد می کند. این عملکرد، مشکل انتقال برش را در تیرهای بتن آرمه متعارف که ترک های جدی تحت بارهای چرخه ای در محل اتصال تیر به دیوار ایجاد می شود را برطرف می کند. هدف کلی این پژوهش بررسی پارامتری رفتار تیر همبند کامپوزیت با ورق فولادی است که پس از مدلسازی تیر همبند با ورق فولادی به روش اجزاء محدود با نرم افزار abaqus و صحت سنجی توسط نتایج آزمایشگاهی، تاثیر پارامترهای ورق فولادی اعم از ضخامت، طول و ارتفاع بر شکل پذیری، جذب انرژی و ظرفیت باربری بررسی می شود. نتایج حاکی از آن است که افزایش ضخامت باعث افزایش مقاومت می شود اما اگر از یک حد بیشتر شود توان شکل پذیری را کاهش می دهد، همچنین افزایش ضخامت ورق توان جذب انرژی را کاهش می دهد. افزایش طول ورق اگر در مدل تحلیلی نقشی ندارد اما در نتیجه نرم افزاری مشاهده می شود طول ورق تا حدودی در مقاومت سهیم است و علت آن گیرداری بیشتر و سختی بالاتری است که از خود نشان می دهد. افزایش ارتفاع ورق نیز ظرفیت باربری را افزایش می دهد ولی در قابلیت جذب انرژی و شکل پذیری تاثیر ناچیزی دارد. براساس نتایج تحلیل تئوری و نرم افزاری، بتن می تواند نقش موثر در مقاومت داشته باشد و بهتر است از آن صرفه نظر نشود.

در سال های اخیر مبحث جداساز لرزه ای به طور خاص در طراحی لرزه ای ساختمان ها مورد توجه قرار گرفته است. هدف اصلی از این کار، جداسازی سازه از زمین بجای استفاده از روشهای مرسوم مقاوم سازی میباشد. تجهیزاتی که در جداسازی پایه ی ساختمان مورد استفاده قرار میگیرند دارای دو مشخصه ی مهم انعطاف پذیری و قابلیت جذب انرژی می باشند. انعطاف پذیری سیستم جداگر سبب افزایش زمان تناوب اصلی سازه و خارج شدن آن از محدوده ی انرژی مخرب زلزله می شود. از سوی دیگر خاصیت جذب انرژی سبب افزایش میرائی و در پی آن کاهش تغییر مکان زیاد ناشی از انعطاف پذیری جانبی سیستم جداگر می شود. یکی از انواع رایج جداگرها، جداگرهای اصطکاکی می باشند که در بین این گروه، جداگر اصطکاکی پاندولی از جایگاه خاصی برخوردار می باشد. تحقیق ها و آزمایش های متعدد توسط محققین نشان داده اند که زمانیکه این جداگر تحت اثر زلزله های میدان نزدیک قرار می گیرد، چون زلزله های میدان نزدیک دارای یک یا چندین پالس با پریود بالا می باشند، اگر پریود پالس زلزله نزدیک به پریود جداسازی جداگر باشد، پاسخ های این جداگر همراه با تشدید خواهند بود. لذا استفاده از این جداگر در زلزله های میدان نزدیک خطرناک می باشد. از این رو در سال های اخیر پژوهشگران خاصیت تطبیق پذیری غیرفعال را در این جداگر جای داده تا مشکل ایجاد پدیده ی تشدید در پاسخ های جداگر حل شود. یکی از دسته های جداگرهای اصطکاکی پاندولی با خاصیت تطبیق پذیری، جداگرهای اصطکاکی پاندولی با شعاع متغیر می باشند. در این نوع جداگرها، سطح لغزش کروی، به یک سطح با شعاع متغیر تبدیل می شود و در نتیجه جداگر دارای سختی و پریود متغیر خواهد بود که این امر باعث بهبود رفتار جداگر در زلزله های میدان نزدیک می شود. تا اکنون انواع مختلفی از این جداگرها توسط پژوهشگران معرفی شده است. در این پژوهش عملکرد چهار جداگر با شعاع متغیر در یک سازه ی هفت طبقه ی برشی با اعمال زلزله در هر دو جهت ساختمان و همچنین در نظر گرفتن اندرکنش دوجانبه ی نیروهای زلزله، شبیه سازی و تحلیل شده و پس از بدست آوردن پریود جداسازی و ضریب اصطکاک بهینه، عملکرد این جداگرها در شدت های مختلف زلزله های میدان نزدیک مقایسه و بررسی شده است. پاسخ ها نشان می دهند که رفتار هر چهار جداگر در شدت های پائین زلزله مشابه بوده اما با افزایش شدت زلزله، دو تا از جداگرها در کاهش جابجائی پایه و دو جداگر دیگر در کاهش شتاب انتقال یافته به سازه، عملکرد بهتری از خود نشان می دهند.