اخیرا روش خرپایی به عنوان روشی مطمئن و کارآمد برای طراحی نواحی ناپیوستگی در سازه های بتنی مطرح شده و در حال حاضر نیز در بسیاری از آئین نامه های طراحی گنجانده شده است. این روش توسط مورش (1899)و ریتر (1909) معرفی شد. اکثر مطالعات اساسی که در این زمینه صورت گرفته است شامل مطالعه بر روی تیرهای عمیق میباشد. اخیرا نیز بهینه سازی سازه ای برای یافتن مدل بهینه خرپایی به خدمت گرفته شده است. تاثیر ابعاد و بازشوها نیز موضوع مطالعات چندی بوده اند ، ولی تاثیر مکان و ابعاد بازشوها بر رفتار تیرهای عمیق و نوع شکست آنها بر اساس طرح خرپایی چندان مورد مطالعه قرار داده نشده است. هدف از این تحقیق نیز ارزیابی تاثیر وجود بازشوها و ابعاد آنها بر رفتار تیرهای عمیق با استفاده از روش خرپایی میباشد. در این تحقیق با استفاده از بهینه سازی تکمیلی سازه ای (کواک و نوح ) مدل های بهینه استخراج شده و پس از تحلیل با استفاده از آئین نامه طراحی سازه های بتنیaci-318 طراحی شده و در نهایت با استفاده از نرم افزار المان محدود رفتار این تیرها مورد ارزیابی قرار گرفته است.

در طی بیش از یک قرن که استفاده از ساختمان های بلند با شیوه امروزی در جهان معمول گردیده است این گونه بناها برای حل برخی مشکلات امروز جوامع مانند کمبود مسکن ناشی از افزایش جمعیت شهرها، مورد استفاده قرار گرفتند، اما همواره با مشکلات و نارسایی های جدید نیز همراه بوده اند. به همین دلیل احداث بناهای بلند همواره مورد بحث و انتقاد صاحب نظران رشته های عمران، معماری، شهر سازی و جامعه شناسی قرار داشته است. این ساختمان ها در ابتدا به منظور استفاده بهینه از زمین در مراکز شهرهای بزرگ ساخته شدند اما بتدریج، همزمان با گسترش شهرها ضرورت های بیشتری برای احداث این ساختمان ها در سایر مناطق شهری ایجاد گردید. گرچه ساختمان های بلند دارای پیچیدگی هایی از لحاظ طراحی معماری و مسائل شهری می باشند اما توجه به مسائل فرهنگی، اجتماعی و اقتصادی، همانند پرداختن به موارد تکنیکی و ساختاری از ضروریات طراحی و ساخت آن ها به شمار می رود. پس از گذشت چد دهه از ظهور بلند مرتبه سازی، ساخت ساختمان های بلند با شیوه جدید در شهرهای بزرگ ایران مانند تهران نیز آغاز گردید. اما همواره به دلیل عدم برخورد مناسب با پدیده بلند مرتبه سازی، مشکلات و نارسایی هایی در نحوه استفاده از این بنا ها وجود داشته است. متاسفانه در حال حاضر در شهرهای بزرگ ایران شاهر رشد و گسترش بناهای بلند هستیم که با این گونه ساختمان ها مانند ساختمان های کوتاه و متعارف برخورد می شود. در حال حاضر بناهای بلند در هر نقطه ای احداث می شوند و هرگونه که خواسته شود حضور خود را بر فضای شهری تحمیل می نماید، علیرغم پیچیدگی ها خاص این گونه ساختمان ها شناخت صحیحی از شرایط خاص بناهای بلند وجود ندارد و بطور کلی معیارها و ضوابط طراحی و ساخت این گونه از ساختمان ها مشخص نیست و این امر نگرانی های بیشماری را بوجود آورده است. گرچه استفاده صحیح از بناهای بلند می تواند کمک موثری به حل مشکلات و ایجاد محیط مطلوب و مناسب نماید، اما بی توجهی به مسائل خاص این بناها نتایج منفی و زیان باری به همراه دارد. لذا تدوین ظوابط و تصویب مقررات در زمینه بلند مرتبه سازی در ایران خصوصا در شهرهای بزرگ مانند تهران از ضروری ترین نیازهای کشور در زمینه مقررات و قوانین شاختمان به شمار می رود. این امر در سال های اخیر که شاهد حضور، رشد و گسترش روز افزون این گونه بناها می باشیم بیش از پیش ضروری به نظر می رسد

در سالهای اخیر ایده طراحی و ساخت سازه های هوشمند به واقعیت نزدیکتر شده است و مهندسین عمران با کمک علم متالوژی توانسته اند به مصالح سازه ای نوینی دست یابند که قادرند در شرایط مختلف از خود خواص فیزیکی از پیش تعیین شده ای نشان دهند. مواد سازه ای مورد استفاده در این پایان نامه ترکیبی از آلیاژهای نیکل و تیتانیوم هستند که تحت سیکلهای بارگذاری و باربرداری حتی پس از گذشتن از ناحیه تسلیم از خود کرنش پسماند ناچیزی نشان می دهند. اینگونه مصالح قادرند پس از تغییر شکل پلاستیک و گذشتن از حد تسلیم با گذشت زمان به مقدار کرنش تقریباً صفر برسند و در حقیقت سازه نیروی بازسازی کننده ای ایجاد می کند که می تواند منجر به بسته شدن ترک های ایجاد شده در اتصالات پس از بارهای سیکلی گردد و در نتیجه سازه می تواند بعد از زلزله نیز کاربری خود را حفظ کند. در این پژوهش با به کار بردن نسبتهای محتلفی از آرماتورهای sma در اتصال تیر به ستون در قاب خمشی و کاهش در صد آرماتورهای فولادی حالت بهینه جهت استفاده از آرماتورهای هوشمند در اتصال تیر به ستون مورد مطالعه قرار گرفته است. با ساخت مدل المان محدود اتصال در نرم افزار ansys و بارگذاری سیکلی جانبی، تاثیر این آرماتورها بر جابجایی پسماند، سختی جانبی، حداکثر نیروی برش پایه و میزان ظرفیت اتلاف انرژی در قاب بتنی مورد بررسی قرار می-گیرد. نتایج مقدماتی نشان می دهد که بسته به مقدار sma مورد استفاده در اتصالات، سازه عملکردهای متفاوتی با بهبود نسبی در کاهش تغییر شکلها از خود نشان می دهد.

این تحقیق به بررسی استفاده همزمان از سرباره کوره انفجاری و زئولیت طبیعی بر روی مقاومت های کششی و فشاری بتن میپردازد. به همین منظور 108 نمونه برای بررسی این موضوع ساخته و تست شده است. در کل 36 طرح اختلاط مجزا با مقدار زئولیت و سرباره و سیمان مختلف ساخته شده است و در دو سن 7 و28 روز مورد ازمایش قرار گرفته اند. از نمونه های مکعبی برای ازمایش مقاومت فشاری و از نمونه های استوانه ای برای تست برزیلی استفاده شده است. همچنین اثر میزان اب به سیمان و عیار سیمان نیز روی مقاومت های کششی و فشاری این نوع بتن بررسی شده است. در ساخت نمونه ها از روان کننده یا افزودنی دیگری استفاده نشده است. در پایان ازمایشات مشاهده شد که هر دو ماده اثرات نامطلوبی روی مقاومت 7 روزه دارند ودر کل سبب کندی افزایش مقاومت بتن در روزهای اولیه شده اند. اما در 28 روزگی نمونه های دارای زئولیت از خود مقاومت بیشتری نسبت به نمونه کنترل نشان داده اند. ولی این روند در مورد سرباره صادق نیست. در مقاومت کششی زئولیت نقش مخربی داشته و باعث کاهش ان شده ولی سرباره توانسته تا حدودی به افزایش مقاومت کششی کمک کند.

امروزه استفاده از پارکینگهای طبقاتی با توجه به افزایش قیمت زمین و انتظارات مردم جهت حصول رفاه بیشتر و نیز کمبود فضای پارک خودرو افزایش قابل توجهی یافته است. در طراحی پارکینگ های طبقاتی بتنی، نوع دال استفاده شده بر روی خود سازه اصلی بسیار تاثیر گذار میباشد به طوری که با انتخاب یک دال مناسب میتوان علاوه بر تامین پایداری سازه، زمان و هزینه اجرای پروژه را تا حد قابل توجهی کاهش بدهیم. جهت رسیدن به این هدف، نه سازه پارکینگ شامل سه پارکینگ سه طبقه، سه پارکینگ شش طبقه و سه پارکینگ نه طبقه که دال های آنها به سه صورت دال تخت معمولی، دال با تیر و دال تخت پس کشیده طراحی شده اند و دارای پلان متقارن و منظمی در ارتفاع میباشند مورد تحقیق قرار گرفته اند و بر اساس آئین نامه 2800 بارگذاری و بر اساس آئین نامه aci طراحی گردیده اند. جهت مدل سازی سازه اصلی از برنامه etabs، جهت مدل سازی دال تخت معمولی و دال با تیر از برنامه safe و جهت مدل سازی دال تخت پس کشیده از برنامه adapt استفاده شده است. بطور کلی نتایج تحقیق حاکی از آن میباشد که با توجه به فرضیات این تحقیق شامل طول دهانه و ارتفاع سازه سیستم دال تخت معمولی از لحاظ هزینه اجرای سازه حائز رتبه اول و بعد از آن سازه با دال تخت پس کشیده و در نهایت سازه با دال با تیر قرار میگیرد.

تمایل زیاد صنعت به استفاده از مصالح بتنی منجر به انجام تحقیقات زیادی در زمینه اصلاح معایب آن شده است. یکی از ضعف های مشهور در بتن، تردشکنی، عدم شکل پذیری ذاتی و ضعف در برابر بارهای ضربه ای می باشد. در حال حاضر تسلیح اعضای بتنی به وسیله آرماتورهای فولادی و الیاف گسسته تلاشی جهت غلبه بر آن می باشد. الیاف باعث می شود که حالت تردی و شکنندگی بتن به نحو قابل توجهی کاهش یابد. همچنین شکل پذیری بتن و مقاومت آن در برابر ترک خوردگی تحت انواع بار بهبود می یابد. در این پایان نامه با بررسی سوابق تحقیقات گذشته و آزمایش-های انجام شده تصمیم گرفته شده عملکرد بتن های مسلح به الیاف فولاد را در برابر بار های ضربه ای آزمایش نماییم. در این تحقیق در ابتدا خواص بتن های مسلح به درصدهای بالای الیاف فولاد (از صفر تا شش درصد حجمی بتن به غیر از درشت دانه ها) و مقاومت فشاری و مقاومت ضربه ای بتن مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه همین روند برای بتن های مسلح به الیاف پلیمری بررسی می شود و نتایج حاصل از آزمایش ها با یکدیگر مقایسه می شود.

هنگامی که قاب خمشی بتن آرمه تحت بار جانبی قرار میگیرد نیروهای برشی قابل توجهی در اتصالات آن ایجاد می شود که با تغییر شکل های زیادی همراه است؛ لذا از مهم ترین عوامل موثر بر رفتار قاب خمشی تحت بار جانبی، عملکرد صحیح اتصالات می باشد. در این تحقیق با استفاده از تحلیل عددی تقویت اتصالات غیر لرزه ای با استفاده از cfrp بررسی شده است. 9 نمونه ی اتصال تیر- ستون بتن مسلح داخلی، مورد بررسی قرار گرفته است. از این 9 نمونه، یک نمونه ی غیر لرزه ای، یک نمونه ی لرزه ای و 7 نمونه ی دیگر نمونه های مقاوم سازی شده نمونه ی غیر لرزه ای هستند که نحوه قرار گیری ورقه های cfrp در آن ها با هم متفاوت است. تمرکز این مطالعه بر روی استفاده از ورقه های cfrp برای رسیدن به راهکاری مناسب برای بهبود عملکرد لرزه ای اتصالات از لحاظ باربری، میزان جذب انرژی، سختی اولیه و تغییر مکانیزم شکست اتصال ازشکست ترد اتصال به شکست خمشی تیر می باشد. همچنین استفاده از cfrp برای جبران عدم استفاده از میلگردهای عرضی در محل اتصال تیر-ستون مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که اضافه کردن مناسب کامپوزیت های cfrp به نمونه های غیر لرزه ای باعث افزایش میزان بیشینه باربری، بار ترک خوردگی، سختی اولیه و میزان جذب انرژی شده است. علاوه بر این مدل های تقویتی پیشنهادی باعث تغییرشکست برشی اتصال به شکست خمشی تیر می گردد. به طور خاص دور پیچ کردن و استفاده از 2 لایه ی cfrp با زوایای مختلف، عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل های پیشنهادی از خود نشان می دهند.

بتن زهکش یا نفوذ پذیر ، بتنی است با خلل و فرج فراوان که میتواند آب و هوا را از درون خود عبور دهد ؛ به این منظور بخش ریز دانه (ماسه) آن حذف میشود . به این بتن ، بتن بدون ماسه نیز می گویند. به همین دلیل، عموما بتن نفوذ پذیر دارای مقاومت فشاری کمتری نسبت به بتن های معمول است . در این مطالعه با ارائه مدل بتن نفوذ پذیر و تحلیل تئوریک عوامل موثر بر پائین بودن مقاومت فشاری آن ، رهکارهای اصلاح آن ارائه ؛ ودر ادامه به بررسی آزمایشگاهی این راهکارها پرداخته میشود .دو دلیل عمده پایین بودن مقاومت فشاری بتن نفوذپذیر ، کم بودن سطح تماس بین سنگدانه ها و کم بودن توان پیوند خمیر نازک سیمان در این نوع بتن است . این مطالعه در دو بخش با مواد افزودنی و بدون مواد افزودنی بتن انجام می شود . در بخش بدون مواد افزودنی در کنار بالا بردن مقاومت ، جنبه اقتصادی نیز مورد توجه قرار میگیرد. در این بخش با کوچک کردن اندازه سنگدانه ها و استفاده از درصد های معینی ماسه ؛ سطح تماس بین سنگدانه ها را افزایش داده ، و با تنظیم نسبت آب و سیمان و سنگدانه و سیمان ؛ توان خمیر سیمان را افزایش میدهیم. هدف در بخش با مواد افزودنی رسیدن به حداکثر مقاومت فشاری در کنار حفظ ویژگی زهکشی است. تفاوت این بخش با بخش قبلی ؛ استفاده از خواص مطلوب میکرو سیلیکا در بتن ، برای افزایش توان پیوند خمیر سیمان است . به این منظور از 10 در صد میکروسیلیکا در ترکیب بتن نفوذ پذیر استفاده میشود . باافزایش مقاومت فشاری بسیاری از خواص مطلوب دیگر بتن نیز بهبود می یابد . در این مطالعه برای هر بخش پنج گروه آزمایشی در نظر گرفته شد ؛ گروه اول ، نمونه های بدون ماسه (شاهد) ، و گروه های بعدی شامل پنج، 10 ، 20 و 30 درصد ماسه ، جایگزین با شن در ترکیب هستند. برای هر گروه پنج نمونه مکعبی برای تعیین مقاومت فشاری در سنین هفت ، 28 و 56 روزگی ؛ یک نمونه مکعبی برای تعیین پایداری در برابر سیکل یخبندان و یک نمونه مسطح به ضخامت چهار سانتیمتر برای تعیین سرعت عبور آب در نظر گرفته میشود. در این مطالعه بتن نفوذ پذیری ساخته میشود که تاب فشاری آن به 57 مگا پاسکال میرسد و میتواند آب را با سرعت 5/0 لیتر بر ثانیه از خود عبور دهد . این مقاومت میتواند در گسترش دامنه استفاده از بتن نفوذ پذیر بسیار موثر واقع شود .

هدف از انجام این پروژه بررسی مقاومت فشاری و مقاومت کششی بتن در سنین مختلف 7 روزه ، 28 روزه و 90 روزه بتن است، بطوری که بتن استفاده شده در این تحقیق حاوی مقادیر مختلف افزودنی کربن نانوتیوب و نانو سیلیس به طور همزمان میباشد. کربن نانو تیوب در سه مقدار 0.02 درصد ، 0.1 درصد و 0.5 درصد وزن سیمان به طرح اختلاط بتن افزوده گردیده، همچنین نانوسیلیس در چهار مقدار 0.5 درصد ، 1 درصد ، 1.5 درصد و 2 درصد وزن سیمان به طرح اختلاط بتن افزوده شده است، مقادیر افزودنی ذکر شده بصورت ترکیبی در نمونه های بتن استوانه ای استاندارد استفاده گردیده است بطوری که کل آزمایشات صورت گرفته در این پروژه 78 عدد می باشد. محلول پلی کربکسیلات بر پایه اِتِر به عنوان فوق روان کننده در تمام نمونه های بتن مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از آزمایشات نشان میدهد وجود نانوساختارهای کربنی و سیلیسی به عنوان افزودنی در بتن در بهترین حالت باعث افزایش مقاومت فشاری بتن تا 125 درصد و مقاومت کششی بتن را 110 درصد بهبود بخشیده است. پس از افزودن مقادیر مشخص از کربن نانوتیوب به همراه نانو سیلیس در بتن شاهد کاهش مقاومت بتن خواهیم بود به این معنی که بیشینه مقاومت بتن کسب شده، در طرح اختلاطی اتفاق نیافتاده که بیشترین مقادیر افزودنی در آن استفاده شده است. همچنین در این تحقیق فرمولی ارائه گردیده است که با استفاده از آن میتوان مقاومت کششی طرح اختلاط بتنی که مقاومت فشاری آن را در هر سنی در اختیار داریم را بدست آورد.

در چند دهه اخیر، مهم ترین توسعه انقلابی در ساخت و اجرای بتن، استفاده از بتن های خودتراکم می باشد. استفاده از این بتن ها بدلیل داشتن مزایای فراوان روبه افزایش می باشد.لذا شناخت ویژگیها و مسائل مرتبط با این نوع بتن لازم و ضروری بنظر می رسد.یکی از مهمترین پارامترهای تاثیر گذار بر دوام سازه های بتنی شرایط و نحوه عمل آوری آن ها می باشد, بطوریکه یک بتن با کیفیت مطلوب (از نظر نسبت آب به سیمان، عیار سیمان، بافت دانه بندی مناسب،...) می تواند عملکرد ضعیف تری در شرایط محیطی بهره برداری در برابر عوامل مخرب نسبت به یک بتن با کیفیت ساخت پایین تر به جهت شرایط نامناسب عمل آوری داشته باشد. از سوی دیگرروش های متعددی برای عمل آوری بتن وجود داشته که با توجه به امکانات هر کارگاه مورد استفاده قرار خواهد گرفت. لذا هدف این تحقیق آزمایشگاهی بررسی شرایط مختلف عمل آوری بر برخی پارامترهای دوام می باشد. بررسی تاثیر شرایط عمل آوری کارگاهی نیز از دیگر اهداف این تحقیق می باشد. در این تحقیق سه طرح مخلوط بتن خودتراکم با دو نسبت آب به سیمان 0.35و0.45ساخته شده و در شرایط مختلف با آب ,گونی و حوضچه آب به مدت هفت روزعمل آوری شده و سپس بعد از 28روز مورد آزمایش دوامی آزمایش جذب آب سطحی , و آزمایش مقاومت فشاری قرار گرفته است. همچنین در جریان این تحقیق، آزمایشات مختلف رئولوژی بتن خودتراکم از قبیل اسلامپ فلو، حلقه j ، جعبه l ,جعبهu و قیف v نیز انجام شده است. نتایج این بررسی ها نشان می دهد که افزایش نسبت آب به سیمان باعث کاهش دوام و کاهش مقاومت بتن خودتراکم شده است. در مورد نتایج عمل آوری در تمامی طرح ها مشاهده شده است که در عمل آوری با حوضچه آب دوام و مقاومت بتن خود تراکم افزایش یافته است و در مورد عمل آوری با نایلون و گونی درنسبت آب به سیمان 0.45عمل آوری با نایلون نسبت به گونی نتیجه مطلوب تر و در نسبت آب به سیمان 0.35عمل اوری با گونی نسبت به نایلون دارای دوام و مقاومت بالاتری شده است .همچنین حذف پودر سنگ و جایگزینی vma به جای آن در نسبت آب به سیمان کمتردارای اثر مثبت و کمتر شدن جذب آب و افزایش مقاومت شده است.

در طراحی لرزه ای ساختمان ها،تحلیل تاریخچه زمانی یکی از تحلیل های دقیق و رایج به شمار می رود. از مهم ترین موضوعات در این تحلیل،مقیاس کردن شتاب نگاشت ها و استفاده از آن ها به عنوان داده های ورودی می باشد.پس از مطالعه تحقیقات انجام شده در زمینه مقیاس کردن شتاب نگاشت ها، چندین شتاب نگاشت از نقاط مختلف ایران انتخاب شده و به سازه های مسکونی مورد بررسی با قاب خمشی بتنی مسلح که از شکل پذیری متوسط برخوردار است و تعداد طبقات آن 5،8و11 می باشند،اثر داده شده است. در مطالعه حاضر،پس از بررسی به مقیاس درآوردن شتاب نگاشت ها به روش استاندارد 2800 واثر دادن به سازه ها،شتاب نگاشت ها به روش مقیاس سازی دوگانه مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده در سازه های با زمان تناوب متوسط (سازه 8 و 11 طبقه مورد بررسی) تطابق طیف پاسخ و طیف طرح بیشتر بوده و مقادیر نیروهای داخلی و جابجایی ها همچون حداکثر برش، لنگر و جابجایی مرکز جرم طبقات در روش مقیاس سازی دو گانه بهتر و پراکندگی نتایج کمتر است.

سازه یعنی سیستمی که نیروها و تغییر فرمها را تحمل می کند . بنابراین تعریف ، کار عضو یک سازه باید هم سخت و هم سفت باشد. سخت برای حمل نیرو و سفت برای آنکه توانایی پذیرش تغییر شکلها را داشته باشد . به همین علت بتن را که صرفا ماده ای ((ترد)) شناخته شده است به الیاف مسلح می کنند تارفتاری ((نرم)9 تراز خود نشان دهد. دراین پروژه با ساخت و استفاده از دستگاه آزمایش ضربه ای پیشنهادی 544 aci برروی بتنهای الیافی معمولی و مقاومت بالا آزمایشهایی صورت گرفت . هدف از این آزمایشها بررسی رفتار بتنهای مزبور تحت بارهای ضربه ای، مقایسه این دو گونه رفتار، دستیابی به معادلات بیانگر این رفتار و پی بردن به مکانیزم شکست بوده است . نتایج آزمایشها حاکی از آن است که الیاف نه تنها مقاومت ضربه ای بین معمولی (که دیگر محققان آنرا گزارش کرده اند) بلکه به نحوی بسیار چشمگیرتر، توانایی جذب انرژی بتن مقاومت بالا را هم افزایش می دهد. براساس نتایج بدست آمده معادلاتی که رابطه متغیرهایی چون مقاومت فشاری، درصد الیاف و تعداد ضربات وارده را نشان می دهند، استخراج و ارائه گردیده اند. در آخر نیز برای تبیین نحوه انهدام بتن تحت ضربه، یک همسانی بین ساختمان آن با یک خرپای فضایی پیشنهاد و تشریح گردیده است .