در سال های اخیر با پیشرفت تکنولوژی کامپیوتر، روش های جدید بهینه سازی سازه ها پدید آمده اند. از بین این روش ها، روش بهینه سازی تکاملی سازه ها (eso) به خاطر سادگی آن همیشه مطرح بوده است. در این پژوهش سعی داریم از روش eso جهت تعیین مقاطع بهینه در قاب خمشی فولادی استفاده کنیم. هدف، طراحی بهینه قاب فولادی (حداقل کردن وزن) در عین حال ارضاء معیارهای آیین نامه می باشد. یافتن طرح بهینه نیاز به تکرار های مکرر دارد. جهت کم کردن تکرارها در روش eso روشی پیشنهاد گردیده است که متناظر با روش fsd می باشد. این روش برای حالتی که قید حاکم بر مسئله قید تنش باشد، بسیار مفید است. در این روش مصالح سازه ای تدریجا از بخش های قوی تر سازه به بخش های ضعیف تر و برعکس منتقل می شوند. برنامه ای در نرم افزار matlab نوشته شده و سیستم قاب خمشی با رفتار ارتجاعی در طراحی اولیه با استفاده از نرم افزار opensees مدل شده و با به کارگیری الگوریتم تکاملی بهینه شده است. در نهایت در سازه بدست آمده، تنش در تمام اعضا ماکزیمم بوده و می توان به سازه سبکتری دست یافت. برای بررسی صحت نتایج، مساله با استفاده از الگوریتم ژنتیک با هدف کمینه کردن وزن سازه با این شرط ( قید ) که سازه تحت بارگذاری محدودیت های آیین نامه را ارضا نماید حل شده است. در این تحقیق ضوابط آیین نامه مبحث دهم، طرح و اجرای ساختمان های فولادی، برای محدودیت های طراحی در نظر گرفته شده است.

در تحقیق حاضر، یک الگوریتم ساده برای بهینه سازی ابعادی سازه های تحت کمانش ارائه شده است. روش مذکور با عنوان بهینه سازی تکاملی سازه ها(eso) بیان می شود که با در نظر گرفتن شرایط حاکم بر سازه و با رعایت اصول طراحی، مصالح سازه را باز توزیع می کند. به طور کلی هدف از انجام این پایان نامه افزایش بار کمانشی سازه و تعیین شکل بهینه آن تحت شرایط مختلف تکیه گاهی و بارگذاری می باشد. افزایش بار کمانشی با فرض ثابت ماندن وزن وحجم سازه انجام می گیرد. بنابراین برای ارضاء این فرض در مرحله بازتوزیع، فقط انتقال مصالح از نقاط غیر کارآمد به نقاط کارآمد صورت می گیرد. در ادامه تحقیق، در مورد صفحات، مسئله الگوی شطرنجی مطرح و روش رفع آن بیان گردیده، و در نمونه های انجام گرفته، اصلاح شده است.

اگر چه فرمولها و قانونهای مکانیک سازه ها بیشتر بر روی پیدا کردن بیشترین تنش موجود در سازه متمرکز شده اند و پس از آن طراحی بر اساس بیشترین مقدار به دست آمده صورت می گیرد ولی بعضا قسمتهای بیرونی و یا نقاط مشخصی از یک سازه یا المان ممکن است تحت تنشهای کمتر و یا حتی تمرکز تنش قرار گیرند . در این بررسی آوردن شکلی از سازه توسط نرم افزار evolve 97به صورتی به کار می روند که تنشهای موجود در تمامی قسمتها, حتی الامکان به هم نزدیک شده و اختلاف کمتری داشته باشند تا طراحی بهینه حاصل شود. در این تحقیق فرایند بهینه سازی بر روی صفحات با شرایط مرزی و بارگذاری مختلف اعمال شده و بهینه سازی شکل صورت گرفته و حالت بهینه حاصل خواهد شد. روش مورد استفاده در این تحقیقeso (بهینه سازی تکاملی سازه ها) می باشدکه به روشی ساده، اقدام به حذف قسمتهای اضافی از سازه یا المان مورد نظر می کند تا محدودیت های مورد نظر ارضا شوند. در طی این فرایند ضخامت صفحات و ابعاد المانها دستخوش تغییرات خواهد شد.میتوان گفت بهینه سازی یعنی رسیدن به بهترین نتیجه در مورد یک عملیات در حالی که محدودیتهای خاصی برآورده شوند.

در این تحقیق ، ایتدا با ارائه ی مقدّمه ای ، پیشینه ی روش eso بیان شده است. سپس در فصل اوّل ، روش های بهینه سازی سازه ای (روش هی مبتنی بر گرادیان و روش های هیوریستیک )بیان شده و توضیحاتی پیرامون برنامه ریزی خطی صحیح ،روش هموژنازسیون ،aco ، جست و جوی هارمونی ، تئوری فازی، الگوریتم ژنتیک ، شبیه سازی آنیل و جست و جوی تابو بیان شده است. در فصل دوم مبانی روش eso با توجه به الگوریتم branch-and-bound و ebb بررسی شده است. در فصل سوم ، کارهایی از گروه isg برای نشان دادن قابلیّت بهینه سازی تکاملی سازه ای در بهینه نمودن سازه ها آورده شده است. در فصل چهارم ، شاخص عملکرد (pi)به عنوان معیاری از بهینگی سازه بیان شده است. در فصل پنجم ، فرمول های تنش مسطح بیان و سپس تنش فون میسز با توجه به معیارهای شکست بیان شده است. در فصل ششم ، الگوریتم و فلوچارت روش aeso و همچنین روند افزایش المان و مبانی ریاضی این روش ارائه شده است. در فصل هفتم ، با توضیحاتی پیرامون روش المان محدود و بعضی از نرم افزارهای مربوطه ، دلیل انتخاب نرم افزار ansys در این تحقیق بیان شده است. در فصل هشتم دو سازه به عنوان نمونه با استفاده از روش aeso بهینه سازی شده اند . تاریحچه ی تکامل این سازه ها نشان دهنده ی قابلیّت این روش برای ایجاد سازه هایی با توزیع یکنواخت تنش است. در فصل نهم ، بعد از نتیجه گیری ، پیشنهادهایی رای کارهای آتی آورده شده است.

در بسیاری از تحقیقات و پروژه ها در مهندسی عمران بدنبال طرحی هستیم که در آن از کمترین مصالح مصرفی استفاده شده باشد، در این تحقیق نیز همین هدف برای سازه های گنبدی دنبال می شود. بعبارتی شکل بهینه ای برای گنبدها جستجو می گردد که در آن وزن سازه کمینه شود. این شکل بهینه با شروع از یک شکل اولیه و تکامل در پروسه بهینه سازی بدست خواهد آمد. تاکید عمده در این تحقیق بر بهینه سازی شکل سازه هاست . سازه های هدف از چند توپولو‍ژی متمایز انتخاب می شوند و تحت بارهای قائم استاتیکی قرار می گیرند تا شکل بهینه آنها مورد ارزیابی قرار گیرد. روش های بهینه سازی متعددی برای حل این مساله وجود دارد که از بین آنها روش الگوریتم ژنتیک برای استفاده در این پژوهش انتخاب شده است. در تحقیق حاضر روشی کلی برای بهینه سازی شکل انواع سازه های گنبدی با استفاده از الگوریتم ژنتیک پیشنهاد شده است. طرح هندسی گنبدها با در نظر گرفتن قیدهای تنش، تغییر مکان و کمانش بدست می آیند. مشکل اصلی که در کارها و تحقیقات پیشین با آن مواجه بودند این بود که تعداد پارامترهای طراحی مورد نیاز در فرایند بهینه سازی زیاد بود که مشکلاتی چون افزایش حجم محاسبات و زمان لازم برای انجام عملیات را بدنبال داشت و علاوه بر آن مشکل به دام افتادن در بهینه های موضعی با افزایش تعداد این پارامترها افزایش می یافت. در این تحقیق با ارائه ایده ای نو برای حل مسئله سعی گردیده است تا گامی موثر در جهت حل این مشکلات و کلیت بخشیدن در برخورد با این گونه مسائل برداشته شود.

با توجه به اینکه برای حل مناسب هم? مسائل موجود در بهینه سازی روش واحدی وجود ندارد، روش های متعددی از بهینه سازی برای حل مسائل مختلف پدید آمده اند. یکی از این روش ها، استفاده از الگوریتم ژنتیک است که یکی از اعضای خانواد? مدل های محاسباتی الهام گرفته شده از روند تکامل انسان است. این الگوریتم ها راه های بالقو? یک مسئله را در قالب کروموزوم های ساده کد می کنند و سپس عملگر های ترکیبی را بر روی این ساختار ها اعمال می نمایند. در الگوریتم ژنتیک، قید ها معمولاً با استفاده از مفهوم تابع جریمه مورد بررسی قرار می گیرند. بدین صورت که با جریمه افراد غیر ممکن، از مقدار شایستگی آنها متناسب با درجه تخطی قید ها در جمعیت می کاهد. در بیشتر شکل های جریمه، باید بعضی از ضرایب را در ابتدای محاسبات تعیین نمود که معمولاً این ضرایب دارای مفهوم فیزیکی روشنی نمی باشند. به همین علت، تعیین مقادیر تقریبی این ضرایب حتی با آزمایش نیز تقریباً غیر ممکن می باشد. با این وجود، بیشتر شکل های جریمه از ضرایب ثابت در سراسر محاسبات استفاده می کنند که ممکن است منتج به جریمه خیلی قوی و یا خیلی ضعیف در مدت مراحل مختلف تکامل گردد. در این تحقیق، یک شکل جریمه جدید که مجزا از مشکلات فوق الذکر باشد، توسعه داده می شود. تابع جریمه ارائه شده قابلیت تعدیل خود را در مدت تکامل دارد. همچنین ضرایب استفاده شده در شکل ارائه شده مفهوم فیزیکی روشنی دارند. در این روش سعی شده در حد امکان از اثر استفاده کننده بر روی پارامترهای جریمه کاسته شود. برای نمایش نتایج استفاده از این روش جریمه چند مثال کاربردی بیان شده است. با مشاهده نتایج می توان بهبود در نتایج بدست آمده از این روش را در بهینه سازی سازه های تا حدودی احساس نمود.

در تحلیل و طراحی سازه‎ها، طراحان همواره مقاومت و سختی سازه را مورد تاکید قرار دادند و همواره به دنبال روش‎هایی هستند که بین این دو ویژگی مهم سازه نوعی تعادل و توازن برقرار کنند. در دهه‎های اخیر تلاش‎های بسیاری روی بهینه‎سازی سختی سازه‎ها صورت گرفته است. در این نوع سازه‎ها همواره نمی‎توان از دوام و استحکام آن مطمئن بود. لذا بررسی مقاومت سازه‎ها نیز حائز اهمیت ویژه‎ای است. برای حداکثرسازی مقاومت سازه لازم است که تنش حداکثر ایجاد شده در بخش‎های مختلف سازه حداقل گردند. در همه‎ی تحقیقات گذشته تنش به عنوان قید بهینه‎سازی قرار گرفته و هرگز به طور مستقیم به عنوان تابع هدف طراحی بررسی نشده است. قید قرار دادن تنش اگرچه کمتر بودن. تنش را از یک مقدار ویژه تضمین می‎کند، ولی نمی‎توان انتظار داشت که تنش را به حداقل مقدارش برساند. در هر بهینه‎سازی هر دوی این ‎معیارها باید توجه داشت که بهینه کردن یکی از این دو معیار به مفهوم بهینه‎سازی معیار دوم نیست، در نتیجه بهینه‎سازی هر دو معیار همزمان باید مورد توجه قرار گیرد. بدین منظور شاخه‎ای از بهینه‎سازی، تحت عنوان بهینه‎سازی چندمعیاری مطرح می‎شود. در تحقیق حاضر روش ( )(eso) برای بهینه‎سازی همزمان سختی و مقاومت استفاده شده است. برای ایجاد معیار کلی، ضرایب وزن معرفی می‎شوند. و در نهایت ترکیبی خطی از دو معیار، معیار کلی سازه را تشکیل خواهد داد. برای تحلیل سازه‎های مورد بررسی در این تحقیق برنامه‎ای در محیط matlab، ایجاد شده است. برای بررسی کفایت برنامه‎ی مذکور نتایج حاصل از آن برای یک سازه‎ی کوچک، با نتایج ناشی از تحلیل همان سازه با نرم‎افزار 2000sap مقایسه شده‎اند. و در نهایت مثال‎هایی برای بهینه‎سازی براساس سختی، مقاومت و هر دو معیار ارائه شده‎اند.

بهینه سازی عبارت است از رسیدن به بهترین نتیجه، در مورد یک عملیات، در حالی که محدودیتهای مشخصی بر آورد شده باشند. هدف بهینه سازی سازه، پیدا کردن متغیر های طراحی برای یک سیستم می باشد که هزینه سیستم را مینیمم کرده و نیازهای عملکردی مختلف آن را برآورد کند. بهینه سازی شامل بهینه سازی اندازه ، بهینه سازی ساختار،بهینه سازی شکل می باشد که بهینه سازی اندازه شامل تعیین ابعاد فیزیکی سازه برای مثال ضخامت، عرض، طول و ضخامت اصلی یک تیر کنسولی می باشد. بهینه سازی ساختار یک فرایند برای تعیین بهترین آرایش از مقدار داده شده مصالح در دامنه طراحی، بوسیله حذف تکراری و بازسازی آنها تا اینکه کارکرد سازه مورد نظر حداکثر باشد می باشد و هدف بهینه سازی شکل یافتن شکل بهینه یک محیط پیوسته برای ماکزیمم یا مینیمم کردن یکی از معیار ها، که تابع هدف نامیده می شود همانند مینیمم سازی وزن سازه، ماکزیمم کردن سختی سازه و یا طراحی برای حداکثر تنش و یا ... می باشد. الگوریتم جامعه پرندگان یک تکنیک بهینه سازی بر پایه قوانین احتمال میباشد که ایده اولیه آن توسط راسل ابرهارت، دانشمند علوم کامپیوتر و جیمز کندی، روان شناس مسائل اجتماعی در سال 1995 ارائه شد .این الگوریتم از رفتار اجتماعی پرندگان در حین جستجوی غذا برای هدایت مجموعه پرندگان به منطقه امیدبخش در فضای جستجو استفاده میکند. این الگوریتم از رفتار جمعی پرندگان در یافتن غذا، الگوبرداری میشود به این منظور، مجموع های متشکل از یک سری ذره ها تشکیل میشود که هر ذره معرف یک پرنده در فضای جستجو می باشد. این الگوریتم با بهنگام کردن موقعیت ذره ها با توجه به میزان شایستگی آنها مجموعه را به سمت جواب بهینه هدایت می کند .در این مطالعه، به معرفی کلی روش بهینه سازی اجتماع ذرات و بهینه سازی شکل صفحه با روش بهینه سازی اجتماع ذرات پرداخته شده است که برای بهینه سازی و تحلیل سازه از نرم افزار matlab استفاده شده است و سه مثال حل شده و با روش های دیگر مقایسه شده است. مقایسه انجام شده بیانگر مناسب بودن این روش در بهینه سازی صفحات می باشد چرا که نتایج بدست آمده برای برای مثال های حل شده به نتایج حاصل از سایر روشها نزدیک می باشد و حتی بهتر از برخی از این روشها نیز می باشد.

یکی از روش های بهینه سازی سازه ها، evolutionary structural optimizaton (eso) می باشد. این روش، به منظور استفاده بهینه از مصالح، مصالح سازه را باز توزیع می کند. در این روش، حرکت تدریجی از سازه اولیه به سمت سازه بهینه صورت می گیرد و با در نظر گرفتن کلیه شرایط حاکم بر سازه از قبیل شرایط ساختگاهی، تکیه گاهی، بارگذاری و... با حذف یا انتفال تدریجی مصالح غیر لازم، شکل نهایی آن، ارایه و سازه به سمت بهترین نوع توزیع(مثل توزیع تنش یا ابعاد) سوق داده می شود. به عبارتی این توزیع به نحوی انجام می گیرد که مصالح از نقاط قوی تر با کارایی کمتر به نقاط ضعیف تر با کارایی بیشتر انتقال یافته وسازه با توجه به عملکرد مورد نظر، قابلیت بالاتری نسبت به طراحی اولیه داشته باشد. تاکنون دیدگاه ها و نظریات مختلفی در مورد روش بهینه سازی تکاملی سازه ها ابراز شده است. در این میان بعضی از پژوهشگران به انتقاد از این روش پرداخته و آن را در تولید ساختار بهینه ناکارا معرفی می کنند و ادعا می کنند روش بهینه سازی تکاملی سازه ها همیشه به جواب مطلوب منجر نمی شود و بعضی مواقع جواب های فوق العاده غیربهینه و محلی تولید می کند. زیرا حذف مواد بدون در نظر گرفتن پتانسیل آن ها در مراحل بعد صورت می گیرد به عبارتی المان هایی که شاید نیاز داشته باشند در تکرارهای بعدی معیارهای بهینگی برای آن ها کنترل گردد، دائما حذف می شوند. برای غلبه بر این مشکل، در این تحقیق مفهوم اساسی احتمال و بقاء بهترین در الگوریتم ژنتیک با روش esoترکیب شده و عملکرد این روش را در جستجوی پاسخ های کلی بهبود بخشیده است. این عمل با اضافه کردن عملگرهای الگوریتم ژنتیک، نظیر selection، crossover و mutation به eso انجام می گیرد. در واقع با این کار، الگوریتم تکاملی جدیدی به نام geso بوجود می آید که قدرت و سرعت آن در جستجوی پاسخ های کلی، به مراتب بالاتر از eso می باشد. در مثال های بررسی شده در فصل چهارم مشاهده می شود که توپولوژی های حاصل از روش geso هم از نظر هندسه و هم از نظر معیارهای مورد طراحی(نظیر وزن وکامپلیانس) تنوع بیشتری نسبت به توپولوژی های به دست آمده از روش eso و beso دارند. همچنین مقادیر بدست آمده از روش geso برای وزن و کامپلیانس بهتر از مقادیر حاصل از روش های eso و beso می باشند.

به طور کلی عمده ترین هدف شاخه های مختلف بهینه سازی سازه ها ، کاهش مصالح مصرفی ، تمرکز مصالح در بخشهایی که بیشترین تاثیر را در انتقال نیرو به تکیه گاه دارند و سبک کردن سازه بدون صرفنظر کردن از قیود می باشد. برای این منظور روشهای مختلفی که پایه های نظری و تجربی دارند ابداع شده است. با توجه به اینکه برای حل مناسب هم? مسائل موجود در بهینه سازی روش واحدی وجود ندارد، روش های متعددی از بهینه سازی برای حل مسائل مختلف پدید آمده اند. یکی از این روش ها، استفاده از الگوریتم ژنتیک است که یکی از اعضای خانواد? مدل های محاسباتی الهام گرفته شده از روند تکامل انسان است. این الگوریتم ها راه های بالقو? یک مسئله را در قالب کروموزوم های ساده کد می کنند و سپس عملگر های ترکیبی را بر روی این ساختار ها اعمال می نمایند. در الگوریتم ژنتیک، قید ها معمولاً با استفاده از مفهوم تابع جریمه مورد بررسی قرار می گیرند. بدین صورت که با جریمه افراد غیر ممکن، از مقدار شایستگی آنها متناسب با درجه تخطی قید ها در جمعیت می کاهد. در بیشتر شکل های جریمه، باید بعضی از ضرایب را در ابتدای محاسبات تعیین نمود که معمولاً این ضرایب دارای مفهوم فیزیکی روشنی نمی باشند. به همین علت، تعیین مقادیر تقریبی این ضرایب حتی با آزمایش نیز تقریباً غیر ممکن می باشد. با این وجود، بیشتر شکل های جریمه از ضرایب ثابت در سراسر محاسبات استفاده می کنند که ممکن است منتج به جریمه خیلی قوی و یا خیلی ضعیف در مدت مراحل مختلف تکامل گردد. در این تحقیق، یک شکل جریمه جدید که مجزا از مشکلات فوق الذکر باشد، توسعه داده می شود. تابع جریمه ارائه شده قابلیت تعدیل خود را در مدت تکامل دارد. همچنین ضرایب استفاده شده در شکل ارائه شده مفهوم فیزیکی روشنی دارند. در این روش سعی شده در حد امکان از اثر استفاده کننده بر روی پارامترهای جریمه کاسته شود. برای نمایش نتایج استفاده از این روش جریمه چند مثال کاربردی بیان شده است. با مشاهده نتایج می توان بهبود در نتایج بدست آمده از این روش را در بهینه سازی سازه های تا حدودی احساس نمود.

برخورد ساختمان های پایه ثابت در اثر حرکت های قوی زمین، گاهی منجر به آسیب های موضعی و در مواردی باعث فرو ریزی سازه ها میشود. چنین موضوعی برای سیستم های نوین لرز ه ای مانند جداگر های لرزه ای کمتر مطرح شده و مطالعات اندکی در این زمینه موجود می باشد، که این امر اهمیت ارزیابی عملکرد این سیستم ها را بیشتر روشن می کند. گاهی اوقات درز انقطاع در نظر گرفته شده جهت تسهیل جابجایی نسبی جداگر ها محدود می باشد، بنابراین موجب برخورد سازه ی ایزوله شده با سازه های مجاور می شود. اثرات ضربه به عواملی مانند فاصله ی جدایی (gap)، ویژگی ساختمان های مجاور و ویژگی حرکت های زمین بستگی دارد. از ویژگی های مختلف حرکت زمین می توان به پارامترهای قله حرکت نظیر بیشترین شتاب (pga)، سرعت (pgv) و جابجایی حرکت زمین (pga) و همچنین مدت زمان اسمی حرکت و طیف پاسخ انرژی سازه اشاره نمود. در این پایان نامه به منظور بررسی اثر ویژگی های مختلف زلزله، سازه ی ایزوله شده و ساختمان های پایه ثابت در محیط دو بعدی نرم افزار sap2000 مدل گردیده اند. سازه های پایه ثابت و روسازه ی سازه ی ایزوله شده دارای رفتار الاستیک می باشند. به منظور مدل سازی نیروی برخورد از لینک غیر خطی gap استفاده شده است. برخورد سازه ی ایزوله شده در مجاورت با دیوار پیرامونی(moat wall) و همچنین در مجاورت با سازه های پایه ثابت با ارتفاع های مختلف مدلسازی های شده اند. مدل های ذکر شده تحت رکورد های دور و نزدیک گسل، بصورت غیر خطی تحلیل شده اند. نتایج حاصل نشان می-دهد که تأثیر رکورد های دور و نزدیک گسل در حالت برخورد با سازه های پایه ثابت نسبت به moat wall بحرانی تر می باشد. از طرفی با افزایش ارتفاع سازه های مجاور، میانگین ماکزیمم شتاب و جابجایی نسبی طبقات تحت رکورد های نزدیک گسل نسبت به رکورد های دور از گسل افزایش بیشتری پیدا می کند. در حالت کلی هرچه ارتفاع سازه های مجاور به سازه ی ایزوله شده نزدیک تر باشد، اثرات زلزله های نزدیک گسل بیشتر خواهد بود.

چکیده: حرکت زمین در اثر زلزله در سایت های نزدیک گسل معمولا دارای ویژگیهای متفاوتی از حرکات زمین دور از گسل است که در طراحی سازه های نزدیک گسل حائز اهمیت می باشد. در بعضی رکوردهای ثبت شده در نزدیک گسل در تاریخچه زمانی سرعت رکورد یک پالس مشاهده می شود که نشانگر ورود بیشتر انرژی زمین لرزه به صورت پیوسته و متمرکز در سایت مد نظر می باشد. در حالت کلی اثرات جهت داری به جلو و جابجایی ماندگار، دو عامل عمده ایجاد کننده پالس های سرعت در مناطق نزدیک گسل می باشند. در این پایان نامه با توجه به ویژگیهای خواص رکوردهای ثبت شده پالس گونه نزدیک گسل و نیاز به طراحی سازه ها در برابر این گونه حرکات زمین، روشی برای تولید زمین لرزه های مصنوعی نزدیک گسل بر مبنای تبدیل s ارائه شده است. تبدیل s یکی از روش های مدرن و موثر برای انجام تحلیل در محدوده زمانی-فرکانسی سیگنالها می باشد. در روش پیشنهادی برای تولید زمین لرزه مصنوعی نزدیک گسل در فرکانس های بالا که دارای ویژگی تصادفی بودن می باشد از رابطه شینوزوکا که بر مبنای روش توصیف طیفی پریستلی پایه گذاری شده، استفاده شده است. برای فرکانس های پایین تر هم که محدوده پالس را شامل می شوند، پس از بررسی روابط ریاضی پیشنهادی برای بیان پالس، روشی برای استخراج و استفاده از پالس های موجود در زمین لرزه های پالس گونه ثبت شده، ارایه شده است. در پایان چندین نمونه زمین لرزه مصنوعی نزدیک گسل با ترکیب بخشهای مربوط به فرکانس های بالا و پایین تولید و مورد ارزیابی قرار گرفته است.

محتوای فرکانسی به همراه پارامتر هایی چون دامنه و مدت تداوم، از مهمترین مشخصه های یک رکورد زلزله محسوب می شوند که می توانند در تخمین خسارت وارد بر سازه ها مورد استفاده قرار گیرند.این مطالعه به بررسی محتوای فرکانسی رکوردهای زلزله و تاثیر آن بر پاسخ غیرخطی سازه ها پرداخته است. جهت ارزیابی محتوای فرکانسی، ابزارهای گوناگون از جمله تبدیل فوریه، تبدیل فوریه زمان کوتاه، تبدیل موجک و تبدیل هیلبرت-هوانگ مورد بررسی قرار گرفتند. پس از بررسی تبدیل های فوق و تحلیل نقاط قوت و ضعف هر یک، برای استخراج بهتر اطلاعات فرکانسی رکوردهای زلزله، روش پیشنهادی تحت عنوان تبدیل موجک-هیلبرت (wht) ارائه گردیده است. این روش که ترکیبی از تبدیل موجک و تبدیل هیلبرت می باشد قادر است محتویات فرکانسی رکوردهای زلزله را با دقت بالایی استخراج کند. بدین منظور هفتاد رکورد زمین لرزه از دو زلزله northridge 1994 وimperial valley 1979، با استفاده از روش تبدیل موجک-هیلبرت (wht) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و بر اساس توزیع انرژی در فرکانس های متفاوت به چهار گروه، رکوردهای با محدوده فرکانسی عریض، رکوردهای با محدوده فرکانسی باریک و متمرکز در پریودهای پایین، رکوردهای با محدوده فرکانسی باریک و متمرکز در پریودهای متوسط و رکوردهای با محدوده فرکانسی باریک و متمرکز در پریودهای بالا، تقسیم شده اند. همچنین جهت ارزیابی تاثیر محتوای فرکانسی زمین لرزه بر پاسخ سازه ها، شش قاب بتون آرمه مسلح، تحت رکوردهای گروه بندی شده، مورد تحلیل تاریخچه زمانی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که پاسخ خطی و غیرخطی سازه ها به مقدار زیادی متاثر از محتوای فرکانسی می باشد و اصولا در هر رکورد زلزله یک یا دو مولفه تجزیه شده از رکورد با محدوده فرکانسی باریک، که پریود آن ها نزدیک پریود طبیعی سازه می باشد، در پاسخ سازه ها تاثیر گذار است. همچنین قابل بیان است که دسته بندی رکوردها بر اساس محتوای فرکانسی می تواند جهت انتخاب شتاب نگاشت مناسب برای تحلیل تاریخچه زمانی بسیار مفید باشد. نشان داده شده است که علاوه بر تمرکز انرژی در فرکانس، تمرکز انرژی در زمان نیز در پاسخ سازه ها از اهمیت بالایی برخوردار است.

آنالیز شیءگرا تاثیر نیرومندی را برای مدل کردن سازه در کامپیوتر گذاشته است. ooa این امکان را فراهم می آورد که سیستم های سازه به صورت آبجکت های دال ها و آبجکت های تیرها،آبجکت های ستون ها و غیره منظور شوند. مثلا برای اولین بار در سال 2000 آقای روارد و فن وس از یک مدلسازی شیء گرا برای روش طراحی استفاده نمودند. اخیرا برای طراحی، الگوریتم های ga ,ea در حال پیوند خوردن با سازه های شیء گرا هستند و این پیوند شروعی برای الگوریتم های بهینه سازی پیشرفته سیستم های سازه ای می باشد. در مدلسازی شیءگرا یک سیستم سازه ای، می توان ازالگوریتم pbd در بهینه سازی سازه های مرکب و نا همگن به خوبی وکامل استفاده نمود. (سازه های مرکب معمولا در نواحی زلزله خیز ویا دارای باد شدید احداث می گردد). مثلا در بادبندی های ضربدر دارای خروج از مرکزیت کاربرد خوبی دارند.

استفاده از این مدل جدید، شکل یا توپولوژی متفاوتی را نسبت به مدل کلاسیک خود ارائه می کند که قطعی به نظر می رسید. به هنگام مقایسه سازه های به دست آمده از روش بهینه سازی توپولوژی یقین اندیشانه و مدل rbto، روش بهینه سازی احتمال اندیشانه، سازه های قابل اعتمادتری در مقایسه با روش اولیه با وزن برابر ارائه می کند، این امر به این دلیل است که در برخی پارامتر های وارده عدم قطعیت در نظر گرفته می شود. در چند مثال اهمیت کاربرد این تحلیل در بهینه سازی شرح داده شده است. همچنین در حل مثال ها به مقایسه جواب های حاصل از روش dto با روش rbto پرداخته شده اس

صفحات اتصال در سازه های فولادی نظیر خرپاها و ساختمانهای دارای مهاربند، برای انتقال نیروها از اعضای دارای بار محوری به سازه اصلی به کار می روند. در این ساختمانها، بادبند وظیفه حفظ پایداری سازه در مقابل نیروهای جانبی را به عهده دارد. خرابی صفحات اتصال باعث ناپایداری ساختمان در مقابل نیروهای جانبی خواهد شد. بنابراین طراحی و تامین پایداری این صفحات در مقابل انواع خرابی وگسیختگی های احتمالی، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یکی از حالت های خرابی صفحه اتصال اثر ترکیبی برش در مقطع مار بر وسایل اتصال و کشش در مقطع عمود بر آن است. این نوع خرابی به برش قالبی موسوم است. برش قالبی مربوط به حالتی می شود که در محل اتصال اعضای فولادی، قسمتی از عضو به صورت کلی یا جزئی از کل آن جدا شده و کارایی خود را از دست می-دهد. ترکیبی از گسیختگی کششی و تسلیم برشی در دو صفحه عمود بر هم از یک المان، باعث گسیختگی قالبی می شودکه صفحه کشش عمود بر نیرو و صفحه برش در راستای نیروی وارده می باشد. در این پایان نامه پدیده برش قالبی در اتصالات پیچی و جوشی بررسی شده است. برای بررسی رفتار صفحات اتصال مهاربند، مدل المان محدود ایجاد خواهد شد. با مقایسه نتایج مدل المان محدود و داده های تجربی دقت مدل های المان محدود ارزیابی خواهد شد. سپس با بررسی توزیع تنش در صفحات اتصال و مقاومت آنها، دقت فرمولهای موجود در طراحی صفحات اتصال بررسی شده و میزان خطاهای فرمول ها تعیین خواهد شد. با انجام مطالعات پارامتریک، تاثیر ضخامت، مساحت سطوح واقع در برش و کشش و مشخصات مکانیکی مصالح در رفتار صفحه اتصال بررسی خواهد شد. این پایان نامه در سه فصل تنظیم شده است. در فصل اول نحوه طراحی صفحات بادبند بیان شده و تاریخچه ای از تحقیقات صورت گرفته بر روی صفحات بادبند و پدیده گسیختگی قالبی ارائه شده است. همچنین در این فصل روابط آیین نامه های مختلف برای کنترل برش قالبی ارائه می شود. در فصل دوم مشخصات نمونه آزمایشی مورد استفاده در کنترل دقت مدل المان محدود ارائه می شود. این مشخصات شامل مشخصات هندسی و مصالح و نحوه ی بارگذاری مدل آزمایشگاهی است. نحوه ساخت مدل المان محدود برای اتصالات پیچی و جوشی مانند نحوه ساخت قطعه، محاسبه و معرفی مشخصات مصالح تشریح شده است. پس از تحلیل، مقاومت صفحه حاصل از مدل تحلیلی با داده های تجربی موجود مقایسه شده، مقادیر خطا و دلایل ایجاد آن مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین مکانیزم خرابی مشاهده شده در مدل تحلیلی با مکانیزم خرابی مدل تجربی مقایسه شده و علت ایجاد این نوع مکانیزم در صفحات بادبند بررسی شده است. سپس مدل اجزای محدود صفحه اتصال جوشی تهیه شده و روش ایجاد مدل توضیح داده می شود. پس از تحلیل به بررسی مکانیزم خرابی و مقاومت اتصال جوشی پرداخته می شود. فصل سوم به بحث و نتیجه گیری اختصاص یافته است. در این فصل رفتار صفحات اتصال مورد بررسی ارزیابی شده و دقت فرمولهای طراحی آیین نامه ها در پیش بینی مقاومت و مکانیزم خرابی اتصال بررسی شده است. در ادامه این فصل با انجام مطالعات پارامتریک، تاثیر متغیر های مختلف در رفتار صفحه اتصال جوشی بررسی می شود. همچنین، تاثیر عوامل مختلف در رفتار صفحات اتصال مورد بحث قرار گرفته است.

یکی از مسائل مهم در مهندسی ژئوتکنیک پایدارسازی شیب ها و دیواره های گودبرداری شده می باشد. لذا شناسایی و اجرای روش هایی که به کمک آنها بتوان این مشکلات را تا حد امکان رفع نمود لازم و ضروری به نظر می رسد. یکی ازروش های حفاظت و پایدارسازی شیب های خاکی که در سال های اخیر مطرح گردیده است،روش میخ کوبی می باشد که به دلیل صرفه اقتصادی ، سادگی اجرا و همچنین انعطاف پذیری و ایمنی بیشتر، مورد توجه مهندسین قرار گرفته است. ارزیابی مناسب رفتار و پایداری خاک میخ کوبی شده برای مقاصد طراحی بسیار پراهمیت می باشد و بهره گیری از مدل رفتاری مناسب خاک در ارزیابی های ذکر شده ضروری است. در این پایان نامه ابتدا روش تسلیح شیب ها با استفاده از سیستم تسلیح میخ کوبی تشریح شده است. سپس میخ کوبی پل های طرح تبادل دروازه تهران واقع در تبریز ، با در نظر گرفتن دو مدل رفتاری مختلف خاک ( مدل موهر کولمب و مدل خاک سخت شونده ) برای خاک آن منطقه و نیز با استفاده از روش المان محدود و به کارگیری نرم افزار plaxis2d بررسی گردیده است. در واقع هدف از تحقیق حاضر بررسی پایدارسازی شیروانی خاکی بر اساس مدلهای مختلف رفتاری خاک ، تعیین مقادیر ضریب اطمینان، تغییر مکان نقاط مختلف گود و میدان های تنش در هر حالت می باشد. همچنین پیشنهادی برای چیدمان ، تعداد ، فواصل و زوایای بهینه نصب میخ ها در هر مدل رفتاری خاک ارائه می شود. با بررسی هر یک از مدل ها این نتیجه حاصل شد که خاک ماسه رسی با مدل رفتاری موهر کولمب تغییر مکان کمتری نسبت به مدل خاک سخت شونده داشته وخاک ماسه ای با مدل خاک سخت شونده تغییر مکان کمتری دارد. همچنین نتیجه می شود که مقدار ضریب اطمینان نهایی هر یک از مدل ها مستقل از مدل رفتاری آن خاک می باشد.در رابطه با بالازدگی کف گود ، این نتیجه حاصل می گردد که مدل رفتاری خاک سخت شونده به طور کلی مقدار بالازدگی کف گود را کمتر از مدل موهر کولمب ارائه می دهد.همچنین مقدار تنش های متوسط موثر نیز مستقل از مدل رفتاری خاک می باشد.

در طی مراحل تحقیق سعی شده است که تا در روند بهینه سازی نمونه های عددی نشان داده شود که در روش (geso) عملیات کمتری نسبت به (eso) انجام می گیرد تا سازه با سختی بهینه به دست آید.

چکیده هر پروژه حمل و نقل زمینی اعم از ریلی یا جاده ای شامل مجموعه ای از اجزاء و قطعات می باشد که پل ها یکی از مهمترین این اجزاء می باشد. پل ها نه تنها این اجزاء و قطعات را به هم متصل می کنند بلکه به لحاظ اقتصادی ، سیاسی و نظامی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار می باشند. معمولاً در طول مسیر هر جاده یا ریل تعدادی پل بنابه مقتضیات محلی و شرایط جغرافیایی منطقه پیش بینی و احداث می شود. هزینه ساخت هر واحد طول پل نسبت به هزینه احداث هر واحد از جاده یا ریل بسیار بالا می باشد، بخشی از این هزینه مربوط به دستمزدها و بخش عمده آن مربوط به هزینه مصالح مصرفی می باشد . لذا هر پژوهش و تحقیقی در راستای استفاده بهینه از مصالح، بطوریکه ضمن کاهش هزینه ها ، کارایی سازه را نیز بالا بَرَد بسیار توجیه پذیر می باشد . در پژوهش حاضر احداث پل هایی با شاهتیر فولادی (steel girder) با محوریت کاهش وزن فولاد مصرفی در عین افزایش کارایی سازه به روش بهینه سازی تکامل ساختاری سازه eso مورد بررسی قرارخواهد گرفت. برای نیل به این منظور پل های با دهانه ی ساده ( ایزو استاتیک ) و همچنین پل های با دهانه ی سر تاسری (continuous) (هایپر استاتیک) چند دهانه با شاهتیر فولادی با طول ها ی مختلف و بارگذاری های متفاوت انتخاب و مورد مطالعه قرار گرفت. و نتایج حاصله از روش تکاملی ساختاری سازه eso با استفاده از نرم افزارabaqus در مورد تحلیل شاهتیر پل های فولادی با ارتفاع متغیر تحلیل و نتایج بدست آمده با روش های معمول سنتی مقایسه و نتایج حاصله از بهینه سازی مشخص شد که بهینه سازی به روش فوق منجر به 5/8% الی 5/15% صرفه جویی در مصرف فولاد می شود و همچنین ارتفاع مفید پل افزایش می یابد و می توان پایه ها را کوتاهتر انتخاب نمود و هزینه اجراء پایه ها نیز کاهش یابد.

بهینه سازی یعنی رسیدن به بهترین نتیجه در مورد یک عملیات، درحالی که محدودیت های مشخصی برآورده شده باشد. با توجه به کاهش همه جانبه ی منابع، بهینه سازی در زمینه های مهندسی امری ضروری می باشد. یکی از جدیدترین روش های فرا اکتشافی بهینه سازی در مواجهه با مسائل مهندسی، بهینه سازی بر مبنای آموزش – یادگیری tlbo می باشد. این روش از رفتار یک معلم در کلاس و انتقال آموزش از طریق او به دانش آموزان الهام گرفته شده است. برخلاف سایر الگوریتم های فرا اکتشافی الهام یافته از طبیعت، tlbo جهت اجرا نیاز به هیچ کنترل کننده ی خاص الگوریتم ندارد و فقط پارامترهای عادی بهینه سازی مانند اندازه جمعیت، تعداد تکرار و ... در اجرای آن نقش دارند. در این پایان نامه سعی شده است به کمک این روش به بهینه سازی قاب های فولادی پرداخته شود و موثر بودن آن در حل مسائل بهینه سازی سازه موردبررسی قرار گیرد. برای این منظور محاسبات لازم به وسیله ی برنامه نویسی در محیط matlab انجام یافته است. جهت اثبات صحت این کدهای تهیه شده برای محاسبات لازم، قبل از بکار گیری آن ها جهت بهینه سازی بر روی مسائل ساده ای امتحان گردیدند. نتایج به دست آمده از بهینه سازی tlbo جهت بررسی و کارآمدی روش بهینه سازی مذکور، با برخی از روش های بهینه سازی مورد مقایسه قرارگرفته است. در این پایان نامه به بهینه سازی چهار قاب فولادی پرداخته شده است که نتایج آن ها نشان می دهد روش tlbo با کاهش تلاش محاسباتی به جواب های بهتری نیز می رسد.

در سال¬های اخیر روش بهینه سازی تکاملی سازه¬ها موسوم بهevolutionary structural optimization ( eso ) به¬عنوان یک ابزار قوی در طراحی سازه¬ها مورد استفاده قرار می گیرد. مبنای این روش استفاده از نتایج تحلیل المان محدود مسئله در هر مرحله و فرآیند حذف تدریجی مواد زائد بر مبنای نتایج می¬باشد. روش eso یکی از روش¬های متعدد علم بهینه سازی سازه¬ها می باشد که اولین بار در سال¬ 1992 مطرح شد و بر پایه حذف تدریجی مواد غیر ضروری سازه شکل گرفته است. ]2[ در این تحقیق، یک معیار تکاملی جدید برای مسائل مربوط به طراحی با استفاده از تغییر ضخامت ( بر اساس به حداقل رساندن حداکثر تنش در سازه ) ارائه می¬گردد. در این راستا فایل های مختلفی برای نشان دادن توانایی استفاده از روش بهنیه سازی تکاملی سازه ها ارائه شده است و این مثالها در برنامه ansys مدل سازی و پس از اعمال شرایط تکیه گاهی تحلیل می شوند و نهایتا در طراحی بهینه با مقایسه نتایج بدست آمده از خروجی برنامه ansys به هدف کلی طرح می رسیم.

کشور ایرانازنظرلرزه خیزیدرمنطقهفعالجهانقرارداردوبهگواهیاطلاعاتمستندعلمیومشاهداتقرن بیستم از جمله خطرپذیرترینمناطقجهاندراثرزمینلرزه هایپرقدرتمحسوبمی شود. درسالهایاخیربطور متوسطهرپنجسالیکزمین لرزهباصدماتجانیومالیبسیاربالادرنقطه ایازکشوررخدادهاست وایرانجزءکشورهاییاستکهوقوعزلزلهدرآنباتلفاتجانیبالاهمراه است. اگرچهجلوگیریکاملاز خساراتناشیاززلزله هایشدیدبسیاردشواراستلیکنباافزایشسطحاطلاعاتدررابطهبالرزه خیزیکشور، آموزشهمگانیوترویجفرهنگایمنی،شناساییومطالعهدقیقوضعیتآسیبپذیریساختمانها، تاسیساتزیربناییوشریانهایحیاتیوایمن سازیوطراحیصحیحواصولیآنها،می توانتاحدمطلوب تلفاتوخساراتناشیاززلزله هایآتیراکاهشداد. مهندسی زلزله به دلایل متعددی دچار تغییرات اساسی شده است. گسترش دانش و آگاهی درباره دلایل وقوع زلزله و پاسخ سازه در برابر حرکات ناشی از زمین لرزه، از جمله این دلایل می باشد. ضعف های عمده موجود در آیین نامه های متداول کنونی یکی دیگر از دلایل این تغییرات محسوب می شود. روشهای کنونی آیین نامه ای حدوداً از نیم قرن پیش بر پایه تحقیقات وسیع انجام گرفته در زمینه های مهندسی زلزله شناسی و لرزه زمین ساخت، دینامیک سازه و مقاومت مصالح ارائه شده اند و در طی دو دهه گذشته، پیشرفت های زیادی در هر یک از این زمینه ها انجام گرفته است. این پایان نامه در راستای این تحقیقات جهت درک مناسب و بهتر از رفتار لرزه ای ساختمان های بتنی نامنظم در ارتفاع به سبب وقوع پس رفتگی در طبقات انجام شده است. هدف اصلی این تحقیق ایجاد درک مناسب و بهتر از رفتار لرزه ای ساختمان های بتنی نامنظم در ارتفاع می باشد، که بر اساسدسته بندی تاثیر نامنظمی در ارتفاع در رفتار لرزه ای ساختمان ها دنبال شده است.

بهینه سازی یعنی رسیدن به بهترین نتیجه در مورد یک عملیات، درحالی که محدودیت های مشخصی برآورده شده باشد. با توجه به کاهش همه جانبه ی منابع، بهینه سازی در زمینه های مهندسی امری ضروری می باشد. در سال های اخیر با پیشرفت تکنولوژی و کامپیوتر، روش های جدید بهینه سازی پدید آمده اند. از میان این روش ها، روش بهینه سازی تکاملی سازه ها (eso) به خاطر سادگی و ارائه ی جواب های مطمئن همواره مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این روش مبنای کار، حذف قسمت های ناکارآمد در طی روند بهینه سازی می باشد. بهینه سازی در سه دسته ی اصلی بهینه سازی سایز (اندازه)، توپولوژی و شکل طبقه بندی می شود که در تحقیق حاضر بهینه سازی سایز سازه ها تحت محدودیت تنش و تغییر مکان به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین یکبار سازه ها تحت محدودیت همزمان تنش و تغییر مکان مورد بررسی قرار گرفته اند. محاسبات لازم به وسیله ی برنامه نویسی در محیط matlab انجام یافته است. مطالعات انجام یافته بر روی یک قاب دو دهانه با پنج طبقه و یک قاب یک دهانه با هشت طبقه صورت گرفته است. نتایج حاصل از بهینه سازی همزمان با نتایج حاصل از بهینه سازی به صورت تک معیاره مقایسه شده اند و مشخص گردید که در بهینه سازی همزمان، سازه ی بهینه شده سنگین¬تر از سازه های بهینه شده توسط محدودیت تنش یا تغییر مکان که به صورت جداگانه اعمال شده اند، می باشد.

در این پایان نامه سعی خواهد شد با پس کشیده کردن اتصالات، رفتار قاب های خمشی را در مقابل خرابی پیش رونده بهبود ببخشیم.

تحقیق و توسعه در زمینه کنترل فعال سازه ها در مهندسی عمران، تاریخچه ای در حدود 40 سال دارد. اغلب سیستم های کنترلی بر پایه فرمول کلاسیک lqr طراحی می گردند، که ممکن است این روش برای کنترل سیستم ها در کاهش پاسخ حداکثری، تاثیر مطلوبی نداشته باشند. در این بین یک روش کنترلی موثر برای سازه ها ارائه می شود که به آن کنترل مود لغزشی (smc) می گویند. زمانی که، نیرویی بیشتر از نیروی طراحی بر عملگر های کنترل مود لغزشی وارد شود، این عملگر ها، عملکرد مطلوبی را ایجاد نمی کنند. بنابرای برای کاهش محدودیت عملکرد عملگر ها از یک الگوریتم کنترل با نام بنگ بنگ استفاده می شود. این سیستم کنترلی ساختاری بسیار ساده نسبت به سیستم های دیگر دارد و در کاهش پاسخ حداکثری بسیار خوب عمل می کند. کنترل بنگ بنگ با کنترل مود لغزشی ترکیب می شود و یک تئوری کنترل جدید به وجود می آید که به آن، کنترل مود لغزشی ترکیبی با کنترل بنگ بنگ (smbbc) می گویند. با توجه به اینکه این سیستم کنترلی همواره در هنگام زلزله فعال بوده، و نیروی کنترلی خود را حتی در جابجایی های کم سازه، بر سازه اعمال می کند. گاها تاثیر نامطلوب در کنترل سازه می گذارد. برای حل این مشکل، این سیستم کنترلی را شرطی سازی کرده و یک سیستم کنترلی با نام کنترل مود لغزشی ترکیبی شرطی با کنترل بنگ بنگ (csmbbc) تعریف می شود. در پژوهش حاضر از دو سیستم کنترلی (smbbc) و (csmbbc) در یک سازه 8 طبقه تحت تحریک زلزله ال سنترو استفاده می شود. و تاثیرات تغییر مکان سیستم کنترلی در طبقات مختلف بر روی پارامترهای شتاب، سرعت و جابجایی سازه و همچنین تاثیر آن بر روی میزان بهینه نیروی کنترلی، مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. و در نهایت بهترین نوع سیستم کنترلی و همچنین بهترین مکان برای اعمال سیستم در سازه بدست می آید. پژوهش حاضر با استفاده از نرم افزار matlab مدل سازی شده است.

سیستم های کنترل نیمه فعال به دلیل داشتن مزیت های کنترل فعال و غیر فعال به طور همزمان، از بهترین سیستم های کنترلی محسوب می گردند. استفاده از میراگر mr به عنوان یکی از مناسب ترین ابزار سیستم های هوشمند، برای کاهش خطر تحریکات لرزه ای، بسیار موثر می باشد. از سوی دیگر پدیده ی ضربه زدن ساختمان های مجاور به یکدیگر در هنگام زلزله های شدید یکی از رایج ترین مکانیزم های خرابی سازه در حین وقوع این زمین لرزه ها است، اتصال سازه ی های مجاور به یکدیگر با استفاده از سیستم کنترل نیمه فعال یکی از موثرترین راههای کاهش و کنترل این آسیب ها می باشد. در سیستم های کنترل نیمه فعال، محاسبات کامپیوتری و عملکرد حسگرها و انتقال یا ادامه چکیده دریافت داده ها نیازمند یک فرآیند زمانی می باشد، به همین دلیل نمی توان از اثر تأخیر زمانی در فرآیند کنترل چشم پوشی کرد. در واقع تأخیر زمانی ممکن است عملکرد سیستم کنترل را کاهش دهد و یا حتی موجب ناپایداری سازه ها گردد. این پژوهش پدیده ی تأخیر زمانی را در اتصال دو سازه ی مجاور به هم، توسط میراگر mr مورد توجه قرار داده و جهت جبران آن از ایده ی جدید و کارآمد روش جبران ساز مبتنی بر روش انتگرال نیومارک-بتا بهره خواهد برد، در ادامه پاسخ لرزه ای دو سازه ای متصل با میراگر mr با و بدون در نظر گرفتن تأخیر زمانی مقایسه خواهد کرد. بررسی نتایج حاکی از کاهش جابه جایی های هر دو سازه در اثر اتصال و کنترل آن هاست، همچنین لحاظ اثر تاخیر زمانی درسیستم مورد نظر موجب بهبود عملکرد لرزه ای آن می گردد.

رفتار سازه های فولادی در برابر بارهای لرزه ای به طور مستقیم وابسته به عملکرد اتصالات آنها در انتقال نیروهای برشی و خمشی است. برای طراحی اتصالات خمشی تیر به ستون در سازههای فولادی از تئوری کلاسیک تیرها استفاده می شود، که بر آن اساس، در مقاطع h شکل مقدار عمدهای از نیروهای خمشی به وسیله بالهای تیر و مقدار نسبتاً کمی از طریق جان تیر به ستون منتقل می گردد. در انتقال برش در این نوع اتصالات، بخش عمدهای از برش توسط جان تیر انتقال می یابد و مقدار کمی که حدوداً زیر 10 درصد است، توسط بالها انتقال پیدا می کند. بنابراین اتصال جان تیر به ستون برای انتقال برش در اتصالات خمشی تیر به ستون از اهمیت ویژهای برخوردار است. به عبارت دیگر، اگر اتصال جان تیر به ستون حذف گردد، مقدار زیادی از ظرفیت برشی سیستم کاسته می شود. از سوی دیگر، تجارب زلزله های گذشته مواردی از اتصالات تیر به ستون را نشان داده است، که درحالیکه تنها بین بال تیر و ستون اتصال قابل قبولی وجود داشته، و اتصال جان تیر به صورت مطلوب نبوده، در مقابل زلزله عملکردی بهتر از حد مورد انتظار، از خود نشان داده اند. در نتیجه، این ایده که ضعف اتصال در قسمت جان تیر سبب تضعیف قابل توجه ظرفیت باربری سیستم می گردد، ممکن است با واقعیت انطباق کمتری داشته باشد. در این تحقیق سعی شده با مقایسه اتصالات متفاوت به یک نوع اتصال مناسب که رفتاری بهینه داشته باشد، رسید.برای این منظور 7نوع اتصال تیر به ستون با ورقهای اتصال متفاوت مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. پنج عدد از آنها اتصالات رایج و مورد استفاده در بازار می باشد و دو عدد دیگر اتصالات بهینه بیان شده در مقالات پیشین می باشند که ورد بررسی قرار گرفته اند. اتصالات در نرم افزار ansys مدلسازی شده و پس از طراحی با مقایسه خروجی های نرم افزار اتصال بهینه بدست آمده است. بررسی های انجام شده نشان می دهد اتصالات پیشنهادی در مقالات دارای گیرداری در حد بالایی می باشد و در محاسبات نیز با دقت زیادی می توان آنها را به صورت گیردار فرض کرد.

بهینه¬سازی سازه¬های فولادی با استفاده از الگوریتم¬های تکاملی مانند الگوریتم¬های ژنتیک، ازدحام ذرات و کلونی مورچگان با رعایت قیدهایی مانند تغییرمکان بیشینه ، تنش بیشینه در اعضای سازه و سایر قیدهای آیین¬نامه¬ای انجام می¬شود. از شاخص¬های مهم کارایی و توانایی الگوریتم¬های بهینه¬سازی سازه¬ها می¬توان به حداقل تعداد دفعات تحلیل سازه و تعیین وزن حداقل سازه با رعایت قیدهای از پیش تعیین شده اشاره کرد. تعداد دفعات تحلیل سازه از این جهت مهم است که بر روی هزینه محاسبات و زمان رسیدن به جواب تاثیر زیادی دارد. هدف این پایان¬نامه، استفاده از الگوریتم¬ بهینه¬سازی گروه شکار و بهبود این الگوریتم برای بهینه¬سازی سازه¬ها، با حداقل کردن وزن سازه و تعداد دفعات تحلیل سازه نسبت به الگوریتم¬های موجود است.روش کار نیز بدین صورت است که الگوریتم گروه شکار در نرم افزار متلب کد نویسی می شود و سپس توسط کدهای تحلیل سازه که در متلب کد نویسی شده است نیروها و تنش های موجود را بدست آورده و طی یک روند تکراری پروسه بهینه سازی را انجام می دهد . پس از آنکه این روند تکراری به پایان رسید و نقطه ی بهینه پیدا شد ( وزن حداقل ) که توسط سطح مقطع های حداقل که به عنوان متغیرهای طراحی هستند و باعث حداقل شدن وزن سازه می گردند نتایج حاصل در جدولی که در فصل 3 این تحقیق تدوین شده است با نتایج کارهای گذشته و سایر الگوریتم ها مقایسه می شود . در این تحقیق 4 نوع خرپای فولادی 10 عضوی ، 25 عضوی ، 72 عضوی و 120 عضوی مورد مطالعه قرار گرفته اند که مطابق جداول موجود در فصل 3 مشاهده شد این الگوریتم در مقایسه با سایر الگوریتم ها کارایی بهتری دارد که یک نمونه بارز آن می توان به سازه فضاکار گنبدی 120عضوی اشاره کرد که وزن بدست آمده توسط این الگوریتم به مراتب از الگوریتم های دیگر کمتر است که این خود کارا بودن الگوریتم گروه شکار را نتیجه می دهد .

یکی از روشهای بهینه سازی سازه ها، روش بهینه سازی تکاملی دو جهتی سازه ها (beso) است. در این روش- که توسعه یافته روش eso است- به منظور استفاده بهینه از مصالح، مصالح سازه را باز توزیع می کند. در این روش، مانند روش eso، حرکت تدریجی از سازه اولیه به سمت سازه بهینه صورت می گیرد و با در نظر گرفتن کلیه شرایط حاکم بر سازه از قبیل شرایط ساختگاهی، تکیه گاهی، بارگذاری و ... با حذف یا انتفال تدریجی المانها یا مصالح غیرموثر، شکل نهایی آن، ارایه و سازه به سمت بهترین نوع توزیع (مثل توزیع تنش، ابعاد، وزن یا ...) سوق داده می شود. تفاوت این روش با روش eso در این است که روش beso، این قابلیت وجود دارد که همزمان با حذف المانهای غیرموثر، می توان المانها یا مصالح موثر را به سازه اضافه کرد. نخست، پس از بررسی مقدمه ای و تاریخی بهینه سازی و انواع روشهای آن، به بهینه سازی توپولوژیک و روش بهینه سازی تکاملی سازه ها به روش beso می پردازیم. دوم، کارآیی روش بهینه سازی تکاملی سازه ها در تولید ساختار بهینه را سنجیده و خطای صورت گرفته در تحلیل به روشeso را بررسی کرده، راهکارهای پیشنهادی برای رهایی از انتقاد ژائو و روزانی را صورت بندی می کنیم. سوم، روشهای عمده بهینه سازی شامل روشهای مبتنی بر گرادیان و روشهای مبتنی بر تجربه یافت را طرح و سپس بهینه سازی تکاملی سازه ها را با نگاه بهینه سازی بر اساس سختی و بهینه سازی بر اساس جابجایی بحث می نماییم. آنگاه بهینه سازی تکاملی سازه ها به روش beso را با دقت بیشتری بررسی و درنهایت، برنامه پیشنهادی در محیط نرم افزار matlab ارائه می گردد. در مثالهای بررسی شده در فصل چهارم مشاهده می شود که توپولوژی های حاصل از روش beso از نظر هندسه تفاوت چندانی نسبت به توپولوژیهای به دست آمده از روش eso ندارند. همچنین مقادیر بدست آمده از روش beso برای معیار های بهینگی (تنش کششی، فشاری و فون میسز)بهتر از مقادیر حاصل از روش eso است.

چکیده : یکی ازروشهای بهینهسازی سازه ها روش geneticevolutionary structural optimizaton (geso)میباشد. این روش تلفیقی از روشeso وا لگوریتمهای ژنتیک میباشد که میتواند جوابهای بهینه بهتری در مقایسه بادیگرروشهای بهینه سازی توپولوژیکی سازه ها ارایه کند.esoروشی است تدریجی و مرحله به مرحله که با حذف تدریجی المان های با کارایی پایین به جواب بهینه نهایی می رسد. بزرگترین ایراد وارده به روش eso این است که ممکن است بعضی المان های حذف شده در یک مرحله در مراحل بعدی نقش کلیدی ومهمی را داشته باشند. برای غلبه بر این مشکل در روش geso اقدام به تلفیق eso با الگوریتم های ژنتیک می نماییم در واقع در این روش بر مبنای احتمال و اصول بقای بهترین با استفاده از عملگرهای ژنتیک نظیر selection، crossoverوmutation روشی پویا تر و با قدرت و قابلیت بیشتر ایجاد می گردد. در فصل چهارم این پایانامه در قالب چند مثال دو بعدی و سه بعدی در در صد وزن های مختلف ماکزیمم تنش های ایجاد شده و همچنین شکل های توپولوژیکی دو روش eso و geso مورد مقایسه قرار گرفته وبرتری روش geso در یافتن جواب های بهینه اثبات گردیده است.

چکیده: هدف از این تحقیق، بهینه سازی مهاربندهای ? شکل با سیستم brb در قاب های فولادی می باشد. در این راستا با رعایت اصول بهینه سازی تکاملی سازه ها، رفتار قاب های فولادی مورد مطالعه قرار گرفته است. یافتن طول بهینه المان قائم مهاربندهای ? شکل، مسئله اصلی این تحقیق میباشد. با توجه به اینکه رفتار مهاربند ? شکل باید به تنهایی مورد مطالعه قرار گیرد، قاب محاطی مهاربند به صورت مفصلی فرض گردیده است. طراحی قاب های فولادی در نرم افزار etabs و مقایسه رفتار بهینه قاب ها در راستای جذب ماکزیمم انرژی توسط نرم افزار المان محدودabaqus ، طی فرآیند تحلیل غیرخطی استاتیکی، صورت یافته است. تمامی محدودیت های طراحی با اعمال ضوابط لرزه ای مبحث دهم مقررات ملی ساختمان در نظر گرفته شده است. با تعیین این مقدار بهینه، مقاومت برشی سیستم افزایش یافته و سیستم توانست استهلاک انرژی بیشتر و پایدارتری را در اثر نیروهای جانبی فراهم کند. همچنین به مقایسه جواب های حاصل از اشکال مختلف المان قائم پرداخته شده است و تاثیر تغییرات طول دهانه قاب های فولادی، پرداخته شده است.

یکی از روش های موجود برای تقویت ستونهای فولادی، روش اجرای غلاف بتن مسلح پیرامون ستونهای i شکل یا به عبارت دیگر ساخت ستون مرکب مسلح بتنی می باشد. با توجه به این نکته که ستونها جزو اجزای اصلی انتقال بار سازه به فونداسیون بوده و درصد بالایی از ایستایی سازه ها را تامین می کنند ، طبعاً جزو اهداف اولیه و اصلی عملیات انفجاری تروریستی خواهند بود . بنابراین، نیاز به رفتار سنجی این نوع از ستونهای تقویت شده در برابر بار انفجار و به دست آوردن برآوردی از میزان تحمل آنها می تواند در طراحی و یا انتخاب این شیوه جهت مقاوم سازی ستون ، راهنمای مناسبی باشد.

با توجه به محدود بودن منابع در اجرای پروژه های عمرانی، استفاده بهینه از امکانات موجود جهت کاهش هزینه امری ضروری می باشد. با توجه به پیشرفت های چشم گیری که در تکنیک های بهینه سازی حاصل شده، کاربرد آن در علوم مهندسی به خصوص مهندسی عمران بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. مزیت تکنیک بهینه سازی این است که براساس الگوریتم های پیچیده ریاضی پایه ریزی نمی شود و شیوه نوینی را بکار می گیرد. قاب های مهاربندی شده به دلیل ظرفیت مناسبی که در جذب نیروی جانبی دارند،بیشتر متداول می باشند. در این قاب ها صفحات اتصال بادبندها نقش مهمی در انتقال نیروی جانبی بر عهده دارند.در این پایان نامه بهینه سازی ورق اتصالات بادبندی تحت بارگذاری دینامیکی مورد توجه قرار گرفته است.به این منظوربرای مدل سازی اتصال بادبندی از نرم افزار اجزای محدود abaqus استفاده شده است. رفتار چهار نوع ورق اتصال با ابعاد متفاوت تحت بارگذاری دینامیکی مورد بررسی قرار گرفتند که از بین آنها ورق با مساحت زیر نمودار بار- جابجایی بیشتر، به عنوان ورق اتصال بهینه انتخاب گردید. سپس به بررسی تاثیر میزان سخت کننده های لبه ای وسخت کننده میانی 45 درجه تحت اثر نیروی دینامیکی پرداخته شد.بررسی ها نشان داد که سخت کننده میانی 45 درجه نسبت به سخت کننده لبه ای تاثیر بیشتری دربهبود رفتار ورق اتصال دارد و میزان ظرفیت باربری را افزایش می دهد.

در این پایان نامه یک اتصال جدید به نام تیر دارای کاهش مقطع بهبودیافته (erbs) برای کاربرد در سازه های فولادی معرفی می گردد و رفتار آن تحت بارهای چرخه ای با اتصال موردتأیید آیین نامه های لرزه ای یعنی rbs مقایسه می شود. سه مدل rbs و همتای نظیر آن ها از نوع erbs در نرم افزار abaqub ساخته شده است. برای اتصال جدید erbs، علاوه بر مقایسه با اتصال rbs از نظر رفتار هیستریک، تنش فون میسز، کرنش پلاستیک، کفایت این اتصال برای استفاده در قاب های خمشی ویژه بر مبنای آیین نامه لرزه ای فولاد آمریکا نیز بررسی شده است. بررسی ها نشان می دهد که این اتصال ویژگی های موردنیاز را برای تأیید صلاحیت توسط آیین نامه معتبر لرزه ای سازه های فولادی آمریکا دارا می باشد و هم چنین از لحاظ استهلاک انرژی زمین لرزه در هنگام بارهای چرخه ای بهتر از اتصال rbs عمل می کند. سختی این اتصال نیز از سختی اتصال rbs بیشتر است.

در این تحقیق رفتار جوش گوشه تحت بارگذاری خارج از محور بررسی شده است. این نوع خاص از جوش جزو پرکاربردترین نوع جوش در میان اتصالات جوشی سازه های فولادی به حساب می آید. پیش بینی ترک خوردگی در جوش، تحت بارگذاری اعمال شده و آگاهی از نیروی منتقل شده توسط جوش در حین بارگذاری می تواند در شناخت هرچه بهتر رفتار جوش گوشه موثر باشد. با استفاده از روش ارائه شده در این تحقیق برای پیش بینی ترک خوردگی جوش، می توان محدوده ی مقاومت و سختی اتصالات را در مدل سازی های عددی شناسایی نمود و به مدل و رفتار دقیق تر و واقعی تر دست یافت. لذا در این تحقیق با استفاده از روابط ارائه شده برای پاسخ نیرو – تغییرشکل جوش، توسط محققین این زمینه، معیاری برای ترک خوردگی جوش گوشه در مدل سازی های عددی به خصوص مدل اجزا محدود ارائه شده است تا در مدل سازی های عددی آینده برای بررسی دقیق تر رفتار اتصالات جوشی قابل استفاده باشد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داده است که لحظه شروع ترک خوردگی در جوش گوشه با در نظر گرفتن رفتار گسیختگی در المان های رابط و بدون در نظر گرفتن این رفتار، تحت تأثیر قرار نمی گیرد و لذا حذف المان های رابطی که به شاخص گسیختگی رسیده اند تأثیری بر روی لحظه شروع گسیختگی ندارد؛ درحالیکه طول ترک خوردگی ایجادشده در لحظه شروع ترک خوردگی زمانی به واقعیت نزدیک می باشد که در تعریف رفتار المان های رابط از رفتار گسیختگی، با معیار گسیختگی نیرو- لنگر استفاده شده باشد.

بنابراین، در این پایان نامه برآنیم تا سطح عملکرد روش (eso) را با اصلاح تابع هدف بر پایه انرژی کرنشی برخی المان‎ها بهبود بخشیم، ارزیابی تابع هدف بهبود یافته با مثال عددی از خرپای مسطح انجام می‎شود. هدف از این مثال این است که آیا می‎توان به سازه‎ای سبک تر از سازه به دست آمده از روش (eso) با توجه به قیود اعمال شده دست یافت. تحلیل خرپا و محاسبات لازم برای بهینه‎سازی توابع هدف و تعریف مراحل الگوریتم سیمپلکس با برنامه نویسی در محیط matlab انجام یافته است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.