امروزه چالش مهندسی عمران در این جهت است که طراحی سازه ها به نحوی انجام شود که میزان خسارت و پارامتر های تقاضای لرزه ای سازه، در حد قابل قبولی کنترل گردد؛ از اینرو روش های تحلیل و طراحی عملکردی در دو دهه ی اخیر مورد توجه محققان قرارگرفته است. مشاهدات به عمل آمده پس از وقوع زلزله های شدید نشان می دهد که آسیب های شدید سازه ای، اغلب به علت عدم تقارن در سازه ها رخ داده است؛ بنابراین تمرکز اصلی این تحقیق بر بررسی یکی از روش های تحلیل عملکردی، تحت عنوان روش آنالیز مودال پوش آور، به منظور تخمین پاسخ لرزه ای سازه های نامتقارن با سیستم های دوگانه قاب خمشی و دیوار برشی، قرار داده شده است. اگرچه تخمین دقیق تر تقاضای لرزه ای سازه ها تحت اثر یک زلزله خاص، از طریق روش تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی میسر است؛ لیکن استفاده از روش های پوش آور استاتیکی غیرخطی به دلیل صرف هزینه و زمان کمتر، در کاربردهای معمولی مهندسی به جهت حل منطبق بر عملکرد سازه، متداول تر می باشد. روش های مختلف پوش آور، شامل روش های ارائه شده در آیین نامه ها و همین طور روش آنالیز مودال پوش آور که در سال های اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است، همگی با کنترل جابه جایی در محل مرکز جرم طبقات بسط داده شده اند و تغییر مکان نسبی طبقات نیز معمولا در محل مرکز جرم طبقات کنترل می گردد، حال آن که این عمل صرفا در مورد ساختمان های متقارن در پلان و ارتفاع قابل اطمینان است؛ ولی هنگام بررسی مدل های نامتقارن به دلیل ماهیت پیچشی رفتار آن ها، لبه های ساختمان از اهمیت دو چندانی نسبت به مرکز جرم طبقات برخوردار هستند و بایستی مورد توجه قرار گیرند. به همین دلیل در این تحقیق، اگر چه مرکز جرم طبقات معیار کنترل تغییرمکان هدف و اعمال روش آنالیز مودال پوش آور قرار داده شده اند؛ ولی تمرکز اصلی بر روی نتایج به دست آمده بر روی دو لبه مدل های نامتقارن و مقایسه آنها با نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی قرار داده شده است؛ تا کارایی این روش در تخمین پاسخ مدل های نامتقارن تعیین شود. در این تحقیق، ابتدا خروج از مرکزیت سیستم ها، در قالب خروج از مرکزیت جرم و دو نوع متفاوت از خروج از مرکزیت سختی، تقسیم بندی شده است. جهت بسط مدل های سیستم دوگانه، ابتدا با استفاده از روش قاب ژنریک مدل های هشت، چهارده و بیست طبقه قاب خمشی، توسعه داده شده و سپس دیوارهای برشی با نسبت سختی معینی به آن اضافه شده است. برای مدل سازی غیرخطی اعضای تیر از رابطه لنگر- انحنا و برای مدل سازی غیرخطی اندرکنش نیروی محوری و لنگر خمشی در اعضای ستون از المان الیافی استفاده می شود. همچنین برای مدل سازی اعضای دیوار برشی از المان پانل استفاده شده و اندرکنش نیروی محوری و لنگر خمشی در این اعضا، مشابه اعضای ستون، به کمک المان الیافی لحاظ می گردد. این نحوه ی مدل سازی اعضا ستون و دیوار برشی موجب می شود سختی سیستم در هر لحظه از زمان، تابعی از مقاومت آن باشد و نیازی به در نظر گرفتن خروج از مرکزیت های سختی و مقاومت به طور جداگانه، نباشد. در مدل های با خروج از مرکزیت جرم نیز، برای هر سازه نامتقارن دو حالت مختلف در نظر گرفته شده است: (1) مدل های با خروج از مرکزیت یک جهتی تحت تحریکات تک مولفه ای (2) مدل های با خروج از مرکزیت دو جهتی تحت تحریکات دو مولفه ای. نتایج این تحقیق، به صورت مقایسه نتایج آنالیز مودال پوش آور (یک جهته و دوجهته) با نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی ارائه شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که آنالیز مودال پوش آور معمولا تغییرمکان نسبی طبقات در لبه نرم مدل ها را بیشتر ازنتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی برآورد می کند؛ و حداکثر فاصله بین نتایج در خروج از مرکزیت های پایین اتفاق می افتد. حال آن که نتایج به دست آمده در لبه سخت سازه نشان می دهد که آنالیز مودال پوش آور، تغییرمکان نسبی طبقات را در خروج از مرکزیت های بالا بیش از نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی نشان می دهد؛ و حداکثر فاصله بین نتایج در خروج از مرکزیت های بالا اتفاق می افتد. معمولا نتایج حاصل شده در لبه سخت و به ازای خروج از مرکزیت های پایین، کمتر از نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی است؛ و با افزایش تعداد طبقات، به طور کلی فاصله میان نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی و آنالیز مودال پوش آور دو جهته، کاهش می یابد. همچنین مشاهده می شود که در طی انجام آنالیز مودال پوش آور دو جهته، مولفه های متعامد زلزله بعضا نقش بسزایی در پاسخ جهت اصلی مورد بررسی ایفا می کنند. به طور کلی اثرات پیچشی در طبقات پایینی سازه مشهودتر بوده و حداکثر اختلاف میان نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی و نتایج آنالیز مودال پوش آور نیز در این طبقات رخ می دهد؛ البته بیان اختلاف میان نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی و نتایج آنالیز مودال پوش آور، صرفا جنبه ی مقایسه ای داشته و دلیل بر میزان خطای نتایج نسبت به یکدیگر نمی باشد؛ چراکه دو روش آنالیز دینامیکی غیرخطی و آنالیز مودال پوش آور از لحاظ مفهومی، روش های جداگانه ای هستند.

به منظور ساخت سازه ها بر روی خاک های نرم و تراکم پذیر روش های متعددی از جمله استفاده از شمع، استفاده از ستون های سنگی، بهسازی خاک زیر پی با مصالح مناسب و تعویض خاک زیر پی وجود دارد. اکثر این روش ها با هزینه-ی زیاد همراه بوده و برای بسیاری از سازه ها دارای توجیه اقتصادی نمی باشد. در این پایان نامه ضمن معرفی تکنیک جدید و کم هزینه ی پایه های سنگریزه ای کوبیده شده و ارائه ی ویژگی های مهندسی آن، به بررسی رفتار پی های واقع بر این پایه ها تحت بارگذاری استاتیکی و دینامیکی پرداخته می شود. در این رابطه با مدل سازی فرآیند ساخت پایه ها و استفاده از مدل-های رفتاری مناسب، به ارزیابی تاثیر پارامتر هایی نظیر: نسبت لاغری، نسبت مساحت، مشخصات خاک، وشرایط بارگذاری اعمالی بر رفتار پی های مستقر بر این پایه ها پرداخته شده است. در ادامه با مقایسه ی رفتار پایه ها در حالت گروهی و منفرد به ارزیابی تفاوت های رفتاری در این دو حالت و بحث در رابطه با تغییرات ضریب گروه برای حالات مختلف هندسه ی پایه پرداخته شده است. مطالعات پارامتریک انجام شده در این تحقیق علاوه بر کمک به شناسایی بهتر رفتار پایه ها در حالت منفرد و گروهی می تواند به عنوان یک جدول طراحی مناسب به منظور استفاده در پروژه های مرتبط به کار گرفته شود.

معرفی سیستم های خط لوله به عنوان شریان های حیاتی بیانگر اهمیت عملکرد آنها در حفظ ایمنی و سلامت عموم می باشد. اگر تأسیــساتی در یـک زلزله صـدمه ببیـند، نه تـنها بیـم تلف شدن خدمـات و محصولات می رود، بلکه احتمال اینـکه چنین صـدمه ای برای کارکنان آن تأسـیسات، محیـط زیست و عـامه مردم مستقیما خطر آفرین باشد نیز هست. یک سیستم خط لوله به علت گستردگی و گذر از یک ناحیه جغرافیایی وسیع، ممکن است با خطرات لرزه ای مختلف و شرایط گوناگون خاک، مواجه شود لذا بررسی آن ها تحت عوامل ناشی از زلزله از اهمیت ویژه ای برخوردار است. انتشار امواج و برخورد آن ها با لوله های مدفون از جمله عواملی است که در هنگام وقوع زلزله لوله ها را تهدید می کند، موضوعی که در این تحقیق به آن پرداخته می شود. برای این منظور از دو مدل تیر و پوسته برای شبیه سازی رفتار لوله و از المان های واسط برای مدل سازی خاک اطراف لوله استفاده شده است. المان های واسط به جای فنر بکار برده شده اند چراکه در مقایسه با فنر ها قابلیت شبیه سازی رفتار دقیقتر خاک با خاصیت سخت شوندگی تحت بارگذاری سیکلی را دارا می باشند. همچنین سعی شده از یک شرایط مرزی در انتهای لوله ها استفاده شود که طول بی نهایت لوله ها را شبیه سازی نماید. تاثیر زاویه انتشار موج در صفحات قائم و افق روی پاسخ لوله در خم که موجب تاخیر فاز در ارتعاش لوله ها می شود از جمله موارد بررسی شده در این تحقیق بشمار می رود. زاویه خم از جمله پارامتر های مهم در پاسخ لوله ی مدفون می باشد و خم هایی با زاویه ای در بازه 5/112 تا 5/157 معمولا کرنش های بیشتری را تجربه می کنند. انتشار موج با زاویه صفر درجه در صفحه قائم و موازی با یکی از شاخه های خم در صفحه افق، بیشترین تاثیر را روی پاسخ لوله ها داشته و دیگر اینکه ضخامت لوله و عمق مدفون از دیگر پارامتر های تاثیر گذار روی پاسخ لوله در زانویی می باشند که البته متناسب با جنس خاک مقدار تاثیر آن ها کم و زیاد می شود. لوله ها در خاک های سفت دارای لغزش کمتر و کرنش های محوری بیشتری می باشند. سطح پاسخ در مدل سازی لوله با المان پوسته در مقایسه با مدل تیری تفاوت چندانی ندارد وفقط در مشاهده تغییرات سطح مقطع مدل پوسته ارجحیت دارد. در انتها لازم به ذکر است که ماکزیمم مقدار کرنش ها در لوله های مدفون در اثر انتشار موج منجر به تغییر شکل های پلاستیک و نهایتا کمانش های موضعی می شود که نشان از فاصله زیاد سطح کرنش ها تا حد گسیختگی دارد.

سازه های مصالح بنایی در ایران از گذشته تا امروز بخش وسیعی از سازه های ما را شامل می شوند. بناهای بی شماری در گذشته اعم از آتشکده، مسجد، ساختمانهای مسکونی و ... از این مصالح ساخته شده اند و امروزه نیز علی رغم استفاده فراوان از مصالح ساختمانی جدید نظیر بتن مسلح و فولاد، هنوز در برخی از نقاط، مصالح بنایی به عنوان عمده ترین مصالح برای ساختمان ها رواج دارند. رفتار این مصالح، به علت طبیعت ناپیوسته آنها با رفتار محیط های پیوسته متفاوت است و طبیعت بلوکی آن, حاکم بر تغییر شکل ها و مکانیزم های گسیختگی آن است. روشن است که برای کاهش آسیب های اجتماعی و اقتصادی ناشی از وقوع زلزله، مهم ترین مسئله کاهش میزان آسیب پذیری است. با توجه به اینکه بخش عمده خسارات ناشی از زلزله مربوط به تخریب بناهاست، کاهش میزان آسیب پذیری بناها، چه از لحاظ مقاوم سازی یا نوسازی بناهای موجود و چه از نظر ساخت بناهای جدید به صورت اصولی و مطابق با استاندارد های موجود، از اهمیت بالایی برخوردار است. از آنجا که سازه های آجری بیشترین پتانسیل خرابی در زلزله را داشته اند و نیز دارای مکانیزم های متعدد شکست می باشند، همچنین با توجه به وجود عدم قطعیت های فراوان در پارامترهای موجود در این سازه ها، باید مطالعه آسیب پذیری آن ها، با آگاهی مناسب از این پارامتر ها و درنظرگرفتن تمام مودهای محتمل برای شکست سازه باشد. در این راستا، جهت بدست آوردن سطح عملکرد و میزان خسارات وارد بر اجزاء سازه ای مصالح بنایی، وجود منحنی ظرفیت این سازه ها ضروری است. کاربرد تعریف این منحنی های شکست برای سازه، در تکنیک های عددی مورد استفاده در رایانه و تعریف موقعیت شکست در مدل سازی رفتار واقعی آجرکاری ها اهمیت آن ها را آشکارتر می کند. ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای این قبیل سازه ها مانند سایر انواع سازه ها به شبیه سازی عددی و معتبر پاسخ لرزه ای آنها بستگی دارد. در یک مدل سازی عددی مناسب برای تحلیل این قبیل سیستم ها، باید دونوع رفتار مکانیکی: ناپیوستگی ها و بلوک ها در نظر گرفته شود. از میان روش های عددی موجود، روش اجزاء مجزا به دلیل قابلیت های خاص خود در مدل سازی این مصالح (که تغییر شکل ها و مودهای گسیختگی آن ها به شدت به نقش درزه ها بستگی دارد)، مناسب ترین روش است. در روش اجزاء مجزا امکان لغزش، جابجایی و چرخش های بزرگ بین بلوک ها، بازشدگی ترک ها و حتی جدا شدگی کامل بلوک ها، همچنین امکان تشخیص تماس-های جدید بین بلوک ها در حین فرآیند حل وجود دارد. بنابراین در این تحقیق از این روش برای مدل سازی اجزاء سازه مصالح بنایی استفاده شده است. مصالح بنایی به خاطر وجود لایه های ملات بین آنها رفتار اورتوتروپیک از خود نشان می دهند؛ بنا بر این شکست آنها نمی تواند به سادگی فقط با مشخص کردن تنش های اصلی در هر نقطه مشخص شود و به متغیر سومی نیاز است. درتحقیق حاضر سعی شده است که نمودار های شکست برای چیدمان های آجرکاری معمول در ایران بدست آید. این چیدمان ها شامل چیدمان های رومی ، ضربی ، خفته – راسته و حصیری هستند. مدلسازی بر اساس روش میکروی ساده شده و با روش مدلسازی اجزاء مجزا در نرم افزار 3dec انجام شده است. بدین منظور پانل هایی با ابعاد 1 * 1 متر مربع تحت تنش های دو محوری فشاری – فشاری و تک محوری فشاری و کششی قرار گرفته اند. متغیر سوم درنظرگرفته شده در بارگذاری ها, برای چیدمان رومی و ضربی، زاویه درزه های خوابیده با تنش افقی است و برای چیدمان های خفته – راسته و حصیری برش است که به صورت مساوی در چهار طرف پانل اعمال می شود. این پانل ها تا نقطه شکست تحت بارگذاری افزایشی قرار دارند. بنابراین در چیدمان رومی و ضربی پانل در زوایای مختلف تحت بارگذاری قرار می گیرد و برای هر زاویه یک نمودار شکست حاصل می شود که مجموع این نمودارها سطح شکست پانل را تشکیل می دهند. در مورد دو چیدمان دیگر؛ برای پانل با یک برش ثابت یک نمودار شکست حاصل می شود و مجموع این نمودارها با مقادیر برش متفاوت سطح شکست را ایجاد می کنند. در پایان نیز نمودارهای شکست و نتایج بررسی آنها, حاصل تلاش انجام شده در این تحقیق است.

کاربرد دیوارهای حائل خاک مسلح از سال 1970 میلادی به بعد به سبب مزیت های زیادی از قبیل انعطاف پذیری لرزه ای، زیبایی ظاهری، مقرون به صرفه بودن و ساخت سریع این سازه ها رشد سریعی داشته است. عناصر تسلیح در این دیوارها در ابتدا تسمه های فولادی بوده که به همراه پوسته ی پیش ساخته بکار می رفته است ولی ار سال 1990 ساخت دیوارها با استفاده از ژئوسینتتیک ها و بکارگیری بلوک های مدولار به عنوان پوسته مرسوم گردیده است. روش های طراحی موجود این دیوارها مبتنی بر روش تعادل حدی است به نحوه ای که از تئوری های کلاسیک تعیین فشار جانبی نظیر رانکین و کولمب و همچنین روش مونونوبه-اکابه در شرایط لرزه ای استفاده می شود. در مورد بارهای لرزه ای و تعیین رفتار این دیوارها تعدادی مطالعات آزمایشگاهی و تحلیلی صورت گرفته با این حال به دلیل پیچیدگی مدل نمودن رفتار خاک در شرایط دینامیکی و رفتار هیسترزیس خاک در روش های عددی، توجه ی محققین کمتری به روش های عددی معطوف بوده است. البته در مورد رفتار استاتیکی این سازه ها مطالعات فراوانی صورت گرفته است. در این پایان نامه با بکارگیری یک کد تفاضل محدود سه بعدی پس از اطمینان از روند مدل سازی و کالیبره کردن مدل، به مدل سازی یک دیوار حائل خاک به ارتفاع 6 متر مسلح شده با ژئوگرید با دانسیته ی بالا به همراه پوسته ی بلوکی به همراه یک مدل رفتاری مناسب برای خاکریز که قابلیت مدل نمودن رفتار هیسترزیس خاک را دراست پرداخته شده است. تمامی مراحل ساخت از جمله در نظر گرفتن خاک زیر دیوار و مرحله به مرحله ساختن دیوار، در مدل سازی لحاظ گردیده است. پاسخ های استاتیکی و دینامیکی دیوار شامل تغییر مکان پوسته، حداکثر نیروی ایجاد شده در ژئوگرید ها، نشست تاج دیوار، فشار جانبی پشت خاکریز و توزیع شتاب در ارتفاع مدل مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت تاثیر پارامترهای هندسی و پارامترهای مقاومتی دیوار و ژئوگرید و همچنین پارامترهای بارگذاری دینامیکی بررسی گردیده است

سد و نیروگاه رودبار لرستان در فاصله حدود 100 کیلومتری جنوب شهرستان الیگودرز قرار دارد. سیستم انتقال آب این سد شامل یک تونل آب بر با قطر 6 متر است که در ادامه به دو تونل پنستاک با قطر 8 متر تبدیل می شود. توده سنگ مسیر انتقال آب به نیروگاه، به لحاظ سنگ شناسی متنوع بوده و از ساختار نسبتاً پیچیده ای برخوردار است. ساختار ناحیه عمدتًا متأثر از عملکرد گسل های زیاد و متوالی است. محدوده مورد مطالعه شامل سنگ های آهکی، دولومیتی و مارن و لایه های شیلی می باشد.گسل سراوند- بزنوید که متقاطع با تونل های پنستاک است در گزارش های لرزه زمین ساخت گسلی فعال محسوب می شود و حداکثر جابجایی آن حدود 4 متر پیش بینی شده است. هدف از انجام این پروژه، ابتدا طراحی و تحلیل پایداری سیستم نگهداری موقت و دائم تونل های پنستاک تحت شرایط استاتیکی است. سپس به منظور کاهش خسارات ناشی از گسل سراوند- بزنوید، تأثیر دینامیکی زلزله به صورت جابجایی دائم(جابجایی گسل) و گذرای آن(لرزه) بر سازه مذکور، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. با توجه به تنوع ساختار سنگی، تعیین پارامترهای ژئومکانیکی جهت تحلیل پایداری این تونل ها در درجه اهمیت قرار دارد. با استفاده از آزمایش های آزمایشگاهی و برجا خواص مقاومتی و تغییرشکل پذیری توده سنگ ارزیابی شد. سپس روی مقادیر تخمینی با استفاده از نرم افزار flac3d آنالیز حساسیت انجام گرفت. با استفاده از سیستم طبقه بندی مهندسی سنگ، توده سنگ مسیر تونل ها به چهار ناحیه تقسیم بندی شد که یک ناحیه در کلاس iiو سه ناحیه دیگر در کلاسiv قرار گرفتند. سپس بحرانی ترین مقاطع انتخاب و با استفاده از نرم افزار flac3d سیستم نگهداری موقت و دائم پیشنهاد گردید. برای سه مقطع کلاس iv، سیستم نگهداری توسط روش تجربی استفاده از شاتکریت با پیچ سنگ به همراه قاب فولادی پیشنهاد شد. با استفاده از نرم افزار مشخص شد که پیچ سنگ عملاً تأثیری در نگهداری ندارد. به همین علت استفاده از یک نگهداری سنگین تر مد نظر قرار گرفت. قاب فولادی به خاطر هزینه بالا و انعطاف پذیری کم جزو گزینه های آخر قرار گرفت. در نهایت بعد از تحلیل با لتیس گیردر، این نتایج بدست آمد که نگهداری موقت سه مقطع کلاس ivبا استفاده از cm 15 شاتکریت مسلح با دو لایه مش فولادی و لتیس گیردر با فواصل 2/1 متر و برای نگهداری دائم آنها، لاینینگ با ضخامت cm30 بهینه ترین نگهداری برآورد شده است. برای مقطع کلاس iiنیز cm5 شاتکریت با یک لایه مش فولادی و پیچ سنگ با فواصل m3*2 به عنوان نگهداری موقت و لاینینگ با ضخامت cm15 به عنوان نگهداری دائم پیشنهاد شد. در ادامه بعد از نصب سیستم نگهداری، با استفاده از نرم افزار abaqusدو مدل یکی جهت تحلیل در برابر گسلش(جابجایی ماندگار) و دیگری جهت تحلیل پایداری تونل ها در برابر زمین لرزه(جابجایی گذرا) ساخته شد. بعد از اعمال شرایط مرزی روی مدل ساخته شده برای بررسی حرکت گسل این نتیجه به دست آمد که طبق استاندارد aci 318، دیواره تونل ها با پوشش طراحی شده حدود cm12 از جابجایی ها را می تواند تحمل نماید و بیشتر از آن باعث شکست پوشش می شود. تنش فشاری وارد به کف تونل نیز در مقادیر جابجایی بیشتر ازcm2 از حد مجاز خود عبور می کند و در نهایت باعث گسیختگی کامل پوشش در کف می شود. با اعمال بار زلزله به صورت تاریخچه سرعت و کنترل گشتاور و نیروی وارده با آن مشخص شد که این پوشش تحت بارهای دینامیکی پایدار است.

میکروشمع ها، شمع های جایگزینی حفّاری شده و تزریق شده با قطر کم (کوچکتر از 300 میلیمتر) هستند که در برابر بارهای جانبی و محوری مقاومت می کنند. این شمع ها معمولاً مسلّح هستند و می توانند به عنوان مولّفه ای برای مسلّح کردن توده مرکّب خاک و شمع به کار روند و یا به عنوان جایگزینی برای شمع های مرسوم باشند. چون مساحت نوک میکروشمع ها کوچک است بیشتر مقاومت ژئوتکنیکی آنها از طریق ظرفیت جداری تأمین می شود. میکروشمع ها به عنوان تکیه گاه سازه های مهم شهری شامل پل ها، بزرگراه ها، خطوط راه آهن و دیگر سازه ها به کار می روند و این سازه ها در معرض بارگذاری های رفت و برگشتی و تکرار شونده باد، موج و ترافیک هستند. بارگذاری دینامیکی اغلب به طور طبیعی بر حسب دامنه و فرکانس متغیر است و این تغییر منجر به بروز رفتارهای متفاوت در میکروشمع ها و درپی آن مکانیزم های شکست مختلف در آنها می شود. از این رو بایستی تأثیر بارگذاری دینامیکی بر چگونگی رفتار میکروشمع ها روشن شود. هدف از این تحقیق بررسی رفتار دینامیکی میکروشمع ها تحت اثر بارگذاری محوری دوره ای است. مطالعه رفتار میکروشمع ها بدون لحاظ کردن اندرکنش خاک ـ شمع امکان پذیر نیست. بدین منظور نیازمند یک مدل رفتاری هستیم که بتواند رفتار خاک را در مسیرهای تنش متفاوت به خوبی پیش بینی کند. در خاک های غیر چسبنده رفتار دوره ای و تنش- اتساع از مشخّصه های مهم رفتاری خاک هستند که بایستی در مدل ساختاری در نظر گرفته شوند. از آن جهت که مدل های الاستوپلاستیک در چارچوب پلاستیسیته کلاسیک، به دلیل استفاده از سطح تسلیم ثابت در فضای تنش، قادر به پیش بینی رفتار تناوبی خاک ها نمی باشند از مدل سطح مرزی توسعه داده شده توسط دافالیاس و منظری برای شبیه سازی رفتار خاک استفاده شده است. در این مدل ایده پلاستیسیته سطح مرزی و تئوری اتّساع row در قالب مفاهیم حالت بحرانی با یکدیگر ترکیب شده است. این مدل قادر است خصوصیات اصلی خاک های غیر چسبنده از قبیل اتساع وابسته به مسیر بارگذاری و تنش متوسّط، سخت شدگی و نرم شدگی و ناهسانگردی به وجود آمده را توصیف کند. با وارد کردن تانسور بافت در فرمول بندی اتّساع، تأثیر آرایش ساختاری بر پاسخ ماسه اشباع هنگام باربرداری در نظر گرفته شده است. علاوه بر این، برای یک خاک بخصوص، در هرگونه چگالی و فشار محصورکننده مجموعه واحدی از ثابت های مادّی مورد نیاز است. برای انتگرال گیری معادلات نموی تنش-کرنش مدل ساختاری از الگوریتم نیمه ضمنی اویلر استفاده شده است. طرح عددی ارائه شده در نرم افزار فرترن نوشته شده و به منظور صحّت سنجی نتایج حاصل از مدل رفتاری، آزمایش های مختلفی شبیه سازی و نتایج با داده های تجربی مقایسه شده است. از همین الگوریتم عددی در قالب زیربرنامه vumat در نرم افزار تجاری اجزاء محدد abaqus استفاده شده است. مقایسه نتایج نشان دهنده توانایی مدل رفتاری خاک در پیش بینی رفتار زهکشی شده و زهکشی نشده خاک ماسه ای است. به منظور بررسی رفتار میکروشمع ها تحت اثر بار دینامیکی قائم چندین مدل میکروشمع منفرد و گروهی توسعه داده شد و تأثیر عواملی همچون دامنه بار دینامیکی، میزان بار استاتیکی اوّلیه، فرکانس بارگذاری و وضعیت ماسه بر رفتار میکروشمع ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که فرکانس بارگذاری نقش مهمی در جابجایی به وجود آمده در میکروشمع دارد. همچنین هر چه بار استاتیکی اوّلیه بیشتر باشد میزان تغییر مکان میکروشمع ها تحت اثر بار دینامیکی بیشتر است.

با توجه به افزایش روز افزون استفاده از بتن های الیافی نیاز به شناخت رفتار آنها بیش از پیش احساس می شود. از طرفی به دلیل متغیرهای زیاد حاکم بر رفتار اینگونه مواد ترکیبی، نظیر خصوصیات هندسی و مکانیکی الیاف و بتن، تدوین رفتار آنها را با مشکل مواجه کرده است. لازم به توضیح است در تحقیقات گذشته برای بررسی رفتار بتن های الیافی از مطالعات آزمایشگاهی و برای تحلیل مقاطع نیز به غیر از روش آزمایشگاهی از روش تحلیلی وعددی استفاده کرده اند. در این مطالعات برای تحلیل عددی نمونه های بتن الیافی از مدل سازی به صورت پیوسته استفاده شده است. علی رغم مطابقت نتایج با نمودارهای آزمایشگاهی ولیکن الیاف را به عنوان یکی از دو رکن بتن الیافی حذف نموده و تأثیر جهت گیری و پراکندگی الیاف درون ماتریس بتنی که یکی از پر اهمیت ترین عوامل در رفتار این گونه مواد است، دیده نمی شود. لذا برای مدل سازی نیاز به رفتار تک محوره این نوع مواد با استفاده از داده های آزمایشگاهی است، به همین دلیل نمی توان روش های عددی این چنین را به عنوان روشی برای رفتارشناسی این نوع مواد بکاربرد. در این پایان نامه کوشش بر این پایه استوار است که مدل عددی ای بسط داده شود که بتوان به کمک آن الیاف را با تمام شرایط محیط فیزیکی مدل سازی کرد و در انتها با اعمال بار به بررسی رفتار این مواد پرداخته شود. برای مدل سازی الیاف، الیاف غیر منعطف همچون فولاد انتخاب گردید و با بررسی توزیع های ارائه شده در تحقیقات پیشین به علاوه توزیعی پیشنهادی و مقایسه آن با نتایج آزمایشگاهی، توزیع حاکم انتخاب گردید. با نوشتن الگوریتم توزیع در یک نرم افزار تحلیل عددی به روش اجزا محدود (abaqus) مدل سازی آن انجام شد. از طرف دیگر پیوستگی لیف و بتن از مولفه های تأثیرگذار بر رفتار کلی بتن های الیافی می باشد لذا برای شبیه سازی آن، تمام مدل های قابل استفاده مورد تحقیق قرار گرفت و نشان داده شد تماس با رفتار چسباننده به عنوان مدل مناسبی برای تعریف چسبندگی لیف و بتن است. البته به دلیل نیاز به امکانات سخت افزاری قدرتمند از روش جاسازی برای مدل سازی پیوستگی بین لیف و بتن استفاده شد. برای مدل سازی بتن، مدل بتن آسیب دیده خمیری و برای فولاد، رفتار الاستوپلاستیک بکاربرده شد. در انتها نمونه استوانه ای به قطر 150 و طول 300 میلیمتر با 5/0 درصد و همچنین نمونه مکعب مستطیلی به ابعاد 100×100×400 میلیمتر با 1 درصد حجمی الیاف مطابق با نمونه آزمایشگاهی، مدل سازی گردید و با اعمال بار استاتیکی به تحلیل رفتار نمونه های ساخته شده تحت فشار و خمش پرداخته شد. بر اساس شبیه سازی صورت گرفته در تحقیق حاضر تطابق خوبی میان نتایج آزمایشگاهی و نتایج مدل سازی عددی مشاهده گردید. مدل حاضر ارائه شده در این پایان نامه قابلیت بررسی عددی رفتار بتن الیافی را تحت شرایط بارگذاری مختلف استاتیکی و دینامیکی دارد.

امروزه تمایل به ساخت ساختمان هایی بلندتر که از انعطاف پذیری بیشتر و میرایی کمتر برخوردار باشند، افزایش یافته است. انعطاف پذیری سازه ها سبب افزایش احتمال بروز شکست در آنها خواهد شد. میراگر تلاطمی تنظیمی (tsd) یکی از انواع روش ها برای کاهش ارتعاش سازه است. tsd مخزنی استوانه ای یا مکعب مستطیلی محتوی مقدار مشخصی مایع است که تلاطم سیال در آن و نیروی دینامیکی وارد بر جداره های مخزن موجب تولید نیرویی کنترلی در برابر نیروهای اعمالی به سازه می شود. در پایان نامه ی حاضر، tsd به کمک یک روش عددی بدون شبکه بندی تحت عنوان هیدرودینامیک ذرات هموار (sph) مدل سازی شده است. بررسی جریان در tsd مجهز به صفحات مشبک تحت بارگذاری هارمونیک و مقایسه نتایج با داده های آزمایشگاهی، از دیگر مسایلی است که در این پایان نامه به آن پرداخته شده است. پارامترهای مختلفی نظیر مقدار نیروی وارده از سیال به بدنه مخزن، ارتفاع موج و تعیین پروفیل جریان درون مخزن تحت دامنه ها و فرکانس های مختلف ارتعاشی تعیین شده است. طول مخازن مورد مطالعه بین 5/0 تا 5/1 متر و عمق آب درون آنها بین 10 تا 320 میلی متر تغییر می کند.با توجه به توانایی های روش عددی sph در شبیه سازی جریان سطح آزاد همراه با تغییرشکل های بزرگ، مسایل مختلفی مرتبط با تحلیل جریان در tsd حل گردید. محدوده دامنه ارتعاشی مورد مطالعه بین 5/0 تا 1000 میلی متر است که نسبت به مطالعات پیشین بسیار بزرگتر می باشد. پاسخ سازه های یک و چند درجه آزادی مجهز به tsd با استفاده از مدلی هیبریدی متشکل از دو روش عددی sph و اجزاء محدود (fem)، بررسی شده است. مدل مذکور برای ارزیابی پاسخ دینامیکی سازه های مورد مطالعه تحت بارگذاری های زلزله در طیف وسیع فرکانسی استفاده گردید. دو سازه چند درجه آزادی با رفتار خطی تحت 3 زلزله قرار گرفتند. این سازه ها به tsd مجهز بوده و خصوصیات آنها برای نسبت های مختلف فرکانسی و جرمی بررسی شد. صحت سنجی روش sph بوسیله 4 مثال انجام شد. در این مثال ها مخزن tsd تحت بارگذاری های هارمونیک قرار داده شد. تطابق قابل قبولی میان نتایج sph و نتایج آزمایشگاهی مشاهده گردید که این مسأله به معنای توانایی sph در شبیه سازی tsd است. همچنین با مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مدل هیبریدی قابلیت مدل مذکور در تعیین پاسخ سازه ای یک درجه آزادی تحت بارگذاری تصادفی اثبات گردید. پس از صحت سنجی، مخزنن tsd با طول 500 میلی متر محتوی مقادیر مختلف عمق آب، تحت بارگذاری هایی با دامنه ارتعاشی 10 و 40 میلی متر بررسی شد. بر اساس نتایج حاصله، تشکیل امواج انتقالی سبب افزایش کارایی مخزن tsd خواهد شد. در این شرایط جرم سیال در طول مخزن جابه جا شده و امواج با عمق مناسب ایجاد می گردند. در بخش سازه ای نیز نشان داده شد که استفاده از tsd سبب کاهش پاسخ سازه های مورد مطالعه خواهد گردید هرچند که در بعضی موارد افزایش پاسخ سازه را در پی داشته است. کارایی tsd به نوع امواج تشکیل یافته و نیز خصوصیات ذاتی سازه بستگی دارد. نتایج حاکی از آن است که نسبت فرکانس 9/0 و نسبت جرمی 08/0، مقادیر بهینه برای سازه های مورد مطالعه می باشند.

طی دهه های گذشته زمین لرزه های بسیاری به وقوع پیوسته که خسارات بسیاری را بر سازه ها و زیرساخت های شهری تحمیل کرده است. به منظور طراحی ایمن سازه ها و با توجه به اهمیت موضوع، آیین نامه ای طراحی لرزه ای به صورت مداوم مورد بازبینی قرار می گیرند. در کنار این رویکرد مستمر، یکی از جنبه های اساسی و تأثیرگذار بر عملکرد سازه و شدت خسارت وارده بر آن، انعطاف پذیری شالوده ی سازه می باشد. تاکنون روش های مختلفی برای بررسی میزان تأثیرگذاری انعطاف پذیری فونداسیون بر پاسخ سازه توسعه یافته است. روش مودال پوش آور به عنوان یکی از روش های مبتنی بر عملکرد سازه می باشد که تاکنون برای سازه هایی با تکیه گاه صلب به کار گرفته شده است. روش مذکور بر اساس بررسی ظرفیت و عملکرد سازه در هر مود ارتعاشی، در نهایت قادر به برآورد نیاز لرزه ای سازه تحت تحریک زمین لرزه می باشد. توسعه ی تحلیل روش مودال پوش آور برای استفاده در سازه هایی با شالوده ی انعطاف پذیر پذیر به عنوان کاربرد روش های تحلیل عملکردی در سیستم های مذکور مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه با استفاده از روش تحلیل مودال پوش آور سعی شده است میزان و نحوه ی تأثیرگذاری انعطاف پذیری شالوده بر پاسخ سازه، برای تعداد محدودی از تحریکات نزدیک به گسل بررسی شود. همچنین بستر خاکی در سه گروه، با سرعت های موج برشی 150، 250 و 500 متر بر ثانیه در نظر گرفته شده است. علاوه بر آن برای بررسی اثرات رفتار غیرخطی خاک بر پاسخ سازه، مدل سازی بستر خاکی به کمک یک مدل سطح مرزی با قابلیت پیش بینی رفتار دینامیکی خاک دانه ای، تحت بارگذاری دوره ای، صورت گرفته است. برای بررسی تأثیر زمان تناوب سازه بر پاسخ دینامیکی سیستم مورد مطالعه، سه گروه قاب ژنریک بتنی و یک دهانه ی 5، 10 و 20 طبقه انتخاب شده است. رفتار غیرخطی قاب ها نیز به کمک مدل سازی تیرها توسط مفاصل پلاستیک و مدل سازی ستون ها به کمک المان های الیافی مد نظر بوده است. در نهایت با انجام تحلیل مدال پوش آور برای هر مود از سیستم خاک – سازه و برای شرایط مختلف بستر خاکی و به کمک تحلیل غیرخطی تاریخچه ی زمانی، میزان و نحوه ی تأثیرگذاری انعطاف پذیری شالوده بر پاسخ مودی سازه بررسی شده است. نتایج مربوط به تحلیل مودال پوش آور سیستم مورد مطالعه، در قالب شتاب پاسخ سازه ی یک درجه آزادی معادل هر مود بدست آمده است. در ادامه ی تحقیق، بررسی اندرکنش خاک و قاب 5 طبقه، به صورت تحلیل دینامیکی غیرخطی انجام شده است. نتایج بدست آمده از تحلیل پوش آور قاب های مورد مطالعه، به میزان قابل توجه تأثیرگذاری شالوده ی خاکی، بر پاسخ قاب های 5 و 10 طبقه اشاره دارد؛ در حالی که این موضوع برای قاب 20 طبقه با تأثیر کمتری همراه می باشد. همچنین تأثیر حرکت گهواره ای فونداسیون، بر شتاب پاسخ هر مود از سازه بررسی شده است که نشان می دهد در اغلب موارد، برای مود اول سازه، تأثیر مذکور در جهت کاهش شتاب کلی پاسخ سازه می باشد. نتایج بدست آمده از تحلیل اندرکنش خاک و قاب 5 طبقه در قالب مقایسه ی شتاب بام سازه ی مذکور در حالت های تحلیل مودال پوش آور و تحلیل غیرخطی تاریخچه ی زمانی ارائه شده است. در نهایت پیشنهاداتی در جهت بررسی بیشتر پدیده ی اندرکنش غیرخطی خاک و سازه ارائه گردیده است.

با گسترش ساخت و سازهای شهری، چالش های جدیدی برای گودبرداری و پایدارسازی در گودبرداری های عمیق مطرح شده اند. یکی از عوامل موثر در طراحی ایمن و اقتصادی سازه های نگهبان، پدیده ی قوس شدگی خاک است. با در نظر گرفتن پدیده ی قوس شدگی خاک می توان هزینه های ساخت سازه ی نگهبان را کاهش داد. در گام اول، به منظور بررسی اثر قوس شدگی در سازه نگهبان مرکب از شمع های فولادی از نوع (2ipe300) و مهارهای فولادی، از نرم افزار plaxis 3d tunnel جهت مدلسازی عددی سه بعدی استفاده شده است. برای مقایسه ی بهتر نتایج، شرایط بارگذاری خارجی و مشخصات فنی المان های سازه ای یکسان فرض شده است . از دو نوع خاک ریزدانه (cl-ml) و درشت دانه (sc-sm) به صورت جداگانه، مطابق با مشخصات ژئوتکنیکی ایستگاه های a2 و l2 خط 2 قطار شهری مشهد، با مدل رفتاری خاک سخت شونده (hs) استفاده گردیده است. مدلسازی با افزایش فاصله ی افقی و قائم 2 متر بین مهارها آغاز شده و تا فاصله ی 4 متر ادامه می یابد. در گام دوم شمع های فولادی حذف و با بلوک های بتنی با ابعاد 3/0*8/0*8/0 متر، جایگزین می شوند. با بررسی و مقایسه ی نتایج مشخص شد که در هر دو روش، با افزایش فاصله ی بین مهارها، جابجایی ها افزایش و ضرایب ایمنی کاهش می یابد. جابجایی ها و ضرایب ایمنی در اثر گودبرداری، در خاک ریزدانه به مراتب بیشتر از خاک درشت دانه است. با مقایسه ی روش شمع- مهاری و بلوک-مهاری، مشخص شد که میزان نشست خاک بالای گود و جابجایی جانبی دیواره ی گود، برای هر دو نوع خاک ریزدانه و درشت دانه، در روش بلوک و مهاری بیشتر و همچنین ضریب ایمنی کمتر از روش شمع-مهاری است. در عین حال در گودهایی که در مجاورت آن سازه های حساس وجود نداشته باشد، استفاده از روش بلوک-مهاری دارای صرفه ی اقتصادی می باشد.

یکی از عوامل موثر در طراحی سازه ای شیب شکن های قائم، نیروی وارده از طرف جریان پرتابی بر روی کف سازه است. اختلاف فشار هوا بین دو طرف جریان پرتابی، باعث ایجاد نوسان در تیغه ی جت ریزشی می شود و نیروی دینامیکی را بر کف سازه وارد می کند. این نوسان ها می تواند منجر به تخریب سازه نیز گردد. اگر بتوان میزان و دامنه ی نوسان نیرو را کاهش داد، می توان سازه ای به مراتب سبک تر، کم هزینه تر و با عمر مفید بالاتری را طراحی و اجرا کرد. در این تحقیق، با استفاده از میراگرهای غیر فعال، تأثیر آن ها بر کاهش میزان و دامنه ی نیروی دینامیکی وارده از طرف جریان ریزشی بر کف شیب شکن قایم تجزیه و تحلیل شده است. تحقیق حاضر از دو بخش مطالعات آزمایشگاهی و تحلیلی تشکیل شده است. در بخش صحت سنجی، خصوصیات هیدرولیکی جریان در شیب شکن های قائم اندازه گیری شده و با نتایج پیشین مقایسه شده است. همچنین، با ساخت دستگاه مخصوص اندازه گیری نیرو، دامنه و مقدار نیروی دینامیکی وارد بر کف شیب شکن از طرف جریان ریزشی به دست آمد. با به کار بردن سه نوع میراگر با سختی های متفاوت، تأثیر وجود میراگرها بر کاهش دامنه و میزان نیروی دینامیکی وارد بر پایین دست شیب شکن از طرف جریان ریزشی بررسی شده است. در بخش تحلیلی، با ارایه ی یک روش به بررسی چگونگی تغییرات نیروی دینامیکی این قبیل سازه ها پرداخته شد و برای صحت سنجی این روش، نتایج آن با داده های آزمایشگاهی تحقیق حاضر مقایسه گردید. نتایج آزمایشگاهی خصوصیات هیدرولیکی جریان از قبیل عمق لبه، عمق گرداب، طول سطح گرداب، طول شیب شکن، عمق فوق بحرانی در پایین دست، عرض جت در محل برخورد با سطح گرداب، محل و زاویه ی برخورد جت ریزشی در پایین دست شیب شکن و فشار های وارده از طرف جریان بر کف شیب شکن قائم با نتایج آزمایشگاهی و روابط تحلیلی ارایه شده توسط دیگر محققین تطابق خوبی دارد. همچنین، نیروهای جریان ریزشی به دست آمده از دستگاه نیروسنج نیز با روابط تحلیلی ارایه شده در این تحقیق و روابط ارایه شده توسط دیگر محققین مقایسه شده و صحت سنجی های لازم صورت گرفته است. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که متغیرهای فرکانس، دامنه و میزان نیروی دینامیکی جریان، رابطه ی مستقیم با ارتفاع شیب شکن و دبی جریان دارد. باتوجه به نتایج آزمایش ها، استفاده از میراگرها در کف شیب شکن ها تأثیر قابل ملاحظه ای بر کاهش دامنه و میزان نیروی دینامیکی جریان ریزشی داشته است. استفاده از میراگر نوع 3، باعث استهلاک دامنه ی نیروی دینامیکی جریان ریزشی به میزان 81% گردیده است. همچنین، مقدار نیروی اعمالی از طرف جریان ریزشی به تکیه گاه را نیز به میزان 25% کاهش داده است. این مقادیر برای میراگر نوع 1 به ترتیب برابر با 75% و 25% و برای میراگر نوع 2 به ترتیب برابر با 64% و 19% است. در بخش تحلیلی، روشی برای برآورد نیروی دینامیکی جت ریزشی وارد بر کف پایین دست شیب شکن های قائم ارایه شده است. نتایج روابط تحلیلی ارایه شده نشان می دهدکه اگر مقادیر دو پارامتر دامنه ی فشار متغیر سینوسی دو طرف جت و اختلاف فشار ثابت بین پشت و سطح جت ریزشی در دسترس باشد، برآورد صحیحی از نیروی دینامیکی جت ریزشی امکان پذیر است.

در چند دهه ی اخیر، افزایش کارایی و ایمنی سازه ها در برابر خطرات طبیعی از قبیل زلزله های شدید، با استفاده از ایده ی کنترل سازه ها توجه محققین بسیاری را به خود جلب کرده است. سیستم های مختلف کنترل سازه ها بر حسب میزان انرژی مورد نیاز و نحوه ی تأثیرگذاری روی سیستم به سه گروه عمده ی غیرفعال، فعال و نیمه فعال تقسیم می شوند. سیستم های نیمه فعال، با توجه به دارا بودن ویژگی های هر دو گروه، یعنی قابل اطمینان بودن سیستم های کنترل غیرفعال و سازگاری و انطباق پذیری سیستم های کنترل فعال، عملکرد نسبی بهتری در کنترل پاسخ سازه ها دارند. میراگرهای با سیال قابل کنترل توسط میدان مغناطیسی(magnetorheological damper) از ابزارهای کنترل نیمه فعال بوده که در سالیان اخیر بسیار مورد توجه قرارگرفته است. این دسته از ابزار کنترل نسبت به اعمال میدان مغناطیسی، تغییر شدیدی در رفتار جریان سیال از خود نشان داده و از یک سیال با حالت جریان آزاد و ویسکوز خطی، به یک ماده شبه جامد و با مقاومت قابل کنترل تبدیل می شود؛ به دلیل سادگی مکانیکی، محدوده ی عملکرد بالا و عدم نیاز به منبع انرژی خارجی پر قدرت، میراگرهای mr در کنترل سازه ها بسیار مورد توجه قرارگرفته اند. در این پایان نامه، نحوه ی عملکرد میراگرهای mr شرح داده شده و پس از بررسی مدل های مختلف موجود جهت پیش بینی رفتار دینامیکی غیرخطی این میراگرها، از مدل بوک-ون جهت شبیه سازی رفتار دینامیکی میراگر استفاده شده است. عملکرد میراگرهای mr در سازه های تمام مقیاس 3 و 20 طبقه ی بنچ مارک غیرخطی تحت اثر تحریک های مختلف مورد ارزیابی قرارگرفته است. این تحریکات شامل زلزله های دور گسل و نزدیک گسل با مقیاس های مختلف می باشد. برای بیان رفتار غیرخطی از یک مدل هیسترزیس دوخطی لنگر-انحنا جهت مدل سازی مفاصل پلاستیک استفاده شده است. در این مطالعه از الگوریتم کنترل فازی-ژنتیک به منظور فرمان دهی میراگر استفاده شده است؛ در حقیقت کنترل کننده ی فازی که پایگاه قوانین آن به وسیله ی الگوریتم ژنتیک چند هدفه(multi-objective genetic algorithms) تعیین می شود، طراحی شده و ولتاژ میراگر را به گونه ای تنظیم می کند که تغییر مکان، شتاب و برش پایه در سازه به صورت همزمان بهینه شود. الگوریتم بهینه سازی چندهدفه که از آن استفاده شده است، الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب سریع و نخبه گرا (non-dominated sorting genetic algorithm ver. ii) می باشد. به منظور ارزیابی سودمندی سیستم کنترل ارائه شده عملکرد آن با الگوریتم های کنترل دیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد سیستم کنترل توسعه داده شده قابلیت کنترل همزمان پاسخ تغییرمکان، شتاب وبرش پایه را به میزان قابل توجهی دارا می باشد. بررسی های صورت گرفته بیانگر این مطلب است که سیستم کنترل علاوه بر این که حداکثر پاسخ های سازه را به طرز موثری کاهش می دهد، سازه را در طول مدت زمان زلزله نیز، به نحو بسیار مطلوبی کنترل می نماید. همچنین با افزایش انرژی ورودی به سازه و افزایش شدت پاسخ ها، عملکرد سیستم کنترل در کاهش پاسخ بهبود می یابد. نتایج حاصله نشان می دهند سیستم کنترل نیمه فعال ارائه شده توانسته با صرف میزان انرژی به مراتب کمتر، عملکردی مشابه و در بعضی شرایط بهتر از سیستم کنترل فعال داشته باشد. بعلاوه در مقایسه با سیستم غیرفعال مشابه (عملکرد میراگر mr با ولتاژ ثابت در طول مدت زمان زلزله)، عملکرد سیستم کنترل نیمه فعال بسیار بالاتر بوده و در بعضی از حالات سیستم غیرفعال در کاهش پاسخ عملکردی نداشته و حتی افزایش مقادیر شتاب و برش پایه در سازه را در پی داشته است.

مصالح بنایی از قدیمی ترین مصالح ساختمانی هستند که در ساخت بناها از گذشته تا به امروز مورد استفاده قرار می گرفته اند. وجود بافت وسیعی از ساختمان های بنایی غیر مسلح، اهمیت بناهای باستانی و جایگزینی ساختمان های سنتی مناطق کویری و روستایی کشور با ساختمان های مصالح بنایی جدید از جمله مسائلی هستند که لزوم چنین مطالعات و تحقیقاتی را مشخص می سازد. خصوصیات مکانیکی مصالح بنایی به همان اندازه که وابسته به خصوصیات واحدهای تشکیل دهنده است، متأثر از آرایش واحدهای آجر نیز می باشد که تنوع آن در بنا های تاریخی به وفور دیده می شود. با توجه به اهمیت این موضوع، تحقیق حاضر به بررسی تأثیر آرایش مختلف آجر در رفتار درون صفحه، ظرفیت باربری و مکانیزم های شکست آجرکاری ها می پردازد. رویکرد مناسب در مدل سازی ها با ابعاد کوچک، مانند تست های آزمایشگاهی، مدل سازی هر دو جزء بلوک و ملات به صورت جداگانه می باشد و از آنجایی که شکست در این نوع سازه-ها تا حدود زیادی به شکست بندهای ملات مربوط می گردد، مدل سازی مناسب رفتار درزه های ملات، نقش بسیار مهمی در صحت و دقت نتایج به دست آمده خواهد داشت. روش عددی مورد استفاده در تکنیک مدل سازی میکرو در مدل سازی های این تحقیق، روش اجزاء مجزا می باشد که استفاده از آن در سال های اخیر توسعه بیشتری یافته است، و برای تحلیل ساختمان هایی متشکل از قطعات مجزا نظیر آجر یا خشت که بخش اعظم تغییر شکل های به وجود آمده در آن ها ناشی از حرکات بین قطعات است، بسیار مناسب می باشد. به منظور بررسی اثر نحوه قرار گیری آجرها در رفتار اجزاء باربر مصالح بنایی، الگوهای مختلف و متعارف آجرکاری (به سبک ضربی، رومی، خفته-راسته و حصیری) در قالب پانل هایی مسطح تحت بارگذاری های فشاری و برشی قرار داده شده است. مکانیزم های گسیختگی و نحوه گسترش ترک در آن ها، همچنین ماکزیمم تنش برشی قابل تحمل پانل ها در تنش های فشاری مختلف، نمودارهای نیرو- تغییر مکان، و مقایسه کمی پوش گسیختگی آجرکاری ها از جمله نتایج مهمی هستند که در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است. مدل های رفتاری به کار رفته برای آجر و ملات به ترتیب مدل های پلاستیسیته موهر-کولمب و لغزش کولمب می باشند. جهت بررسی صحت عملکرد مدل های به کار رفته در تحقیق حاضر، مثال هایی از آنالیز دیوارهای غیر مسلح بنایی تحت بارگذاری قائم و بارگذاری جانبی یکنواخت انتخاب گشته و نتایج تحلیل به روش اجزاء مجزا با نتایج آزمایشگاهی و نتایج مدل سازی های عددی دیگر، مورد مقایسه قرار گرفته است. با توجه به تداوم و گرایش به استفاده از ساختارهای سنتی، شناخت به دست آمده از رفتار آجرکاری ها می تواند دیدگاه بهتری در به کارگیری انواع آجرکاری ها با توجه به جهت اعمال بار در قسمت های مختلف بنا، برای طراحان و سازندگان ایجاد نماید. با توجه به رفتار مناسب آجرکاری ضربی در باربری قائم در شرایط محصور شده و رفتار برشی مناسب آجرکاری رومی، اجرای ترکیبی این دو سبک می تواند عملکرد اجزاء باربر را بهبود بخشد. همچنین با توجه به ظرفیت باربری بالای آجرکاری حصیری واستهلاک قابل توجه انرژی در آن در شرایط محصور شده، این سبک از اجرا می تواند در ساخت ترکیبی اجزاء باربر از مصالح بنایی سنتی به کار گرفته شود و در بهبود عملکرد اجزاء باربر، موثر واقع گردد.

مصالح بنایی از قدیمی ترین مصالح ساختمانی هستند که در ساخت بناها از گذشته تا به امروز مورد استفاده قرار می گرفته اند. وجود بافت وسیعی از ساختمان های بنایی غیر مسلح در کشور، اهمیت بناهای باستانی به لحاظ تاریخی، فرهنگی و گردشگری، و جایگزینی ساختمان های سنتی مناطق کویری و روستایی کشور با ساختمان های مصالح بنایی جدید از جمله مسائلی هستند که لزوم چنین مطالعات و تحقیقاتی را مشخص می سازد. خصوصیات مکانیکی مصالح بنایی به همان اندازه که وابسته به خصوصیات واحدهای تشکیل دهنده است، متأثر از آرایش واحدهای آن نیز می باشد که تنوع آن در بنا های تاریخی به وفور دیده می شود. با توجه به اهمیت این موضوع، تحقیق حاضر به بررسی تأثیر آرایش مختلف آجر در رفتار درون صفحه آجرکاری ها می پردازد و نقش جهت گیری بندهای ملات را در ظرفیت باربری و مکانیزم های شکست آجرکاری ها مشخص می گرداند. رویکرد مناسب در مدل سازی سازه های مصالح بنایی کوچک مقیاس، مدل سازی هر دو جزء بلوک و ملات به صورت جداگانه می باشد (تکنیک مدل سازی میکرو)، و از آنجایی که شکست در این نوع سازه ها تا حدود زیادی به شکست بندهای ملات مربوط می گردد، مدل سازی مناسب رفتار درزه های ملات، نقش بسیار مهمی در دقت نتایج به دست آمده خواهد داشت. روش عددی مورد استفاده در تکنیک مدل سازی میکرو در این تحقیق، روش اجزاء مجزا (با در نظر گرفتن رفتار الاستوپلاستیک بلوک های آجر) می باشد که برای تحلیل ساختمان هایی متشکل از قطعات مجزا نظیر آجر که بخش اعظم تغییر شکل های آن ها ناشی از حرکات بین قطعات است، بسیار مناسب می باشد. به منظور بررسی اثر نحوه قرار گیری آجرها در رفتار اجزاء باربر آجری، الگوهای مختلف و متعارف آجرکاری (به سبک ضربی، رومی، خفته-راسته و حصیری) در قالب پانل هایی مسطح تحت بارگذاری های فشاری و برشی قرار داده شده است. مکانیزم های گسیختگی و نحوه گسترش ترک در آن ها، همچنین ماکزیمم تنش برشی قابل تحمل پانل ها در تنش های فشاری مختلف، نمودارهای نیرو-تغییر مکان، و مقایسه کمی پوش گسیختگی آجرکاری ها از جمله نتایج مهمی هستند که در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است. مدل-های رفتاری به کار رفته برای آجر و ملات به ترتیب مدل های پلاستیسیته موهر-کولمب و لغزش کولمب می باشند. جهت بررسی صحت عملکرد مدل های به کار رفته در تحقیق حاضر، مثال هایی از آنالیز دیوارهای غیر مسلح بنایی تحت بارگذاری قائم و بارگذاری جانبی یکنواخت انتخاب گشته و نتایج تحلیل به روش اجزاء مجزا با نتایج آزمایشگاهی و نتایج مدل سازی های عددی دیگر، مورد مقایسه قرار گرفته است. با توجه به تداوم و گرایش به استفاده از ساختارهای سنتی، شناخت به دست آمده از رفتار آجرکاری ها می تواند دیدگاه بهتری در به کارگیری انواع آجرکاری ها با توجه به جهت اعمال بار در قسمت های مختلف بنا، برای سازندگان ایجاد نماید. با توجه به رفتار مناسب آجرکاری ضربی در باربری قائم در شرایط محصور شده و رفتار برشی مناسب آجرکاری رومی، اجرای ترکیبی این دو سبک می تواند عملکرد اجزاء باربر را بهبود بخشد. همچنین با توجه به ظرفیت باربری بالای آجرکاری حصیری واستهلاک قابل توجه انرژی در آن در شرایط محصور شده، این سبک از اجرا می تواند در ساخت ترکیبی اجزاء باربر از مصالح بنایی سنتی به کار گرفته شود و در بهبود عملکرد اجزاء باربر، موثر واقع گردد.