امروزه استفاده از پلیمرهای مسلح شده با الیاف (frp)، یکی از پرکاربردترین روش های مقاوم سازی اعضای بتن مسلح از جمله ستون ها می باشد. در اعضای فشاری لایه های frp به دور ستون ها پیچیده شده و از طریق محصورکنندگیِ بتن، سبب افزایش مقاومت محوری آن هامی گردد. اهتمام اصلی در این پایان نامه، مدل سازی رفتار غیرخطّیِ بتن محصورشده با استفاده از نرم-افزار ansys می باشد. به منظور مدل سازی رفتار غیرخطّیِ بتن، از معیار تسلیمِ دراکرـ پراگر که همان معیار بهبود یافت? موهرـ کولمب است، استفاده شده است. صحت مدل های ارائه شده بر مبنای نتایج حاصل از آزمایشات انجام شده توسط سایر محققین مورد تأیید قرار گرفته است. در این تحقیق ابتدا بهبود اثر محصورکنندگی دورپیچ frp بر ستون های بتن مسلح مستطیلی توسط اصلاح سطح مقطع ستون مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش مقاوم سازیِ ستون، قبل از اقدام به دورپیچ کردن ستون، سطح مقطع آن توسط اجرای پوششی بتنی به اشکال دایروی و یا بیضوی اصلاح شده و سپس اقدام به دورپیچ کردن آن می شود. این کار سبب توزیعِ یکنواخت-تر فشار محصورکنندگیِ دورپیچ frp می شود. نتایج نشان می دهد که تأثیر اصلاح سطح مقطع ستون از کارآمدترین و اقتصادی ترین روش های افزایش اثر محصورکنندگی است. البته محدودیّت-های معماری، کاربرد این روش را محدود می کند. پس از آن تأثیر اعمال بار با خروج از مرکزی در ظرفیت باربری ستون های بتن مسلح مستطیلی مورد بررسی قرار گرفت. در ادام? این بررسی، دیاگرام اندرکنش بارـ ممان ستون ها به دست آمده از اجزای محدود با دیاگرام های پیشنهادیِ aci 440.2r-08 مقایسه شده است. نتایج حاصل از مدل ها حاکی از آن است که با اعمال خروج از مرکزیّتی هر چند ناچیز، ظرفیت باربری ستون محصورشده به شدّت کاهش می یابد. با افزایش خروج از مرکزی از کارایی محصورکنندگی کاسته شده؛ به طوری که در ناحی? کنترل کشش به خصوص نقط? خمش خالص، محصورشدگی ستون بسیار بسیار کم می شود. هم چنین مقایس? دیاگرام های حاصل از مدل سازیِ اجزای محدود و پیشنهادیِ aci 440.2r-08 نشان می دهد که در ناحی? کنترل فشار، نتایج aci محافظه کارانه بوده؛ با این وجود نتایج ویرایش 2008 این راهنمای طرّاحی، نسبت به ویرایش 2002 آن بسیار واقع گرایانه تر شده است.

اخیراً روش جدیدی به منظور تقویت سازه های بتن مسلح به کمک مصالح frp به نام «نصب frp در نزدیکی سطح» یا «nsm-frp »، مطرح شده است. در این روش نوار یا آرماتور frp در شیارهایی که در بتن پوشش خاموت ها ایجاد می شود قرار گرفته و با رزین اپوکسی به سطح بتن متصل می شود و از جداشدگی زود هنگام frp، که استفاده از ظرفیت frp را شدیداً محدود می کند، تا حدودی احتراز می شود. تحقیق حاضر به مطالعه تیرهای بتن مسلح مقاوم سازی شده در برش با مصالح frp و به روش نصب در نزدیک سطح می پردازد. مطالعات در سه بخش آزمایشگاهی، تحلیلی و عددی انجام شده است. مطالعه آزمایشگاهی به بررسی تأثیر مقاوم سازی برشی تیرهای بتن مسلح به کمک روش نصب در نزدیک سطح با استفاده از میله های ساخته شده از صفحات الیاف کربن به نام mmfrp می پردازد. در راستای ایجاد تأخیر در شروع جداشدگی میله از تیر، مهار انتهایی جدیدی برای آن ها پیشنهاد شده و مورد آزمایش قرار می گیرد. نتایج آزمایش های انجام شده بر روی شش عدد تیر بتن مسلح دو سر ساده با مقطع مستطیل شکل که در برش مقاوم سازی شده اند، ارائه شده و مورد بحث وبررسی قرار می گیرد. نتایج آزمایش ها حاکی از کارآمدی میله ها و مهارهای پیشنهادی بوده است، به طوری که افزایش ظرفیت باربری نمونه های مقاوم سازی شده در برش با استفاده از روش پیشنهادی، بین 25 تا 48 درصد نسبت به نمونه مرجع به دست آمده است و در نتیجه استفاده از مهارهای انتهایی پیشنهادی، انرژی جذب شده توسط نمونه ها افزایش چشم گیری نشان داده است.

در بخشی از مسیر احداث قطعه شرقی- غربی تونل خط 7 متروی تهران، ماشین حفاری با فاصله 25/2 متر از بالای تونل انتقال پساب ابوذر عبور می¬کند. در مطالعه حاضر، جهت بررسی اندرکنش بین دو تونل از نرم¬افزار flac 3d استفاده شده است. نتایج حاصل از مدلسازی نشان می¬دهد که بعد از حفاری تونل مترو، سیستم نگهداری تونل ابوذر به دلیل افزایش زون پلاستیک و آزاد سازی تنش به سمت بالا جابجا خواهد شد. در این جابجایی تاج تونل ابوذر به میزان 3/7 میلی¬متر و کف تونل 6/6 میلی¬متر به سمت بالا تغییر مکان خواهد داد. این جابجایی سبب ایجاد نیروهای کششی داخلی در تاج تونل به میزان 1266 کیلو نیوتن خواهد شد که بیش از مقادیر مجاز طراحی شده در پوشش بتنی تونل ابوذر است. از این رو باید راهکارهایی جهت کاهش اندرکنش بین دو تونل اندیشده شود. راهکارهای پیشنهادی عبارتند از کنترل فشار سینه¬کار، فشار تزریق پشت پوشش بتنی و اضافه حفاری تونل مترو و بهسازی خاک بین دو تونل می¬باشد. در مدلسازی انجام شده مشخص شد که با افزایش فشار سینه¬کار و فشار تزریق پشت پوشش بتنی تونل مترو از نیروی کششی ایجاد شده در تاج تونل که باعث ناپایداری سیستم نگهداری می¬شود کاسته خواهد شد، ولی این تغییرات با افزایش فشار سینه¬کار در مقایسه با افزایش فشار تزریق پشت پوشش بتنی کمتر خواهد بود. در بررسی اضافه حفاری مشخص شد که با افزایش اضافه حفاری تونل مترو با توجه به افزایش همگرایی خاک اطراف تونل به مقدار نیروی کششی ایجاد شده در تاج تونل افزوده خواهد شد. برای بررسی تاثیر بهسازی خاک مابین دو تونل بر اندرکنش آنها دو مدل ساخته شده است، در حالت اول خاک مابین دو تونل تا دیواره¬های تونل ابوذر و در حالت دوم تمامی خاک اطراف تونل ابوذر بهسازی شده است. نتایج حاصل از مدلسازی نشان می¬دهد که تغییرات نیروهای محوری و لنگرهای خمشی در هر دو حالت تقریبا یکسان است. همچنین مشخص شد که با بهسازی خاک مابین دو تونل نیروی کششی ایجاد شده در تاج تونل ابوذر از 1266 کیلو نیوتن به 840 کیلو نیوتن کاهش خواهد یافت.

آنالیز دینامیکی سازه ها به منظور بررســی رفتار وپاسخ سازها در برابر بار هایی که ماهیت دینامیکـی دارند انجام می شودکه از جملــــه مهمتــرین این بارها،بار وارد بر سازه هنگام زلزلــه می باشد. این تحلیل به دو روش طیـفی و تاریخچـه زمانی قابــل انجام می باشد . در روش طیفی پاسـخ حــداکثر ســازه محاسبه می شود،اما در روش تاریخــچه ی زمانـــی پاسـخ کامل سازه در زمانهای مختـــلف تعیـین مــی گردد. هرچندروش دوم دقیق تر می باشد ولی زمان بر بودن این تحلیل دینامیکـی عملا استفــاده از آن را به سازه های خـاص محدود کرده است.در این پایان نامه با فیلتـر کردن موج زلـزله و تفکیک مولفـه هـای حاوی فرکانـس بالا و پاییـن و انتخاب مولفه های حاوی فرکانـس پاییـــن که انرژی بیشتری دارند ،تحلیل سازه برای این مولفه از موج زلزله انجام می شود و زمان آنالیز دینامیکـی کاهش داده می شود.فیلتر کردن به کمک توابع پایه موجک انجام می شودودر هر مرحــله تعداد داده هانصف می شود.پس از آنکه آنالیز دینامیکی برای مولفه حاوی کمترین فرکانسها انجام شدو پاســـخ سازه بدست آمد،بر روی این پاسخ به تعداد مراحل فیلترینگ،تبدیل معکوس موجکی اعمال می شود تا بتوان این پاسخ را با پاسخ سازه در برابر زلزله اصلی مقایسه کرد. مشاهده شد که با دو بـار فیلتــر کردن موج اصلــی زلزله و انجام آنالیــز برای آخـرین مولفه پایین گذر ، با دقت کافی زمــان آنالیـز دینامیکی به یک چهارم حالت اولیه کاهش می یابد. درتجزیه موج اصلی از موجک دابچیز استفاده شد و به منظور مقایسه،این عمل با موجک هار نیز انجام شد ونشان داده شد که تجزیه به کمک موجـک دابچیز معمولا منـجر به خطایی کمتر در نتایج آنالیـز می شود.همچـنین آنالیز برای مولفه های فرکانس بالا نیز انجام شد وبابررســی نتایج مشاهده شد که انجام آنالیز برای این قسمت از مولفه های موج اصلی منجر به خطایی غیر قابل قبول می شود