تحقیقات نشان داده است مقاومت خمشی کم بتن های با مقاومت بالا را می توان با افزودن الیاف فولادی جبران کرد. از طرف دیگر یکی از مشکلات مهم زیست محیطی، جمع شدن مقدار زیادی تراشه های فولادی در قطب های صنعتی کشور است. در این مطالعه از تراشه های مارپیچ فولاد بازیافتی به عنوان الیاف فولادی برای مسلح کردن بتن استفاده شده است و خواص بتن با افزودن تراشه ها مورد بررسی قرار گرفته است. خواص اصلی بتن که در این مطالعه مورد مطالعه قرار گرفته اند شامل اسلامپ بتن تازه، چگالی، مقاومت فشاری و خمشی بتن سخت شده می باشد. تراشه های فولادی بر اساس شکل به سه دسته تقسیم شدند. آزمایشات نیز در سه گروه بر اساس درصد تراشه ها انجام شد. نتایج آزمایشات نشان داد که هرگونه افزایش در مقدار تراشه ها باعث افزایش چگالی و کاهش اسلامپ بتن می گردد. اما نتایج رفتار متفاوتی را برای مقاومت فشاری و خمشی بتن با تراشه نشان داد

با توجه به تخریب تعداد زیادی از مخازن هوایی تحت زلزله های اخیر، بررسی رفتار مخازن در هنگام وقوع زلزله از اهمیت بالایی برخوردار است. در مطالعه پیش رو مخازن هوایی بتنی استوانه ای با پایه شافت بتنی به کمک نرم افزار ansys12 مدل سازی گردیده اند. آنالیز تاریخچه زمانی بر اساس شتابنگاشت مربوط به زلزله طبس بر روی مدل های ساخته شده انجام گرفته است تا بدین وسیله مجموعه داده های کافی جهت آموزش شبکه عصبی مصنوعی مصنوعی فراهم گردد. سپس از شبکه عصبی برای تخمین پارامترهای مهم در طراحی مخازن هوایی نظیر نیروی برش پایه، لنگر خمشی پایه و جابجایی جانبی بالای مخزن استفاده گردیده است. چندین شبکه عصبی پس انتشار با توابع انتقال مختلف، تعداد لایه های مخفی با نرون های متفاوت، آموزش داده شده اند. علاوه بر این، الگوریتم های آموزشی مختلفی مورد مطالعه قرار گرفته اند. در نهایت با مقایسه شبکه ها، کاراترین شبکه که بهترین پاسخ های دینامیکی را به دست می دهد معرفی می گردد. نتایج نشان می دهد که شبکه عصبی مصنوعی پیشنهادی می تواند تقریب نسبتاً دقیقی از پارامترهای اساسی طراحی مخازن هوایی آب، با هزینه های محاسباتی کمتر در مقایسه با روش های آنالیز بر پایه اجزاء محدود، ارائه نماید.

از آنجا که شهر شیراز از نظر خطر زمین لرزه در یک منطقه با خطر نسبی زیاد قرار دارد، لذا شناخت عوامل لرزه ای منطقه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این آسیب پذیری برای هر یک از شریان های حیاتی آن شهر نیز مصداق دارد. چرا که سازه های بنیادی به طور عمده شامل شریانهای حیاتی میشوند که مردم خدمات زیادی را از این شریان ها دریافت می نمایند. یکی از انواع شریان های حیاتی سیستم شبکه خطوط لوله گاز است. یک سیستم شبکه خطوط لوله متشکل ازسازه های زیرزمینی و روزمینی به شکل زنجیره ای به هم پیوسته هستند و در منطقه وسیعی گسترده شده اند. بنابراین نسبت به سازه های با وسعت کم احتمال آسیب پذیری لرزه ای متفاوتی دارند. زلزله های ( michoac?n1985,loma prieta1989 ,northridge1994,kobe1995 and kocaeli1999) ثابت کرد که شریان های حیاتی و خطوط شبکه لوله آسیب پذیر بوده و خسارات و زیان های اقتصادی آنها بصورت درازمدت و کوتاه مدت قابل اهمیت می باشد. سیستم گازشهری شهر شیراز شامل خطوط لوله اصلی توزیع 250 ( با فشار متوسط )، خطوط لوله توزیع 60 پوند (با فشار ضعیف)، اتاق های فشار شکن (drs) و تأسیسات گازرسانی به منازل مانند علمک و شیرهای پیاده رو می باشد. در این تحقیق جهت تعیین میزان مقاومت تأسیسات ناحیه ای از سیستم گازرسانی شهر شیراز در مقابل زلزله، رفتار این شبکه تحت مودهای مختلف آسیب مورد ارزیابی قرار می گیرد. مودهای مختلف آسیب که تأسیسات شبکه گاز را تهدید می کند شامل اثرات ناشی از امواج زلزله، جابجائی گسل، نشست ناشی از روانگرایی و زمین لغزش می باشد. هم چنین حالات مختلف آسیب شامل آسیب عمده، آسیب متوسط و آسیب جزئی می باشد. در این تحقیق آسیب پذیری ناحیه ای از شبکه گاز شهری شیراز با استفاده از نمودارهای شکست و برپایه تئوری احتمالات (probabilistic) بدست آمده است. وضعیت لرزه زمین ساخت منطقه و تحلیل خطر پذیری لرزه ای ناحیه ی مورد مطالعه بصورت مفصل بررسی و پارامترهای جنبش زمین بدست آمده است. پس از شبکه بندی و پردازش اطلاعات ژئوتکنیکی و لرزه ای مورد نیاز در محیط برنامهarc gis آسیب پذیری لرزه ای لوله های 250 و 60 پوند، ایستگاه های tbs و لوله های علمک بدست آمد. نتایج بدست آمده از ناحیه ی مورد مطالعه حاکی از این است که بطور کلی لوله های 250پوند و ایستگاه هایtbs در حالت آسیب جزئی هستند و لوله های 60 پوند و لوله های علمک در حالت آسیب متوسط و عمده قرار دارند.

از ساده ترین و سریع ترین راه های بررسی آسیب پذیری ساختمان ها در برابر زلزله، اندازه گیری ریزلرزه های رسیده از لایه های داخلی زمین به سطح خاک و ساختمان است اندازه گیری این ریز لرزه ها تعیین پریود طبیعی خاک و سازه را میسر می سازد. از طرف دیگر محاسبه ی نسبت میرایی از مهمترین مشخصات دینامیکی خاک و سازه در مطالعات لرزه ای است که با توجه به عدم امکان محاسبه ی مستقیم این مشخصه توسط نرم افزارهای مدلسازی و دشواری تخمین آن با استفاده از روش های معمول آزمایشگاهی، معمولاً به عنوان مقدار ثابتی در محاسبات در نظر گرفته می شود. از کاربرد اندازه گیری ریزلرزه ها و روش نسبت طیفی محاسبه ی نسبت میرایی سازه است. در این پایان نامه ابتدابه منظور بررسی دقت برداشت داده ها به تعیین فرکانس غالب ساختمانی دو طبقه و مقایسه نتایج با داده های حاصل از مدلسازی ساختمان در نرم افزار پرداخته شد. در ادامه با بهره گیری از روش نسبت طیفی، در مورد دو ساختمان که دارای معماری و سازه اولیه کاملاً یکسان بوده و در یک بستر خاک قرار گرفته اند، با این تفاوت که در مورد یکی بهسازی صورت پذیرفته و دیگری بدون تغییر مورد استفاده قرار گرفته است، به بررسی تغییرات در فرکانس طبیعی سازه و میرایی در اثر بهسازی پرداخته شده است. محاسبه ی شاخص آسیب پذیری ساختمان ها و مقایسه ی تاثیرات بهسازی در شاخص آسیب پذیری از کارهای انجام شده در این پایان نامه است. جهت بررسی رخ داد پدیده ی تشدید به مطالعه ی دو ساختمان روستایی پرداخته شده است. بدین منظور دو ساختمان در مجاورت هم که به یکی از آنها در اثر زلزله آسیب جدی وارد شده و دیگری بدون ترک و آسیب جدی باقی مانده است، مورد بررسی قرار گرفته اند. بررسی های انجام گرفته در این پایان نامه نشان داد که اندازه گیری ریزلرزه ها روشی سریع برای برآورد پارامترهای دینامیکی سازه است، که می تواند در مورد بررسی شاخص آسیب پذیری ساختمان مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از این روش در مورد ساختمان های تاریخی می تواند راهگشای بسیاری از مشکلات در محاسبه پارامتر های دینامیکی باشد.

یکی از روش های نسبتاً دقیق از آزمایش غیر مخرب جهت برآورد مقاومت فشاربی بتن، آزمایش سرعت امواج فراصوت می باشد. در این پایان نامه با استفاده از این روش، مقاومت فشاری بتن های سبکدانه مورد ارزیابی قرار گرفته است. پارامترهای موثر بر روی سرعت انتقال مستقیم و غیر مستقیم امواج فراصوت بررسی گردیده است. با ساخت100 نمونه آزمایشگاهی از سه نوع بتن سبکدانه و انجام آزمایش فراصوت و نیز بدست آوردن مقاومت فشاری با استفاده از جک فشار بتن برای 75 نمونه بتن 28 روزه، روابطی در هوش مصنوعی ارائه گردیده است. برای 25 نمونه دیگر صحت این روابط آزمایش شد و میزان ضریب همبستگی روابط بدست آمد. همچنین برای انواع بتن های سبکدانه ساخته شده، به صورت جداگانه، برای سرعت مستقیم انتقال امواج فراصوت، به روش کمترین مجموع مربعات روابطی جهت برآورد مقاومت فشاری برازش شد. در این راستا جهت برآورد مقاومت فشاری، روش برنامه نویسی توصیف ژن دقت بیشتری را نسبت به روش کمترین مجموع مربعات نشان داد. همچنین با مقایسه ی ضریب همبستگی روابط بدست آمده برای تعیین مقاومت فشاری بتن سبکدانه ساخته شده از پوکه صنعتی، مشخص شد که استفاده از پارامتر سرعت انتقال غیر مستقیم امواج در پیش بینی مقاومت فشاری این نوع بتن منجر به نتایجی با دقت بالاتر می شود. این درحالی است که برای انواع دیگر بتن، سرعت انتقال مستقیم برآورد دقیق تری را برای مقاومت فشاری بدست می دهد. جهت پیش بینی سرعت امواج فراصوت با توجه به نسبت اختلاط بتن سبکدانه، از آنجا که میزان ضریب همبستگی رابطه ی به دست آمده برای برآورد سرعت انتقال مستقیم امواج فراصوت تا حد زیادی بیشتر از ضریب همبستگی رابطه ی پیدا شده برای برآورد سرعت انتقال غیر مستقیم این امواج بود، معلوم شد که وابستگی خصوصیات بتن سبکدانه به سرعت مستقیم خیلی بیشتر از وابستگی آن به سرعت غیر مستقیم می باشد.

همراه با صنعتی شدن و توسعه دنیای مدرن، تقاضا برای استفاده از سازه های با دهانه های آزاد زیاد، افزایش یافته است. در بسیاری از این گونه پروژه های بزرگ عمرانی، مهندسین طراح مجبور به استفاده از سازه های مفصلی مانند سازه های فضاکار و سازه های خرپایی هستند. بهینه سازی این گونه سازه ها به دلیل حجم بسیار زیاد مصالح مصرفی و همچنین هزینه تمام شده زیاد آن ها، از اهمیت بسزایی برخوردار است. از طرف دیگر بهینه سازی سازه ها ی خرپایی به دلیل درجه نامعینی زیاد آن ها و کندی ذاتی روش های بهینه یابی کاری بسیار پیچیده و وقت گیر می باشد. در این تحقیق سعی بر ارائه راهکار های جدیدی برای افزایش سرعت، کارایی و دقت روش های موجود در بهینه سازی سازه های مفصلی شده است. در ابتدا با انجام اصلاحاتی بر روی الگوریتم کرم شب تاب یک الگوریتم بهینه سازی جدید به نام الگوریتم کرم شب تاب سریع (afa )ارائه شده است. این الگوریتم از سرعت و کارایی بالایی نسبت به سایر الگوریتم های تکاملی برخوردار است. در بخش دیگر این پایان نامه یک روش جدید به نام روش انتقال به مرز( ms) ارائه شده است. این روش در حل مسائل بهینه سازی مقید کاربرد دارد و از دقت و سرعت بسیار بالایی برخوردار است، به گونه ای که جواب های بهینه نهایی بدست آمده از این روش به طور صد در صد قیود مسئله را ارضا می کنند. برای ارزیابی صحت روش های ابداعی در این پایان نامه، طیف گسترده ای از انواع مسائل بهینه سازی سازه های خرپایی، با استفاده از این روش ها مورد تحلیل قرار گرفته اند. مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج ارائه شده توسط سایر محققین، بیان گر دقت و سرعت بسیار خوب روش های پیشنهادی در این تحقیق می باشد. در انتها یک پل خرپایی قوسی با دهانه آزاد به طول تقریباً 200 متر تحت اثر بارهای دینامیکی و با انجام آنالیز تاریخچه زمانی یک بار بدون در نظر گرفتن اثر تحریک چند تکیه گاهی و یک بار با در نظر گرفتن اثر تحریک چند تکیه گاهی طراحی بهینه شده است.

خرابی پیشرونده با حذف ظرفیت باربری موضعی قسمت کوچکی از سازه شروع می شود و در ادامه، خرابی هایی در عناصر سازه به وجود می آید که به طور مستقیم تحت تاثیر رخداد موضعی اولیه نمی باشند. این خرابی های متوالی ممکن است در کل سازه یا سطح وسیعی از آن گسترش پیدا کند. در سازه های فولادی، کارکرد سیستم به طور عمده وابسته به رفتار و مقاومت اتصالات است، بنابراین جزئیات و نحوه اجراء اتصالات، اهمیت زیادی در رفتار سازه دارد. مقاومت اتصالات در برابر خرابی ستون و در دوران های خیلی زیاد باعث به وجود آمدن نیروی کششی و ایجاد اندرکنش نیروی محوری- لنگر خمشی در تیر می شود. این پدیده عملکرد زنجیروار نامیده می شود. در این پایان نامه، عملکرد اتصالات فولادی در پدیده خرابی پیشرونده مطالعه شده و تاثیر پیکر بندی و مقاوم سازی آنها در افزایش مقاومت و ظرفیت دورانی مورد بررسی قرار گرفته است . برای انجام این کار، نمونه اتصالات با نرم افزار اجزای محدود abaqus شبیه سازی و بررسی شده اند. برای راستی آزمایی نتایج حاصل از تحلیل عددی با نتایج آزمایشگاهی، پاسخ سه نمونه اتصال پیچی نبشی جان، نبشی بالا و پایین به همراه نبشی جان و اتصال نیمه صلب ورق انتهایی غیر ممتد، مقایسه شده و درستی آن به اثبات رسیده است. در این پایان نامه، رفتار کلی سیستم از جمله میزان چرخش تیر و جابجایی عمودی ستون و همچنین نیرو های محوری ایجاد شده در تیر و ستون و نتایج جزیی مانند نحوه توزیع و گسترش تنش و کرنش در تیر و ستون برای برآورد میزان خسارت به آن ها و همچنین مدهای گسیختگی اتصالات مورد بررسی قرار گرفته است. در مراحل بعدی اثر تغییر پیکر بندی و همچنین تقویت اتصالات نسبت به نمونه اولیه سنجیده شده است. نتایج این بررسی ها نشان می دهند که تقویت جان تیر ها در اتصالات مفصلی تاثیر زیادی در مقاومت اتصال دارد و خسارت وارده به جان تیر کاهش می یابد، اتصال پیچی عملکرد بهتری در برابر حذف ستون نسبت به اتصال جوشی دارد. استفاده از ورق های سخت کننده بسته به محل قرارگیری و تعداد آن در اتصال نبشی جان، می تواند مقاومت و ظرفیت دورانی اتصال را افزایش یا کاهش دهد. همچنین در اتصال ورق انتهایی غیر ممتد، دور کردن ریف پیچ ها از جان تیر و نزدیک کردن آن ها به مرکز اتصال، مقاومت در برابر بار ستون و ظرفیت دورانی اتصال را افزایش می دهد. افزایش ضخامت ورق انتهایی، مقاومت و ظرفیت دورانی اتصال را کاهش می دهد.

رخداد خرابی در بعضی از سیستم های مهندسی عمران مانند سازه ها (از قبیل خرپاها و قاب ها)، شبکه های شریانی زیرزمینی (از قبیل شبکه های آب،گاز) و غیره، معمولا با یک معادله منطقی پیچیده و یا ترکیبی از رخدادهای خرابی چندگانه بیان می شود. علیرغم حصول پیشرفت هایی در تئوری نظریه تجزیه و تحلیل قابلیت اعتماد برای سیستم های مهندسی با اجزای منفرد یا دارای یک المان خرابی، کماکان ارزیابی قابلیت اعتماد سیستم های پیچیده و یا سیستم هایی که دارای مولفه های خرابی زیاد می باشند، امری دشوار است. در حالتی که رخدادهای سیستم به صورت مرکب تعریف شده باشد یا سیستم دارای مولفه های زیادی باشد و یا اینکه مولفه ها از نظر آماری، به خاطر وجود تاثیرات مشترک، به هم وابسته باشند محاسبات قابلیت اعتماد سیستم بسیار پیچیده می گردد. برای غلبه بر چنین چالش هایی اخیرا روش قابلیت اعتماد بر اساس ماتریس ها (msr) و روش ترکیب متوالی(scm ) ارائه شده اند. برخلاف روش های موجود آنالیز قابلیت اعتماد، روش های msr و scm در هر نوع سیستمی اعم از سری، موازی و مرکب بکار می روند و حتی توانایی در نظر گرفتن وابستگی بین پارامترها را نیز دارا می باشند. روش ترکیب متوالی میتواند برای سیستم هایی که تعداد مولفه های آنها بسیار زیاد است، بکار رود، بدون اینکه به هزینه و زمان محاسبات اضافه نماید. از آنجایی که این روشها در تعداد معدودی از سیستم های مهندسی بکار رفته اند، در این پایان نامه ضمن تشریح این روشها، با بکارگیری این روشها در نمونه هائی از سیستم های سازه ای، برتری آنها نسبت به سایر روشهای موجود آنالیز قابلیت اعتماد، نشان داده شده است، که نتایج نشان از سرعت و دقت بالای این روش در محاسبه قابلیت اعتماد سیستم های سازه ای، نسبت به سایر روشهای موجود می باشد.

پس از مشخص شده اهمیت موضوع خرابی پیشرونده و تبعات فاجعه آمیزی که می تواند به بار آورد، مطالعات از شبیه سازی نمونه اولیه سازه و بررسی گسترش زوال موضعی به بخش وسیعی از سازه، به آزمایش عناصر سازه ای در جلوگیری از انتقال خرابی موضعی از عضوی به عضو دیگر تغییر موضع دادند و پیشرفت نمودند. مطالعات تحلیلی توسط گروه های تحقیقاتی در شرکت ها یا موسسات مختلفی که دست اندر کار تهیه آیین نامه های سازه ای در مورد خرابی پیشرونده بودند با ساختار دو یا سه بعدی انجام گرفته شد تا اینکه طبیعت این پدیده آشکار گردد و به راه هایی برای مهار آن دست یابند. تعدادی از این تحلیل ها به شناختن ضعیف ترین مسیر فروریزش محتمل در اسکلت سازه های بتنی و فلزی پرداختند و به نظر محققان، اصلی ترین راه برخورد با این پدیده، تقویت مسیر محتمل گسترش خرابی در سازه بود که به طبع شایان ذکر است نمی توان با قاطعیت در مورد این مسیر گسترش خرابی اظهار نظر نمود و از طرف دیگر نسبت به یگانه بودن این مسیر نیز نمی توان اطمینان داشت و در حقیقت این موضوع به دلیل ماهییت خرابی پیشرونده می باشد که ممکن است از چند مسیر مختلف خرابی موضعی در سازه گسترش یابد.