قاب های دارای میانقاب مصالح بنایی، از جمله عناصری هستند که در اکثر سازه های سنتی و مدرن موجود در نقاط مختلف جهان، کاربرد دارند. تحقیقات نشان داده است که این قاب ها فارغ از نحوه طبقه بندی در رده المان های سازه ای و یا غیرسازه ای، نقش موثری در تعیین رفتار سازه ها در برابر زلزله دارند. گستره پژوهش های انجام شده در این زمینه، جنبه های مختلفی از رفتار این قاب ها را مورد بررسی قرار داده است. و هنوز تلاش های زیادی برای گشودن جنبه های ابهام رفتار آنها صورت می گیرد. از آنجا که به لحاظ معماری ممکن است استفاده از بازشو در میانقاب الزامی باشد، لازم است آگاهی بیشتری نسبت به رفتار اینگونه سازه ها تحت اثر بازشو، بدست آید. لذا در این تحقیق با استفاده از نرم افزار abaqus مطالعاتی به صورت تحلیلی، در رابطه با تاثیر بازشو و کلاف بندی اطراف آن در رفتار لرزه ای قاب های فولادی با میانقاب مصالح بنایی انجام شده است. به طور کلی مدل سازی اجزای محدود مصالح بنایی به دو روش ریزمدل سازی (میکرو) و درشت مدل سازی (ماکرو) انجام می شود. روش ریزمدل سازی اگرچه دارای دقت بیشتری است ولی به دلیل پیچیدگی و انجام محاسبات بسیار زیاد، زمان بر و پر هزینه می باشد، لذا در این تحقیق از روش درشت مدل سازی استفاده شده است. برای اطمینان از صحت مدل سازی های انجام شده، یک نمونه آزمایشگاهی که توسط داو و همکاران در سال 1989 در دانشگاه نیوبرانزویک انجام شده است، به دو روش ماکرو و میکرو مورد مدل سازی قرار گرفت و تطابق قابل قبولی بین نتایج حاصل گردید. در این تحقیق برای بررسی دقیق رفتار قاب فولادی با میانقاب مصالح بنایی تحت اثر بازشوهای مختلف به مدل سازی و تحلیل چندین قاب فولادی با و بدون بازشو تحت بارگذاری چرخه ای پرداخته شده است. مدل های مورد مطالعه در حالت های با ابعاد بازشو متفاوت و موقعیت و شکل یکسان، و همچنین مدل های با موقعیت بازشو متفاوت و ابعاد و شکل یکسان، و مدل های با نسبت بازشو و ابعاد و شکل متفاوت و موقیت نامنظم، طراحی شده اند. و در نهایت تاثیر کلاف بندی اطراف مدل های مورد مطالعه، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که وجود بازشو سبب کاهش سختی و مقاومت قاب مرکب شده و افزایش ابعاد بازشو از مقدار توصیه شده در ? آیین نامه، باعث افت شدیدتری در مقاومت سازه می گردد. تغییر موقعیت بازشو از مرکز به سمت کناره های قاب باعث کاهش مقاومت و سختی سازه می شود. و بهترین محل برای بازشو، مرکز میانقاب است. همچنین تغییر شکل بازشو از نوع پنجره به نوع درگاهی (افزایش ابعاد بازشو در راستای قائم)، و همچنین نامنظمی در موقعیت آنها سبب افت شدید مقاومت و سختی سازه می شود. تاثیر کلاف بندی اطراف بازشو بر نمونه ها بسیار مشهود و حائز اهمیت است. به گونه ای که در تمامی مدل ها با استفاده از کلاف بندی فولادی اطراف بازشو، میزان جابه جایی کاهش یافته و میزان مقاومت و سختی کل سازه در مقایسه با مدل بدون کلاف فولادی، افزایش یافته است.

امروزه بزرگترین چالشی که در امر طراحی سازه ها و ساختمان سازی مطرح است، بحث های مربوط به زلزله می باشد. این رویداد طبیعی هر ساله در بسیاری از مناطق دنیا رخ می دهد و جان بسیاری از انسان ها را می گیرد. تنها فعالیتی که انسان ها برای نجات جان خود در برابر این پدیده می توانند انجام دهند ایمن سازی است. مهمترین فعالیت در جهت ایمن ماندن در برابر این پدیده داشتن سرپناهی است که بتواند ایمنی انسان ها را در برابر این رویداد بزرگ تضمین کند. ایمنی ساختمان ها تنها به نوع ساخت و استفاده از مصالح مختلف و مرغوب بستگی ندارد، بلکه سبک سازی و جایگزینی مصالحی که ساختمان را سبک می کند، از مهمترین موارد در زمینه ایمن سازی محسوب می شود. با توجه به این موارد می توان نتیجه گرفت که احداث یک سازه سبک، مقاوم، مستحکم و ایمن در برابر زلزله در مدت زمانی کوتاه و با کمترین هزینه و نیروی انسانی نیاز اصلی انسان در حال حاضر برای زندگی است و پیشبرد و تعالی این امر می تواند هدف مهمی باشد که هر فرد جهت تحقق آن تلاش کند و یافتن بهترین شرایط و مطمئن ترین حالت برای آن کار بسیار بزرگی است. سیستم سازه ای قاب سبک فولادی (lsf) یکی از سیستم های نوین در ساختمان سازی می باشد که به دلیل مزایای فراوان از جمله سازگاری با محیط زیست، اقتصادی بودن، سرعت بالای اجراء و از همه مهمتر وزن کم در بسیاری از کشورهای جهان مورد استفاده قرار گرفته است. سازه های lsf از مقاطع فولادی سرد نورد (cfs)ها تشکیل می شوند. وزن کم این سازه ها موجب می شود که سازه در زمان وقوع زلزله عملکرد بهتری داشته باشد و با کمترشدن برش پایه سازه، نیروی کمتری به آن وارد شود. به منظور بهبود عملکرد لرزه ای این سازه ها از سیستم های مقاوم جانبی مختلفی استفاده می شود. مهمترین سیستم های مقاوم جانبی در سازه های lsf سیستم دیوار برشی فولادی و سیستم مهاربندی می باشند که هر کدام مزایای خاص خود را دارند. در این پایان نامه با بررسی این دو سیستم و مقایسه آن ها سیستم مهار جانبی برتر از لحاظ مقاومت برشی در سازه های lsf تعیین می گردد. به این منظور یک نمونه آزمایشگاهی از هرکدام یک از این سیستم ها توسط نرم افزار المان محدود abaqus مدل سازی شده و پس از صحت سنجی نمونه های بررسی شده دو نمونه یکسان که یکی مجهز با دیوار برشی فولادی و دیگری مجهز به مهاربندی باشد مدل سازی گردیده و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. در انتها با بررسی و مقایسه نتایج بدست آمده برتری سیستم دیوار برشی فولادی بر سیستم مهاربندی از لحاظ مقاومت برشی مشخص می گردد.

پژوهش جاری به بررسی رفتار کف ستون¬ها در سازه¬های فولادی موجود تحت بارگذاری جانبی و تقویت آن¬ها، با استفاده از روش المان محدود می¬پردازد. در ابتدا یک قاب خمشی دو بعدی با شرایط تکیه¬گاهی گیردار در شهر اصفهان به صورت متعارف طراحی گردیده (قاب معمولی) و در حالت موجود فرض شده است. سپس یکی از تکیه¬گاه¬های این قاب مورد نظر واقع شده و فونداسیون بتنی آن طراحی شده است. در ادامه به منظور شناسایی نقاط ضعف در کف ستون-های موجود و بررسی عملکرد طرح¬های تقویت در این پژوهش، کف ستونی با استفاده از بخش پیوست لرزه¬ای مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، طراحی و تحلیل شده و به عنوان کف ستون معیار در نظر گرفته شده است. پس از آن کف ستون موجود به صورت طراحی معمول (طرح براساس نیروهای موجود) و با روش تنش مجاز طراحی شده و مورد مدل¬سازی المان محدود قرار گرفته است. سپس این کف ستون تحت بارگذاری چرخه¬ای و یکطرفه تحلیل شده و به شناسایی نقاط ضعف و ارائه راهکار به منظور تقویت آن پرداخته شده است. در ادامه اثر برخی ضعف¬های اجرایی مانند اتصال ستون به کف ستون توسط جوش گوشه، کمبود ضخامت کف ستون¬ها در عملکرد اتصال و راهکارهای غلبه بر این ضعف¬ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج کار انجام شده در این پژوهش را می¬توان به¬طور خلاصه شامل عملکرد مطلوب کف ستون¬های طراحی شده بر اساس ضوابط بخش پیوست لرزه¬ای مبحث دهم مقررات ملی ساختمان(طرح و اجرای ساختمان¬های فولادی) و عملکرد ضعیف کف ستون¬های طراحی شده براساس روش طراحی معمولی، تحت بارهای جانبی که به صورت رفت و برگشتی هستند، دانست. در همین راستا کاربرد جوش گوشه به منظور اتصال ستون به کف ستون، سبب ایجاد تنش¬¬های زیاد در جوش¬ می¬گردد، تمرکز تنش در جوش به دلیل وجود ریز ترک¬های پیش¬رونده و ایجاد ضعف در این قسمت از اتصال نامطلوب می¬باشد. از دیگر نتایج این پژوهش می¬توان به کارآیی خوب و قابل توجه سخت¬کننده¬ها در زمینه¬ی تقویت کف ستون¬ها و همچنین استفاده از ورق تقویتی به منظور غلبه بر ضعف کمبود ضخامت کف ستون¬ها اشاره نمود. از سوی دیگر مشخص گردید در شرایطی که مقدار ضخامت کف ستون به دلایلی به اندازه¬ای کم باشد که تقویت اتصال به دلیل محدودیت¬های اجرایی، توسط سخت¬کننده یا افزودن ورق تقویتی به تنهایی مقدور نباشد، روش ترکیبی(ترکیبی از تقویت توسط ورق تقویتی و سخت¬کننده) می¬تواند مفصل پلاستیک را از ورق کف ستون به پای ستون انتقال داده و عملکرد اتصال را به خوبی بهبود ببخشد.