چکیده در ساختمانهای بلند جهت جلوگیری از تغییر شکل های جانبی سازه و تامین شکل پذیری و جذب انرژی بیشتر از دیوارهای برشی استفاده می شود. استفاده از دیوار برشی فلزی در ساختمانهای فولادی مرسوم می باشد. قرار دادن دیوارهای برشی در پانلهای قائم بین ستونها بدلیل داشتن ضخامت کم و یا همچنین خطای هندسی ورق، گاهی با مشکلاتی روبروست که برای فائق آمدن به مشکلات کمانش این گونه ورق ها آنها را به گونه های مختلف از جمله تقویت نمودن باورقهای تقویتی (stiffner) مقاوم می کنند. در این پایان نامه از نوع دیگری از ورقها که امکان کمانش آنها بسیار کم است استفاده می شود. ورقهای تا شده یا کرکره ای در این پایان نامه با ابعاد مختلف و زوایای تاشدگی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد و رفتار آنها در برابر زلزله و شکل پذیری دیوارهای باورق تا شده نسبت به دیوارهای برشی معمولی مقایسه می گردد. در اینجا ورقهای تا شده در قاب با ابعاد مختلف و زوایای تا شدگی متفاوت مورد بررسی قرار گرفته و با انجام تحلیلهای استاتیکی و دینامیکی غیر خطی ، رفتار سازه در برابر بارهای اعمالی مورد بررسی قرار گرفته وسختی و شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی دیوارهای با ورق تا شده نسبت به دیوارهای برشی با ورق ساده مقایسه گردیده است . با توجه به تحلیلهای انجام شده به روش اجزای محدود و نرم افزار آباکوس میتوان اینگونه اظهار نظر نمود که استفاده از ورقهای تا شده معادل وزنی با ورقهای ساده در قاب، عملکرد بهتری از لحاظ شکل-پذیری، جذب انرژی و ظرفیت باربری نسبت به ورق ساده خواهد داشت و با استفاده از اینگونه ورقها نه تنها می توان بر مشکلات کمانشی ورقهای ساده فائق آمد ، بلکه می توان از لحاظ اقتصادی نیز صرفه جویی فراوانی در مصرف ورق فولادی انجام داد.

پانل های برشی فولادی در سه دهه اخیر به دلیل سختی مناسب، شکل پذیری و اتلاف انرژی بالا در ساختمان های جدید و همچنین مقاوم سازی ساختمانهای موجود در دو نوع سخت شده و بدون تقویت مورد استفاده قرار گرفته اند. بمنظور جلوگیری از کمانش ورق پرکننده در پانل های برشی در محدوده الاستیک و بهبود منحنی های هیسترزیس برای افزایش جذب انرژی ، از سخت کننده هایی در این پانل های برشی استفاده می شود. استفاده از سخت کننده های تسمه ای به صورت افقی و قائم برای تبدیل پانل برشی به تعدادی زیر صفحه، با معایبی همراه است که می توان به بالا بودن هزینه های مربوط به فرآیند جوشکاری و ایجاد تغییرات فیزیکی و شیمیایی در ورق جوش شده اشاره کرد. از آنجا که کمانش ورق پرکننده در پانل برشی مربعی در راستا یا موازی با قطر پانل برشی می باشد، لذا استفاده از سخت کننده های تسمه ای به صورت افقی و قائم برای دستیابی به اهداف مورد نظر باید در حجم وسیع صورت گیرد. برای رفع این مشکل استفاده از سخت کننده های لوله ای آن هم به صورت مورب پشنهاد گردید. استفاده از یک سخت کننده جدید مستلزم آنست که رفتار ورق فولادی تحت این سخت کننده مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور در این تحقیق تعداد 9 عدد نمونه به ابعاد داخلی 60×60 سانتی متر ساخته شد و نتایج آزمایش با بار گذاری استاتیکی فزآینده حاکی از آنست که نمونه با نسبت h/b=1/4 ، که در آنh فاصله بین سخت کننده ها و b عرض داخلی پانل برشی می باشد، دارای مقاومت تسلیم و مقاومت نهایی بیشتری می باشد و تعداد نیم موج های ناشی از کمانش برون صفحه ای ورق پرکننده در فاصله بین سخت کننده ها با افزایش نسبت فوق کاهش می یابد.

مهمترین قابلیت پل های نظامی قابلیت جابجایی آنها می باشد. این قابلیت ویژه باعث می شود تا آنها در عملیات نظامی و مناطق حادثه دیده بتوانند کارایی بسیار بالایی داشته باشند. بدلیل قابلیت حمل این پلها لازم است وزن آنها بسیار سبک باشد. با توجه به گسترش استفاده از مواد کامپوزیتی در دنیا استفاده از پلی خرپایی با رویه بالایی از جنس frp مطرح شد. با توجه به بهبود چشمگیر قابلیت های پل با این سیستم اشکالات سازه ای بر آنها وارد بود. در محدوده این پایان نامه بمنظور شناخت دقیق تر این پل ها برای اصلاحات سازه ای ابتدا سیستم های سازه ای قدیمی بهینه سازی شدند و طراحی براساس آنها انجام شد سپس اشکالات پل خرپایی با یک لایه frp رفع شد و طراحی آن انجام شد از اشکالات مهم این پلها زیاد بودن نیروی انتقالی در سطح تماس خرپا با frp بود که باعث بروز پدیده جداشدگی می شد در مرحله بعدی با استفاده از frp با مدول الاستیسیته بالاتر و تغییر شکل مقطع صفحه frp بار کمانشی صفحه افزایش یافت بنابراین ضخامت آن کاهش پیدا کرد که باعث کاهش وزن سازه شد.بعد از آن انواع اصلاحات روی این پل ها مورد بررسی قرار گرفت که کارآیی آنها مشخص شده و در مورد استفاده یا عدم استفاده ازآنها تصمیم گیری شد که عبارتند از: با استفاده از روشهای پسکشیدگی نیرو در عضوهای بحرانی کاهش پیدا کرد و از تغییر شکل ها کاسته شد سپس شکل پل قوسی مطرح شد و کارآیی مثبت آن مشخص شد، ولی بدلیل محدودیت هایی مورد استفاده قرار نگرفت در گام بعدی سیستم سازه ای اصلاح شد و به منظور رسیدن به عملکرد بهتر ساندویچی یک لایه frp نیز در قسمت پایین صفحه اضافه شد پل با 2 لایه frp موازی با این تغییرات اکثر نیروهای سازه توسط frp که مصالح مقاوم و سبکی است تحمل می شد. از مزیت های این تغییر می توان کاهش وزن، کاهش جابجایی و جابجایی تار خنثی به محل مطلوبتر را ذکر کرد و در این حالت قسمت اعظم وزن سازه مربوط به لایه میانی خرپایی فولادی بود که ناشی از برش زیاد در مقطع بود. زیاد بودن برش ناشی از بارگذاری در چند نقطه سازه بود که بصورت تجمعی در گوشه ها زیاد می شد. با توجه به قابلیت بالای لایه frp در تحمل نیرو در صورتی که بتوان نیروهای برشی را به لایه frp منتقل کرد وزن خرپا کاهش پیدا می کند. بعد از بررسی های لازم تصمیم برآن شد که لایه پایینی frp بصورت شیبدار ساخته شود تا لایه frp در راستای قائم نیز سختی داشته باشد و بتواند نیرو تحمل کند. بدلیل انتقال نیروی عضوهای مایل خرپا به frp نیروی انتقالی در سطح تماس خرپا به frp بصورت چشمگیری کاهش پیدا کرد که باعث جلوگیری از پدیده جداشدگی شد.

در ابتدا معادلات ساختاری و ارتباط بین کمیت های مکانیکی (تانسورهای تنش و کرنش) و الکتریکی(بردارهای شدت میدان الکتریکی و چگالی شار الکتریکی) و روابط حاکم بر مواد ناهمسانگرد پیزوالکتریک (کهربا افشار) بیان شده است. در ادامه فرآیند قطبش در مواد مرکب هوشمند پیزوالکتریک بر پایه سیمان در مهندسی عمران بررسی شده است. در نهایت، هدف اصلی مدل سازی ورق های هوشمند پیزوالکتریک و ورق های مرکب شامل لایه های هوشمند پیزوالکتریک و الاستیک با مکانیزم های بکاراندازی برشی و کششی در حالت های استاتیکی و دینامیکی تحت شرایط مرزی مکانیکی و الکتریکی(اختلاف پتانسیل الکتریکی) می باشد. که هدف تعیین پاسخ استاتیکی (محاسبه تغییر شکل و آنالیز تنش) و دینامیکی (فرکانس های طبیعی و شکل های مود نوسان) در نرم افزارهای عددی (ansys) و (abaqus) و مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج دقیق مطالعات پیشین می باشد.

بعد از ساخته شدن سازه های مهم از سال 1970 تا کنون، امروزه دیوار برشی فولادی به عنوان سیستم باربر جانبی مناسبی مطرح می باشد. از مزایای اصلی این سیستم، شکل پذیری بالا و مقاومت زیاد آن می توان اشاره کرد. در تحلیل دیوار برشی، کمانش ورق فولادی سبب پیچیدگی تحلیل می شود. برای جلوگیری از پدیده کمانش قبل از تسلیم ورق، یا می توان ضخامت ورق فولادی را زیاد نمود که این کار از لحاظ اقتصادی به صرفه نمی باشد و یا می توان از تقویت برای جلوگیری از پدیده کمانش استفاده نمود. آنچه در این پایان نامه ارائه می شود، بررسی رفتار دیوار برشی فولادی با سخت کننده های دایره ای شکل می باشد. مدل های مختلفی برای بررسی رفتار دیوار با این تقویت در نظر گرفته شده است. مدل 5، 10، 15 طبقه با تعداد 2، 3، 4 عدد تقویت دایره ای و برای مقایسه رفتار دیوار با تقویت به شکل دایره و تقویت به شکل ضربدری، مدل های یک طبقه و پنج طبقه ساخته شدند و پارامترهای تاثیرگذار بر رفتار دیوار نظیر، ضریب شکل پذیری، ضریب رفتار، سختی، میزان جذب انرژی نمونه ها مورد ارزیابی قرارگرفتند. با توجه به نتایج حاصله، در مدل های 5 و10 طبقه تعداد 3 عدد تقویت بهترین رفتار را دارد و در مدل 15 طبقه، 4 عدد تقویت بهترین حالت برای تقویت دیوار می باشد. در مقایسه تقویت دایره ای با تقویت ضربدری در مدل 5 طبقه، بیشترین ضریب شکل پذیری را نمونه با تقویت دایره ای دارد ولی بیشترین ضریب رفتار و سختی و ظرفیت برشی را نمونه با تقویت ضربدری دارد. میزان استهلاک انرژی هر دو تقویت تقریبا یکسان می باشد که برای بررسی دقیق تر باید تحلیل دینامیکی غیرخطی انجام داد.

مهمترین هدف در طراحی لرزه ای سازه ها جلوگیری از فروریزش سازه در هنگام زلزله های شدید می باشد که پایه تئوری های حاکم بر رفتار لرزه ای سازه می باشد. نتیجه بررسی رفتار غیرخطی سازه در هنگام زلزله و مقاومت ناشی از عملکرد غیرخطی آن در آئین نامه ها و مقررات طرح لرزه ای، معرفی عددی تحت عنوان ضریب رفتار، جهت تقلیل نیروی طراحی خطی به منظور هدایت سازه به عملکرد غیر خطی بوده است. یکی از سیستم های باربر لرزه ای که از لحاظ نیاز معماری نیز مورد توجه است، سیستم قاب های خمشی ویژه می باشد. ظرفیت جذب و استهلاک انرژی و شکل پذیری بالا از ویژگی های این سیستم است. با بررسی و اصلاح اتصالات این سیستم ها می توان شکل پذیری را در آنها بهبود بخشید. در این تحقیق ابتدا با نرم افزار ansys، اتصالات دارای صفحات پوششی با مقطع کاهش یافته تحت بارگذاری چرخه ای قرار گرفته و نمودارهای لنگر- دوران پلاستیک آنها بدست آمده است. سپس قابهای خمشی با ارتفاع های متفاوت دارای این اتصالات، پس از تحلیل خطی و طراحی، بر اساس آئین نامه ubc بصورت غیرخطی مورد تحلیل قرار گرفته و با استفاده از روابط موجود، ضریب رفتار این قاب ها بدست آمده است. نتایج حاصله موید این مطلب است که استفاده از اتصالات ترکیبی rbs-cover plates تاثیر ناچیزی بر روی افزایش ضریب رفتار قاب ها با تراز ارتفاعی پایین (3 الی 6 طبقه) می گذارد و با افزایش تراز ارتفاعی میزان تا ثیرگذاری نیز افزایش می یابد. همچنین نتایج بررسی اتصال نشان می دهد که قاب ها با اتصالات ترکیبی نسب به قاب ها با اتصالات صفحات پوششی، بویژه در قاب های بلند از حاشیه امنیت بالاتری برای اتصالات در زمینه تردشکنی ایجاد کرده اند.

چکیده: شکست گسترده و قابل توجه اتصالات قاب های خمشی فولادی در طی زلزله نورث ریج (1994) بیانگر ضعف عمده این اتصالات و عدم شناخت صحیح ان توسط مهندسین بود.پس از زلزله تغییرات زیادی در نحوه طرح و اجرای اتصالات سازه های فولادی پیشنهاد شد. یکی از این اتصالات اتصال تیر به ستون با تیر با جان شکاف دار است.مطالعات نشان داده اند که این اتصال بسیاری از ضعفهای اتصالات رایج را برطرف می کند، که از مهمترین مزیت های این اتصال مدرن، حذف نیروی برشی در بال تیر در ناحیه اتصال و نیز انتقال مفصل پلاستیک به درون تیر در محدوده دور از اتصال می باشد. آنچه مسلم است این است که لازمه مقاوم سازی لرزه ای هر سازه ای شناخت صحیح و دقیق رفتار لرزه ای آن سازه تحت سیستمهای باربر جانبی می باشد. در این پایان نامه رفتار لرزه ای سیستم قاب خمشی دوگانه ترکیبی با مهاربندهای واگرا با اتصال تیر با جان شکاف خورده به جهت تعیین پارامترهای لرزه ای موثر مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد. به همین منظور قاب های خمشی دوگانه ترکیبی با بادبندهای خارج از مرکز 9،7،6،5،4،3 و 12 طبقه در دو حالت بدون شکاف در جان تیر و تیر با جان شکاف خورده آنالیز استاتیکی خطی و غیرخطی شده و پارامترهای لرزه ای هریک تعیین می شود. در نهایت بررسی ها نشان داده اند ضریب رفتار در حالت اتصال تیر با جان شکاف دار 49/1 تا 72/1 برابر نسبت به حالت بدون شکاف افزایش می یابد. همچنین تغییر مکان نسبی بین طبقات نیز در حد تسلیم به طور کلی کاهش می یابد کلمات کلیدی: اتصال تیر با جان شکاف دار، سیستم قاب خمشی دوگانه با مهاربندی واگرا، رفتار لرزه ای، پارامترهای لرزه ای، ضریب رفتار.

برای دستیابی به سازه ای مقاوم و اقتصادی، ترکیبی از سه پارامتر مقاومت، سختی و شکل پذیری مورد نیاز است. سیستم های متداول مانند قاب خمشی و قاب بادبندی به تنهایی قادر به برآوردن همه نیازهای فوق نیستند. یکی از سیستم هایی که در سه دهه اخیر مورد استفاده قرار گرفته است، دیوارهای برشی فولادی هستند که دارای سختی مناسب، شکل پذیری و اتلاف انرژی بالا می باشند. و لیکن دیوار برشی فولادی به علت هندسه خاص خود، دچار کمانش در محدوده ارتجاعی می شود. برای جلوگیری از کمانش ورق فولادی، در سالهای اخیر نوع خاصی از دیوار برشی که مرکب از ورق فولادی همراه با پوشش بتن آرمه در یک طرف یا دو طرف بوده و دیوار برشی مرکب نامیده می شود، مورد مطالعه و تحقیق قرار گرفته است. اساسی ترین هدف در طراحی لرزه ای سازه ها، جلوگیری از فروریزی آن در هنگام زلزله شدید می باشد. فلسفه آیین نامه های بارگذاری لرزه ای آن است که با توجه به شکل پذیری در سازه و توان سازه در تحمل تغییرشکل های غیرخطی بدون فروریزش، مقدار نیروهای طرح الاستیک (سازه ای که در زلزله الاستیک بماند) را تقلیل می هند. ضریب رفتار در استانداردهای بارگذاری لرزه ای به منظور تقلیل نیروهای الاستیک به علت رفتار غیرخطی سازه در زلزله اعمال می گردد. در این پایان نامه با استفاده از نرم افزار ansys مدلسازی دیوار برشی مرکب شامل ورق فولادی و دیوار بتنی، المانهای تیر و ستون و تحلیل غیرخطی انجام شده و تأثیر ابعاد ورق و ضخامت ورق فولادی در ظرفیت برشی و رفتار لرزه ای مورد بررسی قرار گرفته است. عوامل موثر بر ضریب رفتار شامل شکل پذیری، اضافه مقاومت و ضریب تنش مجاز و در نهایت ضریب رفتار قاب خمشی با دیوار برشی مرکب با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی با مطالعه طیف ظرفیت سازه تعیین شده است. برای این منظور قاب خمشی با دیوار برشی مرکب با دهانه های 3، 5 و 5/7 متر و با ضخامت ورق فولادی 4، 7 و 10 میلی متر در 1 و 2 طبقه مورد مطالعه قرار گرفته است. برای تعیین ضریب رفتار از روش ضرایب یوانگ استفاده شده است. به طور کلی نتایج بررسی ها نشان می دهد دیوار برشی مرکب شکل پذیری خوب و رفتار لرزه ای مناسبی داشته است. و همچنین ضخامت ورق فولادی در میزان شکل پذیری و در نهایت ضریب رفتار سیستم نقش به سزایی دارد.

چکیده: پانل‏های برشی فولادی نقش مهمی در بهبود رفتار لرزه‏ای ساختمان‏ها ایفا می‏کنند. وجود ظرفیت پس‏کمانش، شکل‏پذیری مطلوب و جذب انرژی بالا در پانل‏های برشی فولادی، این سیستم را به عنوان یکی از سیستم‏های مقاوم جانبی مطلوب در ساختمان‏ها مطرح کرده است و باعث شده است که در سه دهه اخیر در ساخت ساختمان‏های جدید و تقویت ساختمان‏های موجود مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از این پانل‏های برشی در ساختمان‏های بلند به دلیل انعطاف‏پذیری بیش از حد و کمانش در محدوده ارتجاعی با مشکلاتی همراه است که برای این منظور از سخت‏کننده‏هایی برای افزایش مقاومت تسلیم و جلوگیری از کمانش بیش از حد برون صفحه‏ای و همچنین بهبود منحنی‏های هیسترزیس به منظور افزایش جذب انرژی این پانل‏ها استفاده می‏شود. استفاده از سخت‏کننده‏های تسمه‏ای به صورت افقی و قائم برای تبدیل پانل برشی به تعدادی زیر صفحه، با معایبی همراه است که می توان به بالا بودن هزینه‏های مربوط به فرآیند جوشکاری و ایجاد تغییرات فیزیکی و شیمیایی در ورق جوش شده اشاره کرد. از آنجا که کمانش ورق پرکننده در پانل برشی مربعی در راستا یا موازی با قطر پانل برشی می‏باشد، لذا استفاده از سخت کننده‏های تسمه‏ای به صورت افقی و قائم برای دستیابی به اهداف مورد نظر باید در حجم وسیع صورت گیرد. برای رفع این مشکل استفاده از سخت‏کننده‏های لوله‏ای آن هم به صورت مورب پیشنهاد گردید. استفاده از یک سخت‏کننده جدید مستلزم آنست که رفتار ورق فولادی تحت این سخت‏کننده مورد بررسی قرار گیرد. در این پایان نامه با بکار‏گیری نرم‏افزار اجزاء محدود abaqus و مدل‏سازی سه بعدی پانل برشی به ابعاد داخلی 60×60 سانتی‏متر با المان پوسته چهار گرهی و با انجام تحلیل غیرخطی به بررسی رفتار ورق فولادی با سخت‏کننده لوله به صورت مورب پرداخته شده است. اثر افزایش ضخامت ورق فولادی، افزایش ابعاد قاب پیرامونی، افزایش قطر و ضخامت لوله نیز بررسی شده است. نتایج آزمایش با بارگذاری استاتیکی حاکی از آنست که نمونه با نسبت h/b=1/4 ، که در آنb عرض داخلی پانل برشی وh فاصله بین سخت‏کننده‏ها می‏باشد که نسبت به قطر متقارن می‏باشد، دارای ظرفیت باربری بیشتری است. با افزایش ضخامت و ابعاد قاب پیرامونی، بار نهایی نیز افزایش می‏یابد و افزایش قطر و ضخامت لوله در ظرفیت بابری تاثیری ندارد. کلید واژه‏ها: پانل برشی،ورق پرکننده، سخت کننده لوله ای، اجزاء محدود غیرخطی.

در سالهای اخیر تلاش های جدی به منظور توسعه مفهوم اتلاف انرژی به عنوان یک تکنولوژی کاربردی جهت مقابله با زلزله صورت گرفته است. اساس روشهای تحلیل و طراحی امروزی بر مقاومت در برابر بارهای جانبی استوار میباشد.از دیدگاه انرژی نیاز به بازنگری در روشهای فعلی تحلیل و طراحی ضروری می باشد به نحوی که مهندس طراح بایستی توجه خود را بر مدیریت انرژی ورودی به سازه در اثر زمینلرزه متمرکر نماید. سیستم های غیر فعال اتلاف انرژی که میراگرهای فلزی tadasو adas بعنوان یکی از انواع این سیستم ها می باشد ، امروزه مورد توجه فراوان قرار گرفته اند.استفاده از این سیستمها باعث تمرکز اتلاف انرژی در میراگرها شده و در نهایت تقاضای اتلاف انرژی در اعضای اصلی سازه ( تیرها ، ستون ها و مهاربند ها) کاهش میابد. در این تحقیق رفتار قاب فولادی مهاربندی مجهز به میراگر adas و سیستم های متداول فولادی مقاوم در برابر زلزله مانند سیستم های cbf از دیدگاه انرژی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا هر یک از سیستم های سازه ای بر اساس ضوابط آیین نامه ubc97 طراحی شده اند. سپس این سیستم ها با استفاده از نرم افزار perform تحت زمینلرزه های طبس، امپریال والی و نورتریج در دو حوزه دور و نزدیک به صورت غیرخطی آنالیز شده اند. سازه های مجهز به adas در ساختمان های کوتاه مرتبه و میان مرتبه تحت رکورد حوزه نزدیک عملکردبسیار مناسبی داشته اند.

با توجه به اینکه سکوهای ثابت دریایی موجود در خلیج فارس به دلیل شرایط جغرافیایی و عمق آب اغلب از نوع جاکت (jacket) می باشند، لذا تحقیق و مطالعه پیرامون این سکوها از لحاظ خودکفایی در این زمینه برای کشور واقعاً ضروری و لازم است. در این تحقیق برای ارزیابی لرزه ای سازه ابتدا با استفاده از روش تحلیل مودال، دو روش جرم متمرکز و جرم سازگار (گسترده) برای دستیابی به مشخصات دینامیکی یک سکوی سرچاهی مقایسه شده و در ادامه با استفاده از هر یک از این روش ها تحلیل سازه با روش مودال تحت اثر نیروی زلزله صورت گرفته است. همچنین در ادامه سکوی مورد مطالعه تحت اثر نیروی زلزله به روش تاریخچه زمانی مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفته است. لازم به ذکر است در این تحقیق برای انجام مدلسازی و تحلیل ها از سکوی spd12b به عنوان مطالعه موردی بهره گرفته شده است. این سکو در 100 کیلومتری خلیج فارس واقع شده و یک سکوی سرچاهی چهار پایه می باشد. همچنین مدلسازی و تحلیل ها در این تحقیق همگی با کمک نرم افزار تخصصی سازه های دریایی sacs صورت گرفته است. نتیجه حاصله از این تحلیل ها، عدم تطابقی است که برای بدست آوردن مشخصات دینامیکی سازه مذکور در حالت جرم متمرکز، بدلیل نحوه انتخاب گره ها نسبت به روش جرم سازگار ایجاد شده و پیرو آن، تغییر در نتایج تحلیل لرزه ای سکو می باشد.

تاکنون تحقیقات مختلفی راجع به تأثیر انواع سیستم های سازه ای، توزیع بار جانبی، نوع اتصالات تیر به ستون و نظایر آن بر ضریب رفتار صورت گرفته است. در این تحقیق تأثیر میراگر اصطکاکی پال، به عنوان یک المان الحاقی به سازه، برروی پارامترهای لرزه ای قاب های فولادی مهاربندی شده ارزیابی می شود.غالباً مطالعه ضریب رفتار و اجزای آن با استفاده از تحلیل های استاتیکی غیرخطی صورت می پذیرد، در تحقیق حاضر ضمن بکاربردن روش یادشده در مطالعه اجزای ضریب رفتار از روش دیگری که مبتنی بر انجام تحلیل های دینامیکی است نیز بهره گرفته شده است. روش اخیر برخلاف روش های استاتیکی، دغدغه اثرات زلزله بر سازه، ویژگی های دینامیکی سازه و تأثیر مودهای ارتعاشی مختلف را برطرف کرده و مسلماً چون با نگاشت های زلزله متعدد انجام شده به رفتار واقعی سازه نزدیک تر است. بدین منظور قاب های فولادی با بادبند هشتی بدون میراگر و با حضور میراگر با بارهای لغزش مختلف که درصدی از وزن سازه هستند، (3، 8، 15، 20، 50، 100)درصد، در سه تراز ارتفاعی 5، 8، 10 طبقه مورد مطالعه قرار گرفته اند (در مجموع 21قاب). در هر یک از دو نوع تحلیل، شکل پذیری، اضافه مقاومت و ضریب رفتار قاب های فولادی مجهز به میراگر های اصطکاکی پال بررسی شده اند. نتایج تحلیل های بارافزون نشان می دهند که با افزایش بار لغزش میراگر ضریب رفتار افزایش می یابد. متوسط پاسخ های بدست آمده از تحلیل های دینامیکی نیزاینگونه بیان می دارند که قاب های مجهز به میراگر اصطکاکی در هر تراز ارتفاعی، به ازای یک بار لغزش خاص، ضریب رفتار حداکثری می دهند که می توان این بار لغزش را با توجه به ضریب رفتار بدست آمده، بار لغزش بهینه سازه در نظر گرفت، بطوریکه ضریب رفتار در قاب پنج طبقه به ازای بار لغزش 15% با مقدار 55/10، در قاب هشت طبقه به ازای بار لغزش 50% با مقدار 71/7 و در قاب ده طبقه به ازای بار لغزش 100% و با مقدار 45/6، حداکثر می باشد.

استفاده از قاب های مهاربندی شده شورون، بعنوان یکی از سیستم های باربر جانبی در سازه های فولادی رایج می باشد. این سیستم ها دارای سختی و مقاومت بالایی می باشند ولی رفتار پس کمانشی ضعیفی از خود نشان می دهند، به این صورت که در اثر کمانش مهاربند در یک طبقه یک نیروی نامتعادل کننده قائم در وسط دهانه تیر وارد می شود که این امر باعث تمرکز خرابی در آن طبقه و در نهایت انهدام سازه می شود. برای مقابله با این وضعیت می توان المان های قائم (زیپر) را مابین تیرها، بگونه ای قرار داد که رأس مهاربندها را در ارتفاع به همدیگر اتصال دهد تا نیروی نامتعادل ایجاد شده در طبقه را به طبقات بالاتر انتقال دهد، به چنین قابی اصطلاحاً « قـاب زیپر » گفته می شود. در این پایان نامه یک مطالعه مقایسه ای بین رفتار لرزه ای قابهای خمشی، قابهای همگرای معمولی (هفت معکوس)، قابهای واگرا (هشت باز) و همگرای ویژه (زیپر) صورت گرفته است. برای این منظور بر روی نمونه های مختلفی از قاب های خمشی و مهاربندی شده با تعداد طبقات 5، 10 و 15 و با تعداد دهانه های 2، 3 و 4 دهانه، تحلیل دینامیکی غیرخطی با استفاده از نرم افزار perform-3d انجام یافته است. بر اساس نتایج بدست آمده از آنالیزها، مشاهده شده است که جذب انرژی هیسترتیک طبقات در قابهای زیپر بر خلاف دیگر سیستم ها از یکنواختی در طبقات همراه است و مقایسه منحنی های هیسترزیس نشان دهنده طاقت بیشتر سازه نسبت به تغییرشکل، در سیستم زیپر بر خلاف سیستم های مقاوم لرزه ای مطالعه شده در این تحقیق می باشد.

یکی از روشهای مقاوم سازی سازه های موجود، افزایش سختی سیستم با افزودن یک سیستم باربر جانبی به سازه می باشد. دیوارهای برشی فولادی ازجمله این سیستم های باربر جانبی می باشند که در چند دهه اخیر برای تقویت سازه های موجود به کار رفته اند. یکی از عوامل موثر بر رفتار قابهای ساختمانی اثر نوع اتصالات تیر به ستون است، نوع اتصال تیر به ستون می تواند بر روی میزان شکل پذیری، سختی، مقاومت و جذب انرژی قابهای مقاوم سازی شده با دیوار برشی فولادی تاثیر داشته باشد. پس از زلزله نورث ریج تغییرات زیادی در نحوه طرح و اجرای اتصالات سازه های فولادی پیشنهاد شدکه اساس عملکرد این اتصالات به گونه ایست که مفصل پلاستیک را از بر ستون دور کرده و به داخل تیر منتقل می کند و ناپایداری جانبی سازه را در صورت تسلیم مقاطع حفظ می کند. به همین دلیل به نظر می رسد که برای درک صحیح تری از تاثیر اتصالات بر رفتار قابها باید تحقیقات بیشتری انجام شود. در این پایان نامه به بررسی تاثیر انواع اتصالات ساده، گیردار، اتصالات تیر با مقطع کاهش یافته(rbs) و اتصال تیر با جان شکافته (swb) بر روی قابهای چند دهانه با دیوار برشی فولادی پرداخته می شود. مدل های در نظر گرفته شده قاب های سه دهانه مقاوم سازی شده با دیوار برشی فولادی در سه سطح ارتفاعی 3، 6 و10 طبقه می باشد. بررسی اتصالات هم بر روی دهانه های بدون دیوار برشی و هم بر روی دهانه دارای دیوار برشی فولادی انجام شده و امکان حضور انواع اتصالات و راهکارهای احتمالی برای بهبود عملکرد رفتار اتصالات در این دهانه انجام شده است. مدل ها به وسیله نرم افزار اجزاء محدودی abaqus انجام شده و تحلیل استاتیکی غیر خطی (پوش آور) بر روی آنها انجام می شود. نمودارهای ظرفیت، تنشهای گسترش یافته اتصالات تیر در بر ستون، میزان شکل پذیری، ضریب کاهش شکل پذیری، ضریب کاهش مقاومت ، ضریب رفتار و جذب انرژی هر مدل محاسبه شده و نمودارها و نتایج با یکدیگر مقایسه می شوند. نتایج نشان دهنده تاثیر نوع اتصال تیر به ستون بر شکل پذیری ، جذب انرژی و ضریب رفتار سازه های مورد مطالعه می باشد. همچنین نتایج عملکرد بسیار خوب اتصالات تیر با مقطع کاهش یافته و تیر با جان شکافدار را در دور کردن تنشها و مفصل پلاستیک از محل اتصال تیر به ستون را نشان می دهد.

استفاده تنها از سیستم قاب خمشی به دلیل بروز تغییرشکل های جانبی زیاد درساختمانهای بلند امکان پذیر نیست، بنابراین عموماً سیستم دوگانه جایگزین آن می شود. به نظر می رسد یک سسیستم سازه ای مناسب علاوه برایجاد سختی، مقاومت و شکل پذیری، باید ملاحظات معماری را نیز برآورده سازد. از آنجا که مهاربندهای دروازه ای امکان ایجاد بازشو را میسر می سازند، لذا استفاده از سیستم دوگانه فولادی با مهاربندی دروازه ا ی مورد توجه قرار گرفتو به منظور بررسی عملکرد این دسته از سیستم های سازه ای از مدل های تحلیلی دو بعدی بهره گرفته شد. در همین راستا جهت حدس اولیه مقاطع از نرم افزارetabs، جهت بررسی کمانش خارج از صفحه اعضای مهاربندی از نرم افزار abaqus و از نرم افزار perform 3d برای تحلیل غیرخطی استفاده شد. به منظور تحلیل غیرخطی از دستورا لعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود (نشریه 360) که برگرفته از نشریه fema-356 می باشد، استفاده گردید. زیرا در بحث بهسازی لرزه ای و طراحی عملکردی، برخلاف روش های طراحی که بر نسبت تنش های بدست آمده تحت ترکیب بارهای مختلف تأکید دارند، سطح عملکرد سازه و میزان تغییرشکل اجزای شکل پذیر آن مورد توجه قرار می گیرد. جهت تعیین سطح عملکرد سازه، باید یکی از روش های تحلیلی مطرح شده در نشریه 360 را برگزید. در میان این روش ها، شیوه تحلیل استاتیکی غیرخطی به دلیل آسان تر بودن نسبت به روش های دینامیکی و دقیق تر بودن در قیاس با روش های خطی، مورد استفاده قرار گرفت. سازه های سیستم دوگانه مهاربند دروازه ای به تعداد 9 مدل با تعداد طبقات 4، 8 و 12 انتخاب شدند. و در ادامه جهت بررسی تأثیر اتصال تیر با مقطع کاهش یافته (rbs) این نوع اتصال به مدل های فوق اضافه گردید. با احتساب متغیر بودن ضریب طول موثر مهاربندهای دروازه ای، تعداد نمونه ها مجموعاً به 18 مدل افزایش یافت. نتایج بررسی ها نشان می دهد کاهش ضریب طول موثر مهاربندهای دروازه ای سطح عملکرد سازه را بهبود بخشیده و همچنین کاهش سطح مقطع بال تیر، تغییر مکان جانبی سازه را افزایش داده و تأثیر مثبتی بر سطح عملکرد سازه نخواهد داشت.

سازه هایی که تحت بارهای با تعداد سیکل فراوان قرار دارند حتی در تنش های پایین دچار مشکلات سازه ای و گاهی تخریب ناشی از خستگی می شوند. تحلیل خستگی یکی از مهمترین مراحل آنالیز درجای سکوهای دریایی است که عمدتاً کنترل کننده قطر و ضخامت اعضای جاکت در محل اتصال می باشد. با توجه به ماهیت تکرار بارهای محیطی در سکوهای دریایی (خصوصاً موج) کنترل اتصالات این اعضادر برابر پدیده خستگی حائز اهمیت فراوان می باشد. روشهای مختلفی جهت تحلیل خستگی سکوهای دریایی وجود دارد که از این بین روش طیفی حائز اهمیت ویژه ای است چراکه این روش بعنوان روش توصیه شده توسط آیین نامه api از دقت بیشتری نسبت به روشهای دیگر(خصوصاً متعین) برخوردار است. در تحقیق حاضر از نرم افزار sacs جهت تحلیل سکوی موجود استفاده گردیده است. در این تحقیق اثر پارامترهای مدل سازی با توجه به شرایط محیطی (منطقه خلیج فارس) بر روی توابع برش پایه و لنگر واژگونی و تنش حاد سکوی مورد مطالعه پرداخته شده است و تغییرات این پارامترها براساس توصیه آیین نامه api برای منطقه مورد نظر تحت بررسی قرار گرفت.

برای ایجاد رفتار سازه ای بهتر، نوع خاصی از دیوار برشی با عنوان دیوار برشی فولادی ساندویچی مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا رفتار دیوار برشی فولادی ساندویچی نسبت به دیوار برشی معمولی مقایسه و سپس تاثیر سخت کننده های دایره ای جهت جلوگیری از پدیده کمانش زودرس ورق های پانل ساندویچی فلزی بررسی شد. بدین منظور مدل های مختلف سه و هفت طبقه با و بدون تقویت ساخته و رفتار آن ها در برابر بارهای اعمالی مورد بررسی قرار گرفتند و پارامترهای تاثیرگذار بر رفتار دیوار نظیر شکل پذیری، ضریب رفتار و میزان استهلاک انرژی مقایسه گردید. با توجه به تحلیل های انجام شده به روش اجزای محدود با نرم افزار ansys ، مدل سه طبقه با دیوار برشی ساندویچی در برابر بارگذاری چرخه ای رفتار بهتری نسبت به دیوار برشی معمولی دارد. با توجه به نتایج حاصله، مدل های سه و هفت طبقه ای که برای تقویت از دو سخت کننده استفاده می نمودند عملکرد بهتری از لحاظ شکل پذیری، ضریب رفتار و ... خواهد داشت. همچنین این مدل قابلیت استهلاک انرژی بیشتری نسبت به مدل های دیگر دارد.

در طراحی و ساخت سازه های دریایی مانند اسکله ها استفاده از یک سازه سبک با مقاومت خوردگی بالا و هزینه پایین حائز اهمیت می باشد. در این راستا ماده wpc ساخته شده از خرده های چوب و رزین بصورت فشرده استفاده شده است که علاوه بر مزیت های اقتصادی، خصوصیات مکانیکی مناسبی دارد. برای کنترل تغییرشکل زیاد تیرهای ساخته شده از wpc، از ورق های کامپوزیت frp استفاده شده است. آماده نبودن سطح چوب- پلاستیک جهت اتصال مناسب بین سطح چوب- پلاستیک و ورق کامپوزیتی frp از جمله دلایل مهم جداشدگی ورقه های مذکور از سطح چوب- پلاستیک می باشد و این مسئله منجر به شکست زودرس و غیراقتصادی عضو می-گردد. امروزه یکی از روش های موجود آماده سازی سطحی می باشد. با این وجود آماده سازی سطحی چوب- پلاستیک هم دارای مشکلاتی اعم از هزینه عملیات، آلودگی زیست محیطی و ... می باشد. بدین منظور برای جلوگیری از پدیده جداشدگی، روش شیارزنی در قسمت های تحتانی تیرها بکار گرفته شده است. نمونه های موجود در آزمایشگاه 65 نمونه بصورت i شکل با مشخصات هندسی و مکانیکی یکسان می باشند. نمونه ها به دو گروه کنترلی و غیرکنترلی تقسیم شده اند. گروه کنترلی فاقد ورقه های frp، می باشد؛ درحالیکه نمونه های غیرکنترلی شامل آماده سازی سطحی، شیارهای طولی، شیارهای عرضی و شیارهای قطری می باشند. در ابتدا بر روی سطح نمونه های شیاردار، شیارهای مختلفی از قبیل شیارهای طولی، شیارهای عرضی و شیارهای قطری ایجاد شده و سپس داخل شیارها به طور کامل توسط چسب اپوکسی پر گردیده اند. تمامی تیر ها با یک لایه و دو لایه از ورق gfrp، تعبیه شده در قسمت تحتانی مسلح شده و تحت آزمایش 4 نقطه ای قرار گرفتند. در این مطالعه شیارهایی با اشکال و با عرض و عمق های متفاوت در نظر گرفته شده اند تا اثر آن بر رفتار تیرها مورد بررسی قرار گیرد. نتایج این تحقیق نشان داد که می توان با انتخاب شیار طولی با عمق و عرض معین، جداشدگی سطحی ورق را به مقدار مناسبی به تعویق انداخت و مقاومت را بهبود بخشید.

ساخت و نصب سکوهای دریایی هزینه های سنگینی را در بر می گیرد. بنابراین خارج شدن آن از سرویس دهی موجب متحمل شدن هزینه های هنگفتی خواهد بود. با توجه به این نکته ضروری می باشد که تمامی شرایطی بارگذاری محیطی که ممکن است سکو در طول عمر مفید خود تجربه کند در طراحی آن لحاظ شود. از طرفی در سال های اخیر پس از فجایای بار آمده توسط سونامی توجهات بیشتری بر روی تاثیر مخرب آن بر روی سازه های ساحلی و دریایی انجام پذیرفته است. در این پایان نامه هدف بررسی تاثیر سونامی بر روی سکوهای نصب شده در سواحل جنوبی ایران می باشد. برای تخمین ارتفاع سونامی سعی شده است از مدل نزدیک به واقعیت گسل به عنوان منبع تولید سونامی که در این جا ناحیه ی فرورانش مکران می باشد استفاده شود. برای مدل سازی سونامی از معادلات خطی آب کم عمق استفاده شده که مطابقت خوبی با سایر مدلسازی ها دارد. ارتفاع موج سونامی در نزدیکی سکوهای مورد مطالعه تخمین زده شده و با استفاده از نرم افزار sacs 5.2 به آنها اعمال شده است. نتایج حاصل با نتایج بارگذاری عادی سکو و طراحی تحت زلزله طرح برای عمق های مختلف مقایسه شده است.

شبیه سازی عددی فرآیند آب اندازی جاکت های فراساحلی با استفاده از روش اجزای محدود و بهینه سازی فرآیند به وسیله الگوریتم ژنتیک

چوب پلاستیک یا wpc (wood plastic composite)، ماده ای است متشکل از خرده‏های چوب و پلاستیک بعنوان مواد بازیافتی و رزین، که نقش مهمی از لحاظ اقتصادی ایفا می کند. با توجه به مقاومت فشاری و کششی بالای این ماده، می توان از آن به عنوان صفحه در کاربردهایی از قبیل کف اسکله ها یا کف پل‏های کوچک استفاده کرد. در این بین برای کنترل تغییر شکل زیاد صفحات wpc ناشی از سختی پایین آن‏ها، از ورق‏های کامپوزیتی frp استفاده شده است. با نصب این لایه‏ها در قسمت‏های تحتانی و فوقانی این صفحات علاوه بر ایجاد مقطع پانل ساندویچی، سختی و مقاومت آن‏ها به مقدار قابل توجهی افزایش پیدا می‏کند. در این تحقیق از لایه‏های متفاوت برای بررسی نیروی نهایی، سختی و تغییر شکل حداکثر استفاده شده است. با توجه به مقاومت کمتر wpc در کشش نسبت به حالت فشار، افزایش لایه‏های تقویتی در رویه زیرین صورت گرفت. بارگذاری انجام‏ شده در این آزمایشات از نوع خطی و نقطه‏ای به صورت عمود بر صفحه بوده تا خصوصیات این پانل ها وقتی به عنوان کف مورد استفاده قرار می گیرند بررسی شود. بعد از انجام آزمایشات برای بررسی و تحلیل نمونه ها از روش تئوری تیر و روش اجزای محدود استفاده شده است. در روش تئوری با در نظر گرفتن روابط مربوط به مواد مرکب به علت نزدیکی شرایط بارگذاری و تکیه گاهی و خواص نمونه ها به تیر روابط حاکم بر تیر استفاده شده و همچنین در روش اجزای محدود نیز برای معرفی خصوصیات مواد و رابطه تنش و کرنش آن‏ها آزمایشات تک محوری به کار گرفته شده است. به صورت کلی نتایج نشان می دهد استفاده از یک لایه frp باعث افزایش هم از نظر مقاومت و هم سختی پانل می شود. اما بکارگیری لایه‏های بیشتر تغییر محسوسی در مقاومت ایجاد نمی کند. هرچند تا حدودی سختی تحت تاثیر قرار می‏گیرد، ولی بنظر می رسد استفاده از تعداد لایه های بیشتر از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. همچنین با مقایسه نتایج تحلیل از روش تئوری تیر و اجزای محدود با نتایج آزمایشگاهی تطابق خوبی بین این سه روش دیده می شود.

محصور کردن بتن به علت ممانعت از انبساط جانبی آن مزایای زیادی از قبیل افزایش در مقاومت فشاری، سختی و شکل‏پذیری را به همراه دارد. هر چند در روش های مرسوم محصور شدگی، اتساع اولیه بتن پیش از آغاز عمل محصور شدگی و ترک های ریز ناشی از آن منجر به تنزل در خصوصیات فشاری بتن می‏شود، پیش تنیدگی لوله‏های محصور کننده می‏تواند مانع از ترک های زودهنگام بتن محصور شده ‏شود. روش های متعددی برای ایجاد پیش تنیدگی در محصور شدگی (محصور شدگی فعال) از طرف محققین پیشنهاد شده است که همگی به بهبود رفتار فشاری در ستون‏های محصور شده منجر شده‏اند. یکی از این روش ها که مطالعات معدودی در مورد آن انجام گرفته است محصور شدگی فعال بتنِ تر با لوله‏های فولادی پیش‏تنیده می‏باشد. از مزایای حائز اهمیت این روش در مقایسه با سایر روش های محصور شدگی فعال این است که علاوه بر پیش تنیدگی لوله‏های فولادی، بتن فشرده شده و خصوصیات مکانیکی آن بهبود می‏یابد. جهت استفاده از این روش در کاربردهای سازه‏ای، لازم است تا معادلات کافی برای پیش بینی رفتار فشاری بتن‏های محصور شده با این نوع محصور شدگی ارائه شود. از این رو ، هدف از این تحقیق ارائه معادلات محصور شدگی فعال بتنِ تر در لوله‏های فولادی پیش‏تنیده با توجه به پارامترهای موثر در محصور شدگی می باشد. در این تحقیق مطالعات آزمایشگاهی گسترده‏ای صورت گرفته است تا علاوه بر بررسی رفتار فشاری بتن محصور شده، معادلات مربوط به محصور شدگی فعال ارائه شوند. برای نیل به این هدف، یک دستگاه حفظ فشار طراحی و ساخته شد که قادر است هر فشار مشخصی را به طور یکسان به 12 نمونه متوالی از لوله‏های فولادی پر شده از بتن اعمال کند و آن‏را برای هر مدت زمان دلخواهی حفظ کند. برای بررسی دقیق رفتار فشاری بتن محصور شده‏ی فعال، مطالعات آزمایشگاهی به دو قسمت کلی تقسیم شده است. در یکی از آنها رفتار فشاری بتن فشرده به تنهایی تحقیق شده و در دیگری رفتار فشاری بتن محصور شده در لوله‏های فولادی پیش‏تنیده مورد بررسی قرار گرفته است، تا نقش هر یک از اجزای مقطع مرکب در بهبود رفتار فشاری آن تعیین شود. همچنین مطالعات پارامتری برای بررسی عوامل موثر در محصور شدگی فعال شامل مقاومت مبنای بتن، فشار نهایی (میزان پیش تنیدگی)، مدت حفظ فشار و درصد آب مخلوط بتن، انجام گردیده است. نتایج این تحقیق نشان داد که مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته در نمونه‏های بتنی محصور شده به صورت فعال (با پیش تنیدگی) به طور قابل توجهی بیشتر از نمونه‏های محصور شده به صورت غیر فعال (بدون پیش تنیدگی) می‏باشد. همچنین فشردن بتنِ تر خصوصیات مکانیکی بتن سخت شده را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. معادلات محصور شدگی بدست آمده از نتایج آزمایشگاهی نشان داد که روش محصور شدگی حاضر به ازای مقاومت‏های پایینِ بتن مبنا می‏تواند موثرتر ‏باشد. علاوه بر این، حفظ فشار برای مدت زمان طولانی تأثیر چندانی بر رفتار فشاری بتن محصور شده فعال ندارد.

بتن یک ماده ترد و شکننده است که با رسیدن تنش در آن به مقاومت فشاری، به دلیل تغییر شکل جانبی زیاد، فروپاشی کلی نمونه رخ خواهد داد. مقید کردن تغییر شکل جانبی یا به عبارتی محصور کردن آن موجب می‎شود که فروپاشی بتن به تأخیر بیفتد و مقاومت فشاری آن افزایش یابد. امروزه استفاده از مکانیزم محصور شدگی در ساخت سازه‏های بتنی جدید با استفاده از لوله های فولادی و frp به خصوص در مناطق لرزه خیز جهان، رواج پیدا کرده است. محصور کردن ستون با frp، اگرچه باعث افزایش قابل توجه در ظرفیت ستون می‎شود، اما به خاطر ترد بودن frp، شکست ستون محصور شده با آن به طور ناگهانی رخ می دهد. همچنین لوله های محصور کننده ی فولادی، علی رغم بهبود بخشیدن مقاومت و شکل پذیری ستون محصور شده با آن، مشکل خوردگی فولاد و افزایش وزن ستون محصور شده را به همراه دارد. از این رو، در این پژوهش لوله‏ مرکب فولاد-frp معرفی ‏شد تا ترکیب این دو ماده جهت جبران ضعف‏های ذکر شده مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق نمونه‏های بتنی محصور شده با لوله فولادی، لوله frp و لوله مرکب فولاد-frp ساخته شد که در لوله مرکب فولاد-frp، پوشش frp در قسمت بیرونی ستون قرار می گیرد و لوله فولادی را می پوشاند. از هر یک از سه گروه محصور شده، 5 نمونه ساخته شده است و برای مقایسه، یک گروه نمونه ی محصور نشده نیز ساخته شد. با انجام آزمایش فشاری روی نمونه‏ها و تجزیه و تحلیل منحنی های استخراج شده، به بررسی و مقایسه ی رفتار آن ها پرداخته شد. نتایج آزمایشات این تحقیق نشان می دهد که لوله ی مرکب فولاد-frp ، از لحاظ مقاومت، سختی، کرنش گسیختگی و وزن؛ عنصر مناسبی برای محصور کردن بتن است.

ماده جدید چوب پلاستیک که به اختصار wpc نامیده می شود، به دلیل سبکی و خصوصیات مکانیکی مناسب و با توجه به اینکه این ماده از خورده های چوب به عنوان مواد زائد و پلاستیک تولید می شود از لحاظ اقتصادی و کمک به محیط زیست بسیار مناسب بوده و تا به حال کاربرد فراوانی در عناصر غیر سازه ای داشته است. حال برای به کار بردن این ماده را در عناصر سازه ای، نیاز است بوسیله ی تقویت با مواد مناسب رفتار آن بهبود بخشیده شود. در این راستا رفتار استاتیکی تیرهای چوب پلاستیک که با الیاف frp تقویت شده بود، در تحقیقات گذشته مورد بررسی قرار گرفته، برای کاربرد علمی تر این مواد کامپوزیت در صنعت ساختمان، تحقیق در زمینه ی خصوصیات دینامیکی آن ها ضروری می باشد. بدین منظور در این تحقیق تیرهای i شکل wpc بدون تقویت و با لایه گذاری های مختلف تقویت خمشی در بال ها با الیاف کربن والیاف شیشه، مورد آزمایش دینامیکی قرار گرفتند و میرایی و فرکانس طبیعی آن ها اندازه گیری و با هم مقایسه شدند. برای تعیین میرایی تیرها از روش پهنای باند نیم توان، و همچنین برای تعیین فرکانس طبیعی از منحنی تابع پاسخ فرکانسی آن ها استفاده گردید. نتایج حاصل از این تحقیق آزمایشگاهی نسبت میرایی و فرکانس طبیعی 38 نمونه تیر wpc بدون تقویت وبا لایه گذاری مختلف تقویت وبررسی تاثیر تقویت بر این خواص دینامیکی می باشد.

زلزله های ویرانگر در سالهای اخیر محققان را به سمت تحقیق در مورد ساختما نهای با رفتار لرزه ای از جمله ساختمان هایی که در سالهای اخیر ebf مناسب سوق داده است. ساختمان های با مهاربند واگرا به وفور مورد توجه محققین و مهندسین قرار گرفته است. زیرا این ساختا نها همزمان از سختی و جذب انرژی مناسبی برخوردار هستند. از طرفی روش تحلیلی دقیق جهت بررسی رفتار یک سازه که در معرض زلزله قرار می گیرد، روش دینامیکی غیرخطی می باشد. اما به دلیل زمان بر بودن آن همواره سعی بر استفاده از روش تحلیلی جایگزین آن بوده است. به عنوان مثال می توان از روش های موجود در نام برد. اما این روش ها نم یتوانند بعضی از fema و 440 atc40 ، fema آئین نامه های 356 خصوصیات تحلیل دینامیکی غیرخطی همچون دریفت طبقات را، به خصوص در ساختما نهای بلند مرتبه تخمین بزنند. از سال 2001 روشی از سوی چوپرا موسوم به روش مودال پوش اور پیشنهاد شد که نشان داد در مورد ساختمان های خمشی بلندمرتبه م یتواند روش مناسب جایگزین با روش دینامیکی غیرخطی باشد. در این پایا ننامه سعی م یشود اثر مودهای بالاتر به کمک روش مودال پوش اور در 20 و 30 طبقه ، 12 ، بررسی شود. به همین دلیل 4 مدل 5 ebf ساختمان های با مهاربند واگرا انتخاب م یشوند تا بتوان دقت روش مودال پوش اور را در اینگونه ebf دوبعدی با مهاربند واگرا ساختمان های با اختلاف ارتفاع بررسی کرد. نتایج نشان داد که جوا بهای ناشی از روش مودال پوش اور بسیار شبیه تر به روش دینامیکی غیرخطی م یباشد. fema در این گونه ساختمان ها نسبت به روش 356 از طرفی مشخص شد که با افزایش ارتفاع دقت روش مودال پوش اور بیشتر می شود و می تواند دقیقتر روش دینامیکی غیرخطی را تخمین بزند.

اندرکنش بین شمع وخاک یکی از مهمترین مباحث مهندسی ژئوتکنیک و علوم مرتبط با آن می باشد. محققین زیادی تاکنون به بررسی این موضوع پرداخته اند و جنبه های مختلف رفتار ریز شمع ها را تحت اثر بار های مختلف بررسی کرده اند. با توجه به افزایش استفاده از ریز شمع ها طی دهه اخیر در سطح کشور و گسترش بنادر شمالی و جنوبی کشور در سواحل ماسه ای و خطر روانگرایی در اثر زلزله، در این مقاله ظرفیت باربری ریز شمع ها به صورت موردی بررسی می شود. در این پایان نامه تمام فرمولاسیون لازم برای تحلیل روانگرایی ماسه های اشباع ارائه شده است. این تحقیق شامل مطالعه عددی رفتار ریزشمع های مورد استفاده در تسلیح خاک دانه ای اشباع برای جلوگیری از روانگرایی می باشد. روش اجزای محدود دینامیکی سه بعدی جهت تحلیل محیط متخلخل اشباع بر پایه فرمولاسیون اولیه ارائه شده توسط بیوت، استفاده شده است که شامل متغیرهای جسم جامد خاک (u) و جابجائی نسبی مایع (w) به عنوان متغییر های اولیه می باشد. رفتار الاستوپلاستیک سیکلیک خاک تحت تحریک لرزه ای با استفاده از پلاستیسیته عمومی تولید شده از مفهوم سطح تسلیم همراه با قانون جریان غیر همراه شبیه سازی شده است. در این تحقیق بعد از ارائه فرمولاسیون حاکم بر مسأله و حل عددی آن, اثر حالت های مدل بدون میکرو شمع، با میکروشمع تک و همچنین همراه با گروه میکروشمع بر روانگرایی ارزیابی خواهد شد.

قابهای دارای مهاربند همگرا از جمله سیستمهای سازه ای هستند که به منظور مقاومت در برابر بارهای جانبی در سازه های فولادی به کار می روند. از جمله مهاربندهای همگرا که در اجرا بسیار متداول می باشد، مهاربندهای ضربدری هستند که در صورت طراحی مناسب و اجرای درست، قابهای دارای این نوع مهاربند می توانند تغییرشکلهای پلاستیک را تحمل نموده و انرژی هیسترزیس را از طریق تسلیم مهاربند در کشش و کمانش غیرارتجاعی در فشار جذب نمایند. ورقهای اتصال به عنوان رابط مهاربند با اعضای سازه ای قاب، دارای نقش بسیار مهمی در جذب انرژی می باشند. به طوریکه عملکرد نادرست ورق های اتصال باعث ناپایداری موضعی و در نهایت تخریب سازه می گردد. هرچند تا سالهای اخیر، فلسفه طراحی لرزه ای به گونه ای بود که ورق های اتصال در طول زلزله به حالت الاستیک باقی بمانند و جذب انرژی تنها توسط مهاربند صورت پذیرد، لیکن امروزه تاثیر ورق های اتصال بر رفتار قاب های مهاربندی مورد توجه بیشتری قرارگرفته است و در مطالعات آزمایشگاهی و تحلیلی صورت گرفته اجازه داده شده است ورق های اتصال نیز به همراه مهاربند وارد ناحیه غیرالاستیک گردند و در روند جذب انرژی شرکت کنند و به این طریق جذب انرژی در قاب افزایش یابد. از جمله کارهای صورت گرفته برای رسیدن ورق های اتصال به حالت پلاستیک، کم کردن ضخامت ورق اتصال است. در این پایان نامه با ایجاد حالت آکاردئونی در ورق های اتصال، سعی در دخالت دادن ورق های اتصال در فرآیند جذب انرژی شده است. بدین منظور رفتار قاب مهاربندی ضربدری با ورق های اتصال آکاردئونی، تحت بارگذاری چرخه ای و بارافزون مورد بررسی قرار گرفت و منحنی های هیسترزیس و پوش-آور مربوطه رسم گردید و با حالتی که قاب دارای ورق های اتصال ساده باشد مورد مقایسه قرار گرفت. از نتایج بدست آمده می توان به توانایی تحمل نیروی بیشتر، شکل پذیری بهتر، ضریب رفتار بالاتر و افزایش مقدار جذب انرژی در اثر کم شدن پدیده ی باریک شدگی در قاب با ورق اتصال آکاردئونی نسبت به حالت ساده، اشاره نمود.

ساختمانی 5 طبقه در شهرستان بابل، در هنگام ساخت، تحت بارهای سرویس، دچار آسیب شده است. بازدیدهای اولیه نشان داد که این ساختمان در شش نقطه از فنداسیون دچار پانچ شده و ساختمان به یک سمت منحرف شده است.فونداسیون در محل اتصال ستون در معرض گسیختگی ناشی از برش پانچ قرار می گیرد، این گسیختگی باعث کاهش مقاومت ساختمان در برابر بارهای ثقلی می شود. افزایش تنش ها در نزدیکی اتصال ستون به فونداسیون احتمال شکست را بالا می برد. در این پروژه، برش پانچ و رفتار سازه بعد از پانچ شدن مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا قابی از سازه در نرم افزار opensees، مدل شده و سپس تحت بارگذاری ثقلی قرار گرفته است و با استفاده از نتایج این نرم افزار، بار وارد به ستون ها به دست آمده و سپس یکی از ستون ها به همراه فنداسیون و خاک زیر آن،در نرم افزار abaqus مدل شده است. با توجه به نتایجی که از دو نرم افزار استخراج شد، تنش فشاری در ستون های طبقات پایین به تنش نهایی بتن رسیده است در نتیجه نیاز به تقویت دارند. تحت 80 درصد از بارهای ثقلی تنش فشاری در ستون-های طبقه اول به حدود 51 درصد مقاومت فشاری بتن رسیده است. در ستون های پانچ شده و در محدوده اطراف ستون در فنداسیون، تنش فشاری در بتن از تنش مجاز آن فراتر رفته و به تنش فشاری بتن رسیده است در نتیجه ضخامت فنداسیون باید افزایش یابد. تنش در میلگردهای پای ستون های پانچ شده و میلگردهای فنداسیون در قسمت زیر ستون از تنش جاری شدن فولاد بیشتر شده است. و همچنین تیرهای کنسولی طبقات بالا نیز نیاز به تقویت دارند.

با توجه به اینکه ایران بر روی کمربند زلزله خیز آلپ- هیمالیا واقع شده است و این امر احتمال رخداد زلزله را بالا می برد و از طرفی چون سازه ها تحت اثر زمین لرزه های مخرب، وارد مرحله غیر ارتجاعی می شوند، لذا مطالعه بر روی وضعیت لرزه خیزی و تبعات ناشی از وقوع آن بر روی سازه ها و همچنین مطالعه رفتار غیرارتجاعی آن ها از اهمیت خاصی برخوردار است. با توجه به معایب مهاربندهای عادی و چگونگی رفتار آن در محدوده غیر خطی ، منحنی hysteresys غیر متقارن، زوال استحکام و افت سختی به علت کمانش در بارگذاری تناوبی، در سال های اخیر قاب با مهاربند کمانش ناپذیر (brbf)به عنوان نسل جدیدی از سیستم های مهاربندی مورد بررسی قرار گرفته شده است. برخلاف مهاربندهای عادی ، این نوع مهاربند دارای منحنی hysteretic متقارن و انعطاف قابل توجه، با محدود کردن کمانش در برابر بارهای فشاری می باشد. در تحقیق حاضر سعی شده است با استفاده از آنالیز استاتیکی افزاینده غیرخطی (پوش آور)، تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی و تحلیل دینامیکی خطی تاریخچه زمانی، که برای انجام تحلیل های دینامیکی از رکوردهای کاپ مندسینو، کوبه، سان فرناندو و طبس استفاده شده است، به بررسی ضریب رفتار قاب با مهاربند کمانش تاب واگرای معکوس شورون، طراحی شده بر مبنای آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد 2800، ویرایش سوم) و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان های فولادی) و همچنین پارامترهای لرزه ای موثر از قبیل ضریب شکل پذیری و ضریب اضافه مقاومت پرداخته شود. برای این منظور چهار قاب 3، 6، 9و 12 طبقه با مهاربند کمانش ناپذیر واگرای معکوس شورون مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج به دست آمده ضریب رفتاری حدود 15/57 را برای این نوع سیستم ساز ه ای به دست می دهد.

زلزله های مختلف آسیب های متفاوتی بر حسب میزان مقاومت و پایداری به سازه ها وارد می سازند. لذا پایدار و مقاوم بودن سازه ها در برابر زلزله برای جلوگیری از تخریب های کلی و یا جزئی و همچنین از دست رفتن سرمایه های مالی و جانی افراد و کشور، از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. قاب های فولادی با مهاربندهای واگرا به عنوان یکی از سیستم های رایج مقاوم در برابر زلزله با شکل پذیری و سختی مناسب دارای آرایش های مختلفی بوده، که یکی از آن شامل اتصال تیر پیوند به ستون می باشد. این نوع اتصال، تا قبل از زلزله نورث ریج (1994)، از نوع خمشی در نظر گرفته می شدند. همچنین پژوهش های انجام شده در پی زلزله نورث ریج حاکی از آن بود که اتصالات تیر پیوند به ستون در معرض شکست های ترد همانند اتصالات در قاب های خمشی قرار گرفته است. به همین جهت پس از زلزله نورث ریج، محققان به دنبال راهکارهایی برای بهبود این نوع اتصال برآمدند که ضرورت پژوهش در این امر را بیش از پیش نشان می دهد. در این پژوهش، سعی شده است تا نوع جدیدی از مستهلک کننده های انرژی، معرفی شود. این مستهلک کننده متشکل از یک حلقه که به منظور افزایش شکل پذیری و جذب انرژی زلزله و همچنین یک قوطی برای افزایش ظرفیت باربری، که توسط صفحات اتصال به حلقه شکل پذیر متصل می شوند، می باشد. در هنگام وقوع زلزله، عضو مستهلک کننده قسمت قابل توجهی از انرژی ورودی به سازه را با ورود به مرحله غیر خطی و تشکیل مفاصل خمیری خمشی، مستهلک کرده و بدین صورت از ورود دیگر اعضای سازه به مرحله غیر خطی جلوگیری می نماید. همچنین از کمانش اعضای مهاربندی جلوگیری کرده یا آن را به تعویق می اندازد. این امر سبب جلوگیری از شکست اتصال تیر پیوند به ستون شده و در صورت خرابی المان پیشنهادی، قابلیت تعویض آسان را نیز داشته و علاوه بر این که از هزینه کم و سرعت بالایی نیز برخوردار می باشد. برای بررسی ظرفیت باربری و میزان شکل پذیری المان پیشنهادی از نرم افزار اجزای محدود ansys استفاده شده است. همچنین نرم افزار opensees به منظور بررسی عملکرد المان پیشنهادی در قاب های فولادی با مهاربندهای واگرا تحت تحلیل استاتیکی غیر خطی و نیز دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی، مورد استفاده قرار گرفته است. منحنی های هیسترسیس به دست آمده حاکی از آن است که المان معرفی شده می تواند به عنوان یک عضو جاذب انرژی و یک فیوز جهت کنترل کمانش یک مهاربند و دوران تیر پیوند عمل نموده، ضمن آنکه شکل پذیری لازم را نیز تامین کند.

با وقوع زلزله 1994 نورثریج بسیاری از ساختمان ها که سیستم سازه ای آنها از قاب مقاوم خمشی فولادی بود، دچارشکست ترد در ناحیه ی اتصال تیر به ستون شدند. بعد از زلزله نورثریج، یکی از اتصالات مقاوم خمشی مورد تأیید محقیقن، اتصال rbs بود. در اتصالاتrbs ، با کاهش مقاومت خمشی تیر، مفصل پلاستیک در تیر و با فاصله معینی از بر ستون، تشکیل می گردد. اتصالات معمول rbs دارای بعضی کاستی هایی ازجمله مقاومت کم در برابر کمانش جانبی– پیچشی و کمانش های موضعی بال و جان می باشند که باعث ایجاد محدودیت در استفاده از این اتصال می گردند. در حالی که در اتصال جدید rbs با جان موج دار، جان موج دار قرار گرفته در ناحیه تضعیف شده باعث به تأخیر انداختن کمانش های موضعی بال و جان و افزایش پایداری مفصل پلاستیک طی تغییرشکل های غیرخطی می گردد. در این تحقیق به بررسی رفتار لرزه ای انواع اتصالات rbs در تیرهای دوبل با مقاطع ایرانی پرداخته شده است. این بررسی ها بر روی اتصالات معمول rbs با برش شعاعی، مثلثی، ذوزنقه ای واتصال جدید rbs با جان موج دار (aw-rbs) انجام شده است. برای ارزیابی رفتار و عملکرد لرزه ای برای اتصالات نام برده، مطالعات پارامتریک با استفاده از نرم افزار اجزا محدود غیرخطی abaqus به منظور بررسی اثر پارامترهای مختلف از جمله شکل برش، ارتفاع تیر دوبل جان موج دار قرار گرفته در ناحیه مفصل پلاستیک اتصال aw-rbs انجام گرفت. نتایج نشان داد که مفصل پلاستیک در ناحیه پیش بینی شده اتصال aw-rbs تشکیل می گردد. منحنی رفتار هیسترزیس تمامی نمونه ها مدل شده قابلیت جذب انرژی بالای این اتصال را مشخص می کند و نمونه مدل شده aw-rbs قابلیت توانایی تحمل 8% چرخش بدون افت مقاومت قابل ملاحظه را دارا می باشند؛ این امر درحالی است که نمونه های rbs معمول چرخش 5% را تحمل و صلاحیت برای استفاده از اتصالات مقاوم خمشی در قاب های خمشی ویژه چرخش حداقل 4% می باشد. همچنین عمده چرخش پلاستیک اتصال aw-rbs ناشی از چرخش شکل پذیر و پایدار مفصل پلاستیک تشکیل شده در تیر دوبل می باشد و سایر اجزای اتصال اعم از چشمه اتصال و ورق های اتصال مشارکت کمی دارند.

قاب‏های خمشی مرکب rcs سیستمی متشکل از ستون‏های بتنی (rc) و تیرهای فولادی‏ (s) می‏باشد. استفاده از مقاومت فشاری مناسب بتن و مقاومت خمشی تیر فولادی موجب شده تا این سازه‏ها وزن کمتری نسبت به سازه‏های بتنی داشته‏باشد، و در عین حال در مقایسه با قاب‏های خمشی فولادی و قاب‏های خمشی بتنی رفتار لرزه ای بهتری از خود نشان می‏دهد. مهمترین بخش در این سازه‏ها اتصال تیر فولادی به ستون بتن مسلح است، که تحقیقات انجام یافته در مورد این سازه‏ها بیشتر بر روی اتصال مرکب آن بوده که منجر به تدوین آیین‏نامه‏هایی برای طراحی این اتصالات شده است. این اتصالات به دو دسته کلی اتصال با تیر عبوری و اتصال با ستون عبوری از ناحیه اتصال تقسیم‏بندی می‏شوند. در این پایان‏نامه یک نمونه از این اتصالات که مدل آزمایشگاهی آن توسط کوراموتو و نیشیاما به انجام رسید در نرم‏افزار اجزای محدود abaqus مدل‏سازی و عملکرد لرزه‏ای آن تحت بارگذاری رفت و برگشتی مورد بررسی قرار گرفت. پس از صحت‏سنجی مدل المان محدود، دو اتصال دیگر از اتصالات rcs بصورت ستون میان‏گذر پیشنهاد و عملکرد این 3 اتصال با هم مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج کلی این بررسی‏ها بیانگر این موضوع است که اتصال rcs با برش‏گیرهای l شکل علاوه بر افزایش ظرفیت و سختی، رفتار بسیار پایدارتری را از خود نشان می‏دهد. همچنین اجرای این اتصال آسان‏تر از اجرای اتصال کوراموتو است.

یکی از آثار بارز پیشرفت علوم فنی و مهندسی، سازه های بلند سر به فلک کشیده ای است که با بلندی و طراحی منحصر به فرد خود، هر بیننده ای را مجذوب می کنند. امروزه با توجه به کمبود زمین در شهرهای بزرگ و افزایش روز افزون جمعیت، ساختمان های بلند جایگاه ویژه ای پیدا کرده اند. در این میان هر چه بلندی سازه ها رو به فزونی می رود، مسئله انتخاب فرم سازه ای مناسب و چگونگی مقابله آن با نیروهای جانبی اهمیت بیشتری می یابد. سیستم لوله ای یکی از انواع فرم های سازه ای در ساختمان های بلند است که در آن تیرهای عمیق و ستون های نزدیک به هم در قاب های پیرامونی متحمل بارهای جانبی هستند. سیستم لوله ای دارای چنان قابلیتی است که در بسیاری از موارد، مقدار مصالح سازه ای مورد استفاده در این سیستم نسبت به ساختمان های با سیستم قاب مدولار، به نصف تقلیل می یابد. از طرفی اتصال rbs دارای خاصیتی است که به کارگیری آن نیز با کاهش وزن مصالح همراه است. بنابراین با توجه به موارد مذکور و نیز عملکرد لرزه ای مناسبی که از ساختمان های بلند لوله ای و اتصالات rbs دیده شده است، در این تحقیق به بررسی لرزه ای ساختمان های بلند با قاب محیطی دارای شاهتیرهای کاهش یافته در بال پرداخته شده است. بررسی ها در سه مدل 20، 25 و 30 طبقه و تحت سه رکورد زلزله بم، کوبه و منجیل در دو حالت با و بدون اتصال rbs صورت گرفته است. مدل سازی اولیه جهت حصول مقاطع با کفایت در نرم افزار sap2000 انجام شده و در ادامه مدل ها به دو شکل دو و سه بعدی جهت انجام تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه و برای بررسی عملکرد لرزه ای ساختمان ها به نرم افزار perrform-3d منتقل شده اند. در نرم افزار perform-3d خصوصیات غیر خطی مقاطع، بارگذاری، سطوح عملکردی و سایر موارد مورد نیاز جهت تحلیل معرفی شده و نتایج مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با حضور اتصال rbs در شاهتیرهای سیستم قاب محیطی علی رغم افزایش تغییر مکان سازه، نگرانی خاص وجود ندارد، چون تغییرات در محدوده ی مجاز است. جذب انرژی تیرها اثر افزایشی داشته و موجب افزایش شکل پذیری تیرها شده است. در حالی که ستون های سازه های با اتصال rbs دچار کاهش جذب انرژی و کاهش امکان تشکیل مفصل پلاستیک شده اند. منحنی های هیسترزیس نیز در تیرهای دارای اتصال rbs با افزایش سطح و تعداد چرخه ها همراه بوده اند. در حالی که ستون ها در سازه های با اتصال rbs، منحنی های هیسترزیس کم سطح و با چرخه های کمتری داشته اند.

استفاده از انواع مهاربندهای خارج از مرکز درطراحی ومقاوم سازی ساختمان های اسکلت فولادی بسیارمتداول است. این مهاربندها از سختی مناسب و شکل پذیری بسیار بالایی برخوردارند. مهاربندهای خارج از مرکز یا ebf به دو دسته کلی مهاربندهای خارج از مرکز با پیوند افقی (h-ebf) و مهاربندهای خارج از مرکز با پیوند قائم (v-ebf) تقسیم می شوند که به دلیل مزایای مهاربندهایv-ebf نسبت به مهاربندهای h-ebf این نوع از مهاربندها در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته اند. مهمترین ایراد مهاربندهای v-ebf را می توان در اتصال تیر پیوند قائم به تیر اصلی سازه (تیر کف) دانست زیرا لنگر خمشی نسبتا زیادی که تحت بار جانبی در این نقطه به وجود می آید منجر به شکست ترد جوش اتصال پیش از تسلیم مقطع تیر می گردد. برای حل این مشکل در این تحقیق از اتصال aw-rbs استفاده شده است. در اتصال aw-rbs با برداشتن قسمتی از جان تیر و جایگزین کردن آن با ورق l شکل در دو طرف تیر، مقطع از نظر خمشی دچار تضعیف گشته و سبب می گردد تا مفصل پلاستیک در منطقه تضعیف شده ایجاد شود که با وقوع مفصل پلاستیک در نزدیکی اتصال، از ایجاد شکست ترد در اتصال تیر به پیوند جلوگیری می شود. در این پایان نامه یک مطالعه عددی جهت بررسی رفتار قاب با مهاربند v-ebf دارای اتصال aw-rbs در پیوند قائم، با استفاده از نرم افزار اجزای محدود انجام شده است. این مطالعه با در نظر گرفتن پارامترهایی شامل ضخامت ورق l شکل، طول تیر پیوند و استفاده از سخت کننده انجام شده است. جهت تایید صحت مدل سازی آزمایشی در مقیاس 2/1 ابعاد واقعی به انجام رسیده است. نتایج نشان می دهند که با استفاده از اتصال aw-rbs در تیر پیوند علاوه بر بالا رفتن شکل پذیری، ظرفیت باربری نیز افزایش می یابد. همچنین در بین نمونه های دارای اتصال aw-rbs در تیر پیوند با افزایش طول تیر پیوند شکل پذیری افزایش می یابد. استفاده از سخت کننده نیز باعث افزایش شکل پذیری و ظرفیت باربری می گردد و با افزایش طول تیر پیوند تاثیر وجود سخت کننده کاهش می یابد.

در دهه‎های اخیر دیوارهای برشی فولادی (spsw) به عنوان یک سیستم مناسب برای مقابله با نیروهای جانبی ناشی از زلزله و باد، به خصوص در ساختمان‎های بلند، به دلیل شکل‎پذیری و رفتار مناسب جذب انرژی آنها مورد بررسی قرار گرفته‎اند. این دیوارها با شکل‎های مختلف به صورت‎های تقویت‎شده و تقویت‎نشده‎ی سوراخدار یا ساده و همچنین به صورت‎ مرکب با بتن (cspsw)، در طراحی یا مقاوم‎سازی سازه‎ها به کار می‎روند. به دلیل توانایی بالای دیوارهای برشی فولادی در برابر بارهای جانبی و همچنین ظرفیت بالای اتلاف انرژی زلزله، استفاده از آنها در بسیاری از کشورها پیشرفت داشته است. نتایج آزمایشگاهی همگی حاکی از سختی برشی قابل ملاحظه دیوارهای برشی فولادی می‎باشد. لذا استفاده از این سیستم برای بارهای سنگین جانبی و کنترل تغییر‎مکان ناشی از آن‎ها می‎تواند بسیار مفید واقع شود. در دیوارهای برشی فولادی ساده به دلیل کمانش زود هنگام ظرفیت جذب انرژی پایین می‎باشد. یکی از اهداف تقویت دیوارهای برشی فولادی این است که از کمانش خارج صفحه ورق پرکننده جلوگیری شود و از رسیدن آن به حد خمیری کامل اطمینان حاصل گردد، لذا میزان این کمانش خارج از صفحه در موارد بسیاری برای ما اهمیت پیدا می‎کند. نوع معمول تقویت‎شده این دیوارها که دارای سخت‎کننده های افقی و عمودی می‎باشد عملکرد به نسبت خوبی دارند ولی دارای ضعف‎های فراوان از جمله ایجاد تنش‎های پسماند حاصل از جوش و همچنین سختی اجرا به دلیل زمان و هزینه زیاد می‎باشد. به همین دلیل، در این پایان‎نامه تلاش شده است که نوع خاصی از ورق‎های‎ تقویت‎شده بررسی شود، که ضعف‎های سیستم تقویت‎شده قبلی را برطرف کرده و همچنین برخی خواص دیگر را بهبود بخشد. برای این منظور، از تقویت‎کننده‎های کرکره‎ای ذوزنقه‎ای استفاده شده است که توسط پیچ‎هایی به ورق اصلی متصل شده است. مقدار ظرفیت نهایی، میزان جابجایی خارج از صفحه، مدهای شکست و همچنین مقادیر تنش‎های اصلی در نقاط خاص مورد بررسی آزمایشگاهی تحت بارگذاری چرخه‎ای شبه استاتیکی قرار گرفته است. نتایج بررسی‎ها حاکی از رفتار مناسب نمونه‎های تقویت‎شده با ورق‎های کرکره‎ای ذوزنقه‎ای دارد که از آن جمله می‎توان به افزایش قابل توجه ظرفیت نهایی سیستم، کاهش قابل توجه در مقدار کمانش خارج از صفحه و بهبود در تقارن و پایداری منحنی‎های هیسترزیس نیرو- تغییرمکان اشاره کرد

تحلیل قابهای فولادی در گذشته با فرض رفتار ایده آل صلب یا مفصلی اتصالات کف ستون انجام می شد. برخی روشهای تحلیلی پیشرفته برای در نظر گرفتن اتصالات به صورت نیمه صلب پیشنهاد شده است، ولی عملکرد این روشها وابسته به مدلسازی صحیح اتصال است. در تحلیل قابهای نیمه صلب، رفتار گره باید مدل شود و این مدل با مدل منحنی لنگر-دوران مرتبط می باشد. بستگی به تحلیل مورد نیاز، هر نوع بیانی از منحنی لنگر- دوران قابل استفاده است. دقیق ترین بیان این رفتار با استفاده از توابع پیوسته غیر خطی صورت می گیرد. این تحقیق روش های پیش بینی رفتار مکانیکی اتصالات کف ستون را ارائه می دهد. برای در نظر گرفتن رفتار هیستریک اتصالات کف ستون دو شیوه مدل سازی به کمک روش های ریاضی و شبکه عصبی پیشنهاد شده است. سپس عملکرد دو شیوه بررسی شده و در ادامه در مورد مزایا و معایب هر کدام بحث گردیده است. برای بهره مندی از مزایای هردو مدل ریاضی و شبکه عصبی، شیوه جدید که دارای ساختار ترکیبی می باشد، ایجاد شده و با مدلسازی اتصالات کف ستون ارائه شده است. منحنی لنگر- دوران حاصل از مدل ریاضی با منحنی آزمایشگاهی مقایسه شده است. برای بیان رفتارباریک شدگی در نمودار هیستریک اتصال کف ستون، مدل ریاضی به مولفه های لغزش و تغییر قطر سوراخها نیاز دارد که این مولفه ها در مدل سازی شبکه عصبی قابل بیان می باشند. در این تحقیق، یک ساختار ترکیبی جدید پیشنهاد شده است. در ساختار ترکیبی، مدل سازی با روش ریاضی با شبکه عصبی تکمیل می شود. اصل اولیه در شیوه ترکیبی پیشنهادی آن است که تمام خصوصیات رفتاری سیستم تابع مدل ریاضی نیستند، بنابراین روش های جایگزین شبکه عصبی در نظر گرفته می شود. نقش مدل شبکه عصبی در این ساختار، مدلسازی بخش هایی است که با مدل ریاضی قابل بیان نیستند. کاربرد روش ترکیبی با مدلسازی رفتار پیچیده هیستریک اتصالات کف ستون بیان شده است. نتیجه استفاده از این شیوه پیش بینی رفتار اتصالات کف ستون با دقت بالا می باشد.

یکی از انواع سیستم های سازه ای ساختمان های بلند، سیستم قاب محیطی مهاربندی شده است. در این سیستم که ترکیبی از سیستم های قاب محیطی و قاب مهاربندی می باشد نیروی جانبی توسط مهارها، تیرها و ستون ها تحمل می شود. امکان اجرای این سیستم سازه ای در ارتفاع بالا موجب شکل پذیری و جذب انرژی زیاد در ستون های طبقات فوقانی می گردد، همچنین در تعداد زیادی از ستون ها مفصل پلاستیک تشکیل شده و نیز بعلت بالا بودن تنش ها در محل اتصال تیر و ستون، قبل از رسیدن به شکل پذیری مورد نیاز ممکن است با شکست ناگهانی در این محل مواجه گردد. به نظر می رسد اتصال تیر با مقطع کاهش یافته (rbs?) با ایجاد شکل پذیری بیشتر در تیر و متمرکز کردن تنش در محلی دور از اتصال تیر و ستون، راه حل مناسبی برای رفع مشکل باشد، اما از آنجا که اتصال rbs در قاب خمشی کاربرد داشته و تاکنون در قاب محیطی مهاربندی شده در ساختمان بلند آزمایش نشده باید حتما مورد بررسی قرار گیرد، لذا در این پایان نامه با استفاده از نرم افزارهای sap2000 و perform-3d و طی تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی میزان جذب انرژی، روند تشکیل مفصل پلاستیک، چرخه های هیسترزیس و جابجایی گره بام تحت بکارگیری اتصال مذکور مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصله، از مقایسه بین سیستم های بدون اتصال rbs و سیستم های دارای اتصال rbs بدست آمده است. در این تحقیق ابتدا سه ساختمان بلند در ترازهای ارتفاعی ?? ، ?? و ?? طبقه با استفاده از نرم افزار sap2000 مدلسازی و طراحی و سپس یک قاب از هر ساختمان در نرم افزار perform-3d تحت دو سیستم بدون اتصال rbs و دارای اتصال rbs مدل گردیده است. مدل ها با شتاب نگاشت زلزله های منجیل، طبس و نورثریج تحت تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی قرار گرفته اند. مطابق این تحقیق مدل های دارای اتصال rbs با کاهش سختی تیر و افزایش شکل پذیری آن، میزان انرژی جذب شده را در تیرها افزایش و در ستون ها کاهش داده، امکان تشکیل مفصل پلاستیک در ستون ها نیز با کاهش همراه بوده است. در مطالعه ی چرخه های هیسترزیس در تیرها افزایش سطح زیر منحنی های هیسترزیس مشهود است و در ستون ها عکس این مطلب دیده می شود. بررسی جابجایی گره بام نشان می دهد میزان جابجایی به مقدار بسیار کمی افزایش داشته که با وجود کم شدن سختی تیرها و در نتیجه کم شدن سختی سیستم سازه ای، بدلیل حضور مهاربندی کلی در سازه، سختی سیستم در برابر بار جانبی همچنان بالا بوده و تغییرات جابجایی اندک است.

چکیده امروزه برپایی ساختمانها به دلیل عدم رعایت موارد فنی در حین اجرا، استفاده از مصالح غیر استاندارد، دلیلی برای نگرانی و آسیبپذیری آنها در قبال زلزله میباشد. آسیب دیدن اینگونه از سازه- ها علاوه بر خسارات اقتصادی، ممکن است تلفات جانی در بر داشته باشد. بنابراین، مطالعه و بررسی عوامل آسیبپذیری سازهها امری ضروری به نظر میرسد. از عوامل پیدایش اینگونه آسیبها، عدم رعایت ضوابط مقررات ملی، طرح و اجرای ساختمانهای فولادی، عدم تسلط و توجه کافی مهندسین ناظر به اصول اجرایی میباشد، که با توجه به زلزلههای گذشته خسارات سنگینی را بر جای گذاشته است. در مطالعه پیش رو به بررسی آثار ضعفهای اجرایی در مهاربندهای هممحور فولادی در طراحی پانلهای مهاربندی شده در ساختمانهای فولادی، پرداخته شده است. بر اساس مطالعات و تحقیقات صورت گرفته در کارگاههای ساختمانی، در اجرای سازههای فولادی مهاربندی شده، معضلات اجرایی در برپایی مهاربندها شناسایی شدند. انحراف مهاربندها از آکس سازهای، اتصال مهاربند به ورق اتصال، دوران جزیی داخل یا خارج صفجه مهاربندها، از جمله مهمترین نقاط ضعف اجرایی سازههای فولادی هستند که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفتهاند. برای ارزیابی رفتار و عملکرد لرزه ای و مطالعات پارامتریک بر روی 9 قاب با طبقات متفاوت، از نرم افزار اجزا محدود غیرخطی abaqus جهت بررسی اثر نقایص نام برده استفاده شد. در هر مرتبه یکی از نقایص مذکور در مدلسازی وارد شده و به تدریج شدت نقص افزایش داده شد تا با بررسی مقادیر مختلف انحراف، نتایج بررسی شوند. نتایج نشان داد که مفصل پلاستیک در طبقات اول تمامی مدلهای شبیهسازی شده تشکیل می گردد. منحنی پوشآور تمامی نمونهها مدلشده، قابلیت جذب انرژی کمتر و افت مقاومت خمشی در این طبقات را مشخص می کند.

چکیده یکی از عناصر تامین کننده مقاومت جانبی سازه ها درقاب های مهاربندی شده، مهاربند دروازه ای می باشد که در مقایسه با مهاربند های هم محور x شکل به دلیل فضای بازتر معماری مورد توجه بیشترقرارگرفته است، ولی این نوع مهاربندها از سختی کمتری برخوردار هستند و تمایل بیشتری به کمانش خارج از صفحه دارند. اهمیت رفع نقطه ضعف این بادبند با توجه به استفاده روز افزون از این سیستم بادبندی امری ضروری به نظر می رسد. به همین منظور در این پژوهش با استفاده از المان جاذب انرژی و اضافه کردن آن به مهاربند دروازه ای از کمانش مهاربند فشاری جلوگیری به عمل می آید. المان جاذب انرژی از ترکیب یک قوطی و یک حلقه است که در گوشه قاب مهاربندی و در انتهای بادبند زانویی، قرار می گیرد. رفتار المان قبل از قرارگیری در قاب با استفاده از برنامه ansys مورد ارزیابی قرار گرفته و ابعاد مناسبی برای آن در نظر گرفته شده است. اساس کارکرد این المان پیشنهادی جلوگیری از کمانش مهاربند می باشد. هنگام وقوع زلزله عضو مستهلک کننده قسمت قابل توجهی از انرژی ورودی زلزله به سازه را با ورود به مرحله غیر خطی و تشکیل مفاصل پلاستیک مستهلک می نماید. در این پایان نامه به بررسی تاثیرات اضافه نمودن المان جاذب انرژی به قاب با مهاربند دروازه ای پرداخته می شود که نتایج بررسی ها از مدلسازی میزان شکل پذیری قابل قبول المان پیشنهادی و جلوگیری از کمانش مهاربند و استهالاک انرژی بیشتر نسبت به قاب مهاربندی شده معمولی را نشان میدهد. واژه های کلیدی: مهاربند دروازه ای، مستهلک کننده انرژی، کنترل لرزه ای، مقاوم سازی

چکیده: ستون¬های cft به دلیل فواید قابل ملاحظه¬ای که دارند، به طور وسیعی در ساختمان¬های چند طبقه مورد استفاده قرار می¬گیرند. از جمله مسائل مهم در مورد ستون¬های cft اتصالات به کار رفته در این ستون هاست. اتصال ایجاد شده باید به گونه¬ای باشد که فولاد و بتن تواما در باربری مشارکت کنند. مقاومت کششی این مقاطع توسط جداره فولادی و مقاومت فشاری آن از طریق هسته بتنی تامین می-گردد. اتصالات باید به گونه¬ای طراحی شوند تا اطمینان حاصل گردد که مفصل پلاستیک در تیر ایجاد گشته و به عملکرد سایر اجزای سازه لطمه¬ای وارد نشود. در سیستم¬های قابی که از ستون¬های قوطی شکل فولادی پر شده از بتن و تیرهای فولادی با مقطع فشرده استفاده می¬کنند علاوه بر آنکه از نقطه نظر اقتصادی برتری مناسبی دارند، عملکرد سازه¬ای مناسبی را به همراه مقاومت بالا از خود نشان می¬دهند و انرژی را در وضعیت الاستو¬پلاستیک تلف می¬کنند. در نتیجه استفاده از این اجزا برای سازه¬های بلند که در مناطق لرزه خیز واقع شده¬اند بسیار مناسب می¬باشد. در این پژوهش، اتصال خمشی تیر به ستون cft با ورق فوقانی و تحتانی در نرم¬افزار اجزا محدود abaqus مدل¬سازی شده و رفتار آن تحت تاثیر پارامترهایی چون تغییر مشخصات بتن و همچنین تغییر مشخصات اجزای اتصال مورد بررسی قرار می-گیرد. جزئیات اتصال مدل شده به گونه¬ای است که مفصل پلاستیک در تیر تشکیل شده و شرط تیر ضعیف ستون قوی برقرار خواهد بود. وجود بتن در ستون cft باعث می¬شود تا میزان سختی و گیرداری اتصال به طور قابل ملاحظه¬ای افزایش یابد. بتن سبب می¬گردد تا سختی کافی در گوشه¬های ستون ایجاد شود و از حرکت رو به داخل جداره ستون جلوگیری به عمل می آورد. با نصب ورق تقویتی به ضخامت 10 میلیمتر میزان گیرداری 8/30 بدست آمده که نسبت به حالت بدون ورق تقویتی دو برابر و همچنین کاهش دوران به میزان 3/60 درصد می¬گردد. کلمات کلیدی: ستون¬های مرکب، اتصال خمشی، منحنی تنش-کرنش، رفتار سیکلیک، ستون قوطی شکل

قاب فولادی مهاربندی v معکوس، یکی از انواع سیستم های باربر جانبی است. این نوع از سیستم ها با وجود سختی و مقاومت بالا، رفتار پس کمانشی ضعیفی دارند. به منظور جبران این مشکل، المان های قائم (زیپر) بین تیرها قرار داده می شود؛ به نحوی که رأس مهاربندها را در ارتفاع به یکدیگر اتصال دهد. در این صورت نیروی قائم نامتعادل ایجاد شده در طبقه، توسط ستون زیپی به طبقات بالاتر منتقل شده و از تشکیل طبقه نرم جلوگیری می شود. در این پژوهش، در محل اتصال تیرها به ستون های زیپی نوع جدیدی از اتصال با مقطع کاهش یافته تحت عنوان aw-rbs که در منابع آمده، به کار گرفته شده است که در آن جان صاف تیر با ورق های موج دار فولادی در ناحیه محدودی در نزدیکی محل اتصال تیر به ستون زیپی، جایگزین می شود و این امر مشارکت جان تیر در ظرفیت خمشی تیر در این ناحیه را کاهش می دهد. جهت بررسی رفتار قاب های دارای بادبند زیپی با این نوع اتصال، قاب هایی در نرم افزار perform-3d و طی تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی (پس از مدلسازی در نرم افزار sap2000) مدل شده اند. این پژوهش نشان می دهد رفتار استاتیکی و دینامیکی قاب های دارای بادبند زیپی در صورت وجود اتصال aw-rbs، بهبود می یابد.

امنیت سازه همیشه در طراحی پروژه های مهندسی عمران برای مهندسان امری کلیدی بوده است. یکی از مکانیزم هایی که سازه در آن دچار شکست می شود و در سالهای اخیر توجه زیادی به آن شده است مربوط به خرابی پیش رونده است. پدیده خرابی پیش رونده در سازه ها در هنگام زلزله و حتی در یک انفجار نزدیک به سازه به چالشی مهم تبدیل شده است و می تواند مشکلاتی را برای سازه ها به وجود آورد و حتی منجر به ویرانی کل سازه گردد. خرابی پیش رونده را به صورت گسترش خرابی موضعی اولیه از عضوی به عضو دیگر که سرانجام به خرابی تمام سازه و یا قسمت بزرگی از آن می انجامد، تعریف می کنند. در این تحقیق با استفاده از روش مسیر جایگزین و تحلیل دینامیکی غیر خطی به ارزیابی پتانسیل خرابی پیش رونده ناشی از حذف مهاربند در قاب های مهاربندی شده برون محور پرداخته شده است. در ادامه تحقیق به ارزیابی خرابی پیش رونده در قابهای مهاربندی شده برون محور ناشی از حذف ستون، ناشی از حذف همزمان ستون و مهاربند و به ارزیابی خرابی پیش رونده در قابهای خمشی و مقایسه آن با سیستم برون محور نیز پرداخته شده است. همچنین تأثیر پارامترهایی مانند تعداد طبقات، آرایش مهاربندها و نوع اتصال بررسی شده است. برای این منظور سه ساختمان پنج، ده و پانزده طبقه با سیستم قاب ساختمانی ساده و قرارگیری مهاربند در دهانه های میانی، سه ساختمان پنج، ده و پانزده طبقه با سیستم قاب ساختمانی ساده و قرارگیری مهاربند در دهانه های کناری، سه ساختمان پنج، ده و پانزده طبقه با سیستم قاب خمشی و یک ساختمان پنج طبقه با سیستم ترکیبی(دوگانه) قاب خمشی به همراه مهاربند برون محور جهت تحلیل و طراحی در نرم افزار etabs مدل گردید. سپس یکی از قاب های محیطی هر ساختمان جهت ارزیابی پدیده خرابی پیش رونده در نرم افزار sap2000 مدل گردید. نتایج بیانگر آنست که با حذف مهاربند، سازه در مقابل خرابی پیش رونده مقاوم است. همچنین مشاهده گردید حذف تک ستون فقط زمانیکه در کنار ستون حذف شده مهاربندی وجود نداشته باشد و حذف همزمان ستون و مهاربند فقط در طبقه آخر سبب ایجاد خرابی پیش رونده در سازه می شود. نتایج نشان داد که با حذف همزمان ستون و مهاربند احتمال رخ دادن خرابی پیش رونده در قاب هایی که دهانه های میانی مهاربندی شده با افزایش ارتفاع افزایش و در قاب هایی که دهانه های کناری مهاربندی شده با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. همچنین با مقایسه قاب مهاربندی شده برون محور و قاب خمشی مشاهده شد که قاب مهاربندی شده برون محور در مقابل خرابی پیش رونده بسیار مقاوم تر می باشد. اما سیستم ترکیبی قاب خمشی و مهاربند برون محور در مقابل خرابی پیش رونده در مقایسه با دو سیستم دیگر، سیستمی کاملاً مقاوم می باشد. کلمات کلیدی: خرابی پیش رونده، تحلیل دینامیکی غیرخطی، مهاربند برون محور، روش مسیرهای جایگزین، قاب خمشی فولادی

ارزیابی ایمنی سازه‏ها یکی از موضوعات خیلی مهمی می باشد که همواره مورد علاقه مهندسین و محققین بوده است. ارزیابی ریسک انفجار روشی منطقی برای هدایت تصمیم‏گیری‏ها در برابر خطر بارهای انفجاری است. امروزه با توجه به افزایش حملات تروریستی در سراسر دنیا و امکان بمب‏گذاری در نزدیکی ساختمان‏های مهم، طراحی ساختمان‏ها در مقابل بارهای ضربه ای ناشی از انفجار، مورد توجه‏ی ویژه‏ای قرار گرفته است. روال طراحی سازه در مقابل انفجار، طراحی در مقابل شکست موضعی عناصر موجود در جبهه اول می‏باشد و سپس تخریب‏های موضعی و اندیشیدن تدبیری برای جلوگیری از گسترش این تخریب‏ها به بخش‏های دیگر سازه می‏باشد. خرابی‏های موضعی در این نوع طراحی مجازند و با حذف ستون معیوب، سازه باید با پل‏زدن بر روی المان منهدم شده ایستایی خود را حفظ کند. در این مطالعه اثر بارهای انفجاری ناشی از سناریوهای احتمالی تروریستی در داخل و خارج یک ساختمان مهم فولادی چهار طبقه با سیستم قاب خمشی ویژه مورد بررسی قرار گرفته است. سپس ظرفیت مقاومتی ساختمان آسیب‏دیده در برابر خرابی پیشرونده ارزیابی شده و در پایان با استفاده از یک روش احتمالی، میزان ریسک وقوع خرابی پیشرونده و قابلیت اعتماد ساختمان به دست آمده است. با انجام این کار، نقاط آسیب‏پذیر داخل و خارج ساختمان شناسایی و از میزان ایمنی ساختمان اطلاع حاصل شده و در صورت هر گونه ضعف در ایمنی و افزایش ریسک خرابی، می‏توان به مقاوم‏سازی و همچنین محدودیت دسترسی به این نقاط پرخطر اقدام نمود.

استفاده از قاب های مهاربندی شده شورون (v شکل معکوس)، به عنوان یکی از سیستم های باربر جانبی در سازه های فولادی رایج می باشد. در این سیستم در اثر کمانش مهاربنددر یک طبقه یک نیروی نامتعادل کننده قائم در وسط دهانه تیر وارد می شود که این امر باعث تمرکز خرابی در آن طبقه و در نهایت انهدام سازه می شود. برای مقابله با این وضعیت از المان های قائم زیپر استفاده می شود. در سیستم زیپر، زمانی که مکانیسم زیپر در قاب تشکیل شود، ظرفیت جانبی قاب کاهش یافته و ناپایدار می شود. که می توان با بکارگیری سیستم زیپر معلق این ایراد را برطرف کرد. درسیستم زیپر معلق، مهاربندهای طبقه بام طوری طراحی می شوندکه بعد از کمانش همه ی مهاربندهای فشاری و تسلیم المان های زیپر در محدوده الاستیک باقی بمانند. به کارگیری این قابها تا ارتفاع محدودی موثر بوده و برای سازه های بلند جوابگو نمی باشد. بنابراین در این تحقیق با ارائه سیستمی نوین ضعف این سیستم در سازه های بلند بررسی شود. به این گونه که در این سیستم جدید به منظور تقسیم خرابی در طبقات، در مضرب مشخصی از طبقات مهاربندهای قوی تری استفاده می گردد، به طور مثال در یک ساختمان 20 طبقه، مهارهای قوی تر در طبقات مضرب 5 یعنی در طبقات 5، 10، 15 و 20 قرار داده می شود که پس از کمانش بادبندهای فشاری و جاری شدن بادبندهای کششی دیگر طبقات در محدوده الاستیک باقی بمانند. که می توان این سیستم را زیپر معلق تعمیم یافته معرفی کرد. در این تحقیق یک مطالعه مقایسه ای بین رفتار لرزه ای قاب های مهاربندی شورون، زیپر، زیپرمعلق و زیپر معلق تعمیم یافته صورت گرفته است. برای این منظور بر روی نمونه های مختلفی با تعداد طبقات 6، 10، 15 و 20 تحلیل های دینامیکی و استاتیکی غیرخطی انجام شده است. براساس نتایج بدست آمده از آنالیزها، مشاهده شده است که مقاومت جانبی قاب های مهاربندی شده زیپر معلق تعمیم یافته بیشتر از قاب های شورون و زیپر می باشد. همچنین ماکزیمم تغییر مکان بام، جابجایی ماندگار، ماکزیمم جابجایی طبقات و دریفت طبقات در سیستم زیپرمعلق تعمیم یافته مطلوب تر از سیستم شورون، زیپر و زیپر معلق می باشد.

در سالیان اخیر استفاده از میراگرها بعنوان وسایل جاذب و مستهلک کننده انرژی لرزه ای مورد توجه فراوانی قرار گرفته است. چگونگی رفتار آنها در مقابل انواع زمین لرزه ها و همچنین محاسبه پارامترهای لرزه ای سازه های مجهز با میراگرها موضوع تحقیق بسیاری از مقاله ها و رساله ها شده است. در این رساله به بررسی ضریب رفتار و ضریب افزایش تغییر مکان سازه مجهز به میراگر نوار فولادی با خم اولیه پرداخته می شود. برای حصول نتایج، 3 قاب 8،4 و12 طبقه مدل شده اند. ارتفاع طبقات 3 متر و طول دهانه ها 5 متر و تعداد دهانه ها 4 می باشد. مدل رفتاری فولاد در این بررسی از نوع مدل دو خطی تنش – کرنش است. قاب ها تحت تحلیل استاتیکی غیر خطی قرار گرفته اند و نمودار برش پایه – تغییر مکان بام برای آنها ترسیم شده است و سپس جهت محاسبه پارامترهای مورد نظر نمودارها دو خطی شده اند. نتایج نشان می دهد با توجه به قابلیت جذب و استهلاک این سیستم ها ضریب رفتار این قابها نسبت به حالت قاب خمشی متوسط(بدون میراگر) افزایش یافته و همچنین ضریب افزایش تغییر مکان نسبت به ضریب پیشنهاد شده در آیین نامه زلزله ایران- استاندارد 2800 افزایش قابل توجهی دارد.

در این پایان نامه به بررسی مقاطع مرکب و اتصال بکار رفته در آن پرداخته می شود. مدل ها برای اتصال تیر به ستون کناری یک ساختمان مسکونی با ارتفاع ستون cm 300 در نظر گرفته شده و به وسیله نرم افزار اجزای محدود abaqus ایجاد شده و تحلیل استاتیکی غیر خطی برروی آنها انجام می شود. نمودارهای ظرفیت وتنشهای گسترش یافته اتصالات تیر در بر ستون برای هر مدل محاسبه شده و نمودارها و نتایج با یکدیگر مقایسه می شوند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که وجود بتن در ستون دوبل، باعث تقویت چشمه اتصال شده و هسته بتنی کل نیروها و کوپل ایجاد شده در بر اتصال را جذب می کند و همچنین وجود بتن باعث افزایش درصد گیرداری و کاهش چرخش اتصال می شود. کلمات کلیدی: ستون دوبل پرشده با بتن، اتصال خمشی، قاب خمشی، تحلیل اجزاء محدود، مفصل پلاستیک، انعطاف پذیری، شکل پذیری

چکیده ستونها در قاب‎های خمشی و هر سیستم سازه‎ای که تحت اثر بارهای فشاری است، وظیفه تحمل بارهای فشاری را بر عهده دارند. برای ساخت ستون‏ها معمولا از نیمرخ‎های فولادی استفاده می‏گردد. در بعضی شرایط نیز ستونها از ترکیب چند نیمرخ ساخته می‎شوند که در این صورت به آنها، ستون‎های مرکب می‎گویند. در طراحی ستون‏های تک، محاسبه‏ی بار بحرانی، براساس کمانش کلی آنها و با در نظر گرفتن تغییرشکل‎های کوچک و بدون در نظر گرفتن اثر برش امکان پذیر است. از حل معادله‏ی دیفرانسیل عضو کمانش یافته نیروی بحرانی براساس ضریب لاغری kl/r محاسبه می‏گردد، در تعیین ضریب لاغری فقط اثرات شرایط انتهایی ستون با ضریب k تعیین می‏گردد ولی تأثیر نادیده گرفتن اثر برش مقدار طول موثر kl را به صورت k´kl اصلاح می‏کند که مقدار k´ در ستون‏های بلند تک تقریبا یک، فرض می‏شود. اثر برش در ستون‏های مرکب در ضریب لاغری تأثیرگذار بوده و در آئین نامه‏های ایران و آمریکا مقدار آن قابل صرف نظر کردن نمی‎باشد. ولی تحقیقات اخیر سبب گردید که مقدار k´ از آئین نامه 1384 تا 1387 تغییر نماید در این پژوهش برای ستون‏های مرکب با بست‏های موازی، تعیین مقدار k´ با در نظر گرفتن مدلسازی عددی در برنامه‏ی abaqus امکان پذیر است پارامترهای موثر بر k´ مانند فاصله دو پروفیل، فواصل بست‏های موازی، مشخصات هندسی تک پروفیل، ابعاد بست‎های موازی و طول ستون‎های مرکب مورد ارزیابی قرار گرفته و دقت مقدار k´ پیشنهادی آئین نامه مورد بررسی قرار می‏گیرد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‏دهد که با افزایش ارتفاع ستون‎ها وفواصل پروفیل‎ها بار بحرانی کاهش یافته و ضریب k? کاهش می یابد، با افزایش ضخامت بست‏ها و اندازه پروفیل بار بحرانی افزایش یافته اما ضریب k? کاهش می یابد، با کاهش فاصله بست‎ها بار بحرانی افزایش و ضریب k? کاهش می‎یابد که در قالب رابطه‎ای ارائه شده است و نیز درصد بار برشی که ضریب ثابتی از مقدار نیروی محوری به اندازه 2 درصد از آئین نامه داده شده است یراساس نتایج این تحقیق درصد نیروی برشی حدود 2/5 درصد نیروی محوری پیشنهاد شده است.

برای دستیابی به سازه ای مقاوم و اقتصادی، ترکیبی از سه پارامتر مقاومت، سختی و شکل پذیری مورد نیاز است. یکی از سیستم هایی که در سه دهه اخیر مورد استفاده قرار گرفته است، دیوارهای برشی فولادی هستند که دارای سختی مناسب، شکل پذیری و اتلاف انرژی بالا می باشند. و لیکن دیوار برشی فولادی به علت هندسه خاص خود، دچار کمانش در محدوده ارتجاعی می شود. برای جلوگیری از کمانش ورق فولادی، در سال های اخیر نوع خاصی از دیوار برشی که متشکل از ورق فولادی همراه با پوشش بتن آرمه در یک طرف یا دو طرف بوده، و به دیوار برشی مرکب معروف است، مورد مطالعه و تحقیق قرار گرفته است . در این پایان نامه با استفاده از نرم افزار آباکوس ، مدل سازی دیوار برشی مرکب با بازشو شامل ورق فولادی و دیوار بتنی، المان های تیر و ستون و تحلیل غیر خطی انجام شده و تاثیر ارتفاع ساختمان، درصد بازشو و ضخامت ورق فولادی در ظرفیت برشی و رفتار لرزه ای مورد بررسی قرار گرفته است. عوامل موثر بر ضریب رفتار شامل شکل پذیری، اضافه مقاومت، ضریب تنش مجاز و در نهایت ضریب رفتار قاب خمشی با دیوار برشی مرکب با استفاده ازتحلیل استاتیکی غیرخطی و منحنی ظرفیت سازه از روش یوانگ تعیین شده است. برای این منظور قاب خمشی با دیوار برشی مرکب با دهانه ی ثابت 1 متر و ارتفاع های9.6، 6.6 و 3.6 متر و با ضخامت ورق فولادی 4، 7و10 میلی متر در درصدهای بازشوی 10، 20 و 30 درصد مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به نتایج بدست آمده از تحلیل ها، دیوار برشی مرکب شکل پذیری خوب و رفتار لرزه ای مناسبی داشته است، در این دیوار با افزایش ضخامت ورق فولادی نمودار نیرو-تغییر مکان مدل ها بهبود یافته و مقدار ضریب رفتار کاهش می یابد. با افزایش درصد بازشو مقدار ضریب رفتار کاهش می یابد و با کاهش ارتفاع ساختمان ضریب رفتار ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد.

ساختمانی 5 طبقه دچار آسیب گردید. بازدیدهای اولیه نشان داد که فونداسیون این ساختمان در محل پای شش ستون دچار پدیده برش منگنه ای شده. وقوع پدیده برش منگنه ای در فونداسیون این ساختمان، باعث ایجاد تنش ها و تغییر شکل هایی در آن گردید. از اینرو در این پژوهش پیشروی خرابی ناشی از برش منگنه ای، در فونداسیون و تاثیر آن بر رفتار قاب ساختمان مذکور و اعمال بارگذاری معکوس جهت رفع دوران ساختمان، مورد بررسی قرار گرفته است.

پس از وقوع زلزله نرثریج قابهای خمشی متعددی در ناحیه اتصال دچار شکست ترد شدند.یکی از اتصالاتی که بعد از این زلزله مورد بررسی قرار گرفت اتصال مقاوم خمشی موسوم به rbs می باشد.با کاهش سطح مقطع بال تیر مقطع بحرانی از مجاورت ستون به محل مقطع کاهش یافته منتقل میشود.در سالهای اخیر استفاده از قابهای مهاربندی شده با مهاربند کمانش ناپذیر brbf افزایش یافته است. برای تامین سختی در ساختمانهای فولادی میتوان از مهاربندهای هم مرکز استفاده کرد، ولی این مهاربند در زلزله های شدید دچار کمانش میشود و باعث کاهش سختی و زوال در قابلیت جذب انرژی خواهد شد. برای رفع این ضعف مهاربندهای کمانش ناپذیر به وجود آمدند.

، دراین پایان نامه نوع جدیدی از مستهلک کننده های انرژی معرفی می شود. این مستهلک کننده متشکل از یک حلقه به منظور افزایش شکل پذیری و جذب انرژی زلزله و همچنین یک شش ضلعی برای افزایش ظرفیت باربری، که توسط صفحات اتصال به حلقه ی شکل پذیر متصل می شوند، می باشد. در هنگام وقوع زلزله عضو مستهلک کننده قسمت قابل توجهی از انرژی ورودی به سازه را با ورود به مرحله ی غیر خطی و تشکیل مفاصل خمیری خمشی، مستهلک کرده و بدین صورت از ورود دیگر اعضای سازه به مرحله ی غیرخطی جلوگیری می نماید. همچنین از کمانش اعضای مهاربندی جلوگیری کرده یا آن را به تعویق می اندازد. و در صورت خرابی المان پیشنهادی قابلیت تعویض آسان را نیز داشته علاوه بر این که از هزینه ی کم و سرعت بالایی نیز برخوردار می باشد.

واژه های کلیدی : قابهای برون محور- عملکرد لرزه ای- مقاوم سازی- ورق های خمیده- میراگر جاری شونده- بارگذاری لرزه ای

زباله های زغال سنگ در دوبخش جیگ و فلوتاسیون، تهیه و از جیگ به عنوان جایگزین سیمان و ریزدانه و از فلوتاسیون به عنوان جایگزین سیمان، استفاده شد. به دلیل جذب آب بالای این مواد وافت اسلامپ، از آب و فوق روان کننده برای بهبود کارایی مورد استفاده قرار گرفت. تقریبا جیگ و فلوتاسیون در درصدهای جایگزینی یکسان مقاومت های فشاری یکسان داشتند. در زمانی که از آب شرب برای بهبود کارایی استفاده شد برای نمونه با سن 28روزه ، بهترین درصد جایگزینی پودر جیگ و فلوتاسیون با سیمان 5% ، بهترین درصد جایگزینی ریزدانه جیگ باماسه، 10%، و برای زمانی که از فوق روان کننده استفاده شد برای نمونه هایی با سن 56 روزه ، بهترین درصد جایگزینی پودر جیگ وفلوتاسیون با سیمان، 10% و بهترین درصد جایگزینی ریزدانه جیگ با ماسه، 30% بدست آمد. در صورت استفاده از پودر خاکستر زباله زغال سنگ، مقاومت بتن به مقدار قابل توجهی افزایش یافته است. در بتن خودتراکم نیز زمانی که درصد استفاده از فیلر زباله زغال سنگ و فوق روانکننده افزایش داده شد، مشاهده شد که در آزمایش اسلامپ، توانایی بتن بهبود یافته و در آزمایش l-box ، قابلیت عبور بهبود یافته ودر آزمایش u-box ، نیز لزجت بتن بسیار افزایش یافته است. با افزودن 25% فیلرزباله زغال سنگ اختلاف ارتفاع بتن در دوطرف u-box به 5/0 سانتیمتر کاهش یافته که می توان گفت توانایی عبور بتن بسیار بهبود یافته است ، مقاومت فشاری نمونه ها، تقریبا یکسان بدست آمد و مقاومت کششی تا 15% استفاده از فیلر زباله زغال سنگ، حتی باعث افزایش مقاومت کششی شده است و با افزایش درصد فیلر، درصد جذب آب بتن به مقدار بسیارکمی افزایش می یابد و مدول الاستیسیته نیز کاهش یافته، که می توان گفت، با کاهش مدول الاستیسیته، شکل پذیری افزایش یافته است.

استفاده از قاب مهاربندی شورون، به عنوان یکی از سیستم های باربر جانبی در سازه های فولادی رایج می باشد. این سیستم ها دارای سختی و مقاومت بالایی می باشند ولی رفتار پس کمانشی ضعیفی از خود نشان می دهند، به این صورت که در اثر کمانش مهاربند در یک طبقه یک نیروی نامتعادل کننده قائم در وسط دهانه تیر وارد می شود که این امر باعث تمرکز خرابی در آن طبقه و درنهایت انهدام سازه می شود. برای مقابله با این وضعیت می توان المان های قائم را مابین تیرها، به گونه ای قرارداد که رأس مهاربندها را در ارتفاع به همدیگر اتصال دهد تا نیروی نامتعادل ایجادشده در طبقه را به طبقات بالاتر انتقال دهد، به چنین قابی اصطلاحاً " قاب مهاربندی زیپی " گفته می شود. از سویی در سال های اخیر با تغییر نگرش از طراحی بر اساس نیرو به طراحی بر اساس عملکرد روبه روییم و عدم وجود اطلاعات کافی در مورد چگونگی رفتار لرزه ای سیستم های جدید لرزه ای استفاده از آن ها را با مشکل روبرو کرده است. در این پایان نامه به ارزیابی روش استاتیکی غیرخطی در عملکرد بادبندهای زیپی پرداخته شده است.

در پایان نامه حاضر، رفتار مهاربند کمـانش ناپذیــر در قاب 5 طبقه 3 دهانه، با ترکیب اتصالات با گیرداری های مختلف در دهانه ها، با انجام تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی تحت شتاب نگاشت نزدیک به گسل 3 زلزله طبس، نورثریچ و السنترو با استفاده از نرم افزار perform 3d مورد ارزیابی قرار گرفته و نتیجـه شده است رفتار این نوع مهاربندها همانطور که در تحقیقات گذشتــه نیز مشخص شده بود، کاملا در فشــار و کشش متقــارن است و تاثیر بسزایی در میزان جذب انــرژی ورودی به سازه را دارد. همچنیــن نتیجــه شده است که حساسیت رفتار کلی قاب با مهاربند کمانش ناپذیــر، به تغییـرات اتصالات در دهانه های کناری بسیار کمتــر از دهانه وسط می باشد و به طور کلی با افزایش سختی اتصالات، جابجایی نسبی طبقات کاهش می یابد.

قاب های با مهاربند جانبی واگرا سازه های بسیار مناسبی برای تحمل بارهای ناشی از زلزله هستند. در این قاب ها کلیه فعالیت های غیرالاستیک سازه در عضوی از قاب به نام تیرپیوند خلاصه شده و سایر اعضای قاب به صورت الاستیک باقی می مانند. در حال حاضر از روش طراحی براساس ظرفیت برای طراحی این نوع قاب ها استفاده می شود. اما مطالعات اخیر نشان داده است که در این روش تشکیل مفاصل در تیرهای پیوند به صورت یکنواخت در طبقات توزیع نمی شود که این موضوع باعث تمرکز فعالیت های غیرالاستیک اضافی در بعضی طبقات سازه می گردد. در این پایان نامه روش طراحی جدیدی که براساس مفاهیم انرژی و طراحی پلاستیک می باشد، معرفی شده است. روند طراحی در این روش با انتخاب مکانیزم تسلیم سازه آغاز می شود. برش پایه طراحی و توزیع نیروهای جانبی از طیف انرژی مربوط به سطح خطر داده شده ای که لازم است تا سازه را از حالت تسلیم به تغییر مکان هدف ببرد به دست می آید.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

عموما فلسفه طراحی سازها در برابر زلزله، بر مبنای مطالعات صورت گرفته در حالت پای ثابت بوده است. اگرچه این فرض برای سازه های واقع بر بستر, سنگی، صحیح است ولی برای سازه های قرار گرفته روی خاک نرم دور از واقعیت می باشد. اکثر مطالعات صورت گرفته در مورد رفتار غیرخطی سازه ها، در حالت پای ثابت بوده و در حالت اندرکنش خاک و سازه به جز چند تحقیق انگشت شمار در مورد سازه های یک درجه ازادی، تحقیق زیادی صورت نگرفته است. از آنجایی که اندرکنش خاک-سازه تاثیر بسزایی بر پاسخ غیر خطی سازه های یک درجه ازادی دارد لذا انتظار می رود باعث تغییر رفتار غیرارتجاعی سازه های چند درجه ازادی نیز گردد. باتوجه به اهمیت موضوع در این تحقیق تلاش براین است که با مدل کردن خاک زیر سازه، به بررسی میزان تغییرات جابجایی نسبی طبقات، شکل پذیری اعضا و شکل پذیری کل سیستم در حالتهای مختلف اندرکنشی نسبت به حالت پای ثابت پرداخته شود.همچنین برش طبقات و نیروی محوری ستونها در حالتهای مذکور با یکدیگر مقایسه شود. سازه های استفاده شده در این تحقیق، سازه های فولادی با سیستم لرزه ای مهاربندی همگرا که به کمک نرم افزار drain-2dx تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی برای انها انجام شده است.برای مدل نمودن خاک زیر سازه از روش مخروطی استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که در حالتهای اندرکنشی مختلف متناسب با نوع شتابنگاشت و طیف پاسخ آن، جابجایی نسبی طبقات، شکل پذیری کل سازه و شکل پذیری اعضا نسبت به حالت پای ثابت در اکثر موارد کاهش ودر برخی موارد خاص افزایش می یابد و با توجه به نتایج بدست آمده برای مدل یک درجه آزادی در حالت اندرکنشی می توان تغییرات شکل پذیری مدل چند درجه آزادی را پیش بینی نمود. همچنین محل طبقه ای که در آن ماکزیمم شکل پذیری اعضا و جابجایی نسبی طبقه رخ می دهد نسبت به حالت پای ثابت ممکن است تغییر کند.

در این پروژه با استفاده از روشهای اجزاءمحدود با تشبیه سازه سکو به خرپای صفحه ای، با تدوین برنامه های کامپیوتری، بر اساس دقیق و غیردقیق بودن معادله موریسون، اثرات اندرکنش آب و سازه در سه مدل دقیق و تقریبی و غیردقیق برای انواع سکو با ارتفاعات مختلف ، در شرایط دریایی و سازه ای گوناگون مورد بررسی قرار گرفته و مقایسه ای بین مدلهای ارائه شده برای معادله حرکت سیستم برای سکوهای مختلف انجام یافته است . نتایج تحقیق نشان می دهد که با افزایش ارتفاع موج و کاهش پرید موج و نیز همچنین با افزایش ضریب درگ المانهای سازه، اثرات غیرخطی امواج نیز افزایش یافته و خطی کردن نیروی موج به صورت مدل 2 در جهت اطمینان نبوده و لازم است مدل 1 در چنین مواقعی مورد استفاده قرار گیرد.

به منظور ساده سازی تحلیل و طراحی سازه های مشبک ، معمولا" رفتار اتصالات بصورت مفصل ایده آل و یا صلب کامل در نظر گرفته می شود. اما رفتار هیچ اتصالی منطبق بر این دو حالت حدی نیست و در واقع اتصالات رفتاری بین دو حالت فوق الذکر و بصورت نیمه صلب از خود نشان می دهند. در کار حاضر، برای بررسی کیفیت و کمیت تاثیر نیمه صلبیت اتصالات گویسان بر رفتار استاتیکی گنبدهای مشبک تک لایه، مطالعه پارامتریکی انجام شده است . گنبد بکار رفته برای این منظور دارای بافتار سه راهه استاندارد و پلان مربعی بوده، و سختی اتصالات ، نسبت دهانه به ارتفاع، و شرایط تکیه گاهی پارامترهای متغیر هستند که در مجموع 18 مدل مختلف را تشکیل داده اند. برای لحاظ نمودن نیمه صلبیت اتصالات در تحلیل، مدلی برای اتصالات گویسان در نظر گرفته شده است که دارای فنرهای غیرخطی خمشی و یک المان تیری کوچک می باشد و از اثر نیمه صلبیت در درجات آزادی دیگر صرفنظر شده است . برای کنترل صحت عملکرد این مدل، نتایج بدست آمده از آن، با نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی مقایسه شده و توافق خوبی را نشان داده است .

در این پایان نامه با بکارگیری مفاهیمی از تئوری گراف ها، تحلیل سازه ها به روش نیروها و پاره سازه ها، روش هایی برای تحلیل بهینه سازه ها و نیز تحلیل قاب های بزرگ مقیاس با استفاده از پاره سازه ها مطرح گردیده است. از روش نیروها برای تحلیل بهینه و تحلیل قاب های بزرگ مقیاس استفاده شده است. از بین انواع روش نیروها، از روش ترکیباتی استفاده شده است. قالب های صلب دوبعدی با فرض رفتار خطی و تغییر شکل های کوچک، به روش نیروها تحلیل بهینه شده است. برای این منظور یک نرم افزار محاسباتی نظیر ‏‎force‎‏ در زبان فرتون تهیه شده است. این نرم افزار در زمان و حجم محاسباتی کمتری نسبت به نرم افزارهای دیگر مانند ‏‎sap90‎‏ تحلیل قاب های صلب دوبعدی را انجام می دهد.قاب های صلب دو بعدی بزرگ مقیاس با فرض رفتار خطی (بدون در نظر گرفتن اثرات ‏‎p-‎‏ و ...) تحلیل شده اند. برای این منظور یک نرم افزار محاسباتی دیگر بنام ‏‎subframe‎‏ در زبان فرتون تهیه شده است. در این نرم افزار کلیه اصول تحلیل موازی پاره سازه ها رعایت گردیده است . استفاده از روش پاره سازه ها ‏‎(subframe)‎‏ ، تحلیل سازه های بزرگ مقیاس را که نرم افزارهایی مانند ‏‎sap90‎‏ بعلت تعداد زیاد المان قادر به تحلیل این سازه ها نمی باشد، ممکن می سازد. کاهش حجم محاسبات، کاهش زمان عملیات کامپیوتر از دیگر نتایج حاصل از این نرم افزار است که برای مسائل تحلیل بهینه و غیرخطی و مسائل طراحی مجدد بسیار موثر است.

معمولا، سازه های متعارف ساختمانی با فرض پی های گیردار تحلیل می شوند. غالبا از اثر انعطاف پذیری خاک و پی در تحلیل سازه ها صرفنظر می گردد. در عمل در تحلیل سازه ها از اثر متقابل خاک و پی بر سازه ها نباید غافل شد. با این عمل رفتار واقعی سازه ها شناخته شده و از طرح غیراقتصادی و غیرایمن جلوگیری بعمل می آید. در این رساله با انتخاب یک پلان مفروض از یک سازه بتنی اثر تغییر شکل های پی بر پاسخ اعضای روسازه بررسی می گردد. تاثیر پارامترهائی نظیر ضخامت فونداسیون، ضریب عکس العمل بستر برای خاک مورد نظر، ارتفاع سازه و صلبیت نسبی خاک و سازه در تغییر شکل پی بر اعضای روسازه مطالعه شد. بدین منظور با انتخاب قاب های 4 تا 16 طبقه با گام های 4 طبقه ای و بارگذاری ثقلی و جانبی آنها در دو حالت گیردار بودن در نظر گرفتن اثرات پی و با در نظر گرفتن اثرات پی با مدل نواری وینکلر، تحلیل صورت گرفته است. در نهایت نتایج تحلیل در این دو حالت با یکدیگر مقایسه شده و ارائه گردیده است. بررسی نتایج نشان می دهد که در سازه های بلند مرتبه در اعضای سازه ای نیروها و ممانهای داخلی آنها در طبقات پایین برای دو حالت تحلیل، دارای اختلاف قابل توجهی می باشند و این بدان معنی است که بدون در نظر گرفتن اثرات اندر کنش خاک و پی تحلیل های قابل اطمینان حاصل نمی گردد.

سازه های بتن آرمه نظیر ساختمانها، پلها، سیلوها به دلایل متعددی، از قبیل خرابی های اعضای سازه ای ناشی از گذشت زمان، تاثیر عوامل محیطی مانند خوردگی، فقدان نگهداری و حفاظت اصولی ساختمان، زلزله، خرابی های ناشی از جنگ، تغییر کاربری ساختمان و تغییرات در ضوابط آیین نامه ها، در طول عمر خود ممکن است نیاز به مقاوم سازی داشته باشند. مقاوم سازی ساختمانها شامل تقویت اعضای سازه، یعنی تیرها، ستونها و اتصالات آنها و دیوارها و همچنین قابهای سازه می باشد. در این میان تقویت تیرهای بتن آرمه برای افزایش مقاومت خمشی و شکل پذیری آن مورد توجه بسیار محققین بوده است و روشهای متعددی نظیر اتصال صفحات فلزی، چسباندن صفحات پلیمری، استفاده از صفحات مرکب، استفاده از کابلهای خارجی پیش تنیده و آرماتورهای معمولی در قسمت کششی مقطع تیر رایج می باشد.در میان روشهای معمول، روش استفاده از آرماتور معمولی خارجی روشی ساده و موثر در افزایش مقاومت خمشی مقطع می باشد. در این تحقیق توسط نرم افزار غیر خطی ‏‎ansys‎‏، تیرهای بتن آرمه مسلح به آرماتور داخلی و تقویت شده با آرماتور خارجی مدلسازی شده و در تحلیلی غیرخطی مقاومت حدی و شکل پذیری آنها تعیین می گردد. تاثیر پارامترهای مختلف نظیر درصد آرماتور داخلی، نسبت دهانه برشی به عمق موثر، وجود و عدم وجود تغییر مکان دهنده برای آرماتور خارجی، نسبت دهانه به عمق موثر و نسبت فولاد بر روی مقاومت حدی و شکل پذیری تیرهای مقاوم شده مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج حاصله نشان می دهد که با اینکه شکل پذیری تیرهای مقاوم شده با این روش کاهش می یابد، اما این روش می تواند به عنوان یک روش خوب برای مقاوم سازی استفاده گردد. همچنین با کاهش نسبت دهانه به عمق موثر و نسبت دهانه برشی به عمق موثر نیرو در آرماتور خارجی، شکل پذیری و مقاومت تیر افزایش می یابد. همچنین نتایج تحلیل نشان می دهد که استفاده از تغییر مکان دهنده ها موجب افزایش مقاومت و کاهش شکل پذیری می گردد. روش فوق در کنار سادگی و راحتی اجرای آن، با سایر روشها که از پیچیدگی بیشتری برخوردار بوده و نیاز به تکنولوژی پیشرفته تری برای اجرا دارند قابل رقابت می باشد.

هدف از این تحقیق بررسی اثرات کاهش جرم (وزن) دیوارها و کف های ساختمان با استفاده از سیستم های جدید سقف و دیوار استاندارد و تائید شده در ساختمان فولادی و انتخاب سیستم سازه ای مناسب در کاهش فولاد مصرفی و در نتیجه دستیابی به طرح موثر و اقتصادی سازه می باشد. بدین منظور سه نمونه ساختمان با تعداد طبقات 5، 9 و 13 با پلان مشابه ساختمانهای منظم در ضوابط آئین نامه ی2800 که امکان محاسبه ی نیروی زلزله به روش تحلیل استاتیکی معادل را فراهم می نماید انتخاب شده است.در نمونه های انتخابی سه سیستم سازه ای متفاوت یعنی قاب خمشی در دو امتداد قاب ساده با بادبند در دو امتداد و قاب خمشی در یک امتداد و قاب ساده با بادبند در امتداد دیگر در نظر گرفته شده است. به منظور بررسی اثرات کاهش وزن سقف و دیوارها نیز برای هر نمونه سه حالت مختلف یعنی سنگین ، نیمه سنگین و سبک از نوع استاندارد تائید شده انتخاب شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که ساختمانهای در یک جهت بادبندی شده و در دوجهت بادبندی شده در مقایسه با ساختمانهای در دوجهت با قاب خمشی به ترتیب به طور متوسط 5/14 و 45/26 درصد وزنی فولاد کمتری مصرف می کنند. این ارقام تقریبا مستقل از وزن مصالح و ارتفاع ساختمان می باشند . در پایان یک ساختمان 7 طبقه منظم با سیستم سازه ای در دو جهت بادبندی شده در 13 حالت مختلف آرایش بادبندها در پلان برای رسیدن به کمترین مقدار فولاد مصرفی سازه آنالیز و طراحی شده است. با توجه به نتایج بدست آمده بهترین حالت زمانی رخ می دهد که بادبندها در پلان مانند یک پروفیل فولادی دارای بالاترین مقاومت پیچشی باشند.

آنالیز متداول سکوها در برابر امواج و جریان به صورت خطی می باشد که تحقیقات و نتایج کار محققان وجود خطاها و تقریب بزرگی را بعضا در این نوع انالیزها نشان می دهد.لذا در نظر گرفتن رفتارهای غیر خطی ضروری است. در رساله حاضر هدف بررسی رفتار غیر خطی سکوهای ثابت فولادی تخت اثر امواج و جریان با در نظر گرفتن اندرکنش آب و سازه و مقایسه آن با رفتار خطی در حالت با اندرکنش خاک و بدون اندرکنش خاک می باشد. در رساله حاضر سه نمونه سکو ‏‎a,b,c‎‏ مدل شده و برای سه حالت بارگذاری با امواج با دوره های بازگشت 50 ، 100 ، 150، ساله نتایج آنالیز تحلیلهای خطی و غیر خطی در حالت بدون اندرکنش و با اندرکنش خاک بررسی گردیده است. در این تحلیلها از نرم افزار ‏‎ansys ver 5.4‎‏ استفاده شده است و کلیه آنالیزها به صورت دینامیکی تاریخچه زمانی در حوزه زمان انجام گردیده است. تغییر مکان عرشه و نیروهای اعضا به عنوان پاسخ سکوها از نتایج تحلیل آنها انتخاب شده است . از بررسی نتایج پاسخهای دینامیکی ملاحظه می شود که بدون در نظر گرفتن اثرات غیر خطی هندسی و اندرکنش خاک برای سکوهایی با ابعاد واقعی خطای قابل توجهی وارد محاسبات شده و طراحی بدون لحاظ کردن این اثرات در جهت عدم اطمینان و در برخی موارد غیر اقتصادی خواهد بود. بنابراین برای رسیدن به طرحی ایمن و بهینه باید اثرات فوق در نظر گرفته شود.

در این پایان نامه مطالب زیر مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در فصل اول به تعریف مسئله و اهداف پروژه و محدودیت های آن و همچنین به ساختار پایان نامه اشاره شده است. در فصل دوم مطالبی مربوط به واژه تحلیل و روشهای آن به همراه اصول اساسی که در تحلیل باید رعایت گردد آمده و در پایان این فصل به روش سختی و کارهای انجام یافته اشاره شده است و در فصل سوم که هدف عمده این پروژه می باشد ماتریس سختی المان خمیده قوسی شکل با مقطع متغیر پس از معادله یابی برای ‏‎a‎‏ و ‏‎i‎‏ به ترتیب سطح مقطع و ممان اینرسی مقطع آمده است و در فصل چهار به ساختار برنامه کامپیوتری نوشته شده به همراه مثالهایی که با نتایج نرم افزار ‏‎sap900‎‏ مقایسه شده و بحث و بررسی روی خروجی ها در جداول و نمودارهای مربوطه انجام یافته است. در فصل پنجم به نتیجه گیری از پروژه پرداخته و به نواقص آن اشاره شده و پیشنهادات لازم ارائه شده است.