در این تحقیق یک روش جدید و ساده برای تحلیل ارتعاش آزاد سازه های بلند ارائه شده است. بدین منظور ابتدا سازه بلند با تیر غیر منشوری با خصوصیات متغیر در ارتفاع مدلسازی گردیده است. معادلات حاکم بر رفتار ارتعاشی تیر با خصوصیات متغیر در چهار حالت بدست آمده است: رفتار خمشی، رفتار برشی، رفتار برشی-خمشی و در نظر گرفتن اثرات نیروی محوری بر رفتار خمشی. هر یک از معادلات فوق با در نظر گرفتن یک ارتعاش هارمونیک تبدیل به یک معادله تک متغیره بر حسب متغیر مکان شده است. از طریق انتگرال گیری های پی در پی فرم تضعیف شده معادله حاکم محاسبه شده است که با استفاده از شرایط مرزی ثابت های انتگرال گیری قابل محاسبه می باشند. تابع مد شکل ارتعاش توسط یک سری توانی تقریب زده شده و با جانشینی این سری در معادله تضعیف شده یک دستگاه معادلات جبری خطی قابل حصول است. با محاسبه جواب غیر بدیهی این دستگاه معادلات فرکانس های ارتعاشی تیر قابل محاسبه می باشند. تیرهایی با شرایط تکیه گاهی مختلف در نظر گرفته شده و روابط مورد نیاز برای هر کدام بدست آمده است. از روابط بدست آمده برای تیرهای کنسول جهت محاسبه فرکانس ارتعاشی سازه های بلند استفاده گردیده است. در نهایت روش ارائه شده برای محاسبه بار بحرانی تیرهای غیر منشوری تعمیم داده شده است. در پایان با حل عددی مثال های متعدد درستی و همگرایی سریع روش نشان داده شده است.

سازه هایی که برای مناطقی با لرزه خیزی بالا طراحی می شوند لازم است دو معیار را ارضاء نمایند. اول اینکه باید دارای سختی کافی برای کنترل تغییر مکان جانبی باشند تا از وقوع هر گونه خسارت سازه ای و غیر سازه ی در طی زمین لرزه های متوسط ولی مکرر جلوگیری به عمل آید. همچنین باید مقاومت وشکل پذیری کافی داشته باشند تا تحت زلزله های شدید از فروریزش آنها جلوگیری شده وخسارت ساز ه ای محدود گردد. قابهای خمشی و مهاربندی همگرا در ساختمانهای فولادی بطور گسترده ای به عنوان سیستم مقاوم در برابر زلزله مورد استفاده قرار می گیر ند. اگرچه قابهای خمشی شکل پذیری مناسبی داشته و قابهای مهاربندی همگرا دارای سختی مناسبی می باشند ،اما هیچ یک از آنهابه تنهایی نمی توانند سختی و شکل پذیری مورد نیاز را تواما ًتامین نمایند .با ترکیب خوبی از این دو سیستم، یک سیستم مقاوم لرز ه ای اقتصادی به دست می آید .یک چنین سیستمی قاب مهاربندی واگرا ebf می باشد. در سیستم مهاربند زانوئی kbf المان زانویی با جذب انرژی در طی تسلیم خمشی و یا برشی به عنوان یک فیوز شکل پذیر برای جلوگیری از فروریزش سازه تحت زمین لرزه های شدید عمل می کند. دراین سیستم یک مهاربند قطری با حداقل یک المان زانویی متصل در انتهای آن نیز بخش قابل توجه ای از سختی الاستیک جانبی را تامین می نماید. در این کار پژوهشی رابطه برخی پارامتر های لرزه ای مانند سختی الاستیک، ضریب رفتار، مکانیزم تشکیل مفاصل پلاستیک، استهلاک انرژی و شکل پذیری در دو سیستم مهاربندی شده واگرا و زانوئی برای قاب های پنج، ده و پانزده طبقه با انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی بر اساس ضوابط و دستور العمل fema356 مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.

رفتار پیچشی ساختمان های نامتقارن یکی از دلایل اصلی خرابی و شکست ساختمان ها در طول زلزله های قوی می باشد. نامنظمی ساختمان ها در پلان، غالباً به دلیل توزیع نامتقارن جرم است، که باعث ایجاد جابجایی پیچشی علاوه بر جابجایی انتقالی در دیافراگم سقف، حتی برای سیستم های با توزیع سختی و مقاومت متقارن می شود. هدف از این تحقیق، بررسی پاسخ غیرخطی ساختمان های یک طبقه نامتقارن در پلان، تحت اثر نیروی افقی زلزله از یک جهت می باشد. در بخش اول این تحقیق، به منظور بررسی عملکرد سازه های نامتقارن تحت نیروی زلزله، یک روش غیرخطی استاتیکی ساده ارائه شده است. برای رسیدن به این هدف، آنالیز بر روی مدل-های ساختمانی یک طبقه ساده انجام شده است. در این روش، بارهای جانبی به صورت نموی، در یک آنالیز استاتیکی غیرخطی، به سقف طبقه وارد می شوند. رابطه نیرو-تغییرمکان المان های باربر جانبی به صورت دوخطی با 3% سخت شدگی کرنشی در نظر گرفته شده است. در هر گام بارگذاری، امکان محاسبه تغییرمکان ها و نیروهای داخلی المان های باربر جانبی وجود دارد. نتایج فرمول بندی ارائه شده با نتایج تحلیل غیرخطی استاتیکی (پوش آور) در برنامه sap2000، مقایسه شده است. با توجه به نمودارهای مقایسه ای ارائه شده، روش ارائه شده دارای دقت قابل قبولی می باشد. با استفاده از فرمول بندی روش ارائه شده، به بررسی تأثیر برخی از پارامترها بر روی پاسخ پیچشی سازه های نامتقارن پرداخته شده است. در بخش دوم این تحقیق به بررسی اثر اغلب پارامترهای سازه ای مهم که رفتار پیچشی را مشخص می کنند، بر روی مدل های یک طبقه ایده آل شده، پرداخته شده است. در این بخش با در نظر گرفتن دو مجموعه شتاب نگاشت نزدیک گسل و دور از گسل، با انجام آنالیزهای دینامیکی غیرخطی، به بررسی تأثیر نوع شتاب نگاشت و دیگر پارامترهای سازه ای بر روی پاسخ پیچشی سازه پرداخته شده است.

جهت طراحی یا بهسازی لرزه¬ای سازه¬ها بر اساس سطح عملکرد مطابق آئین¬نامه¬های موجود، معمولا از روش پوش¬آور استفاده می¬گردد. در این روش منحنی¬ پوش¬آور که بیانگر تغییرات برش پایه نسبت به تغییر مکان جانبی بام سازه میباشد، بدست می¬آید. این روش به نوعی جایگزین عملکرد دینامیکی غیر¬خطی سازه میشود. با توجه به مقادیر قابل توجه تغییر¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬-مکانهای جانبی در حالت پلاستیک، تشدید نیروها به علت در¬نظر¬گرفتن اثرات پی¬دلتا میتواند در شکل منحنی پوش¬آور و سایر پارامتر¬های لرزه¬ای سازه موثر باشد. در این پایان نامه قابهای خمشی فولادی با ارتفاع، پریود و شکل پذیری نیاز مختلف انتخاب گردیده و با استفاده از نرم¬افزارopensees ، تحلیل دینامیکی غیرخطی یکبار با در نظرگرفتن اثرات پی دلتا و بار دیگر بدون در نظرگرفتن این عامل انجام شده است. سپس درصد تاثیر پی¬دلتا روی تغییر مکان هدف بر حسب پارامترهای مقایسه ای فوق بیان شده و ضرایب تشدید تغییر مکان جهت منظور سازی اثرات پی¬دلتا در روش پوش آور بررسی شده است.

پس از عملکرد نامناسب قابهای خمشی فولادی در زلزله 1994 نورث ریج، تحقیقات وسیعی بر روی سازه های موجود جهت یافتن علل خرابی و ارائه راه حل های مناسب صورت پذیرفت. این تحقیقات نشان داد که قابهای فولادی اجرا شده قبل از این زلزله از نظر شکل پذیری و اتلاف انرژی عملکرد مطلوبی نداشته اند. موارد مختلفی از شکست ترد در اتصال ممان بر تیر به ستون مشاهده گردید. لذا محققان راهکارهای مختلفی جهت دور کردن مقطع بحرانی از سطح مشترک تیر و ستون ارائه نمودند. تغییر در پیکربندی اتصال یکی از راهکارهای ساده و کارآمد است که به دو صورت تقویت کردن اتصال یا ضعیف کردن تیر انجام می پذیرد. در این پایان نامه هدف تحقیق درباره توانایی اتصال با کاهش در جان تیر به وسیله برش سینوسی شکل در بهبود عملکرد اتصالات در قاب های خمشی ویژه فولادی می باشد. اتصال با برش سینوسی شکل در جان در نرم افزار اجزاء محدود ansys برای نسبتهای مختلف طول تیر به ارتفاع جان تیر صورت گرفته است. پس از معرفی پارامترهای مناسب، با تغییر این پارامترها رفتار اتصال مورد ارزیابی قرار گرفته است. این اتصال با توجه به کم هزینه بودن می تواند گزینه مناسبی برای بهسازی ساختمان های موجود در برابر زلزله باشد.

در این تحقیق نوعی از اتصالات با نام اتصال خمشی جان تیر کاهش یافته با سوراخ های دریل پیشنهاد و مورد بررسی قرار می گیرد. هدف از انجام این تحقیق بررسی تاثیر سوراخ های دریل در کاهش جان تیر برای دور کردن مفصل پلاستیک از مرز اتصال تیر و ستون می باشد تا از شکست های زودرس در اتصال که به دلیل نقص های بالقوه جوش، تمرکز تنش در حفره دسترسی جوش، تمرکز کرنش بر اثر خمش بال ستون و... جلوگیری شود. به دنبال آن محل بهینه سوراخ ها، تعداد و قطر آن ها همچنین فاصله سوراخ ها از یکدیگر و امتداد آن ها در طول تیر بدست آمده است. پارامترهای فوق به هدف رسیدن به حداقل چرخش پلاستیک مجاز آیین نامه و بیشترین مقاومت ممکن با وجود چنین سوراخ هایی تعیین گردیده است. این اتصال به عنوان نوع دیگری از اتصالات شکل پذیر به منظور مقاوم سازی سازه های موجود یا احداث سازه های جدید در مناطق لرزه خیز پیشنهاد می شود.

سختی و شکل پذیری، پارامترهای مهم در نحوه ی پاسخ لرزه ای سازه های مقاوم در برابر زلزله به شمار می آیند. مهاربند های برون محور(ebf) دارای دو معیار بالا می باشند که در این نوع قاب ها، مهاربندها تأمین کننده سختی و تیر پیوند تأمین کننده شکل پذیری می باشد. نوع دیگری از قابهای مهاربند شده، سیستم مهاربند های زانویی(kbf) می باشد که در این سیستم، مهاربندها تأمین کننده سختی سازه و المان های زانویی با جذب انرژی طی تسلیم خمشی یا برشی همانند یک فیوز، شکل پذیری سازه را تأمین می کنند.یکی از مزایای مهاربندی (kbf) نسبت به مهاربند (ebf) تعویض پذیری سریع المان زانویی بعد از زلزله می باشد زیرا در مهاربند(ebf) عضو کنترل شونده توسط تغییر مکان(تیر پیوند)، جزیی از قاب اصلی می باشد و تعویضش بسیار مشکل است. حال با توجه به تعریف دو سیستم فوق می خواهیم با ترکیب این دو سسیستم در قابهای 5، 10و15 طبقه وبا طول دهانه های مختلف، عملکرد لرزه ای سیستم توأم را با سیستم های تکی مقایسه نماییم. در این پایان نامه با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی (push over) برخی از پارامترهای لرزهای،مطابق دستورالعمل (fema 356) و نشریه360 مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرند. ?

اغلب آسیب های ناشی از زلزله در سازه ها به سبب بی نظمی در پلان آن هاست. پاسخ پیچشی سازه ها در برابر زلزله متأثر از توزیع نامتقارن جرم و سختی می باشد. علاوه بر آن عوامل دیگری که سنجش و پیش بینی آن ها چندان ساده نمی باشد نیز در پاسخ پیچشی اثرگذار می باشند. سختی و جرم اعضای غیر سازه ای که در تحلیل لحاظ نگردیده، توزیع ناشناخته و نامتقارن بارهای زنده، انعطاف پذیری شالوده، مولفه ی دورانی زمین و ... از جمله ی این عوامل می باشند. از اینرو پیچش به دو قسمت دینامیکی (ناشی از عدم تطابق مرکز جرم و مرکز سختی) و تصادفی (ناشی از سایر عوامل) تقسیم می گردد. به منظور بررسی اثر انعطاف پذیری شالوده و عبور امواج بر پاسخ پیچشی سازه، یک سیستم ایده آل شده متشکل از یک سازه ی یک طبقه ی نامتقارن در دو راستا به همراه پی آن واقع بر روی نیم فضـای همگن الاستیک خاک، انتخاب گردیده و مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان داده است که لحاظ نمودن اندرکنش سبب افزایش پیچش در سازه های واقع بر بستر نرم می گردد. افزایش نسبت خروج از مرکزیت استاتیکی در سازه (ey/ex) ، افزایش زاویه ی برخورد امواج به سازه و کاهش نسبت جرمی شالوده به سازه، سبب افزایش خروج از مرکزیت و افزایش عمق دفن شالوده، سبب کاهش خروج از مرکزیت می گردند.

سیستم قاب های با مهاربند هم محور(cbf) معمول، از جمله قاب های باربر لرزه ای می باشند که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. این سیستم سازه ای، اقتصادی می باشد و سختی جانبی زیادی دارد در حالی که شکل پذیری کمی دارد و در آن، پس از زلزله، تغییر شکل ماندگار به وجود می آید. سیستم سازه ای قاب های فولادی مهاربندی شده مرکزگرا (sc-cbf)، نوع جدیدی از قاب های باربر لرزه ای می باشند که ضمن حفظ مزایای قاب های cbf، شکل پذیری بیشتری دارد و تغییرشکل ماندگار کمتری دارد. برای افزایش ظرفیت تغییرشکل سازه، به ستون های قاب اجازه داده می شود از روی فونداسیون بلند شوند حول محل اتصال ستون به فونداسیون، دوران کند. همچنین برای حذف تغییرمکان ماندگار در ساختمان، از کابل های پیش تنیده در ارتفاع قاب استفاده می شود. در این تحقیق، با استفاده از برنامه ای که با نرم افزار matlab نوشته شده است، تعداد نه قاب فولادی مهاربندی شده مرکزگرا طراحی گردیده و سپس با استفاده از نرم افزار opensees، تحلیل های غیرخطی استاتیکی و دینامیکی بر روی آن ها انجام شده است. نتایج این تحلیل ها نشان می دهد که قاب sc-cbf، عملکرد لرزه ای مناسبی داشته و جابه جایی ماندگار آن تحت بار زلزله، ناچیز می باشد.

عملکرد مناسب قاب های مهاربندی واگرای فولادی در بسیاری از تحقیقات اثبات شده است، با این حال اگر اتصال تیر پیوند به ستون (در حالتی که یک انتهای تیر پیوند به ستون وصل است) به درستی عمل نکند، شکل پذیری مورد انتظار این قاب ها تأمین نخواهد شد. آزمایش ها نشان داده اند که اتصالات جوشی تیر پیوند به ستون، قبل از رسیدن تیر پیوند به دوران لازم، مستعد شکست در بال تیر پیوند می باشند. در حال حاضر، هیچ جزئیات از پیش تأیید شده ای برای اتصالات تیر پیوند به ستون در آیین نامه های طراحی وجود ندارد. محققان راهکارهای مختلفی جهت دور کردن تنش ها و کرنش های بحرانی از محل اتصال تیر پیوند و ستون، به منظور بهبود عملکرد این اتصالات پیشنهاد نموده اند. در این تحقیق با استفاده از مدلسازی اجزاء محدود، کارایی روش های پیشنهاد شده در تحقیقات قبلی برای اصلاح رفتار اتصالات تیر پیوند به ستون بررسی و مقایسه شده است. هم چنین پارامترهای موثر در خرابی در هر یک از حالات مورد بررسی قرار گرفته و از میان این روش ها موثرترین روش برای بهبود عملکرد اتصالات تیر پیوند برشی به ستون معرفی شده است.

در گذشته، مهندس های سازه در طراحی های خود بارهای غیر عادی که منجر به خرابی پیش رونده می شد را، یا در نظر نمی گرفتند یا در مواردی با اعمال ضرایب اطمینان و تدابیری خاص، سعی بر پوشاندن اثرات آنها داشتند و بندرت سازه را برای بارهای شدید و غیر عادی طرح میکردند. امروزه، بعلت خرابی های کلی بعضی سازه های مهم، محققین و مهندسین سازه بر آن شدند تا با ابداع روش های تحلیلی جدید جهت درک واقعی تری از سازه و تدوین آیین نامه ها (dod,gsa,….)، اثرهای این نوع بارها را در تحلیل و طراحی های خود لحاظ کنند. از لفظ خرابی در آیین نامه های متفاوت تعاریف متعددی شده است، بعنوان مثال خرابی پیش رونده را می توان به عنوان یک واکنش زنجیره ای یا انتشار خرابی تعریف کرد که در آن تحت علتی خاص، صدمه موضعی در ناحیه نسبتاً کوچکی از سازه رخ می دهد و در شرایطی این صدمه موضعی، به بخش های دیگری از سازه گسترش یافته و در نهایت به خرابی کلی سازه، منتهی می شود. در این میان سازه های فولادی مهاربندی شده که اغلب سازه هایی اقتصادی در تحمل بارهای جانبی و نیز ایجاد کننده عامل مهم زنجیره ای جهت کنترل تغییر ناگهانی بار های قائم بشمار می آیند و معمولا در طراحی فقط با منظور نمودن تمهیدهای لرزه ای ساختمان های فولادی مهاربندی شده (در ایران طبق مقررات ملی ساختمان مبحث10 و آیین نامه 2800) که بر مبنای آزمایشها و کارهای تحقیقاتی جهت اطمینان از رفتار غیرالاستیک بدست می آیند، لازم است تا در برابر خرابی های پیش رونده مورد ارزیابی قرار گیرند. در این تحقیق با استخراج و فرمول بندی و نهایتا کد نویسی تئوری جدید المان کاربردی با بهره گیری از روش نوین برنامه نویسی شی گرا در نرم افزار متلب (oop)، از روش مسیر بار جایگزین (apm)به بررسی پیشرفت روند خرابی در سازه های فولادی مهاربندی، پرداخته شده است. نتایج حاکی از آن است که از بین انواع بادبندهای هم مرکز، نوع ? شکل آن عملکرد بهتر و در سازه های کوتاه و متوسط و بلند تا ارتفاع تقریبا 75 متری، ابر بادبندها با تغییر مسیر توزیع بار، کاراتر و اقتصادی تر ازسیستم های مهاربندی رایج هستند.

در این پایان نامه، سعی شده است بهینه سازی لرزه ای سازه های سه بعدی بتن آرمه به کمک الگوریتم های جستجوی تصادفی انجام شود. برای این منظور از الگوریتم جامعه ی پرندگان جهت انجام فرآیند بهینه سازی استفاده شده است. ابتدا به صورت یک فرآیند تصادفی از بانک مقاطع تعدادی مقطع به چند سازه به تعداد پرندگان در نظر گرفته شده بر اساس تیپ بندی اختصاص داده می شود. سپس همه پرندگان که در واقع هر کدام یک سازه با مشخصات مختلف هستند مورد تحلیل قرار می گیرند. پس از انجام تحلیل، قیود بهینه سازی با استفاده از نتایج و پاسخ سازه کنترل می شوند و بهترین سازه (پرنده) به عنوان بهترین طرح در تکرار اول انتخاب می شود. با توجه به فرمول بندی الگوریتم pso، مشخصات سازه ای (مقاطع استفاده شده) سازه های دیگر بر اساس بهترین طرح به طور هوشمند اصلاح می شوند. این فرآیند تا زمان بدست آمدن طرح بهینه ادامه پیدا می کند. تابع هدف در این تحقیق، هزینه ساختمان است. قیود مسأله بهینه سازی، قیود موجود در آیین نامه های طراحی است. آیین نامه های مورد استفاده در این تحقیق شامل آیین نامه های ibc2009 و asce7-10 وaci318-08 می باشد. جهت انجام آنالیز دینامیکی از روش تحلیل استاتیکی معادل استفاده شده است. جهت مدل سازی و کد نویسی از نرم افزارهای opensees و matlab استفاده شده است. در این پایان نامه، جهت تحلیل اندرکنش نیروی محوری و لنگرهای خمشی دو محوره در ستونهای بتن آرمه روشی تقریبی بر پایه روابط ریاضی ارائه شده است که در کدنویسی مساله بهینه سازی از آن استفاده شده است.

استفاده از سیستم قاب خمشی خرپایی برای دهانه های بلند در برخی ساختمان ها رایج گردیده است. بکارگیری این تیرهای خرپایی سبب افزایش سختی و کاهش شکل پذیری سازه می شود. برای رفع این مشکل، در برخی از مراجع، با ایجاد ناحیه ویژه در وسط تیر خرپایی، شکل پذیری سازه را افزایش می دهند. در این پایان نامه ابتدا رفتار لرزه ای سیستم های قاب خمشی خرپایی ارائه شده در سایر مراجع بررسی شده و سپس برای بهبود پاسخ لرزه ای این سیستم، استفاده از میراگرهای ویسکوز در وسط تیرِ قاب خمشی خرپایی و در طرفین تیرِ قاب خمشی خرپایی، پیشنهاد شده است. به منظور بررسی کارایی روش پیشنهادی چند نمونه ازسازه هایی که در سایر مراجع بکار گرفته شده، توسط نرم افزار perform 3d مدل سازی و تحلیل های غیرخطی استاتیکی و غیرخطی دینامیکی برروی آن ها انجام پذیرفته است. نتایج نشان می دهد که استفاده از میراگر ویسکوز در عناصر افقی دو سر تیرخرپاییِ قاب خمشی خرپایی، عملکرد لرزه ای مناسب-تری نسبت به استفاده از میراگر ویسکوز در وسط تیرِ قاب خمشی خرپایی دارد و سبب کاهش بیشتر پاسخ لرزه ای و تاخیر در تسلیم ستون ها می گردد.

همانگونه که می دانیم در تحلیل خطی سازه ها فرض بر این است که مقدار نیرو با جابجایی متناسب بوده در نتیجه با استفاده از این فرض از طریق اصل جمع آثار قوا می توان ممان های خمشی نهایی و دیاگرام نیروها را بدست آورد. این فرضیه باعث سهولت بسیار زیادی در تحلیل و طراحی می شود. اما در حالت کلی، تحلیل خطی مخصوصاً در حالت های حدی بیش از حد رفتار واقعی سازه را ساده سازی می کند و برای بعضی انواع خاص، سازه درجه آزادی به قدری زیاد است که تحلیل خطی نمی تواند به عنوان یک ابزار قابل اعتماد، برای فهم رفتار واقعی یک سازه باشد. معمولاً در سازه های مرسوم وقتی که بار به اندازه ی کافی بزرگ یا نزدیک به ظرفیت نهایی سازه باشد، دیگر فرضیات تحلیل خطی برقرار نیستند، لذا دیگر نمی توان از اصل جمع آثار قوا استفاده نمود زیرا پاسخ سازه از تأثیر متقابل بین بارها و تغییر شکل ها ایجاد می شود و در نتیجه نمی توان اثرات آنها را از یکدیگر تفکیک نمود. اما همانگونه که می دانیم انجام تحلیل های غیرخطی مستلزم زمان زیادی می باشد، چرا که تحلیل غیرخطی سازه ها معمولاً با حل دسته معادلات ناشی از تعادل نیروها و سازگاری تغییر شکل ها امکان پذیر می باشد و تعداد این معادلات نسبت مستقیم با درجه آزادی سازه ی مورد بحث خواهند داشت، به عبارت دیگر با افزایش درجه آزادی مجبور به حل معادلات بیشتری خواهیم بود. تعداد این معادلات در تحلیل غیرخطی چنان افزایش می یابد که حل آن ها از طریق انجام عملیات دستی تقریباً غیرممکن می باشد، آنالیز غیرخطی سازه ها به وسیله ی کامپیوتر دارای دو مشکل اساسی می باشد: اولاً همانگونه که ذکر شد زمان بسیار زیادی که صرف حل دسته معادلات فوق می گردد و ثانیاً تعداد سیکل های زیاد جهت تعادل گره ها که این موضوع ممکن است منجر به انباشتگی خطاها و واگرایی جواب ها گردد. امروزه با افزایش دانش درباره ی بارهای دینامیکی (پدیده ی زلزله) و رفتار سازه ها در برابر این گونه بارها راهکارها و روش های متعددی برای تعیین رفتار سازه توسط پژوهشگران متعددی ارائه گردیده است. از بین روش های متداول تحلیل سازه با روش دینامیکی غیرخطی با وجود دشواری و وقتگیر بودن آن، امروزه جزء یکی از روش های محبوب در نظر پژوهشگران می باشد، چرا که استفاده از این نوع تحلیل اطلاعات جامع و دقیقی را ارائه می دهد. از آن جا که مدلسازی و تحلیل کامل یک سازه با رفتار غیرخطی تحت اثر بارهای دینامیکی فرآیند بسیار وقتگیری است، لذا ارائه ی روش های نوین برای سرعت بخشی به روند حل و صرفه جویی در هزینه و زمان ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق، سعی بر آن است که با استفاده از ابزارهای ریاضی زمان محاسباتی تحلیل را کاهش دهیم.

طرح های معماری و تصمیماتی که موجب طراحی سازه می شود، نقش مهمی در عملکرد سازه ها در برابر زلزله ایفا میکند. این طرح ها میتواند باعث ایجاد سازه های نامتقارن گردند. آئین نامه های لرزه ای مختلف تعاریف متفاوتی از نامتقارنی در سازه ها ارائه داده اند. نامتقارنی در سازه منجر به ایجاد پیچش در سازه تحت اثر حرکت های زمین می شود و برای بررسی آنها، روش های تحلیل دینامیکی توصیه می شود. استفاده از روشهای تحلیل دینامیکی غیرخطی معمولا پیچیده و وقت گیر می باشند. بنابراین روشهای استاتیکی بار افزون به عنوان جایگزین معرفی شده اند. در روش های بارافزون متداول معمولا توزیع بارگذاری در ارتفاع به صورت تابعی برگرفته از مود اول در نظر گرفته میشود. این توزیع بار برای سازه های نامتقارن منجر به خطای قابل ملاحظه در تخمین پاسخ سازه در برابر بارهای ناشی از زلزله میگردد. برای افزودن دقت در روش بار افزون در مراجع مختلف سعی شده علاوه بر اثر مود اول اثرات مودهای مرتبه بالاتر را در پاسخ سازه لحاظ گردد. در این تحقیق سعی شده است روندی جدید جهت تحلیل بار افزون ارائه شود که از دقت کافی برای تحلیل بار افزون سازه های نامتقارن برخوردار باشد. به منظور بررسی میزان دقت روش بارافزون ارائه شده در برآورد نیازهای لرزه ای سازه هایی با نامتقارنی جرمی در پلان، علاوه بر روش های پیشنهادی ارائه شده در این پایان نامه، روش های بارافزون مودی (mpa) ، روش بارافزون مودی متوالی (cmp)، روش n2 توسعه یافته و تحلیل دینامیکی (nl-rha) مورد بررسی قرار گرفته و نتایج این روش ها مقایسه شده است. نتایج حاصله نشان می دهد که روش تجمعی مودی و روش جذر مجموع مربعات مودی ارائه شده دربرآورد نیازهای لرزه ای سازه (جابجایی کف ها و جابجایی نسبی طبقات) از دقت مطلوبی برخوردار می باشد.

بسیاری از سازه های بتن آرمه موجود در مناطق زلزله خیز در برابر نیرو های ایجاد شده توسط زلزله های شدید و متوسط دارای رفتار مناسبی نمی باشند. بطور کلی در سازه های بتن مسلح طراحی شده بر اساس آیین نامه های قدیمی، اتصالات تیر به ستون به عنوان اجزاء بحرانی به شمار می روند. در طراحی آیین نامه های جدید به این نکته اشاره گردیده است که اصل تیر ضعیف-ستون قوی بایستی مورد توجه قرار گیرد. در بسیاری از سازه های بتنن آرمه مقاوم سازی شده با الیاف frp با وجود اینکه این اصل رعایت می شود توجه به این نکته که جداشدگی frp در آنها اتفاق نیافتد اصلی ضروری به حساب می آید. طراحی باید به گونه ای باشد که مفصل پلاستیک در تیرها تشکیل شود، که این عمل با قوی کردن اتصال میسر خواهد شد. در این تحقیق رفتار لرزه ای اتصالات تیر- ستون بتنی تقویت شده با ورقه های frp و با در نظر گرفتن عوامل موثر در جداشدگی frp با استفاده از روش اجزا محدود در نرم افزار abaqus مورد بررسی قرار گرفته است. نقطه شروع جداشدگی و دلایل آن، مقاومت نهایی، بار ترک خوردگی، محل تشکیل مفاصل پلاستیک و جابجایی آن به سمت داخل تیر و محل جاری شدن آرماتور های طولی تحت بارهای لرزه ای مورد مطالعه قرار گرفته است.

در این پژوهش برای عیب یابی سازه ها دو روش جدید پیشنهاد شده است. روش اول یک روش دو مرحله ای است، که در آن از پاسخ فرکانس و مود شکل سازه استفاده می شود. در گام اول با استفاده از شاخص افزاینده مبتنی بر انرژی کرنشی مودال عضو های مشکوک به خرابی تعیین شده و در مرحله دوم با استفاده از الگوریتم بهینه سازی جستجوی گرانشی از میان عضو های تعیین شده در مرحله اول، محل و شدت عضو های خراب بدست می آید. در روش دوم مسئله عیب یابی سازه به صورت حل یک دستگاه معادلات غیر خطی دیده شده است. برای تشکیل این دستگاه معادلات از پاسخ فرکانس و شتاب به طور جداگانه استفاده شده است. با توجه به پاسخ استفاده شده، دستگاه معادلات بیش معین یا نا معین می باشد. برای حل مشکل نا معینی روشی ارائه شده است، که در دو مرحله با تشکیل دستگاه معادلات عیب یابی سازه را انجام می دهد. برای حل مشکل بیش معینی معادلات، از یک پیش شرط مناسب استفاده شده است، که این پیششرط علاوه بر خوش حالت کردن دستگاه معادلات، دستگاه معادلات مربوطه را مربعی می سازد. برای رسیدن به دقت بالاتر، پر صفر بودن بردار خرابی و محدوده خرابی عضو ها به صورت دو شرط در روند حل عددی وارد شده اند. روش تکراری گرادیان مزدوج دوگانه و روش نیوتن-رافسون تلفیق و برای حل دستگاه معادلات منتج شده از عیب یابی سازه ها استفاده شده است. خرابی بصورت کاهش مدول الاستیسیته اعضای سازه در نظر گرفته شده است. جهت نشان دادن کارایی روش های پیشنهادی، مثال های عددی ارائه شده است. نتایج بیانگر دقت و عملکرد مناسب روش های پیشنهادی می باشد.

اتصال تیر به ستون در قابهای خمشی تحت بارگذاری لرزه ای به طور وسیع در معرض لنگرهای نامتقارن قرار می گیرد که موجب ایجاد تغییر شکل های برشی در چشمه اتصال ستون می گردد. چشمه اتصال بخشی از ستون است که توسط اتصال تیر به ستون در برگرفته شده و رفتار آن نقشی اساسی در تعیین سختی کلی و ظرفیت قاب ایفا می کند. از آنجا که در روابط ارائه شده توسط آیین نامه فولاد آمریکا (و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان) ظرفیت چشمه اتصال از نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی بر روی جان ستون با بال های نسبتاً نازک بدست آمده اند، ارائه یک مدل جدید برای ستون های با بال های ضخیم ضروری به نظر می رسد. بدین منظور در این تحقیق ابتدا با انجام یک مطالعه وسیع پارامتریک اجزا محدود، مدل ریاضی چشمه اتصال به گونه ای ارائه شده است که در عین سادگی، هم برای ضخامت های نازک و هم ضخامت های ضخیم بال ستون با دقت خوبی قابل استفاده باشد. مدل جدید چشمه اتصال در تحلیل های استاتیکی و دینامیکی چند قاب با ارتفاع های کوتاه، متوسط و بلند به کار رفته است(بیش از80 تحلیل پوش آور و بیش از 600 تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی). نتایج نشان داد که مدل سازی چشمه اتصال تاثیری مهمی در پاسخ سازه و در نتیجه مقدار شکل پذیری آن دارد. از طرف دیگر از آن جا که مدلسازی و تحلیل کامل یک سازه با رفتار غیرخطی فرآیند وقت گیری است، روش های نوینی برای سرعت بخشی به روند حل و صرفه جویی در هزینه و زمان ارائه شده است.

در تحلیل دینامیکی سازه های معمولی عموما فرض می شود که خاک زیر شالوده صلب بوده و از انعطاف پذیری خاک زیر شالوده صرف نظر می شود. در این حالت پاسخ سازه متاثر از خواص دینامیکی خود سازه است و خواص خاک زیر شالوده تاثیری در پاسخ سازه ندارد. در حالی که با در نظر گرفتن خاک زیر شالوده، سیستم جدیدی از خاک و سازه تشکیل خواهد شد که پاسخ آن متاثر از خواص دینامیکی سیستم جدید خواهد بود. در اغلب آیین نامه ها بخصوص آیین نامه 2800 ایران، تحلیل دینامیکی با فرض صلب بودن خاک زیر شالوده صورت می گیرد. تاثیر لحاظ کردن انعطاف پذیری خاک در پاسخ پیچشی سازه ها موضوع اصلی این مطالعه است. بر این اساس سازه های با سه درجه آزادی بر روی خاک که با طبقه بندی چهارگانه زمین در آیین نامه ی 2800 ایران تطبیق دارد انتخاب و مدل مناسب نیم فضا و المان محدود برای احتساب اندرکنش خاک و سازه در نظر گرفته شده است. سپس با استفاده از روشی که مولفه های پیچشی حرکت زمین را با در نظر گرفتن سرعت موج برشی و بعد شالوده بدست می دهد، مساله پیچش در سازه ها بررسی گردیده و نتایج به صورت خروج از مرکزیت تصادفی بیان شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که لحاظ کردن انعطاف پذیری خاک زیر شالوده در پاسخ دینامیکی سازه ها می تواند نقش مهمی داشته باشد.

خستگی یکی از عمده دلایل خرابی سیستم های سازه ای می باشد. در اصل، بسیاری از سیستم های سازه ای از قبیل پل ها، سکوهای فراساحلی و... در معرض شکست های متوالی حاصل از خستگی می باشند. اما نکته ای که در اینجا اهمیت دارد این است که درصورت شکست یک یا چند عضو از یک سیستم سازه ای، به دلیل بازتوزیع نیروها بین اعضای سازه، خطر تسلیم اعضا به دلیل اضافه بار تحمیلی به آنها (overloading) نیز وجود دارد و از این پس خستگی و تسلیم اعضا دو تهدید جدی برای سرویس دهی سیستم سازه ای خواهند بود. به دلیل وجود عدم قطعیت در پارامترهای به کار رفته در تحلیل مکانیک شکست لازم است که بررسی خستگی از دیدگاه قابلیت اعتماد انجام پذیرد. تحقیقات خوبی در زمینه قابلیت اعتماد اعضای سازه ای با توجه به مدل های گسترش ترک خستگی انجام شده است. در تحقیق حاضر کار بر روی تلفیق اثر خستگی و تسلیم انجام شده و فرمول بندی تابع حالت حدی برای شکست های متوالی در اثر تسلیم اعضا برای یک سیستم سازه ای استخراج شده است. جهت محاسبه احتمال خرابی سیستم سازه ای و تعیین توالی های بحرانی شکست، از روش بهینه یاب b3 که برپایه الگوریتم شاخه و حد (b&b) می باشد استفاده شده است. نتایج محاسبات در این تحقیق با نتایج حاصل از شبیه سازی مونت کارلو مقایسه شده اند.

چشمه اتصال ناحیه ای از جان یا جان های ستون است که محصور بین امتداد بال های بالایی و پایینی تیرهای متصل به دو وجه ستون و بال های ستون می باشد. به رغم تحقیقات گسترده انجام شده در خصوص رفتار چشمه اتصال، کماکان دیدگاه های متفاوتی در مورد نحوه ی عملکرد چشمه اتصال وجود دارد. از آنجائیکه در قاب های خمشی استفاده گسترده ای از ستون های قوطی شکل می شود، ارائه مدل ریاضی برای رفتار چشمه اتصال این ستون ها ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش سعی شده روابطی جهت تعیین ظرفیت برشی، سختی خطی و غیرخطی چشمه اتصال در ستون های قوطی شکل ارائه گردد. برای این منظور مطالعه پارامتریک وسیعی توسط نرم افزار abaqus صورت پذیرفته و بر اساس آن مدل ریاضی معرفی شده است و نتایج بدست آمده با نتایج حاصله از سایر مراجع مقایسه شده و دقت نتایج مدل به اثبات رسیده است.

استفاده از سیستم های باربر جانبی در دو جهت اصلی ساختمان، امری متداول می باشد. از این میان سیستم قاب خمشی به عللی چون نیاز به فضای بدون مانع در بین ستون ها، به علت وجود طرح های متنوع معماری سهم عمده ای را دارد. در طراحی سیستم های قاب خمشی متعامد، ستون یکی از اجزای اصلی سیستم است و بخش مهمی از عملکرد سیستم به عملکرد آن، وابسته است. ستون های محل تلاقی این دو سیستم متعامد باید دارای سختی و مقاومت کافی در هر دو راستا باشند. از ستون های صلیبی می توان به عنوان ستون با مقاطعی که دارای رفتار مشابه در هر دو راستا می باشند نام برد، از طرفی یکی از مهم ترین اجزا در سیستم قاب خمشی فولادی، اتصال تیر به ستون می باشد. رفتار چشمه اتصال نیز که یک ناحیه مستطیل شکل از جان ستون، محصور بین ورق های پیوستگی و بال های ستون می باشد، نقش مهمی در رفتار اتصال دارد. در روابط ارائه شده توسط آیین نامه آمریکا (و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان) ظرفیت چشمه اتصال از نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی بر روی جان ستون i شکل با بال های نسبتا نازک به دست آمده اند، و از آنجا که در مقاطع صلیبی علاوه بر جان دو بال موازی با جان نیز در تحمل برش نقش دارند، روابط ارائه شده توسط آیین نامه از کفایت لازم جهت تخمین ظرفیت برشی چشمه اتصال ستون صلیبی برخوردار نیستند. در این تحقیق با انجام یک مطالعه وسیع پارامتریک اجزا محدود، روابط جدید ظرفیت تسلیم و ظرفیت نهایی برشی چشمه اتصال صلیبی ارائه خواهد شد.بخشی از نتایج این تحقیق نشان می دهد که روابط آیین نامه ظرفیت چشمه اتصال صلیبی را حدود 20 درصد کمتر از مقدار واقعی تخمین می زند. نتایج نشان داد که روابط جدید ارائه شده با دقت خوبی ظرفیت تسلیم و نهایی برشی چشمه اتصال صلیبی را تخمین می زنند.

هدف از این پژوهش بررسی تأثیر ضخامت بال تیر و جان ستون بر روی رفتار الاستیک و غیرالاستیک چشمه اتصال می باشد. این کار توسط یک تحلیل عددی با مدل سازی تعداد زیادی نمونه با مشخصات مختلف در نرم افزار اجزای محدودی انسیس انجام شده است. مشخصات مدل ها بر اساس مدل های آزمایشگاهی پست نورتریج تعیین شده اند. تغییرشکل های چشمه اتصال می توانند در جابه جایی نسبی طبقات در یک قاب خمشی تأثیرگذار باشند. پس زلزله نوتریج این نتیجه حاصل شد که در طراحی چشمه اتصال، شکل پذیری و قابلیت استهلاک انرژی نقشی کلیدی دارند. در یک قاب خمشی بارهای قائم و افقی توسط ممان های خمشی بین تیر و ستون و همچنین اتصالات تیر به ستون توسعه پیدا می کنند، بنابراین مشخصات تیر، ستون و اتصال (به خصوص چشمه اتصال) در سختی و مقاومت کل قاب تأثیرگذار می باشند. همچنین رفتار چشمه اتصال بستگی به تیر، ستون و اتصال بین آن ها خواهد داشت، که در این پژوهش تأثیر برخی خصوصیات تیر و ستون بر رفتار چشمه اتصال به صورت موضعی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج حاصل شده از مقایسه مدل ها نشان می دهد که با افزایش ضخامت بال تیر تسلیم در چشمه اتصال به تعویق می افتد، پارامتری که در روابط آیین نامه های معتبر ساختمانی دیده نمی شود. همچنین ملاحظه می شود که برقراری بالانس میان ضخامت جان ستون و بال تیر نیاز به دقت بسیار زیادی دارد.

سیستم مهاربند واگرا می¬تواند ترکیبی از شکل¬پذیری قاب خمشی و سختی مهاربند همگرا را دارا باشد. هنگامی که این سیستم وارد ناحیه غیرخطی می¬شود، تغییر مکان جانبی نسبی بعضی از طبقات به حدی میرسد که باعث ایجاد مکانیزم در طبقه می¬شود. یعنی قبل از استفاده کامل از ظرفیت سازه، در بعضی از طبقات خرابی کامل به وقوع می¬پیوندد. در این حالت بقیه طبقات سازه ممکن است وارد ناحیه غیرخطی نشده باشند و یا اگر شده اند به مقدار ناچیزی جذب انرژی در آنها صورت گرفته باشد. در این پایان نامه سعی شده تا با ارائه راهکارهایی از پتانسیل جذب انرژی اعضای بیشتری از سازه استفاده گردد. به این ترتبب که با افزودن اعضای قائم در محل اتصال بادبند به تیر، دوران نسبی طبقات به هم نزدیک و تسلیم در تمامی طبقات تقریبا همزمان صورت پذیرد. در انتها نشان داده شده است که با بکارگیری روش ارائه شده، سازه می تواند زلزله¬های بزرگتری را تجربه نمایدکه این عمل ظرفیت سازه را در برابر زلزله افزایش می دهد.

تیرهای اتصالات صلب در قاب های خمشی، هنگام وقوع زلزله های شدید، زوج نیروهای متمرکز قابل توجهی را به بال ستون وارد می کنند. در صورتی که مقاومت خمشی بال ستون کمتر از نیرو های متمرکز ایجاد شده باشد، استفاده از ورق پیوستگی در ناحیه چشمه اتصال ضروری می باشد. نیاز یا عدم نیاز به ورق پیوستگی در ستون به پارامترهای متعددی بستگی دارد که خمش موضعی بال ستون از مهمترین آنهاست. خمش موضعی بال با توجه به مشخصات اجزای اتصال به اشکال متفاوتی روی میدهد. در رابطه با خمش موضعی بال در ستون های i شکل مطالعات وسیعی صورت پذیرفته و در دستور العمل ها به آنها اشاره شده که جهت طرح لرزه ای قابل اعتماد میباشند، اما روابط ارائه شده برای ستون های قوطی شکل نیازهای طرح لرزه ای را برآورده نمی کنند. بدلیل اجرای دشوار ورق های پیوستگی در ستون های قوطی شکل، می توان از ستون های دوجانه که اغلب به ورق پیوستگی نیاز ندارند، به عنوان یک جانشین مناسب برای ستون قوطی شکل در سازه های یک جهت قاب خمشی استفاده کرد. خمش موضعی بال ستون های دوجانه با توجه به نحوه ساخت، رفتاری بینابین ستون i شکل و قوطی شکل دارد. در این تحقیق ابتدا با استفاده از اصول تحلیل سازه و تئوری خط تسلیم روابطی جهت تخمین خمش موضعی بال در ستون های i شکل دارای دو جان و ستون های قوطی شکل ارائه شده، سپس با استفاده از آنالیز غیرخطی اجزا محدود و مقایسه آنها دقت روابط ارائه شده به اثبات رسیده است. نتایج روابط ارائه شده نشان می دهد که با تنظیم مناسب فاصله بین جانها، میتوان حداقل ضخامت بال ستون را در ستون دوجانه بدون ورق پیوستگی به میزان قابل توجهی نسبت به حالت مشابه در ستون قوطی شکل کاهش داد.

دیوارهای برشی مرکب که از بتن آرمه در وسط و در دو طرف از نیم رخ فولادی ساخته می شوند، نسلی از دیوارهای برشی مقاوم در برابر بارهای جانبی محسوب شده که علاوه بر افزایش مقاومت، شکل پذیری و جذب انرژی، می توانند بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه بوده و در ساخت ساختمان های بلند مرتبه و مقاوم سازی ابنیه مورد استفاده قرار گیرند. آیین نامه های طراحی اتصال کامل پروفیل به زمین و وجود حداقل مقاومت برشی در دیوار بتن آرمه جهت تسلیم شدن فولاد پروفیل را ضروری می دانند. در شکل رایج این سیستم در ایران پروفیل فولادی توسط کف ستون و تعدادی میل مهار به زمین مهار می شود، این میل مهارها مقاومتی به مراتب کمتر از ظرفیت کششی ستون را دارند و در زلزله ها بدون شکل پذیری دچار گسیختگی ترد می شوند. همچنین در برخی از موارد به علت بالا بودن سطح مقطع پروفیل ها، بتن و میلگردها قادر به انتقال برش لازم برای تسلیم ستون نبوده و شکلپذیری لازم ایجاد نمی شود. در این پایان نامه سعی شده است تا با بکارگیری میراگرهای شکاف دار از این دو نوع مکانیزم ترد جلوگیری و شکلپذیری و جذب انرژی در سیستم دیواربرشی مرکب متدوال در ایران بررسی ایجاد گردد. به این منظور با استفاده از نرم افزار abaqus نمونههای زیادی از این سیستم مدل سازی و تاثیر افزودن میراگر شکافدار بین پروفیل و بتن بر رفتار آن مورد مطالعه قرار گرفتهاست و شکل پذیری بالای سیستم پیشنهادی به اثبات رسیده است.

جهت کاهش خسارت و قابلیت استفاده بی وقفه مراکز درمانی و بیمارستانها پس از زلزله های متوسط، بررسی آسیب پذیری ساختمانهای بیمارستانی موجود امری ضروری به نظر میرسد. در این پایان نامه، چهار سازه بتنی بیمارستانی شهر کرمان که از مهمترین بیمارستانهای شهر میباشند به وسیله تحلیل استاتیکی غیر خطی وبا دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود (نشریه 360 تجدید نظر اول) مورد ارزیابی قرار گرفته است. سازه اول سه طبقه به متراژ 3000 مترمربع در سال 1365 طراحی و در سال 1381 به بهره برداری رسیده است وسازه دوم ، سوم و چهارم یک و دو طبقه به متراژ1000،1500 و500 مترمربع در سال 1392 طراحی و در حال ساخت میباشد. عملکرد این بیمارستانها، بایستی درزلزله سطح خطر 1 دارای استفاده بی وقفه و در زلزله سطح خطر 2 دارای ایمنی جانی باشد. ارزیابی انجام شده نشان داد که سازه اول، توان تحمل تغییرمکان هدف سطح خطر 1را ندارد و در تغییر مکانی کمتر از تغییر مکان هدف سازه ناپایدار میگردد که به تفصیل عوامل آن بررسی شده است. اکثر ضعفهای موجود مربوط به طراحی نامناسب اتصال تیر به ستون و محدوده تشکیل مفاصل پلاستیک بوده است. سازه دوم ، سوم وچهارم رفتار مناسبی در زلزله سطح خطر 1 و زلزله سطح خطر 2 ازخود نشان داده است و در اتصالات تیر و ستون با نشریه 360 و آیین نامه aci 352r-02 کنترل و اختلافاتی را دارا بوده که به تفصیل بیان شده است.یکی دیگر از اهداف این پایان نامه، بررسی طراحی ساختمانهای با اهمیت زیاد( مثل بیمارستانها)با آیین نامه های طراحی رایج ایران بوده است به این معنی که آیین نامه ها توانسته اند در مورد ساختمانهای ذکر شده نیاز واقعی آنها را که استفاده بی وقفه در هنگام زلزله های متوسط و ایمنی جانی درهنگام زلزله های شدید میباشد برآورده سازندیا نه. که با بررسی دقیق بیمارستانهای مذکور نشان داده شده است، آیین نامه های طراحی لرزه ای ، جوابگوی عملکرد واقعی سازه ها در هنگام زلزله های متوسط میباشند.

به دلیل حساسیت واهمیت ویژه سازه های بیمارستانی و مراکز بهداشتی درمانی و با توجه به سطح عملکرد آنها در زلزله های متوسط و شدید، بررسی آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای بیمارستانهای موجود بسیار حائز اهمیت بوده است . لذا در این مقاله چند سازه فولادی از بیمارستانهای شهر کرمان که جزء مهمترین بیمارستانهای شهر میباشند به وسیله تحلیل استاتیکی غیر خطی و با دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود (نشریه 360 تجدید نظر اول) مورد ارزیابی قرار گرفته است. بیمارستانهای مورد بررسی دارای دو سیستم سازه ای متفاوت ( قاب خمشی ویژه و قاب ساده با مهاربندی همگرا) می باشند. عملکرد این بیمارستانها بایستی درزلزله سطح خطر 1 دارای استفاده بی وقفه ودر زلزله سطح خطر 2 دارای ایمنی جانی باشد . ارزیابی انجام شده نشان داده که برخی از سازه های قاب خمشی ویژه توان تحمل تغییرمکان هدف زلزله سطح خطر 1 را نداشته و به دلیل ضعفها و نواقص موجود مربوط به طراحی نامناسب اتصال تیر به ستون و محدوده تشکیل مفاصل پلاستیک دچار شکست در اتصالات و بالتبع ناپایداری کل سازه شده است. ضمناً در این سازه ها برخی از تیرهای کوتاه نیز دچارشکست خمشی و برشی شده اند. دسته دوم ، برخی از بیمارستان هایی است که دارای سیستم قاب ساده با مهاربندی همگرا بوده و سازه توان تحمل تغییرمکان هدف زلزله سطح خطر 1 را دارا بوده است، اما تحت این تغییرمکان بادبندهای فشاری دچار کمانش کلی شده اند، که به تفصیل عوامل آن بررسی شده است. یکی دیگر از اهداف این مقاله، بررسی پیشنهادات مبحث 10جهت طراحی ساختمانهای با اهمیت زیاد فولادی می باشد.به این منظور بیمارستانهای فوق الذکر براساس مبحث 10 ویرایش 92 طرح مجدد و با روند دستورالعمل بهسازی، عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است.

ساختمان ها از عناصر کلیدی زندگی برای انسان ها می باشد و خرابی آن ها می تواند منجر به خسارات مالی و جانی گردد. همان طور که می دانیم طرح های معماری به خاطر محدودیت های متنوع در فضا و سلیقه های مختلف در انواع طرح ها دارای انواع متنوع نامنظمی می باشد، این نامنظمی ها در زمان وقوع زلزله منجر به رفتار غیرقابل پیش بینی در سازه ها می گردد. در این پژوهش برای پیش بینی رفتار سازه در ناحیه الاستیک و پلاستیک از تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده استفاده شده و با در نظر گرفتن خروج از مرکزیت های متفاوت سختی و مقاومت، و تأثیر پارامترهای زلزله (محتوای فرکانسی فاصله از گسل و ...) سعی بر بدست آوردن تأثیرات این عوامل روی پاسخ سازه شده، بنابراین با ارائه منحنی های شکنندگی برای این نوع ساختمان ها و برآورد ظرفیت و عملکرد لرزه ای آن ها احتمال رسیدن سازه ها با خصوصیات مختلف مانند خروج از مرکزیت های متفاوت سختی و مقاومت به سطوح مختلف عملکردی همانند io, ls, cp برآورد شده است. از این رو راه کارهایی برای بهتر کردن عملکرد این سازه های نامنظم در هنگام زلزله ارائه می شود. منحنی های شکست با فرض توزیع احتمالاتی لوگ نرمال و به صورت تحلیلی تولید شده است. جهت تعیین تقاضا، از تحلیل دینامیکی افزایشی (ida) در سطوح مختلف خرابی استفاده شده است و همچنین برای محاسبه مرکز مقاومت از تحلیل پوش آور مبتنی بر جابه جایی استفاده شده است. در این پژوهش سه سازه فولادی 8 طبقه با سیستم قاب خمشی با پلان منظم و نامنظمی های سختی و مقاومت و با در نظر گرفتن ضوابط لرزه ای آیین نامه 2800 ایران طراحی شد. عملکرد سه سازه پس از مدل سازی در نرم افزار seismostruct و رسم منحنی های شکنندگی بررسی و مقایسه شد. نتایج حاکی از آن است که در ناحیه الاستیک خروج از مرکزیت سختی تأثیرگذار است و در ناحیه پلاستیک خروج از مرکزیت مقاومت تأثیرگذار می باشد.

دیوار برشی فولادی یکی از سیستم های پیشنهادی مقاوم در برابر بارهای جانبی می باشد که استفاده از آن به دلیل مزیت هایی نظیر سختی اولیه بالا، شکل پذیری زیاد و به تبع آن قابلیت جذب انرژی بالا در سال های اخیر مورد توجه پژوهشگران و طراحان قرار گرفته است. سیستم دیوارهای برشی فولادی همانند قاب های ساده و خمشی متداول در ساختمان ها، از مجموعه تیر و ستون به عنوان اعضای مرزی افقی و عمودی تشکیل شده اند که ورق فولادی را در داخل خود محاط کرده و بصورت یک سیستم دوگانه مقاوم در برابر بارهای جانبی عمل می کنند. اساس طراحی دیوارهای برشی فولادی بر پایه بهره گیری از میدان کششی قطری می باشد که به سبب رفتار پس کمانشی ورق فولادی در آن ایجاد می شود. در مواردی به سبب برخی ملاحظات معماری و غیر سازه ای نظیر عبور سیستم های تاسیساتی نیاز به ایجاد بازشو در این سیستم می باشد و با توجه به این که رفتار پس کمانشی این سیستم به سبب ایجاد میدان کششی است، وجود بازشو باعث گسیختگی در پانل فولادی و ضعف در رفتار سیستم می گردد. در این پژوهش به منظور بهبود رفتار دیوارهای برشی فولادی دارای بازشو، پس از مدل سازی دیوار برشی فولادی توسط نرم افزار abaqus و با در نظر گرفتن خرابی شکل پذیر در نمونه ها، گسیختگی ناشی از ایجاد بازشو با استفاده از ورق تقویت کنترل شده، و رفتار سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل نشان داد که تقویت مناسب دیوار برشی فولادی می تواند باعث کنترل گسیختگی و افزایش مقاومت و شکل پذیری سیستم گردد.

در این تحقیق یک رشته آزمایش بیرون کشی روی چندین شمع بتنی از نوع درجا1 با ابعاد کوچک در خاک های ماسه ای ، انجام شد. با استفاده از نتایج حاصل، منحنی بار – جابجایی شمع ها رسم و به کمک این منحنی ها و با استفاده از روش های تفسیر نتایج، ظرفیت نهایی باربری شمع ها محاسبه و با ظرفیت محاسبه شده از طریق روش های تجربی مقایسه گردید.. نتایج نشان می دهند ظرفیت های اندازه گیری شده بسیار بیشتر از توان باربری حاصل از روش های محاسباتی است. با توجه به گران بودن آزمایشات مقیاس کامل، به نظر می رسد در پروژه های کوچک احتمالاً بتوان نتایج حاصل از آزمایش به روش تحقیق را به شرط خصوصیات یکسان ژئوتکنیکی در همان و یا سایت مشابه به شمع های در مقیاس واقعی تعمیم داد.

تغییر در پیکربندی اتصال یکی از راهکارهای ساده و کارآمد است که به دو صورت تقویت کردن اتصال یا ضعیف کردن تیر انجام می پذیرد. همچنین یکی از عوامل موثر در تامین پارامترهای سختی و مقاومت ورق های پیوستگی افقی است.اجرای این ورق ها در داخل ستون با مقطع قوطی به علت بسته بودن مقطع، با مشکلات زیادی مواجه است.در این پایان نامه هدف، ارائه روش کاربردی جهت افزایش شکل پذیری اتصال خمشی تیر به ستون های جعبه ای با تغییر ساختار ورق پیوستگی افقی است. بدین منظور سعی شده ورق های سخت کننده اضافی خارج از ناحیه چشمه اتصال به مجموعه اتصال افزوده گردد. این ورق ها شامل ورق های قائم و ورق های افقی با هندسه متفاوت می باشند.اتصال پیشنهادی با توجه به کم هزینه بودن و اجرای آسان می-تواند گزینه مناسبی برای بهسازی ساختمان های موجود در برابر زلزله باشد.

عیب یابی یکی از شاخه های کنترل سلامت سازه ها می باشد که در دو دهه اخیر توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است. در اثر خرابی یک سازه، ویژگی های استاتیکی و دینامیکی سازه تغییر کرده، که با در نظر گرفتن نحوی این تغییرات می توان مکان و شدت خرابی را در سازه شناسایی کرد.دراینپایان نامه هدف مقایسه شاخص های افزاینده برای کاهش فضای جستجو در عیب یابی سازه ها میباشد. برای کاهش فضا از شاخص های انرژی کرنشی مودی، انرژی کرنشی استاتیکی، انحناء مودی، انحناء استاتیکی و آنالیز حساسیت بهمراه روش انتخاب پیشرو استفاده شده است. پس از محدود کردن فضای جستجو با استفاده از افزایش چشمگیر شاخص های افزاینده،میزان خرابی با استفاده از آنالیز حساسیت بدست می آید. برای مقایسه شاخص ها، سه سازه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده کارایی شاخص ها در کاهش فضا و مقاومت در برابر نویز را نشان می دهد. در تیر کنسول برای حالت بدون نویز شاخص انرژی کرنشی استاتیکی بیشتر از بقیه شاخص ها می تواند فضای جستجو را کاهش دهد و شاخص انحناء مودی مقاومت بالاتری در مقابل نویز دارد.در قاب دو بعدی برای حالت بدون نویز روش انتخاب پیشرو بیشتر از بقیه شاخص ها می تواند فضای جستجو را کاهش دهد. در خرپای صفحه ای برای حالت بدون نویز شاخص انرژی کرنشی مودی بیشتر از بقیه شاخص ها می تواند فضای جستجو را کاهش دهد و شاخص انرژی کرنشی استاتیکی و روش انتخاب پیشرو مقاومت بهتری در مقابل نویز داشتند.

عیب یابی سازه‏ها یکی از شاخه های کنترل سلامت سازه ها می باشد که نقش موثری جهت اطمینان از ایمن بودن سازه را ایفا می‏کند. این امر در سازه های مهم تر همانند پل ها بسیار پررنگ تر می باشد؛ چرا که نوع بارگذاری پل ها و همچنین شرایط هندسی خاصی پل ها، باعث می شود این سازه ها رفتار غیرقابل پیش بینی تری از خود نشان دهند. محدودیت هایی که به دلیل هزینه های سنسورها وجود دارد، باعث شده تعداد کمتری از سنسورها برای انجام روند عیب یابی سازه ها استفاده گردد. در این تحقیق، بهینه سازی موقعیت سنسور با استفاده از آنالیز حساسیت برای سازه های پیوسته که در واقع عضو تشکیل دهنده ی عرشه ی پل ها می باشند، انجام می شود. برای انجام این کار، ابتدا در تمامی درجات آزادی سنسور فرض می شود، سپس با درنظرگرفتن نویز در سیستم و با استفاده از یک تعبیر هندسی، سنسورهایی که نویز ناشی از محل قرارگیری آن ها بیش تر از سایر سنسورها می باشند، حذف می گردند تا تعداد سنسورها به تعداد مورد نظر تقلیل یابد. موقعیت بهینه ی سنسورها، درجات آزادی متناظر با تصویر بیضیگون هایی است که در فضای پاسخ بیش ترین سطح را داشته باشند. بنابراین تابع هدف این سطوح خواهد بود که به وسیله ی الگوریتم اجتماع ذرات گسسته بهینه می شود و موقعیت های مورد نظر برای سنسورگذاری تعیین می گردند. نتایج بوسیله ی مثال های عددی نشان داده شده تا کاربرد و دقت این روند نشان داده شود.

چکیده: در این مطالعه از روش ایزوژئومتریک توسعه یافته برای مدل سازی عددی ترک های ایستا جهت آنالیز گسیختگی صفحات fgmبا رویکرد ارتوتروپیک استفاده شده است. روش ایزوژئومتریک توسعه یافته از ترکیب توابع غنی ساز و روش تابع مجموعه سطوح تراز با روش آنالیز ایزوژئومتریک بوجود می آید. به علاوه روش انتگرال اندرکنش با هر سه نوع فرمول بندی مربوط به حوزه های کمکی در آنالیز گسیختگی صفحات fgm ) یعنی فرمول بندی عدم تعادل , فرمول بندی ناسازگاری و فرمول بندی تانسور مواد تشکیل دهنده ی ثابت ( برای استخراج ضرایب شدت تنش در مود اول و مود دوم گسیختگی ترک مورد استفاده قرار گرفته است. برای تغییر خصوصیات مواد ارتوتروپیک صفحات fgm در جهت مورد نظر نیز از توابعی هموار بر اساس مختصات فضایی آن ها استفاده شده که شامل توابع نمایی , شعاعی و تانژانت هایپرپولیکی می باشند. تعدادی مثال عددی دوبعدی با در نظر گرفتن انواع شیب ترک , بارگذاری , هندسه , شرایط مرزی , میزان مقادیر اولیه ی خصوصیات مواد تشکیل دهنده ی صفحات fgm و همچنین نحوه ی تغییر خصوصیات این مواد در جهت مورد نظر حل گردیده و برای مقایسه ی روش ایزوژئومتریک توسعه یافته با سایر روش ها از ضرایب شدت تنش بدست آمده استفاده شده است. نتیجه ی بدست آمده حاکی از آن است که تطابق خوبی بین روش ایزوژئومتریک توسعه یافته با سایر روش های موجود وجود دارد , در حالیکه در روش ایزوژئومتریک توسعه یافته از تعداد المان و درجات آزادی کمتری نسبت به سایر روش ها استفاده می گردد.

طی سال های اخیر استفاده از روش های عددی در تحلیل مسائل علمی گسترش یافته است. این روش ها عموما مبتنی بر حل تقریبی یک معادله یا دسته ای از معادلات حاکم بر محیط مورد بررسی می باشند. یکی از این روش ها روش المان مرزی می باشد. در این روش معادلات دیفرانسیل حاکم بر رفتار محیط به صورت معادلات دیفرانسیل حاکم بر مرزهای آن محیط تبدیل می شوند در نتیجه بعد مسئله کاهش می یابد. به طوری که مسائل دو بعدی در یک بعد ومسائل سه بعدی در دو بعد حل می شوند که این باعث کاهش قابل توجهی در تولید مش می شود و صرفه جویی قابل توجهی در زمان پردازش حل مسئله بدست می آید. در این پایان نامه برای افزایش کارآیی ودقت روش المان مرزی، ترکیب این روش با روش هم هندسی برای حل مسائل دو بعدی تنش-کرنش صفحه ای پیشنهاد شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در روند تحلیل غیرخطی سازه ها معمولاً جواب صریح و آشکاری برای دسته معادلات غیرخطی حاکم بر تعادل سازه وجود ندارد. به این سبب محققان با صرفنظر از پاره ای اثرات، رابطه سازی ساده ای را برای تحلیل پیشنهاد نموده اند. معمولاً در روشهای ارائه شده برای انجام تحلیلهای غیرخطی، بطور مستقیم از شیوه تحلیل خطی استفاده شده، سپس با انجام روشهای تکراری ساده و یا پیشرفته، همگرائی در مسیر ایستائی حاصل شده است. لذا در بخش اوّل این رساله، با توجه به مفاهیم جدید ریاضی، روشی جهت حل عددی معادلات غیرخطی با استفاده از الگوریتم جریان قائم، ارائه شده و فرمول بندی مناسبی جهت بکارگیری این روش در تحلیل خرپاها و قابها ارائه شده است. با انجام مطالعات عددی نشان داده شده که این الگوریتم علاوه بر دقت قابل قبول، موجب کاهش تعداد تکرارها و در نتیجه زمان تحلیل می گردد. جهت تحلیل استاتیکی پوش آور یکی از الگوهای مناسب جهت اعمال بار جانبی، الگوی بار براساس مود شکل اوّل ارتعاش آزاد می باشد. اخیراً، در روشهای پوش آور اصلاح شده، اثرات مود شکلهای بالاتر نیز در تغییرات الگوی بار منظور شده است. با توجه به اینکه در سازه های نامتقارن سهم مولفه مود پیچشی قابل توجه خواهد بود، در بخش دوم این رساله، روشی جهت تحلیل پوش آور پیشنهاد گردیده که اوّلا،ً الگوی توزیع بار متناسب با تغییر خصوصیات دینامیکی در هر مرحله از تحلیل بهنگام می شود، ثانیاً، اثرات مربوط به انرژی حاصل از مولفه دورانی جهت محاسبه جابجائی هدف در نظر گرفته می شود. علاوه بر این در مطالعات عددی توانائی روش پیشنهاد شده در رابطه با پیشگوئی پاسخ لرزه ای سازه های نامتقارن تحت اثر زلزله هایی با خصوصیات تکتونیکی مختلف بررسی شده است. یکی دیگر از روشهای متداول برآورد نیروی زلزله که در اغلب آیین نامه های ساختمانی مورد استفاده قرار گرفته، روش تحلیل استاتیکی معادل می باشد. بطوریکه، با رعایت یکسری محدودیتها و احتساب خروج از مرکزیت طرح، در تحلیل سازه های نامتقارن نیز مورد استفاده قرار گرفته است. معمولاً آیین نامه ها، خروج از مرکزیت طرح سازه های ساختمانی را بصورت عبارت ساده شده ای از فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی ارائه کرده اند. مطالعه رفتار غیرخطی سازه های نامتقارن نشان داده، که علاوه بر فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی، فاصله بین مرکز جرم و مرکز مقاومت نیز میبایست در حین طراحی سازه های نامتقارن مورد توجه قرار گیرد. از سوی دیگر وقتی که، نسبت فرکانس مود پیچشی به فرکانس انتقالی تغییر می کند، پیش بینی رفتار سیستم با خروج از مرکزیتی که آیین نامه ها جهت تحلیل استاتیکی معادل ارائه می نمایند، با خطای زیادی توأم است. از اینرو، در این رساله روشی جهت پیشگوئی مناسب خروج از مرکزیت معادل استاتیکی سازه ها ارائه شده است. که روش فوق بخصوص در سازه های نامتقارن از نوع پیچشی نرم در مقایسه با پیشنهادات آیین نامه ها از دقت بالائی برخوردار است. بدنبال آن روش فوق برای تحلیل غیرخطی استاتیکی معادل با بهنگام کردن خروج از مرکزیت در هر مرحله از تحلیل، توسعه داده شده است. در بخش دیگری از رساله، آثار زلزله های مختلف با توجه به خصوصیات تکتونیکی آنها بر رفتار لرزه ای سازه های نامتقارن مورد بحث قرار گرفته است. بدین منظور، سه گروه 7 تائی از رکوردهای ثبت شده بترتیب مربوط به زلزله های دور گسل، نزدیک گسل از نوع ضربان امتداد جلو و نزدیک گسل با خصوصیت پله ضربه انتخاب شده است.

در طول سال های گذشته یعنی دوره ای که محاسبات خاص طراحی وارد آیین نامه ها شده است به مقاومت و عملکرد به صورت دو مفهوم یکسان نگریسته می شد. در حالی که در دهه اخیر این دیدگاه بر اساس این واقعیت که افزایش مقاومت ممکن است باعث افزایش ایمنی و کاهش خرابی نشود، دستخوش تغییر شده است. اکثر قریب به اتفاق سازه های معمولی هنگام زلزله وارد ناحیه غیر خطی می شوند و در این ناحیه بدون تغییر قابل توجه در نیروی برشی، آسیب پیش رونده در سازه به وقوع می پیوندد. لذا در سال های اخیر طراحی لرزه ای سازه ها تحت ارزیابی تازه ای با تاکید بر تغییر معیار طراحی از مقاومت به عملکرد قرار گرفته است. یکی از پارامترهای قابل اندازه گیری جهت ارزیابی عملکرد سازه ها حداکثر تغییرمکان سازه (تغیرمکان هدف) می باشد که متناظر با تغیرشکل مورد انتظار در زلزله طرح است. این تغییرمکان را می توان با استفاده از دو روش ضرایب تغییرمکان و روش طیف ظرفیت بدست آورد. در این تحقیق سعی شده که با استفاده ازروش استاتیکی غیر خطی و به کمک نرم افزار perform 3dv4 ظرفیت های قاب بتنی با دیواربرشی را در دو روش ذکر شده و در ارتفاع های مختلف بدست آورد. سپس تشکیل مفصل پلاستیک در قاب ها مورد بررسی قرار خواهد گرفت و در نهایت نتایج حاصل با روش دینامیکی غیرخطی مقایسه خواهد شد.

یکی از معیارهای اصلی برای تشخیص پایداری سازه ها در برابر زلزله شکل پذیری است با انتخاب هندسه و فیزیک مناسبی از مصالح مصرفی در سازه می توان با محاسبه ضریب شکل پذیری رفتار واقعی سازه های مختلف را بدرستی الگوسازی نمود. مساله اصلی در تعیین شکل پذیری یک سیستم تعریف صحیح نقاط تسلیم و نهایی می باشد. لذا جهت بررسی رفتار سازه در برابر بارهای جانبی می بایست رفتار غیرخطی سازه الگوسازی شود. اثرات غیرخطی بطور کلی شامل مصالح و هندسه است با توجه به ناچیز بودن اثرات غیرخطی هندسی (از قبیل تغییر مکانها و دورانهای جسم صلب سازه، اثرات نیروی محوری در کاهش سختی اعضاء و دورانهای بزرگ اعضا) در سازه های با ارتفاع متوسط از بررسی آنها در این مقایسه صرفنظر شده و برای بررسی رفتار غیرخطی مصالح از مدل دو خطی موجود در نرم افزار drain-2dx استفاده شده است . در این پایان نامه با انتخاب سیستمهای قابل لنگرگیر (mrf)، مهاربندی همگرا یا × شکل (cbf)، مهاربندی و اگر (ebf) با تیر پیوند کوتاه و بلند و سه نوع بادبند زانوئی (kbf) برای یک پلان مشترک و تعداد طبقات 3، 6 و 9 با فرض سخت شدگی کرنش 0/01 درصد و 5 درصد برای مصالح، ضرایب شکل پذیری، رفتار، سختی و مقاومت قابهای فولادی مقایسه گردیده است .

در این پروژه روشی برای تحلیل استاتیکی و تحلیل دینامیکی غیرخطی سازه های فضایی ارائه شده است ، عناصر این سازه ها از نوع جدار نازک باز می باشد و اثرات اندرکنش خمش و پیچش برای دستیابی به روابط نیرو - تغییر شکل عضو منظور شده است . روابط نیرو - تغییر شکل از حل مستقیم معادلات دیفرانسیل تعادل (تئوری تیر - ستون) بدست آمده و با استفاه از آن معادلات شیب - تغییر مکان تعمیم یافته ارائه شده است . ماتریس سختی مماسی عضو با دیفرانسیل گیری از روابط نیرو - تغییر شکل، حاصل گردیده است . فرمول بندی اویلرین برای در نظر گرفتن تغییر مکانها و دورانهای بزرگ انتخاب شده و برای منظور نمودن دورانهای بزرگ گرهها از ماتریس راهنمای گرهی متعامد استفاده شده است ، همچنین اثرات انحنا در کاهش طول اعضا منظور شده است . سپس روش نیو مارک برای تحلیل دینامیکی بکار گرفته شده و آنگاه با استفاده از روش تکرار نیوتن رافسون الگوریتمی برای تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی ارائه شده است . با توجه به فرمول بندی های انجام شده اثرات متقابل نیروها بر روی سختیهای خمشی و پیچشی مقاطعه ناودانی، دایره درزدار، t شکل و نبشی مورد مطالعه قرار گرفته است ، همچنین چند نوع قاب شناخته شده فضایی و دوبعدی تحت اثر بارهای استاتیکی و دینامیکی (بارهای مستطیلی، مثلثی و سینوسی با زمان محدود) مورد بررسی قرار گرفته اند و بار بحرانی در هر یک از حالات بدست آمده و نتایج مقایسه شده اند. در این رساله نشان داده شده است : -1 منظور نکردن اندرکنش خمش و پیچش اثرات قابل ملاحظه ای در سختی اعضای با مقطع جدار نازک باز و در رفتار سازه های ساخته شده با این عناصر خصوصا بار بحرانی آنها می گذرد. -2 اثرات نیروهای دینامیکی با زمان محدود بر روی بار بحرانی سازه های به صرف نظر کردن نیست . -3 اگر بارهای قائم وارده بر سازه کسر قابل ملاحظه ای از بار بحرانی سازه باشند میزان اثرات نیروهای ناشی از زلزله بر روی سازه به شدت کاهش می یابد.

در آنالیزهای معمولی سازه ای غالبا اتصالات کاملا صلب یا کاملا مفصلی فرض می شوند. اگر چه فرض اتصال کاملا صلب و یا کاملا مفصل مراحل آنالیز و طراحی را ساده می نماید اما عملا اکثر اتصالات نه کاملا مفصلی هستند و نه کاملا صلب و این نکته باعث می شود دقت نتایج حاصل از تحلیل به میزان زیادی کاهش یابد.

در روشهای معمول تحلیل دیوارهای برشی بطور غیرمنطقی عمل مرکب فولاد و بتن در نظر گرفته نمی شود. آزمایشهای تجربی نشان داده اند که دیوارهای برشی بتن آرمه ای که به خوبی میلگرد گذاری شده است تا خرابی کامل قابلیت شکل پذیری بالایی دارند که این جنبه در روشهای فعلی طراحی منظور نمی گردد . آزمایش هایی بر روی نمونه های واقعی دیوار برشی صورت گرفته که علاوه بر هزینه بالا متضمن صرف وقت زیادی می باشد.

در بحث تحلیل غیر خطی خرپاها معمولا اثرات نیروی محوری بر روی کمانش خمشی اعضا منظور شده است ، لیکن در بسیاری از اوقات اعضای خرپاها های فضایی از مقاطع جدار نازک باز می باشند و در این مقاطع بحث کمانش خمشی پیچشی غیر قابل اغماض می باشند.در این پروژه روشی برای تحلیل استاتیکی غیر خطی خرپاهای فضایی ارائه شده است. عناصر این خرپاها از نوع جدار نازک باز می باشند. با استفاده از معادلات دیفرانسیل تعادل بار بحرانی عناصر مذکور ناشی از کمانش خمشی پیچشی بدست آمده است. تغییر مکانهای بزرگ گره ها در فرمول بندی منظور شده اند و برای در نظر گرفتن دورانهای اعضا از دشتگاه محورهای مختصات اویلرین استفاده شده سپس با توجه به فرمول بندی ارائه شده مطالعات عددی بر روی چند خرپای شناخته شده انجام گردیده و نتایج با مطالعات انجام شده در سایر مراجع مقایسه و اثرات ناشی از منظور سازی کمانش خمشی پیچشی در رفتار غیر خطی و پایدارسازی سازه های مورد بحث برای مقاطع ‏‎i‎‏ شکل ،‏‎l‎‏ شکل و ‏‎t‎‏ شکل و لوله های درزدار ارائه گردیده است در این پروژه نشان داده شده که عدم لحاظ اینگونه اثرات خطای قابل ملاحظه ای را در محاسبات مربوط به رفتار غیر خطی و بار کمانشی ، بخصوص در خرپاهای ساخته شده از لوله های درزدار ایجاد می نماید.

اکثر قابهای ساختمانی با فرض اتصالات صد درصد لولائی یا صد در صد گیردار طراحی می گردند، عملا اجرای این نوع اتصالات پرهزینه است، لذا کمیتی به نام درصد گیرداری تعریف و اتصالاتی که کمتر از 20درصد گیردار باشد مفصلی و بیشتر از 90درصد گیردار باشند صلب فرض می شوند این عمل علاوه بر اینکه دقت محاسبات را کاهش می دهد از رفتار واقعی سازه متاثر از بارهای ارتعاشی از قبیل زلزله اطلاعات کافی ارائه نمی دهد. هم اکنون اجرای اتصالاتی که عملا نیمه گیردار طراحی شده است برای برخی از سازه ها به عنوان یک ایده مطرح شده است. اکثر طراحان جهت کنترل ارتعاشات ساختمانها در مقابل نیروهای ناشی از زلزله به دلیل مشکلات اجرایی ، استفاده از سیستم خرپائی را ترجیح می دهند که به علت سختی بالا و شکل پذیری کم نیروی زلزله نسبتا زیادی را متحمل می گردند. البته آئین نامه های طراحی ساختمان در مقابل زلزله برای ساختمانهای بلند استفاده از قابهای خمشی که قابلیت انتقال درصدی از نیروی ناشی از زلزله را دارا باشند الزامی می دانند . بدین ترتیب استفاده از سیستم های مهاربندی نیز معمولا منجر به طرح غیراقتصادی می گردد زیرا از یک سو سهم نیروی زلزله بر سازه افزایش یافته و از سوی دیگر مشکلات و هزینه اجرای اتصالات گیردار را به دنبال دارد و به علت اندرکنش متقابل این سیستم ها گاهی بایست قاب را به نحوی طراحی نمود که نیروی زلزله ای بیش از سهم مورد نیاز آئین نامه ها را تحمل کند.

طراحی و ساخت ساختمانهای بلند یکی از هنرهای مهندسی به شمار می آید. در سازه های بلند، سیستم قاب محیطی یکی از مناسبترین سیستمهای مقاوم در برابر بارهای جانبی می باشد.آنالیز متداول و معمول این قابها به علت داشتن درجات آزادی زیاد غالبا وقت گیر و پرهزینه است. بنابراین برای برآورد اولیه تنشها و طراحی اولیه سازه، وجود روشی ساده ، سریع و تقریبی لازم به نظر می رسد . در این تحقیق روشی برای بررسی لنگی برشی‏‎shear lag‎‏ و تخمین تنشها در عناصر تشکیل دهنده قاب محیطی ارائه شده است.نتایج نشان می دهد که روابط پیشنهادی از دقت و کارایی بالاتری نسبت به روشهای دیگر برخوردار است و قادر به در نظر گرفتن هر دو پدیده لنگی برشی منفی و مثبت می باشد.

در این پروژه نخست سیستم های کنترل ارتعاشات ساختمان های بلند بطور کلی بحث می گردد سپس مختصر اشاره ای به سیستم های کنترل غیرفعال جهت کنترل ارتعاشات سازه ها می گردد سیستم های قبیل دیواربرشی، بادبندها، سیستم های لوله ای، قاب خمشی و یا ترکیبی از آنها. همچنین سیستم های مستهلک کننده نیز مورد بررسی قرار می گیرد. هدف اصلی این پروژه معرفی روش های کنترل فعال ارتعاشات سازه ها می باشد. سیستم های کنترل جرم مستهلک کننده فعال، کابل های کششی فعال و پالس کنترل در این پروژه معرفی و الگوریتم های طراحی آنها بررسی می شود. هر یک از سیستم های فوق با روش های مدار بسته مدار باز و یا مدار بسته - باز کنترل می شوند. در نهایت از میان سیستم های کنترل فعال سیستم پالس کنترل انتخاب گردیده، فلوچارت کامپیوتری برای حالت مدار بسته آن رسم می گردد و سرانجام برنامه کامپیوتری - جهت طراحی چنین سیستمی ارائه می شود. طرح عملی چنین سیستمهایی به یک گروه مهندسی، شامل مهندسین سازه، مکانیک و کنترل نیاز دارد. حساسیت موتور زننده ضربه بایستی بسیار بالا باشد. تا زمانهایی تا حدود 0.001 ثانیه را از دست ندهد، و این فقط از عهده طراحان و متخصصان در رشته مکانیک ساخته است . همچنین کامپیوتر مرکزی و سیستم کنترل مرکزی، که دستورات لازم را در زمان های مناسب به موتورهای اعمال کننده نیرو می دهد بایستی توسط متخصصین کنترل سیستم برنامه ریزی گردند. در این پروژه قصد اساسی قرار دادن راهی پیش متخصصین، جهت انجام تحقیقات بیشتر می باشد