در این پایان نامه الگوریتمی ساده مبنی بر مفاهیم تئوری فیبری ارائه شده است که با به کارگیری روش تحلیل ماتریسی غیرخطی و سنجش تنشهای هر عضو با سطح گسیختگی متناظرش، سازه های بتن مسلح تحت بارهای جانبی را در زمان بسیار کوتاه و با دقتی مناسب تحلیل می کند. در مدلسازی اعضاء از المانهای ماکرو با تعداد درجات آزادی محدود بهره گرفته شده است. نتایج به دست آمده از این روش در قالب نمودارهای(نیروی محوری-لنگر خمشی) و (بار جانبی-تغییرمکان) با نتایج آزمایشگاهی و نتایج نرم افزارهای تجاری مانند ansys و sap2000 مورد بررسی قرار گرفتند. با وجود تعداد درجات آزادی محدود و زمان محاسباتی کوتاه، در مقایسه با نرم افزارهای نامبرده، نتایج این الگوریتم مطابقت و همخوانی مناسبی با اختلاف کمتر از 5 درصد با نتایج آزمایشگاهی از خود نشان دادند، که بیانگر دقت بالای الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با نرم افزارهای تجاری موجود می باشد.

بدیهی است سدها از مهمترین سازه های ساخت بشرند. طبیعی است این سازه های بسیار با اهمیت زندگی هزاران نفر را تحت تاثیر قرارمی دهند، بنابراین استفاده از روش های قابل اعتماد در طراحی سدهای مقاوم در برابر زلزله کاملاً ضروری است. در گذشته برای محاسبه نیروهای وارد برسد در هنگام زلزله از روش استاتیکی معادل استفاده می شد در حالی که تحقیقات بیشتر نشان داد تنها زمانی که فرکانس تحریک از فرکانس طبیعی مخزن کوچکتر باشد می توان از روش استاتیکی معادل استفاده نمود، از آن جا که این شرط معمولاً برقرار نمی باشد،روش های تحلیل دینامیکی برای سدها به کار گرفته شدند. با پیشرفت های عددی و نیز استفاده از روش المان محدود در آنالیز سازه ها و گسترش و ظهور کامپیوترها این امکان فراهم می شود که آنالیز دینامیکی سدها در مدت بسیار کوتاهتر انجام گیرد. یکی از مهمترین مسائلی که در پیش بینی رفتار دقیق سدها و انتخاب مدل تحلیلی مناسب با آن مواجه هستیم مساله اندرکنش سد با مخزن می باشد. آسیب دیدگی چند سد بزرگ در دهه هفتاد میلادی توجه بسیاری از پژوهشگران را به مساله تحلیل اندرکنش سدها جلب نمود، به همین دلیل نیاز به کارهای تحقیقاتی در زمینه تحلیل دینامیکی سدهای بتنی با در نظر گرفتن اثرات اندرکنش آب- سد می باشد. لذا در این رساله به بررسی تحلیل دینامیکی اندرکنش سد- مخزن در حوزه زمان پرداخته می شود، هرچند که محاسبه توابع سختی دینامیکی سد و مخزن در حوزه زمان دارای مشکلاتی می باشد. برای این منظور برنامه ای به زبان فرترن نوشته شد که در آن از المان هشت گرهی سرندیپیتی جهت مدل سازی سد و مخزن استفاده می شود. فرمول بندی بر پایه روش اجزاء محدود و با توجه به نوع مساله به صورت تنش مسطح یا کرنش مسطح در نظر گرفته می شود. همچنین از روش اویلر- لاگرانژ که در آن فشار هیدرودینامیکی به عنوان مجهول در سیال و تغییر مکان به عنوان مجهول در سازه می باشد، استفاده گردید. صحت برنامه با مطالعه رفتار خطی و تحلیل دینامیکی سد پاین فلت با در نظرگرفتن اثر تراکم پذیری مورد تصدیق قرار گرفت.این مثال قبلاً به صورت عددی مطالعه شده بود. در ادامه به مطالعه تاثیر فروافتادگی در کف مخزن بر فشار هیدرودینامیکی وارد بر بدنه سد پرداخته می شود، سپس سد پاین فلت تحت چهار زلزله چی چی، کوبه، تفت و السنترو مورد تحلیل قرار گرفت و نتایج حاصل شده بیانگر اهمیت محتوای فرکانسی در پاسخ تحلیل ها می باشد، سرانجام به بررسی محل قطع شدن مخزن جهت مدل سازی مخزن واستفاده مرز سامرفیلد پرداخته می شود.

کاربرد روش های اجزای محدود برای بررسی و توصیف رفتار غیرخطی سازه های بتن آرمه، به چنان مرحله ای رسیده است، که نتایج به دست آمده از این تحلیل ها، می تواند با تراز بالایی از اعتماد مورد قبول واقع گردد. زمانی که زلزله ای رخ داده و ارتعاشات لرزه ای اتفاق می افتد، حرکت زمین باعث ایجاد ارتعاش در سازه می شود، و بنابراین سازه به طور مکرر، تحت بارگذاری رفت و برگشتی قرار می گیرد. در بسیاری از موارد، استفاده از نمونه های آزمایشگاهی برای ارزیابی سازه ها تحت این شرایط سخت و پیچیده، یا از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست و یا این که اساساً ساخت نمونه ها از نظر فیزیکی غیرممکن است. بنابراین، در این شرایط باید از ابزار و روش های تحلیلی یا همان روش های شبیه سازی محاسباتی استفاده نمود. اعتبار و صحت نتایج به دست آمده از این روش ها، به مدل سازی قانون های مشخصه غیرخطی مصالح سازه های بتن آرمه(یعنی بتن و فولاد) وابسته است. شناخت و پیش بینی رفتار واقعی سازه مستلزم در دست داشتن مدل های واقعی تنش-کرنش مصالح می باشد. بنابراین، آنالیز محاسباتی سازه های بتن آرمه تحت بارگذاری دوره ای، مستلزم دسترسی به مدل های واقعی تنش-کرنش مصالح می باشد. در این تحقیق دو گروه از مدل های مربوط به رفتار دوره ای بتن، شامل مدل های براساس تئوری الاستیسیته غیرخطی و مدل های براساس تئوری پلاستیسیته مورد توجه قرار گرفته است. در زمینه مدل های براساس تئوری الاستیسیته غیرخطی، با مطالعه و بررسی برخی مهم ترین مدل های موجود، و شناخت نقاط ضعف و قوت آن ها، مدل هایی برای پیش بینی رفتار بتن در فشار، کشش و انتقال بین آن دو، پیشنهاد گردید. مقایسه مدل پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی، نشان دهنده تطابق خوب این مدل با داده های آزمایشگاهی می باشد. در ادامه به مدل های براساس تئوری پلاستیسیته پرداخته شد. از میان مدل های پلاستیسیته موجود از مدل hiss، استفاده گردید. مدل hiss با یک سطح تسلیم منفرد، یک مدل یکتا شده و سلسله مراتبی است، که تغییرشکل های ناشی از خزش و تغییرشکل های الاستیک، پلاستیک، ترک خوردگی های ریز که منجر به گسیختگی و شکست می شوند، را در نظر می گیرد. این مدل می تواند به طور موفقیت آمیزی برای محدوده وسیعی از مصالح مورد استفاده قرار گیرد، همچنین در فرایندهای اجزای محدود غیرخطی که برای حل محدوده وسیعی از مسائل مهندسی شامل مسائل دو و سه یعدی و مسائل بارگذاری سیکلی استفاده می شود، نیز کاربرد دارد. لذا به کمک سطح تسلیم hiss، مدلی برای پیش بینی رفتار تنش-کرنش بتن تحت فشار، کشش و انتقال بین این دو حالت برای یک نقطه تنش ارائه گردید. این مدل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد، نتایج نشان دهنده قابلیت مناسب این مدل در پیش بینی رفتار تنش-کرنش بتن می باشد. همچنین به منظور بررسی توانایی این مدل برای آنالیز اجزای محدود غیرخطی سازه های بتن آرمه، برنامه ای به زبان فرترن در قالب اجزای محدود نوشته شد. مقایسه این مدل با نتایج آزمایشگاهی، قابلیت و توانایی مدل ارائه شده در این تحقیق را در بررسی رفتار غیرخطی سازه های بتن آرمه نشان می دهد.

ساختمانهای بنایی از قدیمی ترین سیستم های سازه ای هستند که از گذشته ساختشان رواج داشته است، بطوریکه تعداد قابل توجهی از بیمارستان ها ، مدارس و ساختمان های مسکونی از این نوع ساختار می باشند. از آنجا که شناخت رفتار و عملکرد این سازه ها جهت بهسازی و تقویت آنها در جهت بهبود رفتارشان مسئله ای ضروریست در این پایان نامه سعی بر آن شد تا رفتار برشی تیرهای آجری را تحت بارگذاری یکنواخت مورد بررسی قرار دهیم، برای این منظور ابتدا تست های فشاری مورد نیاز برای تعیین مقاومت فشاری واحد های بنایی انجام شد و پس از بدست آمدن نتایج با در نظر گرفتن شرایط ساخت سازه های بنایی در کشور ترکیب مصالح مورد نظر جهت ساخت نمونه های اصلی انتخاب گردید. در مرحله بعد نمونه های اصلی ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفتند. در نهایت با استفاده از مدلی ساده بوسیله نرم افزار آباکوس نتایج بدست آمده را مورد بررسی قرار داده و مقایسه ای بین نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی انجام دادیم.

با توجه به رفتار ترد مصالح بنایی، بررسی این سازه ها از نظر ظرفیت باربری و طول عمر مفید بسیار اهمیت دارد. استفاده از روش های مناسب بررسی این نوع سازه ها خصوصا پل های قوسی مصالح بنایی در سرعت بخشیدن به این امر نقشی موثر ایفا می کند. ظرفیت باربری بر اساس تحلیل کلاسیک به ضریب ارتفاع به دهانه قوس، لاغری شمع ها و ارتفاع خاکریز بستگی دارد. علاوه بر نوع مصالح سنگی یا آجری و مصالح به کار رفته در ملات مورد استفاده و همچنین نوع چیدمان بلوک ها، هندسه ی قوس در اثر بخشی بر رفتار پل ها نقشی اساسی ایفا می کند. در این مطالعه، ضریب ارتفاع به دهانه قوس یا ضریب عمق نسبی برای پل یک دهانه مورد ارزیابی قرار گرفت. این کار با استفاده از نرم افزار ansys 13 به روش تحلیل المان محدود انجام شد. با توجه به لزوم صحت سنجی مدل، به ارزیابی رفتار استاتیکی و مقایسه تغییر مکان تاج قوس با مطالعات گذشته پرداخته و سپس تحلیل دینامیکی بر مدل مورد نظر انجام شد. اولین مدلسازی، هندسه و مصالح واقعی پل را در بر داشت که به دلیل بالا بودن تنش های کششی و فشاری مصالح، هیچ گونه شکستی در اثر اعمال شتاب زلزله السنترو مشاهده نشد. در نتیجه با هندسه اصلی پل و مصالح ضعیف تر به تحلیل پل پرداخته شد. در نهایت مقدار بهینه ضریب عمق نسبی قوس (r/s) برای این پل بر اساس تغییر مکان ناشی از لرزه بدست آمد. بهترین عملکرد ها با در نظر گرفتن تغییر مکان ها، تنش ها و کرنش ها در دهانه 9.45 متر مربوط به ارتفاع 2.9 متر و در ارتفاع ثابت 2.7 متر مربوط به دهانه 8.798 متر بود. ذکر این نکته خارج از لطف نیست که ضریب عمق نسبی هر دو این حالات 0.3069 بوده. با مقایسه این دو حالت می توان گفت که با توجه به بارگذاری لرزه ای رفتار قوس با دهانه 9.45 متر و ارتفاع 2.9 متر مساعد تر ارزیابی شد. مقاومت مصالح بنایی تاثیر بسزایی در رفتار این مصالح دارد. با توجه به تفاوت رفتاری بارز نشان داده شده در این مطالعه می توان گفت که در صورت استفاده از مصالح با مقاومت مقبول می توان از سهولت اجرا و هزینه پایین سازه های مصالح بنایی بهره برد.

چکیده در حال حاضر سازه¬های بسیاری در مناطق روستایی و شهری کشور را میتوان یافت که از مصالح بنایی ساخته شده اند. جزییات اجرایی ساختمان¬هـای بنایی متداول در کشور اغلب بر اساس یک سری ضوابط توصیه ای کلاف بندی بدون انجام تحلیل و محاسبات طراحی ساختمان تعیین می گردند. ساختمانهای مذکور را میتوان سازه های بنایی کلاف بندی شده نامید. ساختمان های بنایی از جمله سازه هایی هستند که مدل سازی رفتار آنها بدلیل ناهمگن بودن مصالح مصرفی (واحد های بنایی و ملات ماسه سیمان) دارای پیچیدگی خاص خود می باشد. عملکرد ساختمان¬های بنایی در زلزله¬های گذشته نشان داده است که این ساختمان¬ها هر قدر هم خوب ساخته شوند مادام که مسلح نباشند از شکل پذیری مناسبی برخوردار نبوده و آسیب پذیر خواهند بود. کاربرد تسلیح فلزی (آرماتور) عمدتا منجر به افزایش مقاومتهای خمشی و برشی دیوارهای ساخته شده از مصالح بنایی شده و همچنین سطح موثری از شکل پذیری را در سـاختمان ایجاد می¬نماید. در ساختمانهای بنایی مسلح، بر خلاف ساختمانهای بنایی کلاف بندی شده متداول در کشور که بر اساس ضوابط توصیه ای اجرا میشوند، آرماتورگذاری دیوار دارای مبنای محاسباتی شبیه به محاسبات ساختمانهای بتن آرمه می باشد. اجرای ساختمان¬های بنایی مسلح علی رغم مزایای اقتصادی آنها در سطح کشور متداول نیست که دلایل این امر را علاوه بر عدم وجود آموزش و مقررات ساختمانی مدرن، در فقدان مصالح بنایی استاندارد می باید جستجو نمود. هدف اصلی این تحقیق تولید آزمایشی بلوکهای بتنی مجوف براساس استانداردهای بین المللی و تعیین مشخصات فنی آنها توسط مطالعات آزمایشگاهی می باشد. بنایی مسلح با بلوک های مجوف بتنی استاندارد یک روش ساختمانی نسبتاً ساده و در عین حال اقتصادی است که از نظر مقاومت در برابر نیروهای باد و زلزله، در بسیاری از ساختمان¬های کوتاه تا متوسط می¬تواند رقیب مناسب سایر سیستم های سازه ای متداول باشد. از نظر اجرایی ساخت سیستم های بنایی نسبتا ساده¬ بوده و عملاً به تجهیزات اجرایی گران قیمت همانند ساختمانهای بتن مسلح و یا سیستمهای فلزی بی نیاز می باشد. در راستای تحقق اهداف این تحقیق دستگاه تولید بلوک های استاندارد و قالب بلوک مربوط به آن ساخته و متجاوز از پنجاه عدد بلوک بتنی مجوف به ضخامت اسمی 15 سانتی متر تولید گردیدند. در ادامه تحقیق حاضر مشخصات فنی بلوکها با انجام آزمایشاتی نظیر جذب آب، تعیین وزن مخصوص، انقباض و مقاومت فشاری تعیین و با مقادیر مجاز توصیه شده در استاندارد astm مورد مقایسه قرار گرفتند. علاوه بر این با ساخت ملات و دوغاب (ملات روان) منشورهای بنایی توخالی و دوغاب ریزی شده از بلوکهای استاندارد تولیدی ساخته و مقاومتهای فشاری آنها تعیین گردیدند. در مرحله نهایی تحقیق مقاومت فشاری منشورهای بنایی ساخته شده از بلوک های سیمانی موجود در بازار (بلوکهای مرسوم) تعیین و با مقادیر نظیر بدست آمده در خصوص بلوک های استاندارد تولید شده در این تحقیق مورد مقایسه قرار گرفتند. تحقیق حاضر میتواند فتح بابی برای انجام آزمایشات بیشتر در زمینه و گسترش کاربرد سیستم بنایی مسلح در کشور گردد.

استفاده از دیوارهای برشی بتن مسلح در ساختمان های بلند مرتبه، ممکن است به علت مقدار زیاد میلگردهای قرار داده شده در قسمت های انتهایی دیوار، محدود شوند، یک جایگزین مناسب برای این مشکل استفاده از دیوارهای برشی کامپوزیتی با پروفیل مدفون (csrcw) می باشد. این نوع دیوارها و سیستم های مشابه آن در یک دهه گذشته مورد توجه محققان قرار گرفته اند و دارای مشخصات برجسته ای همچون افزایش سختی، مقاومت نهایی، شکل پذیری و جذب انرژی بیشتر نسبت به سیستم های متداول می باشند. دیوارهای برشی کامپوزیتی (csrcw) دیوارهای بتن مسلح با پروفیل های فولادی اضافه شده ای اند که معمولا در انتهای مقطع عرضی دیوار قرار داده می شوند، این نوع دیوارها به ازای نیروهای جانبی زیاد تغییر مکان کمتری از خود نشان می دهند و در عین حال دارای شکل پذیری بیشتر نسبت به نوع سنتی خود هستند. خصوصیات فوق، استفاده از این نوع دیوارها را در مناطق لرزه خیز تقویت می-کند. در این پایان نامه با استفاده از تئوری فیبری نمونه های مختلف دیوار برشی از لحاظ جذب انرژی و شکل پذیری مورد بررسی قرار می گیرند و منحنی های اندرکنش نیروی محوری و لنگر خمشی برای این نوع از دیوارها ارائه می-شوند و به منظور انجام آنالیزها از نرم افزار matlab و opensees استفاده شده است.