در این پایان نامه یکی از موضوع های مهم در بحث مدلسازی تحلیلی سدهای بتنی دو قوسی مورد بررسی دقیق و جامع قرار گرفته است. در سال های اخیر بررسی رفتار دقیق ترک خوردگی بدنه سد های قوسی تحت بارهای دینامیکی مورد توجه محققین قرار گرفته است و به دلیل رشد و گسترش سریع رایانه ها و علم مواد، محققین عرصه سدسازی با استفاده همزمان از علم مکانیک شکست و مدلسازی های المان محدود توانسته اند رفتارهای غیرخطی سدهای قوسی را بیشتر از پیش مورد مطالعه و ارزیابی قرار دهند. یکی از مهمترین سد های دو قوسی ایران ( سد کارون 4 با ارتفاع 230 متر بر روی رود خانه کارون در جنوب غربی ایران) در این پایان نامه مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت نیل به این مهم 2 مدل المان محدود در 8 مرحله مدلسازی و تحلیل گردید. در مدلسازی های المان محدود انجام شده هندسه دقیق بدنه، هندسه دقیق درزهای قائم، بارگذاری وزنی مرحله سد، بارگذاری حرارتی زمستان و تابستان، بارگذاری هیدرو استاتیکی و هیدرو دینامیکی مخزن و بارگذاری لرزه ای به صورت تاریخچه زمانی در نظر گرفته شده است. فرض شده که بتن موجود در فاصله بین درزهای قائم مجاور در طی آنالیز در محدوده الاستیک خطی باقی می مانند، در حالی که درزهای اجرایی قائم به وسیله یک نوع المان اتصالی خاص که تنشهای کششی کمی را تحمل می کند مدل سازی شده است. اثرات رفتار غیرخطی درزهای اجرایی عمودی با استفاده از مدلسازی المان محدود سد و درزهای اجرایی آن و انجام تحلیل غیرخطی مورد بررسی قرار گرفت. مشخص گردید در نظر گرفتن غیرخطیت درزهای اجرایی در تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی می تواند تفاوت های قابل توجهی در گسترش تنشهای کششی نسبت به تحلیل های خطی به وجود می آورد. در برخی موارد عدم توانایی مدلهای خطی در پیش بینی رفتار سد نشان داده شده است.

در دو ده? گذشته تحقیقات گستردهای در زمینه شناخت بهتر رفتار دینامیکی سازهها در مقابل زلزله و بهبود روشهای طراحی لرزهای صورت گرفته است. نتایج این تحقیقات نشان میدهد که روش رایج طراحی لرزهای بر اساس نیرو در ارزیابی صریح عملکرد سازه و برآورد اهداف طراحی دارای ضعف جدی است. بر این اساس در سالهای اخیر روشهای طراحی بر اساس عملکرد و به موازات آن روشهای طراحی بر اساس تغییر مکان پیشنهاد شدهاند. در این روشها با توجه به ارتباط منطقی بین خرابی سازه و تغییر مکان، برکنترل طراحی توسط تغییر مکان تاکید می گردد. با برقراری ارتباط صریح تری بین تغییر مکان سازه با گامهای طراحی لرزهای، روش طراحی مستقیم بر اساس تغییر مکان ارائه شده است. با وجود مقبولیت ذاتی، این روشها هنوز به صورت یک روش استاندارد وارد آیین نامههای طراحی نشدهاند. هدف ار مطالعه حاضر در مرحله اول، بررسی حساسیت روش طراحی مستقیم بر اساس تغییر مکان در برابر پارامترهای موثر به منظور ارزیابی ضوابط این روش طراحی می باشد. در مرحله بعد پس از انتخاب مقادیر معقول برای پارامترهای مورد بررسی، قابهای مورد نظر که شامل سه قاب خمشی بتن مسلح با تعداد طبقات 6، 10 و 15 طبقه می باشد، مطابق با مفاهیم روش طراحی بر اساس نیرو و روش طراحی مستقیم بر اساس تغییر مکان تحلیل و طراحی شدهاند. سپس عملکرد لرزهای قابهای طراحی شده با آنالیزهای استاتیکی غیرخطی(پوشاور سنتی) و دینامیکی غیرخطی بررسی شده است. نتایج به دست آمده از آنالیزها با رفتار لرزهای مورد انتظار از طراحی مقایسه شده است.

در طراحی و ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه تحت تراز مشخصی از بارهای لرزه ای معمولاً از معیارهای موضعی اعضاء مختلف سازه و همچنین معیارهای کلی استفاده می شود. در نتیجه برقراری ارتباط بین پارامترهای عملکرد کلی و موضعی در قاب ها می تواند از درجه اهمیت بالایی برخوردار باشد. موضوع پایان نامه حاضر ازجمله سوالات مهم در تحقیقات جاری مهندسی زلزله می باشد که هنوز پاسخ صریح و جامعی برای آن بدست نیامده است، تحقیق حاضر برروی قاب های بتن آرمه ی دوبعدی با شرایط هندسی مختلف صورت گرفته است. در این پایان نامه به منظور درنظرگرفتن تاثیر شرایط هندسی برروی پاسخ قاب، طیف کاملی از قابها، با اندازه های متفاوت دهانه و ارتفاع متفاوت، را در نظر گرفته ایم، جهت ارزیابی و بررسی قاب های موجوداز تحلیل استاتیکی غیرخطی استفاده شده است، بمنظور بررسی ارتباط بین پارامترهای عملکرد کلی و موضعی در قاب ها، نسبت تغییرمکان نسبی طبقات به عنوان پارامتر کلی قاب و پاسخ لرزه ای المان های سازه ای به عنوان پارامتر عملکرد موضعی قاب، مدنظر قرار گرفته است. جهت مطالعه ارتباط بین پارامترهای عملکرد موضعی و کلی در قاب های بتن آرمه، قاب های مورد بررسی را تحت آنالیز استاتیکی غیرخطی با توزیع بار، با الگوی بار مثلث معکوس قرار داده ایم، پس از استخراج نتایج و برداشت پارامترهای مورد نظر از نتایج تحلیل، نسبت پارامتر عملکرد کلی به پارامتر عملکرد موضعی قاب، برای قاب های مختلف محاسبه شده است. در ادامه ی کار با توجه به نسبت های بدست آمده برای قاب های مختلف به تفسیر نتایج پرادخته ایم، با توجه به نتایج بدست آمده، براساس محدوده نسبت های محاسبه شده، قاب های مورد مطالعه را در گروه های مختلف طبقه بندی نموده و برای هریک از گروه ها، یک مقدار مجزا برای نسبت پارامتر عملکرد کلی به پارامتر عملکرد موضعی پیشنهاد شده است. در این تحقیق براساس مقادیر پیشنهادی ارائه شده، برای تخمین مقادیر پارامترهای عملکرد موضعی قاب، روابطی پیشنهاد شده است، با استفاده از روابط پیشنهادی با در دست داشتن دریفت کلی و یا دریفت حداکثر قاب می توان مقادیر میانگین پارامترهای عملکرد موضعی تیرهای قاب در طبقه با پاسخ حداکثر را با تقریب قابل قبولی تخمین زد. در ارزیابی اولیه ی قاب می توان، مقادیر بدست آمده از روابط پیشنهادی برای پارامترهای عملکرد موضعی المانهای قاب را به منظور تشخیص سطح عملکرد قاب، با معیارهای پذیرش ارائه شده در نشریه fema-356 مقایسه نمود. نتایج بدست آمده نشان می دهند که مقادیر نسبت دریفت ماکزیمم به دریفت کل قاب با افزایش تعداد طبقات، روند صعودی خواهد داشت واین روند را می توان با افزایش تعداد طبقه تقریباً بصورت خطی درنظر گرفت. همچنین با توجه به نسبت های بدست آمده برای معیارهای عملکرد کلی به موضعی در قاب های بتن آرمه، روند تغییرات در مقادیر نسبت ها با تغییر مشابه در شرایط هندسی قاب، در قاب های مختلف از نظر تعداد طبقات، یکسان می باشد. مقادیر بدست آمده برای نسبت معیارهای عملکرد کلی به موضعی در قاب های بتن آرمه، عدم حساسیت این مقادیر را نسبت به سطوح عملکردی نشان می دهد. بانگاهی به نتایج تحلیل و مقادیر بدست آمده برای معیارهای عملکرد موضعی مشاهده می شود که می توان پارامترهای عملکرد موضعی مختلف را برحسب یکی از پارامترها تخمین زد.

کشور شیلی یکی از لرزه خیزترین مناطق جهان به حساب می آید و بزرگ ترین رخداد زلزله در جهان در سال 1960 در این کشور ثبت شده است. زلزله 27 فوریه 2010 شیلی به بزرگی 8/8mw= یکی از بزرگ ترین زلزله های دنیا به شمار می آید که علی رغم بزرگای قابل توجه، خسارات و تلفات جانی کمی را در برداشت، به طوری که میزان تلفات جانی این زلزله کمتر از 600 نفر گزارش شده است. این زلزله میدان آزمایشی برای نمایش عملکرد جامعه مهندسین شیلی، و ساخت و سازهای بعد از زلزله بزرگ سال 1960 به حساب می آید.استفاده از مشاهدات زلزله های واقعی به عنوان یکی از مهم ترین روش های تحقیق در مورد صحت نتایج پژوهش ها و روش های طراحی مورد توجه می باشد. در واقع زلزله های واقعی، بزرگ ترین، کامل ترین و معتبرترین آزمایشگاه برای بررسی میزان توانایی سازه ها در برابر تکان های لرزه ای بوده و همواره درس های بزرگی برای جامعه مهندسین و محققین داشته است. یکی از انواع سیستم های سازه ای که در این زلزله عملکرد مناسبی از خود نشان داده اند، سازه های بلند مرتبه بتنی با سیستم دیوار سازه ای بوده که درصد خسارات وارده به آن ها بسیار کم بوده است. در این تحقیق، ساختمان املفی، واقع در شهر تالکای کشور شیلی که در زلزله 27 فوریه سال 2010، توانسته عملکرد خوبی از خود نشان داده و با تحمل خساراتی محدود، خدمت رسانی خود را ادامه دهد. این سازه دارای 18 طبقه بوده و از سیستم دیوار سازه ای جهت تحمل نیروی جانبی و نیروی ثقلی بهره برده است. در این تحقیق، ارزیابی رفتار لرزه ای این سازه، با استفاده از تحلیل های تاریخچه زمانی خطی و غیرخطی انجام شده است. در این پایان نامه ضمن بررسی خصوصیات شتاب نگاشت، نتایج ناشی از تحلیل-ها با مشاهدات خسارات سازه پس از زلزله، مورد مقایسه قرار گرفته است. پارامترهایی که مورد ارزیابی قرار گرفته اند شامل تغییرمکان حداکثر، تغییرمکان نسبی، برش پایه، تنش های حداکثر کششی و فشاری مصالح سازه ای و دیگر پارامترهای حائز اهمیت می باشد. نتایج به دست آمده در مورد تغییرمکان های نسبیطبقات در تحلیل های مختلف، نشان می دهند که سطح عملکرد سازه در مقابل زلزله اعمال شده را می توان در حد سطح عملکرد استفاده بی وقفه تلقی کرد. حداکثر و حداقل تنش ها در سازه، نشان دهنده افزایش مقادیر تنش ها در نواحی بازشوها می باشد. تطابق مناسبی بین این نواحی و میزان خرابی های سازه در زلزله واقعی می توان مشاهده کرد. یکی از موارد مهم که از تحقیق حاضر می توان استنتاج کرد عملکرد مناسب تیرهای پیوندی بین دیوارهای سازه ای می باشد. در بسیاری موارد این تیرها دچار خسارت هایی شده اند و این بدان معنی است که تیرها تا حدود قابل ملاحظه ای با تحمل تغییرشکل های بیشتر و خسارت موضعی از ایجاد خسارت در اعضاء اصلی دیوار جلوگیری نموده اند و این موضوع تشابه مناسبی با فلسفه عملکردی تیرهای پیوندی در دیوارهای سازه ای مزدوج دارد که معمولاً با قابلیت شکل پذیری و اتلاف انرژی بالا طراحی می شوند.

اتصالات تیر-ستون در قاب های بتن مسلح از جمله عناصر کلیدی در تعیین رفتار سازه در مقابل انواع بارها می باشد. نقش این اتصالات در مقابل بارهای جانبی بخصوص رخدادهای قوی لرزه ای بسیار مهم بوده و رفتار سازه های بتن مسلح در زلزله های گذشته نشان می دهد که اتصالات خارجی تأثیر قابل توجهی در میزان و شدت خرابی های حاصله داشته اند. از سوی دیگر تجارب بدست آمده در زلزله های گذشته منجربه در نظر گرفتن تمهیدات جدید طراحی اتصال در آیین نامه های فعلی شده است. با توجه به عدم رعایت این تمهیدات در سازه موجود که در دهه های گذشته ساخته شده اند. ارزیابی مجدد و بهسازی این اتصالات بطور جدی در سالهای اخیر مطرح شده است. شیوه معمول در نظر گرفتن اتصالات بتنی در تحلیل ها صلب فرض کردن آنها می باشد. هنگامی که اتصالات خارجی تحت بارهای رفت و برگشتی قرار می گیرند تغییر شکل برشی در این اتصالات به وجود می آید که سبب جابجایی نسبی بیشتر در طبقات می شود بنابراین در ارزیابی سازه های موجود مدلی که بتواند رفتار اتصالات را تحت بارهای رفت و برگشتی بخوبی شبیه سازی کند مورد نیاز می باشد. در سالهای گذشته مدلهای مختلفی برای مدلسازی اتصالات نیر-ستون قاب های طراحی شده براساس بار ثقلی پیشنهاد شده است. در بین انواع این مدلهای پیشنهادی در این پایان نامه مدل های با پلاستیسیته متمرکز که از دسته مدل های یک بعدی برای اتصال به حساب می آیند انتخاب و بر روی چهار نمونه اتصالات تیر-ستون خارجی مجزا در آزمایشگاه تحت بررسی و بارگذاری قرار گرفته بودند پیاده شد. مقایسه نتایج مدلسازی و آزمایشگاهی، نقاط قوت و ضعف هر کدام از این روش ها را در مدلسازی حالات مختلف خرابی اتصالات مشخص کرد در نهایت مدلی برای اتصال تیر-ستون خارجی پیشنهاد شد، که پیچیدگی های مدل های مورد مقایسه را ندارد و با توجه به روابط ساختاری (یعنی پوش و پاسخ چرخه ای) ارایه شده برای این مدل پیشنهادی امکان مدلسازی مناسب تری از اتصالات خارجی در حالات مختلف خرابی ایجاد می گردد. مقایسه نتایج بیانگر دقت قابل قبول مدل ارایه شده در شبیه سازی اتصالات خارجی می باشند.

بررسی عملکرد ساختمان ها در زمان وقوع زلزله های بزرگ و مخرب، یکی از موارد روز مهندسی زلزله می باشد. در آیین نامه های فعلی بهسازی لرزه ای سازه ها، سطوح مختلف عملکرد ساختمان در قالب اصول طراحی براساس عملکرد، به صورت جملاتی کیفی بیان شده اند. با این حال، این نوع بیان کاملا گویا نبوده و مالک نمی تواند در روند تصمیم گیری دخالت موثر داشته باشد. به طور خلاصه میتوان گفت مالک یا کارفرما میخواهد بداند در صورت وقوع زمین لرزه چه مقدار خسارت به سازه وارد میشود، یا اگر یک کار تولیدی در ساختمان مورد نظر انجام می شود و به دلیل خسارات وارده کار تولید متوقف شود، از این بابت چه مقدار زمان صرف بازسازی و رساندن سازه به عملکرد خود قبل از وقوع زلزله لازم است. مالک میخواهد بداند که آیا وقوع زلزله میتواند باعث تلفات جانی در ساختمان شود؟ برای بررسی پاسخ سازه در مقابل زلزله های مختلف، روشهای متعددی وجود دارد که شاید بتوان گفت یکی از روش هایی که علی رغم سادگی اطلاعات مفیدی از رفتار سازه ارائه می دهد تحلیل استاتیکی غیرخطی می باشد. این نوع تحلیل که در نهایت به خروجی منحنی ظرفیت سازه منتهی می شود، همچنان که نشان دهنده ی ظرفیت سازه در محدوده ی خطی و غیرخطی و همچنین شکل پذیری سازه می باشد، می تواند به عنوان معیاری برای سنجش رفتار سازه در مقابل طیفی از برش پایه باشد. در بررسی ریسک لرزه ای سازه، در هرمقدار از منحنی ظرفیت، احتمال وقوع حالتهای مختلف خرابی به وسیله منحنی های شکنندگی به دست می آید. ازطرفی درصد خرابی کامل به نسبت هزینه کامل ساختمان، در هرحالت خرابی از قبل تعیین شده است، لذا با ضرب این دو نسبت درهم، میزان خسارت در هرگام از نمودار ظرفیت به دست می آید. در نهایت با استفاده از منحنی خطر ساختگاه که از یک تحلیل خطر احتمالاتی به دست می آید، احتمال رخداد هر گام از طیف ظرفیت، محاسبه میشود و نمودار خسارت(loss curve) به دست می آید. در این پژوهش، یک پلان ساختمانی در سه ارتفاع مختلف چهار، هفت و ده طبقه مدلسازی شده است. برای هر ارتفاع سه حالت درنظر گرفته شده است. حالت اول سازه اولیه طراحی شده با آیین نامه های طراحی در حالت بهینه میباشد. در حالت دوم، تیرها و ستونها تقویت شده اند و در حالت سوم از دیوار برشی جهت تقویت سازه، استفاده شده است. نتایج حاصل شده از نمودارهای خسارت نشان می دهند که اگرچه افزایش هزینه اولیه با هدف ارتقاء عملکرد ساختمان در نگاه اول غیراقتصادی باشد، اما اگر پارامتر خسارت محتمل ناشی از زلزله های محتمل آینده را نیز درنظر بگیریم، افزایش هزینه اولیه به منظور ارتقاء عملکرد لرزه ای ساختمان میتواند کاملا اقتصادی باشد

زمین لرزه به عنوان یکی از مخرب ترین حوادث طبیعی، عامل بسیاری از تلفات و خسارات اقتصادی در کشورهای مختلف جهان به حساب می آید. هر چند دانش زلزله شناسی پیشرفت قابل توجهی در سال های اخیر داشته است، ولی تاکنون علیرغم تلاش های فراوان محققان و هزینه های صرف شده در زمینه پیش بینی زمین لرزه، نتایج مطلوبی به دست نیامده است. ساخت وسازهای مقاوم در برابر زلزله گامی اساسی در مواجهه با این پدیده می باشد که در چند دهه اخیر با پیشرفت های قابل قبولی همراه بوده است؛ اما همچنان و با وجود پیشرفت در زمینه ساخت وساز سازه ها و مستقل از کیفیت خوب ساخت و طراحی، با مرور زلزله های سراسر جهان شاهد خسارات شدید و یا حتی فروریزش در ساختمان ها می باشیم. از عمده عواملی که در میان این صدمات دیده می شود خسارات ناشی از مکانیزم طبقه نرم می باشد. آسیب های شدید و فروریزش های بی شمار ساختمان های دارای طبقه نرم همکف در زلزله های اخیر، ضرورت انجام این تحقیق را به منظور ارزیابی دقیق تر رفتار و ظرفیت یک چنین سازه هایی تحت تحریکات لرزه ای ایجاب می کند. در این پژوهش، جهت بررسی اثرات تشکیل طبقه نرم همکف در خرابی قاب های بتن آرمه، از روش آنالیز دینامیکی غیرخطی افزایشی (ida) تحت شتاب نگاشت های مختلف استفاده شده است. در این رابطه، اثر ارتفاع طبقه همکف و تعداد طبقات بر تشکیل طبقه نرم در قاب های 6 (کوتاه)، 10 (متوسط) و 13 (بلند) طبقه که دارای طبقه همکف با ارتفاع 3، 5/4 و 5/5 متر می باشد، ارزیابی می گردد. جهت انجام آنالیز، یک مجموعه از 20 حرکت ثبت شده زمین و متعلق به زلزله های حوزه ی دور از گسل و با بزرگی های نسبتاً زیاد 1/6-4/7 انتخاب شده است. پس از انجام آنالیز تحت هر یک از شتاب نگاشت ها، با انتخاب شتاب طیفی مود اول ارتعاشی با میرایی 5 درصد بعنوان شدت لرزه ای و انتخاب ماکزیمم تغییرمکان نسبی طبقات بعنوان شاخص خسارت، منحنی ida رسم می شود. سپس با خلاصه سازی منحنی ها و رسم منحنی شکست در حالات حدی عملکردی در ماکزیمم تغییرمکان نسبی 2% و 4% و 5%، عملکرد لرزه ای قاب ها ارزیابی می گردد. سرانجام، با مقایسه منحنی شکست در معیار آسیب ماکزیمم تغییرمکان نسبی طبقات با منحنی شکست در معیار آسیب تغییرمکان نسبی طبقه اول، اثرات ارتفاع طبقه اول و تعداد طبقات در تشکیل طبقه نرم بررسی می گردد. در این پژوهش مشاهده می شود در قاب های با تعداد طبقات کمتر (پریودهای کوچک) افزایش پتانسیل شکل گیری طبقه نرم با افزایش ارتفاع طبقه همکف کاملأ قابل توجه می باشد. بنابراین با افزایش ارتفاع طبقه اول پتانسیل شکل گیری طبقه نرم افزایش یافته و شدت این افزایش در قاب های بلندتر، کمتر است.

با مطرح شدن شیوه طراحی بر اساس عملکرد، تحلیل استاتیکی غیرخطی مقبولیت بیشتری پیدا نموده است. در سازه های نامتقارن در پلان به دلیل اثرات پیچشی باید سازه را به صورت سه بعدی مدلسازی نمود. ازجمله روشهای توسعه داده شده توسط محققین می توان روش تحلیل استاتیکی غیرخطی مودال(mpa) و روش تحلیل استاتیکی غیرخطی مودال متوالی (cmp)را نام برد که در هر دو روش فوق اثرات مودهای ارتعاشی بالاتر و پیچش در نظر گرفته می شود. در این تحقیق، میزان دقت روش های فوق و روش متداول آیین نامه ای با الگوهای بارگذاری یکنواخت و مثلثی در برآورد نیازهای لرزه ای سازه های بتن آرمه با نامنظمی هندسی در پلان ارزیابی می گردد. سازه های مورد بررسی، سازه های بتن آرمه 5، 8 و 13 طبقه با عدم تقارن هندسی نسبت به محورهای اصلی ساختمان می باشند. سیستم باربر لرزه ای در هر دو جهت قاب خمشی بتنی متوسط می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که روش تحلیل استاتیکی غیرخطی مودال (mpa) نتایج رضایت بخشی را در برآورد تغییرمکان حداکثر طبقات و دریفت طبقات بدست می دهد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.