چکیده: با توجه به مطالعات انجام شده بر روی بعضی از سیستم های سازه ای که بر اساس آیین نامه 2800 طراحی و اجرا شده اند مشخص شد، جوابگوی بعضی از ضوابط دستورالعمل بهسازی لرزه ای نمی باشند و نیاز به مقاوم سازی دارند. آنچه در این تحقیق صورت گرفته است، بررسی عملکرد قابهای خمشی فولادی به همراه دیوار برشی بتنی می باشد. بدین منظور یکسری قابهای پنج و هفت دهانه منظم با تعداد طبقات 12 ، 16 و 20 طبقه به همراه دیوار برشی بتنی، با ضریب اهیت ویژهi=1.4 بر اساس آیین نامه 2800 طراحی شده اند سپس بر اساس طرح عملکردی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. ارزیابی مدل ها با دو نرم افزارetabs و performصورت گرفته است. با توجه به اهمیت ویژه سازه های مورد بررسی و نیاز به بهسازی مطلوب، ارزیابی عملکرد در دو سطح خطر 1 و2 صورت گرفته است. در این پایان نامه ابتدا اصول اولیه طراحی براساس عملکرد توضیح داده شده و سپس با بهره گیری از این اصول و روش تحلیل استاتیکی غیر خطی (pushover)، عملکرد این سازه ها بررسی شده است. برای محاسبه تغییر مکان هدف جهت تحلیل استاتیکی غیر خطی (pushover) از روش ضرایب تغییر مکان هدف استفاده شده است. کلید واژه ها: طراحی بر اساس عملکرد، قاب خمشی فولادی، دیوار برشی بتنی، تحلیل استاتیکی غیر خطی

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.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

نتایج حاصل از در نظرگرفتن اندرکنش خاک - پی در آنالیز دینامیکی سازه ها عبارتند از:1 - کاهش جزیی انرژی ارتعاشی در اثر تشعشع آن انرژی به داخل خاک (با در نظر گرفتن مقادیر میرایی در توابع امپدانس پی). 2 - تعیین میزان حرکت پی از روی حرکت میدان آزاد زمین(اثرات اندرکنش خاک و پی). همچنین نتایج حاصل از این پایان نامه عبارتند از:1 - تعیین مقادیر دقیق تر تغییر مکان افقی دیوار برشی در محل گره های سازه دیوار برشی در مدل المان محدود نسبت به مدل جرم متمرکز. 2 - تعیین مقادیر تغییر مکان قائم دیواربرشی در محل گره های سازه دیواربرشی در مدل المان محدود نسبت به مدل جرم متمرکز.

استفاده از ستونهای جعبه ای توخالی در ساختمانهای بتنی برای کاهش وزن ساختمان و در نتیجه کاهش اثرات نیروهای قائم و زلزله بسیار مفید است . از جمله روشهای موثر برای کاهش وزن کل ساختمان استفاده از ستونهای جعبه ای توخالی می باشد. در این پایان نامه رفتار ستونهای جعبه ای توخالی جدار نازک ، بتن مسلح تحت اثر همزمان نیروی محوری و خمش دوجانبه تحلیل می شود. در این تحلیل دو موضوع اساسی به شرح زیر مورد بررسی قرار می گیرد: 1)کمانش موضعی بال فشاری: جداره های نازک مقطع بتنی توخالی مانند یک صفحه ارتوتروپ که تحت نیروی فشاری قرار گرفته است عمل می نماید. برای بررسی کمانش موضعی لازم است بار بحرانی صفحه مزبور بدست آید. چون در لحظه وقوع پدیده کمانش تغییر شکلهای کوچک رخ می دهد، با استفاده از تئوری تغییر شکلهای کوچک صفحات نازک می توان بار بحرانی کمانش صفحه را محاسبه کرد. 2)ظرفیت مقطع: با فرض توزیع آرماتور به صورت یکنواخت در مقطع و براساس روش مقاومت نهایی روابط لازم جهت تعیین ظرفیت مقطع اینگونه ستونها با استفاده از مفهوم سطح شکست و روش معکوس بار پیدا می شود. براساس روابط بدست آمده و به منظور استفاده کلی برای تمام مقاطع برنامه کامپیوتری برای آنالیز اینگونه مقاطع نوشته شده است و همچنین دیاگرامهای اثر متقابل جهت آنالیز مقاطع توخالی تحت فشار و خمش رسم گردیده است . در نهایت پس از بررسی تئوریکی دو عامل مزبور با کمک روابط یافته شده دیاگرامهای (اندرکنش) بر حسب پارامترهای بدون بعد ترسیم شده است . با داشتن مشخصات مقطع و شرایط بارگذاری به سادگی می توان با استفاده از منحنی های رسم شده ظرفیت باربری ستونهای جعبه ای توخالی را تحت اثر همزمان نیروی محوری و خمش حول دو محور پیدا نمود.

طراحی سازه ها با فرض عملکرد خطی آنها از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد و با استفاده از مزایای عملکرد غیرخطی می توان به طرح اقتصادی تری رسید. در اینصورت با فرض عملکرد غیرخطی، سازه ها بایستی طوری طراحی شوند که در صورت وقوع شدیدترین زلزله متحمل دچار خرابی های شدید و جبران ناپذیر نشود. آیین نامه های طراحی ضوابطی را برای طرح لرزه ای سازه ها ارائه می دهند. ولی ضابطه مشخصی را برای پیش بینی تحلیلی انهدام سازه تعیین نمی کنند. در طرح سازه ها فرض می شود که در صورت رعایت ضوابط آیین نامه های طراحی، سازه مقاومت و شکل پذیری کافی را برای تحمل نیروی زلزله دارد. از آنجائیکه رفتار غیرخطی سازه ها تابع عوامل مختلفی از قبیل کاهش سختی، شکل پذیری و نوع حرکت لرزه ای زمین می باشد، پیش بینی رفتار و چگونگی بروز خرابی آن امری پیچیده و مشکل است و این پیچیدگی در مورد سازه های بتنی دو چندان می شود. اغلب آیین نامه های طراحی ضریبی موسوم به ضریب رفتار ارائه می دهند که به استفاده از این ضریب می توان تا حدودی میزان کاهش نیروهای طراحی را پیش بینی نمود. ضریب رفتار نقش کلیدی در طرح لرزه ای ساختمانهای جدید دارد. مقادیر پیشنهاد شده برای این ضریب براساس قضاوت مهندسی است. هر پیشرفتی در قابلیت اعتماد ساختمانهای مدرن مقاوم در برابر زلزله نیاز به شناخت مصالح و مولفه های پاسخ ساختمان دارد. در این پایان نامه ابتدا رفتار و خواص اعضای بتنی مورد بررسی قرار گرفته و توابع آسیب پذیری شرح داده شده است. ضریب رفتار و روشهای تعیین آن بیان گردیده و در نهایت با توجه به مسئله آسیب پذیری در سازه های بتن مسلح یکی از روشهای تعیین ضریب رفتار برای نیروها و شتابهای واقعی زلزله با در نظر گرفتن دیدگاه و خواستگاه آیین نامه ایران مورد اصلاح قرار گرفته است. سپس برای چند سازه نمونه با استفاده از مدلهای تعریف شده، با بکارگیری برنامه ‏‎idarc‎‏ که در زمینه آنالیز غیرخطی سازه های بتنی از جمله برنامه های شناخته شده با کاربرد وسیع می باشند، سازه های نمونه تحت چند زلزله شدید منتخب مورد آنالیز غیرخطی قرار گرفته است. در نهایت با توجه به نتایج حاصله، مقادیر ضریب رفتار آنها محاسبه شده است. نسبت مقاومت تیر به ستون با شاخصی بنام مقاومت اتصال تعریف شده است و تاثیر نسبت مقاومت اتصال برای یک سازه تحت چندین زلزله بررسی و رابطه ای برای این نسبت و ضریب رفتار ارائه گردیده است. نتایج بدست آمده از بررسی های صورت گرفته در بعضی موارد با مقادیر توصیه شده در آیین نامه ها متفاوت بوده و چنین تفاوتی معقول بنظر می رسد. زیرا آیین نامه ها در ارزیابی شکل پذیری و رفتار غیرخطی سازه ها دیدگاههای مختلفی دارند. نتیجه کلی بدست آمده از بررسی های انجام شده این است که در بسیاری از موارد نمی توان به مقادیر ضریب رفتار توصیه شده توسط آیین نامه ها اطمینان کافی نمود و برای رسیدن به طرحی دقیق بایستی از نتایج یک آنالیز غیرخطی جامع که رفتار سازه را واقعی تر نشان می دهد، بهره گرفت.