سکوهای ثابت دریایی جزء سازه های بسیار مهم بوده که تحت بارهای محیطی متنوعی نظیر بار باد، بار موج و.... قرار دارند. همچنین در اغلب آیین نامه های طراحی، این سازه ها برای دوره ی کوتاه حدود 20 تا 30 سال طراحی می شوند. درنتیجه امروزه تعداد زیادی از این سکوها نیازمند بهسازی می باشند. رویکرد نوین در طراحی سازه ها، استفاده از مکانیزم های کنترل به منظور کاهش اثر بارهای محیطی بر آن ها می باشد که به تدریج در کنار روش های سنتی طراحی سازه ها که صرفاً مبتنی بر افزایش مقاومت سازه ها بوده اند، مطرح می شوند. در این مطالعه، میراگر جرمی برای یک نمونه سکوی موجود در خلیج فارس(سکوی رسالت) طراحی شده و پس از بارگذاری، پاسخ های آن با و بدون میراگر مورد بررسی قرار گرفته است. در این بررسی سه نوع بارگذاری.....

وقوع زلزله های مهیب در کشور کهنسال ایران لزوم توجه به تحقیقات بیشتر در زمینه مهندسی زلزله را آشکار می نماید. علیرغم کارایی ابزارهای کنترل سازه به عنوان یکی از وسایل نسبتا جدید در بهبود پاسخ لرزه ای سازه ها و اثبات کارایی و قابلیت اطمینان سیستمهای کنترل غیر فعال در کاربردهای لرزه ای، توجه چندانی به استفاده از آنها در ایران نشده است. در انجام تحقیق حاضر، سیستم مهاربند زانویی به دلیل دارا بودن سختی و شکل پذیری مناسب نسبت به سیستمهای دیگر مهاربندی انتخاب شده است و کارایی میراگر اصطکاکی دورانی که یکی از انواع ابزارهای کنترل غیر فعال سازه هاست در بهبود پاسخ لرزه ای قاب مهاربند زانویی مورد بررسی قرار گرفته است. نخست برای بررسی قابلیت میراگر اصطکاکی دورانی در کنترل رفتار کمانشی عضو قطری و افزایش میزان استهلاک انرژی در سازه، قاب یک طبقه یک دهانه ای انتخاب و تحلیل استاتیکی غیر خطی با بارگذاری یکنواخت افزایشی و نیز بارگذاری سیکلی طبق پروتکل بارگذاری استاندارد atc-24 انجام گرفته است. همچنین سازه های یک، چهار، هشت و دوازده طبقه با لحاظ رفتار غیر خطی المانهای سازه مورد مطالعه قرار گرفته و تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی روی آنها انجام شده است. در این تحلیل ها اثر سطوح مختلف شتاب زلزله های دور از گسل در میزان تاثیر میراگر اصطکاکی دورانی بر روی پاسخ قابهای مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. میزان تاثیر میراگر در بهبود پاسخ لرزه ای سازه ها در مقایسه با مهاربند زانویی معمولی بسته به تعداد طبقات سازه و نوع زلزله، حاکی از کاهش حداکثر 89% در بیشینه پاسخ جابجایی سازه ها دارد. سهولت نصب و تعویض در کنار عملکرد مناسب در کنترل لرزه ای سیستم قابی از ویژگی های استفاده از میراگر اصطکاکی دورانی به عنوان جایگزین برای عضو زانویی، ایده اصلی در این تحقیق به شمار می رود.

در این تحقیق یک ترکیب جدید از میراگر اصطکاکی دورانی پیشنهاد شده است که رفتار آن بسیار شبیه به میراگر اصطکاکی موآلا است. در این میراگر، المان اصطکاکی شامل مفصل و بازوها بر خلاف میراگر موآلا که در زیر تیر قرار می گیرد، در مرکز قاب بوده و از طریق کشش و فشاری که از مهاربندها اعمال می شود، مفصل اصطکاکی تحت لنگر دورانی قرار می گیرد. پارامترهایی که مورد بررسی قرار گرفتند، لنگر لغزش در مرکز میراگر، طول بازوی افقی و طول بازوی قائم میراگر است. رابطه ای بین سه پارامتر یاد شده بدست آمده است که عملکرد بهینه ای را برای میراگر ارائه می دهد. هم چنین برای این میراگر، روشی ساده و مبتنی بر تحلیل استاتیکی معادل ارائه شده است که لنگر لغزش بهینه را به طور متغیر در طبقات توزیع می کند. با توزیع لنگرها به طور متغیر در قاب و بررسی شاخص عملکرد آنها، برتری این روش توزیع را نسبت به توزیع یکنواخت نشان می دهد. توزیع متغیر روشی ساده و بدون نیاز به تحلیلهای دینامیکی غیر خطی زیاد برای یافتن شاخص عملکرد حداقل است. هم چنین این روش توزیع، شاخص های عملکردی نزدیک به شاخص های بدست آمده از توزیع یکنواخت و حتی کوچکتر ارائه می دهد. هم چنین در توزیع متغیر لنگر لغزش در طبقات، همه میراگرها بخصوص در طبقه بام به خوبی به لغزش می افتند.

این تحقیق شامل دو مرحله کلی( که بدنه تحقیق را تشکیل می دهد) و همچنین دو مرحله مکمل آن می باشد. در مرحله اول با توجه به تئوری انتشار امواج و با مطالعه تحقیقات انجام گرفته در خصوص انتشار امواج ناشی از انفجار در خاک، الگوی بار مناسبی برای بارگذاری سازه های مدفون تحت اثر بار انفجار انتخاب گردیده است. در تعیین بار انفجار بر روی سازه مدفون، تاثیر فاصله و موقعیت انفجار نسبت به سازه و خصوصیات دینامیکی خاک مد نظر قرارگرفته و سپس در مرحله دوم مدل های شکل گرفته از هندسه سازه و محیط پیرامون آن با توجه به متغیرهای مسئله (موقعیت انفجار، فاصله از انفجار، جنس خاک، شکل و موقعیت سازه و...) با کمک نرم افزار المان محدود و تفاضل محدود ansys autodyn v13 تحت تحلیل دینامیکی غیر خطی قرار گرفته است. اندرکنش دینامیکی خاک و سازه در این تحلیل مدنظر بوده و همچنین در این مرحله نتایج ناشی از تحلیل دینامیکی غیر خطی با نتایج حاصل از روابط تجربی مقایسه شده است. در مرحله سوم تلاش شده ضمن توجه به رفتار سازه مدفون تحت اثر بار انفجار، اثر پارامترهای مختلف، مانند عمق سازه و موقعیت نقطه انفجار نسبت به سازه و خصوصیات دینامیکی مجموعه در نوع عملکرد سازه بررسی شود. سپس در مرحله چهارم با تحلیل نتایج بدست آمده از مرحله دوم و سوم، نسبت به نتیجه گیری و ارائه راهکارهایی برای حفاظت و مقاوم سازی، سازه های مدفون در برابر بار انفجار اقدام شده است. در نهایت دیده شده است که انتشار امواج ناشی از انفجار در خاک های درشت دانه، بحرانی تر از خاک های ریز دانه بوده و با افزایش درجه اشباع خاک، پیک فشار در خاک افزایش پیدا می کند. همچنین استفاده از سیستم ترکیبی دیوار با محیط متخلخل و چاههای مستهلک کننده انرژی در مقاوم سازی، سازه های مدفون تحت اثر بار انفجار موثر واقع شده است.

1-1- مقدمه ساختمان های دارای اسکلت فولادی یا بتنی بادیوارهای بنایی محصور در قاب از مهمترین ساختمان های متداول در شهرهای ایران هستند که معمولا برای سازه های کوتاه و متوسط مورد استفاده قرار می گیرد. اینگونه دیوارها، با عناوین مختلفی مانند میانقاب، جداگرمیانقابی یا جداکننده های میانقابی و سیستم متشکل از قاب و میانقاب با عناوینی چون قاب بندی شده، سیستم دوگانه یا ترکیبی و قاب مرکب و غیره نامیده می شوند [7]. مصالح پرکننده ممکن است از نوع آجری، بتنی، سفالی یا ورق فولادی باشند. مشاهدات زلزله های گذشته و همچنین تحقیقات سالهای اخیرنشان دهنده آن است که قاب های میانپر، باعث افزایش چشمگیر سختی، مقاومت و همچنین تغییر در شکل پذیری سازه نسبت به سازه بدون میانقاب شده و در نتیجه موجب تغییر در پاسخ لرزه ای اینگونه سازه ها می شوند. با این وجود، هنوز در کشور ما، عملا توجه چندانی به تاثیر میانقاب ها بر رفتار لرزه ای سازه ها نمی شود و معمولا سازه ها بدون در نظرگرفتن اثر میانقاب ها بر رفتار لرزه ای آنها طراحی می شوند [5]. 1-2- اهداف و ضرورت تحقیق سازه های هیبرید از جمله سازه هایی هستند که امروزه مورد توجه بوده و ساخت آنها رو به افزایش است، این گونه سازه ها فواید سازه ای و معماری را شامل شده که از چند نوع مصالح ساخته می شود. به-جای رقابت بین مصالح ساختمانی که گرایش به سمت استفاده از فولاد، الوار، بتن درجا یا پیش ساخته، آجر و شیشه که نیروها در هر مصالح بیشترین اثر خود را گذاشته و این مصالح به صورت یکپارچه یا نقطه ای عمل می کنند، مصالح هیبرید با ترکیب ویژگی هایی که مشتق از مولفه های مصالح مختلف هستند مقرون به صرفه تر می باشند. ویژگی هایی که در هر ساختمان مدنظر قرار می گیرد شامل زیبایی شناسی، کاربرد، سرعت ساخت و امنیت شده که اغلب سازه های هیبرید منجر به سازه هایی با کیفیت بالاتر می شوند. طبق تحقیقات صورت گرفته بر روی مقاومت جانبی سازه های هیبرید در دانشگاه اندوون قابهای شامل میانقاب که نوعی سازه هیبرید هستند ثابت کرده اند که بطورمتوسط در مهاربندی ساختمانها در مقابل بارهای جانبی درون صفحه موثر و کافی می باشند. در سال 2009،تییوون قابهای فولادی با میانقاب بتنی را مورد آزمایش و آنالیز قرار داد، نتایج بدست آمده نشان می دهد که این سازه شکل پذیر بوده و دارای سختی و مقاومت کافی می باشد. باتوجه به اینکه این سازه ها امروزه مورد توجه بسیاری قرار گرفته اند و اینکه فلسفه فعلی اکثر آیین نامه های موجود ساختمانی، طراحی سازه ها برای بارهای قابل قبولی است که ممکن است در طول عمر سازه بر آن وارد شود و سازه ها را معمولا برای حوادث غیرطبیعی که می تواند موجب خرابی های فراگیر شوند طراحی نمی کنند [22]. 1-3- روش اجرای تحقیق در این پایان نامه قاب خمشی فولادی بهمراه میانقاب بتنی را با توجه به اهمیت وجود میانقاب و تاثیر خرابی پیشرونده بر آنها توسط نرم افزار المان محدود ansys مورد بررسی وتحلیل قرار داده-ایم. با استفاده از این نرم افزار، قاب خمشی فولادی را برای سازه 3 طبقه و 9 طبقه مدلسازی کرده و مورد مقایسه قرار دادیم تا اثر خرابی قاب خمشی بدون وجود خرابی میانقاب و تاثیر همزمان خرابی قاب خمشی و میانقاب بتن مسلح را بر آن بدست آوریم. با توجه به اثر دینامیکی که به دلیل حذف ناگهانی قسمتی از سازه بوجود می آید از تحلیل دینامیکی غیر خطی با توجه به دقت بالای آن نسبت به سایر تحلیل های سازه ای بهره بردیم تا موقعیت مناسب قرارگیری میانقاب بتنی حاصل گردد. در پایان درصد میزان خرابی سازه با توجه به اثر دینامیکی آن مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. 1-4- ساختار پایان نامه پایان نامه در4 فصل تنظیم شده است. فصل اول کلیاتی راجع به پایان نامه است که اهداف و ضرورت تحقیق در آن آمده است. فصل دوم به تعریف، مقایسه انواع میانقاب ها و بررسی انواع روش-های آنالیز میانقاب ها می پردازد. صحت سنجی میانقاب با نرم افزار المان مخدود ansys نیز در این فصل آمده است. در فصل سوم خرابی پیشرونده در آیین نامه های مختلف مورد مقایسه قرار گرفته و روش های تحلیل آن بیان شده است. همچنین در این فصل به مدلسازی میانقاب در قاب خمشی فولادی پرداخته می شود و نحوه چیدمان های متفاوت آن مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج حاصل از این تحلیل ها برای دو قاب خمشی 3 و 9 طبقه برای درنظرگیری پایداری سازه تا رسیدن به درصدی از خرابی سازه تحت اثر خرابی پیشرونده در قالب نمودارهایی به بحث و مقایسه گذاشته شده است. در پایان نیز پیشنهاداتی برای کارهای آینده آمده است.

درزلزله 1994 نورثریج قاب های خمشی فولادی متحمل شکست های ترد غیر منتظره ای در محل ناحیه ی اتصال تیر با ستون شدند.بعد از زلزله نورثریج تحقیقات گسترده ای صورت گرفت که در نتیجه آن جهت بهبود عملکرد اتصالات،اتصال با مقطع کاهش یافته پیشنهاد گردید. در این تحقیق ابتدا مدل جدیدی از این اتصال که شامل ترکیبی از دو حالت جان کاهش یافته و جان موجدار می باشد پیشنهاد گردیده و ضمن مقایسه با مدل های دیگر در نرم افزار انسیس به این نتیجه رسیدیم که این اتصال تنش ها و کرنش های پلاستیک را به صورت موثرتری از ناحیه بر ستون کاهش داده و در ضمن تا زاویه تغییر مکان نسبی 9 درصد چرخش های پلاستیک را بدون افت قابل ملاحظه ای در مقاومت تحمل می کند .سپس جهت تحلیل های غیر ارتجاعی به معرفی مدلی برای اتصال کاهش یافته با روش مدلسازی به صورت اعضای قاب و مفصل پرداخته و سپس یک ساختمان فولادی 10،5و 15 طبقه با سیستم قاب خمشی ویژه در حضور تیر با بال کاهش یافته، آکاردئونی و آکاردئونی با جان کاهش یافته طرح می شود و با استفاده از نرم افزار perform 3d به تحلیل در ناحیه غیر ارتجاعی می پردازیم. مقدار تغییر مکان هدف در حضور اتصال rbs اندکی افزایش می یابد که میزان این افزایش در حضور اتصال آکاردئونی و آکاردونی با جان کاهش یافته به ترتیب بیشتر است. منحنی های پوش اور نشان می دهد که rbs تاثیر کمی در قسمت خطی منحنی ها دارد ولی با افزایش دریفت ها، کاهش اضافه مقاومت سازه قابل توجه است.که این میزان کاهش برای اتصال آکاردئونی با جان کاهش یافته و آکاردئونی نسبت به اتصال با بال کاهش یافته بیشتر است. برای اتصال با بال کاهش یافته و آکاردئونی و آکاردئونی با جان کاهش یافته متوسط مقادیر ضریب رفتار به ترتیب برابر با 11.38 ، 11.88 و 11.73به دست آمد که می توان گفت که میانگین ضریب رفتار به دست آمده برای قاب هایی که بر اساس برش طبقات ناشی از ضریب رفتار 8 طراحی شده اند،در حد قابل قبولی افزایش یافته است.

پالایشگاهها از مهمترین زیرساختهای اقتصادی هر کشور محسوب می شوند که لازم است در برابر تهدیدات انفجاری نظامی و غیر نظامی مصون باشند. مخازن ذخیره سوخت از جمله سازه هایی هستند که بواسطه ماهیت مواد ذخیره شده در آنها بصورت بالقوه در معرض خطر حریق و انفجار قرار داشته و هرگونه آسیب در آنها ایمنی کل مجموعه را تهدید می کند. لذا رعایت استانداردهای ویژه جهت تامین ایمنی این سازه ها ضرورت خواهد داشت. مطالعه موردی در این پایان نامه بر روی مخازن فولادی انجام گرفته است. سازه مورد نظر در نرم افزار به روش اجزای محدود تحلیل شده و تحت بار انفجار قرار گرفته و تحلیل دینامیکی شد. در این تحلیل اندرکنش سازه و سیال در نظر گرفته شد. هدف از انجام مطالعه بررسی پاسخ مخزن فولادی در برابر بار انفجار و همچنین کارآیی تمهیدات مناسب برای محافظت از این نوع سازه و ایمنی آن در چهارچوب روش های پدافند غیرعامل می باشد. سازه مخزن در برابر انفجار قرار گرفت ودر حالات متفاوت ارتفاع سیال بررسی شد و دیده شد که فشار ناشی از انفجار در حالتی که مایع وجود دارد، به علت تحرکات دینامیکی مواد داخل سازه در لحظه برخورد، مقدار بیشتری را به خود اختصاص می دهد. بررسی دایک نشان داد دایک توانسته در کاهش حداکثر فشار و به تاخیر انداختن زمان رسیدن موج به مقدار حداکثر موثر باشد. بررسی مخزن با دو ابعاد، نشان داده است که در نقاط هم فاصله و هم تراز مقدار فشار متفاوت نیست ولی در مخزن با ارتفاع بیشتر، در گیج بالاتر، فشارکمتری ثبت می شود و در نتیجه سازه در این نقاط ضربه کمتری می بیند. در نهایت دو تیپ سازه مخزن با قطرهای 46و 30 و به ترتیب با ارتفاع 12و16 متر وضخامت یکسان 2 سانتی متر توانسته اند در برابر انفجار120 کیلوگرم tnt در فاصله 10 متری از سازه مقاومت کنند.

در ساختمانهای با سیستم سازه ای ساده مانند قاب فلزی استفاده از مهار بند قطری , بتن مسلح و دیوار برشی معمول می باشد. معمولا قاب فلزی برای نیروی عمودی و هسته ی بتنی دیوار مهمترین قسمت ها در مقابل نیرو های جانبی می باشد. این المان های سازه معمولا اطراف فضای پلکان وسرویس قرار می گیرند. واضح است که در نتیجه ی محدود بودن ابعاد, سختی جانبی کلی ونیروی جانبی جذب شده محدود خواهد شد. زمانی که این سازه ها تحت اثر نیروهای جانبی بزرگ نظیر بادهای شدید, زمین لرزه وانفجار قرار می گیرند کارایی سازه با افزایش ارتفاع بصورت یکنواخت کاهش می یابد. براساس نتایج تحقیقات گذشته در مورد سیستم های سازه ای کارامد میانقاب ها به عنوان یکی از این سیستم ها مورد توجه قرار گرفته. میان قاب ها به واسطه ی عملکرد کامپوزیت با قاب به طور قابل ملاحظه ای سختی جانبی ونیروی جذب شده را افزایش می دهد. مشارکت پانل میان قاب , سختی جانبی ونیروی قاب ساده پتانسیل زیادی در مقابل رفتار دور از انتظار سازه ایجاد می کند. نبود قوانین خاص برای ترکیب سازه ها و میان قابها عمدتا باعث کاهش درک بهتر رفتار کامپوزیت میان قاب است , همچنین کمبود اطلاعات و نبود روش طراحی مورد تایید قرار گرفته در مورد تاثیر میانقاب , نیرو و سختی جانبی درک مهندسین را از میانقاب به عنوان سیستم سازه ای کاهش می دهد. به علاوه مطمئن نبودن از لغزش کلی یا جزئی میانقاب دلیل دیگری از این موضوع می باشد. کافی نبودن اطلاعات دررفتار سازه ها با میانقاب بنایی علت به دست نیامدن روش دقیق برای طراحی این سیستم می باشد. این یک روش رایج در طراحی سازه است که از اثر میان قاب به صورت محافظه کارانه ای صرف نظر می شود.در ساختمانهای بلند نیروهای جانبی با مهاربندهای عمودی در قسمتهای پایین که ممکن است بسیار بزرگ باشد مقابله می شوند. در روش طراحی رایج برای قاب میان پر که اثر میان قاب نادیده گرفته می شود ممکن است مقاطع سایر المان ها به حد بحرانی برسد. در این جا لزوم بررسی سختی و نیروی میانقاب ها ضروری است و همچنین اتصالات باید قوی و وسیع تر باشد. هدف از این تحقیق بررسی رفتار نیرو_جابجایی وتنش های بوجود امده در سازه های فلزی مهار شده به وسیله ی میانقاب بتنی پیش ساخته تحت اثر بار جانبی می باشد. این بررسی شامل قسمت های ازمایشگاهی و عددی می باشد که در محاسبات رایج این سازه ها بیشتر مورد نظر فرم بوده و تاثیر میان قاب نادیده گرفته شده که این باعث ایجاد مقاطع بزرگتر و پیچیده تر ستون ها و تیر ها می شود. میان قاب ها شامل ? قسمت میباشند: ?)فرم ?)میان قاب ?)سطح مشترک بین فرم ومیان قاب سطح مشترک مربوط به قسمت اتصال قاب ومیانقاب می باشد. گروه بندی میان قاب ها بستگی به چگونگی اتصال و فصل مشترک این دو دارد. میانقاب هایی که به صورت مجزا عمل کرده و اتصالی بین قاب ومیانقاب وجود ندارد, میانقاب هایی که بصورت کاملا یکپارچه عمل کرده و اتصال قاب و میانقاب در تمامی سطوح مشترک برقرار می باشد و میانقاب هایی که بصورت بینابین عمل کرده و اتصالات گسسته دارند در این مدل ما از تحلیل غیر خطی و اجزای محدود استفاده خواهیم کرد. این تحلیل سنجش کلی سختی الاستیک می باشددر حالیکه نیروی گسیختگی پلاستیک بیشتر است و می توان نیروی گسیختگی را با بررسی اتصالات بتن و فولاد افزایش داد. این روش تحلیل بر اساس کمترین نیروی افقی گسیختگی صورت گرفته که طبق ان رفتار سازه به صورت دقیق تر محاسبه می شود. خلاصه ی این رفتار می تواند برای مدل در نرم افزار اجزای محدود بسیار سودمند باشد. رفتار اتصالات برای درک بهتر رفتار سازه و تعریف مدل باید بصورت دقیق تر بررسی شود. اتصالات بین بتن وفولاد تاثیر بسزایی در رفتار نیرو جابجایی دارد. تنش ها روی پانل بتنی نمایانگر فشار و کشش قطری می باشد. در حال حاضر میانقابها با اهداف غیر سازه ای و عمدتاً به منظور تقسیم فضا در ساختمان ها بکار میروند طی تحقیقات مختلف نشان داده شده است که این اعضا تاثیر بسزایی بر روی سختی و مقاومت جانبی ساختمانها داشته و لذا تاثیرات آنها در رفتار لرزه ای ساختمان باید به هنگام تحلیل و طراحی لحاظ گردد وجود میانقابها در سیستم سازه ای یک ساختمان، آنرا در مقابل بارهای جانبی زلزله تقویت می نماید همچنین این المانها باعث بالا رفتن میزان جذب انرژی ساختمان به هنگام وقوع زمین لرزه می شوند. لزوم تقویت میانقابهای ساخته شده از مصالح بنایی در راستای افزایش مقاومت جانبی ساختمان ها در برابر زلزله، برای سالیان متمادی مورد توجه محققین بوده است. برای دست یافتن به میاقابهایی با مقاومت و شکل پذیری مطلوب روشهای مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است برخی از این روش ها عبارتند از: استفاده از برشگیرها در سطح مشترک بین قاب و میانقاب, استفاده از روکش بتنی, استفاده از فرّو سیمنت, تسلیح افقی میانقاب استفاده از تیر بتنی مسلح در نیمه ارتفاع میانقاب و استفاده از کامپوزیت های پلیمری استفاده از دیوار برشی در سازه های فلزی امری متداول است که معمول ان در سازه های فلزی به صورت در جا و با اتصالات معمول (نبشی و...) صورت می گیردکه از سرعت کار بالای سازه های فلزی به شدت می کاهد. ضرورت استفاده از میانقاب های بتنی پیش ساخته در حفظ یکی از ماهیت های سازه های فلزی که سرعت اجرای ان است امری است که با توجه به پیشرفت های امروز صنعت ساخت می تواند مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق بررسی دقیق یکی از سیستم های جدید سازه ای در مقابله با نیروهای جانبی می پردازیم. این سیستم قاب فلزی به همراه اتصالات نا پیوسته به میانقاب بتنی پیش ساخته است که اتصالات نا پیوسته به وسیله ی بولت ها به سازه ی فلزی شکل می گیرد. فرضیات این مسئله مربوط یه قسمت غیر خطی می باشد که شامل کاراکتر های متریال غیر خطی و هندسه غیر خطی است. قاب مورد نظر دارای یک دهانه و سه طبقه می با شد و اتصال پای ستون گیردار فرض شده است.

از آنجائیکه تیر پیوند، نیـروی برشی قابل توجهی را از یک دیـوار برشی با عملکرد کنسولی به دیوار برشی دیگر انتقال می دهد، تغییر شکل برشی زیادی در آن به وقوع می پیوندد. در نتیجه این تیر در زلزله به سرعت تخریب می شود. تیرهای همبند معمولاً تیرهایی با دهانه ی کوتاه و ارتفاع زیاد هستند و چنانچه به تیرهای عمیق نزدیک شوند، آنگاه با احتمال شکست های زودهنگام برشی، سازه را دچار شکست ترد می کنند و عملکرد مطلوبی در سازه نخواهند داشت. تیرهای همبند با گسیختگی زودهنگام به دلیل تشکیل مفاصل پلاستیک برشی در سیکل های رفت و برگشتی ناشی از بار زلزله سازه را دچار شکست ترد می کنند، لذا ضرورت ایجاب می کند که برای تحمل تعداد سیکل های زیاد توسط مفاصل خمشی پیکربندی جدیدی پیشنهاد شود. لذا در این پایان نامه ضمن بررسی اثر ارتفاع تیر پیوند بر رفتار لرزه ای دیوار برشی همبند کارایی استفاده از دو تیر با عمق کمتر و با رفتار پلاستیک خمشی بجای یک تیر پیوند عمیق با شکست ترد برشی بررسی خواهد گردید. هدف از پیکربندی پیشنهادی اجتناب از شکست های ترد برشی در تیرهای همبند برای رسیدن به مکانیزم های مبتنی بر مفاصل پلاستیک خمشی جهت دست یافتن به شکل پذیری بیشتر و افزایش مقاومت نهایی سازه می باشد. برای این منظور برای سازه هایی با ارتفاع مختلف، سه نمونه دیوار برشی همبند یکی با یک تیر پیوند عمیق و دو نمونه دیگر با تیر مضاعف با مقطع بهینه برای عملکرد خمشی توسط نرم افزار اجزای محدود perform 3d مدل سازی شده و نتایج حاصل از تحلیل نمونه ها تحت بار استاتیکی فزاینده و تحلیل دینامیکی از نظر ضریب رفتار، میزان استهلاک انرژی، میزان برش پایه که به سازه وارد می شود و دیگر پارامترهای عملکرد لرزه ای با هم مقایسه گردیده است. نتایج حاصل از تحلیل های دینامیکی و استاتیکی غیرخطی حاکی از این بود که استفاده از پیکربندی پیشنهادی برای دیوار برشی کوپله باعث افزایش ضریب رفتار سازه، افزایش مقاومت نهایی سازه، افزایش جذب انرژی و افزایش برش پایه ای که سازه قادر به تحمل آن است می شود. شکل پذیری سیستم های پیشنهادی نیز به میزان قابل توجهی بیش تر از دیوار برشی همبند با تیرهای عمیق می باشد که حاکی از بهبود رفتار لرزه ای آن ها است.

یکی از مهم ترین اهداف مورد نظر مهندسین در هنگام طراحی سازه ها پیش بینی رخدادهایی است که می تواند سازه را در حین ساخت و بهره برداری تحت تاثیر قرار داده و اثر قابل توجهی بر مقاومت و کارایی سازه داشته باشد. گسیختگی پیشرونده نیز از جمله رخداد هایی می باشد که دلیل اصلی وقوع آن عدم پیش بینی رخداد در زمان طرح سازه بوده و متاسفانه منجر به ایجاد صدمات و آسیب های ناگواری می شود. این گسیختگی هنگامی رخ می دهد که یک شکست موضعی اولیه گسترش پیدا کرده و کل سازه را تحت تاثیر قرارداده به گونه ای که در نهایت منجر به گسیختگی کل سازه شود. یکی از روش های ارزیابی پتانسیل وقوع گسیختگی پیشرونده، روش apm است که از طریق سناریوی حذف ستون و به طور مستقیم با برداشتن یک یا تعداد بیشتری از ستون ها صورت می پذیرد. ولی با این حال در این روش، آسیبی که می تواند از طریق انفجار به اعضای مجاور ستون حذف شده وارد شود نادیده گرفته شده و همین موضوع می تواند به یک پیش بینی نادرست از گسیختگی پیشرونده منجر شود. به همین منظور در این مطالعه و در ابتدا با استفاده از نرم افزار sap2000 v14 دو ساختمان فولادی با سیستم قاب خمشی متوسط 4 و 7 طبقه، بر اساس مباحث ششم و دهم مقررات ملی ساختمان ایران مدلسازی، تحلیل و طراحی شدند و در گام بعدی به منظور بررسی و تحلیل آن مدل ها در برابر پتانسیل وقوع گسیختگی پیشرونده ناشی از بارگذاری انفجاری، از نرم افزار المان محدود abaqus/cae 6.11 استفاده گردید و مدل های المان محدود سه بعدی آنها ایجاد شد. برای شبیه سازی و اعمال بارهای انفجاری و بررسی اثر مستقیم آنها بر روی سازه یک ماده منفجره به وزن یک تن tnt معادل، در مجاورت کنج سازه و به فاصله 4 متری از آن قرار گرفت و فشار های ناشی از آن در قالب چهار حالت بارگذاری به اعضای مجاور محل انفجار، اعمال و پاسخ سازه مورد بررسی قرار گرفت. لازم به ذکر است که برای محاسبه فشار ناشی از بار انفجار از نرم افزار atblast استفاده گردید و حل معادله مربوط به تاریخچه بارگذاری موج انفجار نیز توسط نرم افزارmaple 17 انجام شد. در نهایت نیز نیروهای جدید ایجاد شده در اعضای سازه ای مجاور محل وقوع انفجار در هر یک از حالات با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج حاصل حاکی از آن است، هنگامی که در ارزیابی پتانسیل وقوع گسیختگی پیشرونده، عامل شروع گسیختگی بارگذاری انفجاری در نظر گرفته شود، پاسخ سازه در مقایسه با روش های متداولی که به ارزیابی وقوع گسیختگی پیشرونده می پردازند و در آنها عامل اولیه ایجاد گسیختگی پیشرونده نادیده گرفته می شود، متفاوت خواهد بود.

در این پایان نامه به طراحی سیستم کنترل نیمه فعال با سختی متغیر برای سازههای غیرخطی و بررسی کارایی آن در کاهش پاسخ های سازه تحت اثر تحریکات زلزله پرداخته شده است. برای این منظور دو مکانیزم کنترلی مهاربندی با سختی متغیر نیمه فعال و جرم میراگر هماهنگ شده ی نیمه فعال با سختی متغیر به عنوان نمونه مورد استفاده قرار گرفته اند. به منظور ارزیابی بهتر کارایی این دو مکانیزم کنترلی نیمه فعال در بهبود رفتار لرزه ای سازه ، همتاهای غیرفعال این دو مکانیزم نیز مدل سازی و بررسی شده و نتایج با هم مقایسه گردیده است. مکانیزم مهاربندی با سختی متغیر نیمه فعال از طریق قفل و باز کردن سیستم مهاربندی بر اساس چهار حالت الگوریتم کنترلی بر پایه ی تئوری مود لغزشی متناسب با رفتار سازه های غیرخطی جهت تعیین فرمان مناسب برای قفل یا باز کردن مهاربند هر طبقه مورد بررسی قرار گرفته است. مکانیزم جرم میراگر هماهنگ شده ی نیمه فعال نیز از طریق تنظیم پارامتر سختی بر اساس دو الگوریتم کنترلی نیمه فعال متناسب با رفتار سازه های غیرخطی بر مبنای 1- کنترل بهینه ی آنی و قانون کنترل برشی و 2- کنترل بالانس اصلاح شده، جهت تعیین فرمان های مناسب برای انتخاب سختی در هر لحظه توسعه یافته است. برای تعیین مقادیر بهینه ی پارامترهای سیستم کنترل نیمه فعال (شامل ماتریس های وزنی در تابع عملکرد الگوریتم کنترل فعال و مقادیر سختی حداکثر و حداقل ابزار نیمه فعال) از تعریف یک مسئله ی بهینه سازی و حل آن با استفاده از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. جهت انجام بررسی روی سازه های با رفتار غیرخطی، آنالیز عددی روی یک قاب ساختمانی هشت طبقه ی برشی با رفتار دوخطی هیسترسیس انجام گرفته است. نتایج بررسی های انجام شده نشان می دهد که عملکرد دو مکانیزم کنترل نیمه فعال بر اساس الگوریتم های کنترلی توسعه یافته در کاهش پاسخ های سازه با رفتار غیرخطی مناسب و بهتر از عملکرد همتاهای غیرفعال این دو مکانیزم بوده است. همچنین عملکرد الگوریتم های کنترلی با هم متفاوت می باشد و در مکانیزم جرم میراگر هماهنگ شده ی نیمه فعال تنظیم سختی بهتر از تنظیم میرایی عمل می کند. همچنین عملکرد بهینه جرم میراگر هماهنگ شده ی نیمه فعال در سازه های غیرخطی به مشخصات سختی و پارامترهای سیستم کنترلی بستگی دارد و برای عملکرد بهتر سیستم کنترلی باید پارامترهای آن با توجه به مشخصات زلزله ی طرح به صورت بهینه طراحی گردد. در انتها عملکرد دو مکانیزم مهاربندی با سختی متغیر نیمه فعال و مکانیزم جرم میراگر هماهنگ شده ی نیمه فعال با سختی متغیر در کاهش پاسخ های سازه تحت زلزله های مختلف با هم مقایسه می شوند.

با توجه به اینکه سدها به دلیل عملیات آتشباری در معرض بارهای انفجاری بوده و از طرفی پتانسیل قرار گرفتن در معرض تهدیدهای خرابکارانه را دارند، مطالعه رفتار آنها تحت اثر این نوع بارگذاری حائز اهمیت است. در این تحقیق یک سد خاکی با هسته رسی در محیط نرم افزار انسیس- اوتوداین با استفاده از مدل های مواد موجود در ادبیات فنی، مدل شده و با اعمال بارهای انفجاری بر روی مدل دو بعدی در حالت کرنش صفحه ای مورد تحلیل قرار گرفته است، ضمن مدلسازی انفجار بر روی تاج سد، زیر آب و بدنه ی سد با بررسی میدان تنش و کرنش در بدنه سد و چگونگی اندرکنش بین نواحی مختلف آن، تغییر مکانها و گودال حاصل از انفجار، پایداری و مکانیزم های خرابی سد بررسی شده و نقاط مستعد شکست و ترک شناسایی شده است. به منظور بالا بردن دقت مدل سازی انفجار، مدل یک بعدی انفجار با استفاده از قابلیت های اوتوداین (مدل یک بعدی گوه ای به طول 1000 میلی متر که شامل 660 میلی متر tnt است) تهیه شده و سپس نتایج و فشارهای حاصل در مدل دوبعدی اصلی فراخوانده شده و تحلیل ادامه یافته است. همچنین نشان داده شد که عامل درجه ی اشباع مصالح هسته سد در حالت انفجار بر روی تاج سد، بر تشکیل گودال انفجار و ابعاد آن تاثیری ندارد و در انتشار موج تنش در هسته ی کاملا اشباع، آهنگ کاهش فشار اوج ناشی از انفجار کندتر بوده و اثر قابل توجهی در گسیختگی و ایجاد ترک در هسته ی سد دارد.

با توجه به گسترش و پیشرفت منابع و مناطق استراتژیک کشور لزوم حفاطت آنها در مقابل تهدیدات نظامی، ضرورتی است که در سالهای اخیر نیاز آن بیش از پیش احساس می شود. سازه های زیرزمینی دارای کاربرد وسیعی می باشد (مخازن، تونل ها، شریان های حیاتی و ...) که با توجه به کاربری مورد انتظار، نحوه طراحی آنها متفاوت است. در این پژوهش ابتدا با استفاده از نتایج تحقیقات گذشته صحت نتایج مدلسازی بارگذاری انفجار زیر سطحی مورد ارزیابی قرار گرفته و پس از اطمینان از این مدلسازی، سازه با ضخامتهای مختلف و در اعماق گوناگون مورد تحلیل قرار گرفته است. مدلسازی با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus انجام گرفت. نتایج به دست آمده نشان دهنده بحرانی بودن محل اتصالات و وسط دال رو به انفجار می باشد و سازه با بتن دارای مقاومت کششی بیشتر، عملکرد مناسب تری از خود نشان خواهد داد. همچنین نتایج نشان می دهد که در صورت پوشاندن اطراف سازه با مصالح هایپرالاستیک، میزان آسیب در سازه کاهش می یابد و با افزایش عمق سازه و ضخامت آن حتی به صفر خواهد رسید.

چکیده: روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد (performance-based plastic design) روش طراحی جدیدی است که در سال 2001 توسط گوئل و همکاران برای قاب های خمشی فلزی معرفی شد و در سال های بعد برای سیستم های مهاربندی همگرا و واگرا توسعه یافته است. روش طراحی ppd، بر اساس مفاهیم طراحی پلاستیک و انرژی می باشد و تغییر مکان هدف و مکانیسم تسلیم در ابتدای طراحی فرض می شوند. در این روش، برش پایه طراحی از روی انرژی طیفی ورودی به سازه برای یک سطح خطر معلوم، تعیین و نیروهای جانبی در ارتفاع سازه با توجه به الگوی بارگذاری جانبی ارائه شده در این روش توزیع می شوند، که از آن به منظور رساندن سازه تا مرحله تغییر مکان هدف استفاده می گردد. سپس اعضای قاب برای رسیدن به مکانیسم مطلوب و مقاومت مورد نیاز مطابق روش ppd طراحی می شوند. در این پایان نامه به منظور ارزیابی روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد سه مدل سازه ای 4، 9 و 14 طبقه ی فولادی با سیستم مهاربندی واگرا و با تیر پیوند میانی در نظر گرفته شده است. این مدل ها در ابتدا بر اساس روش معمول آئین نامه aisc 2005 و آئین نامه طراحی فولاد ایران طراحی و سپس همین مدل ها بر اساس روش ppd دوباره طراحی شده اند. همچنین در طراحی به روش ppd اثرات p-delta در پاسخ لرزه ای سازه و نیز کنترل های لازم برای حذف مکانیسم نامطلوب لحاظ شده است. به منظور ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه های طراحی شده با روش های فوق از تحلیل استاتیکی غیر خطی بار-افزون مطابق با ضوابط دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود (نشریه 360) و fema356 استفاده شده است. نتایج بدست آمده از این مقایسه، حاکی از توانایی روش ppd در تامین تمام اهداف طراحی بر اساس عملکرد ( مثل تغییر مکان هدف و مکانیسم تسلیم مورد نظر )، می باشد. همچنین، مشاهده می شود که تسلیم به شیوه ای کنترل شده در عناصر از پیش انتخاب شده اتفاق می افتد. بنابر این طبق آنچه مورد انتظار بود تسلیم فقط به تیر های پیوند محدود شده و مفاصل پلاستیک در پای ستون ها رخ می دهد و در طبقات میانی در ستون ها مفصل پلاستیک تشکیل نمی شود، این در حالی است که در مدل-های طراحی شده به روش معمول آئین نامه ای، تغییر شکل پلاستیک در قاب ها بصورت پراکنده و کنترل نشده در میان اعضای قاب ها از جمله ستون ها بوجود می آید. نتایج قاب های طراحی شده به روش ppd نشان می دهد که دوران پلاستیک تیر های پیوند و تغییر مکان نسبی طبقات توزیع یکنواخت تری در ارتفاع دارند و تمرکز تغییر شکل در یک یا دو طبقه مشاهده نمی-شود.

سیستم دیواربرشی بتنی پیش ساخته به خاطر سهولت و سرعت در نصب و مزیت اقتصادی و همچنین کنترل کیفیت بالا در ساخت پانل های پیش ساخته، در راستای صنعتی سازی ساختمان، می تواند یک گزینه ی مناسب باشد. استفاده از چنین سیستمی، در نواحی با خطر زلزله خیزی بالا به خاطر عدم آگاهی از عملکرد آن تحت شرایط بارگذاری لرزه ای، بسیار محدود است. انسجام سازه ای ساختمان ها با دیواربرشی پیش ساخته غالبا تحت تاثیر عملکرد اتصالات میان المان های دیوار پیش ساخته است. آئین نامه های کنونی اشاره ی خاصی به طراحی اتصالات پیش ساخته نمی کنند. (ک.آ.سود.کی واس.اچ.ریزکالا) و (آرتوز.ای.اسکولتز) طی مطالعاتی در این خصوص، در طراحی اتصالات دیواربرشی پیش ساخته توصیه هایی کرده اند. در این پروژه عملکرد لرزه ای دیوارهای پیش ساخته بتنی، که در ساخت و نصب آنها روش جدیدی در نظر گرفته شده، مورد بررسی قرار گرفته و با روش های قبلی مقایسه می شود. این برنامه ی تحقیقاتی، بخشی از یک برنامه ی آزمایش تجربی چند مرحله ای درباره ی عملکرد استاتیکی دوره ای دیوار های پیش ساخته بتنی، در دانشگاه محقق اردبیلی، را تشکیل می دهد. چهار نمونه دیوار برشی پیش ساخته، با مقیاس 1 به 3 ساخته شد، دو نمونه با عملکرد طره ای و دو نمونه با عملکرد میان قاب، تمام نمونه ها نشانگر سه طبقه سازه بودند؛ و همگی در داخل ستون ها و تیرهای فولادی قرار گرفتند؛ نمونه ها تحت بارهای دوره ای استاتیکی قرار گرفتند. نتایج حاصل شده، نشان دادند که نمونه ها رفتار نزدیکی نسبت به هم دارند، و لزوم ادامه تحقیقات و آزمایشات تجربی قابل توجیه است.

سیستم های کنترل به منظور کاهش اثرات مخرب زلزله بر روی انواع سازه ها مورد استفاده قرار می گیرند. همواره کاهش پاسخ سازه به عنوان معیار عملکرد سیستم کنترل در مقابل زلزله در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه پارامترهای موثر در طراحی سیستم های کنترل دارای ماهیت تصادفی می باشند، در نتیجه عدم قطعیت موجود در این پارامترها همچنین حساسیت سیستم های کنترل نسبت به رکورد ورودی، در عمل باعث تغییر عملکرد سیستم-های کنترل خواهد شد. در این پایان نامه با استفاده از نظریه ی قابلیت اعتماد، روشی برای ارزیابی عملکرد سیستم-های کنترل غیرفعال با لحاظ کردن عدم قطعیت پارامترهای سیستم کنترل، سازه و زلزله ارائه شده است که برای تعیین قابلیت اعتماد از روش مونت کارلو استفاده شده است. برای بررسی موضوع به عنوان نمونه مکانیزم های میراگر جرمی تنها (tmd) و چندگانه (mtmd) به عنوان مکانیزم های کنترل غیرفعال انتخاب شده اند. برای آنالیز عددی یک قاب برشی 10 طبقه با رفتار خطی مجهز شده به tmd و mtmd در نظر گرفته شده و به بررسی قابلیت اعتماد پاسخ سازه در حالت های مختلف متغیرهای تصادفی شامل جرم، سختی و میرایی tmd و mtmd و پارامترهای جرم، سختی و میرایی سازه، تحت اثر 10 زلزله ی متفاوت پرداخته شده است. در ادامه ی پژوهش به بررسی قابلیت اعتماد سازه با لحاظ همزمان عدم قطعیت در پارامترهای سیستم کنترل، سازه و زلزله پرداخته شده است. تایج حاصل از آنالیز عددی نشان می¬دهد که قابلیت اعتماد پاسخ سازه¬ی کنترل شده وابسته به حد خرابی بوده که با در نظر گرفتن حد خرابی برابر با پاسخ حالت بهینه، دارای کمترین مقدار می¬باشد. همچنین با بررسی قابلیت اعتماد به ازای متغیرهای تصادفی متفاوت می¬توان گفت که در مکانیزم tmd و mtmd، عدم قطعیت جرم و سختی میراگر دارای تاثیر بیشتری در کاهش قابلیت اعتماد پاسخ سازه نسبت به عدم قطعیت میرایی میراگر می-باشد. مقایسه¬ی قابلیت اعتماد در دو حالت در نظر گرفتن پارامترهای سیستم کنترل و سازه به عنوان متغیر تصادفی نشان می¬دهد که تاثیر عدم قطعیت روی پارامترهای سیستم کنترل غیرفعال در کاهش قابلیت اعتماد در مقایسه با عدم قطعیت پارامترهای سازه بیشتر است. همچنین با در نظر گرفتن زلزله¬ی ورودی به عنوان متغیر تصادفی، مقدار قابلیت اعتماد به شکل چشم¬گیری کاهش می¬یابد، بنابراین در انتخاب رکورد طراحی باید به نحو مناسبی عمل شود تا اثر عدم قطعیت زلزله¬ی ورودی به حداقل برسد.

تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی دقیق ترین روش تحلیل سازه ها است که استفاده از آن روز به روز در حال ‏افزایش می باشد. نتایج حاصل از این روش به شدت وابسته به رکوردهای زلزله ی مورد استفاده در تحلیل و همچنین ‏نحوه ی مقیاس کردن آن ها می باشد. لذا برای اینکه نتایج حاصل از قابلیت اعتماد کافی برخوردار باشند، باید ‏رکوردهای مورد استفاده به شکلی انتخاب و مقیاس شوند که میانگین پاسخ های حاصل از تعداد محدودی رکورد ‏انتخابی مقیاس شده، نزدیک به میانگین پاسخ های حاصل از تعداد زیادی رکورد مقیاس نشده ی سازگار با شرایط ‏زمین ساختی منطقه (به عنوان نتیجه ی دقیق) باشد. علاوه بر آن باید پراکندگی پاسخ های حاصل از هر یک از ‏رکوردهای انتخابی مقیاس شده نسبت به میانگین پاسخ های حاصل از تمامی زلزله های مورد استفاده، به حداقل ‏ممکن برسد.‏ در این تحقیق با ایده گرفتن از روش ‏mps‏ ‏‎(modal pushover-based scaling)‎‏ و استفاده از تحلیل پوش آور ‏بر اساس برش طبقات، روش جدیدی برای مقیاس کردن رکوردهای زلزله ی مورد استفاده در تحلیل تاریخچه زمانی ‏غیرخطی، تحت عنوان ‏sssp‏ ‏‎(scaling based on story shear-based pushover)‎‏ معرفی شده است. در ‏این روش از مشخصه های رفتار غیر خطی سازه ها در مقیاس کردن رکوردهای زلزله استفاده شده و رکوردها به نحوی ‏مقیاس می گردند که تغییر مکان حداکثر سازه ی یک درجه آزادی معادل غیرالاستیک، برابر با تغییر مکان هدف ‏غیرالاستیک گردد. پارامترهای مشخصه ی سیستم یک درجه آزادی معادل از تحلیل پوش آور بر اساس برش طبقات ‏بدست می آید. تغییر مکان هدف غیرالاستیک نیز با میانگین گیری از تغییرمکان حداکثر سازه¬ی یک درجه آزادی ‏معادل غیرالاستیک تحت اثر تعداد زیادی رکورد زلزله محاسبه می شود. این روش برای چهار سازه¬ی دو بعدی 4، 8، ‏‏14 و 20 طبقه مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که میانگین پاسخ های حاصل از تحلیل تاریخچه زمانی تحت ‏اثر تعداد محدودی رکورد مقیاس شده به روش ‏sssp، نزدیک به میانگین پاسخ های حاصل از تحلیل تاریخچه ‏زمانی تحت اثر تعداد زیادی رکورد مقیاس نشده می باشد. این مطلب حاکی از دقت بالای روش پیشنهادی در ‏تخمین پاسخ های سازه¬ای است. همچنین با مقیاس کردن رکوردهای زلزله به روش ‏sssp، پراکندگی پاسخ ها تحت ‏اثر هر یک از رکوردهای مقیاس شده نسبت به رکوردهای مقیاس نشده و همچنین رکوردهای مقیاس شده به روش ‏استاندارد 2800 کاهش می یابد. دقت بالای روش ‏sssp‏ در تخمین پاسخ های سازه¬ای و پراکندگی کم پاسخ ها، ‏نشان دهنده ی مطلوب بودن روش پیشنهادی و قابل اطمینان بودن نتایج حاصل از آن می باشد‏

روش های طراحی بر اساس عملکرد شیوه نوینی از طراحی لرزه ای سازه ها می باشد که به منظور بهبود بخشیدن به عملکرد لرزه ای سازه های مقاوم در برابر زلزله توسعه پیدا کرده است. در سال های اخیر روش های پیشنهادی جدید طراحی بر اساس عملکرد برتری خود را نسبت به روش مبتنی بر نیرو نشان داده است. هر چند کماکان اغلب آیین نامه های طراحی ساختمان در برابر زلزله تمایل به استفاده از اعمال نیرو جهت تحلیل اثرات لرزه¬ای در سازه دارند، لیکن کنترل تغییرشکل-ها و تغییر مکان¬ها را در طرح سازه ضروری می دانند. در این پایان نامه روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد که یکی از روش های جدید طراحی در برابر زلزله محسوب می شود، مورد مطالعه قرار می گیرد. بدین منظور چهار سازه قاب خمشی ویژه فولادی 4 ، 8 ،12 و20 طبقه بر اساس آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله ایران ( آیین نامه 2800 ویرایش چهارم( و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان 1392 به عنوان سازه های پایه در نظر گرفته می شود و بار دیگر با روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد طراحی می شوند. سازه¬های پایه و سازه های طراحی شده بر اساس عملکرد تحت آنالیز غیر الاستیک پوش آور قرار می گیرند. عملکرد و مکانیزم تسلیم سازه ها مورد بررسی قرار می گیرند.

در چند دهه اخیر به موازات رشد فزاینده جمعیت در جهان، شاهد توسعه صنعت ساختمان می باشیم. امروزه بسیاری از سازه های کشور بصورت بتنی می باشند، لذا با توجه به لرزه خیز بودن ایران، رعایت نکات اجرایی و آئین نامه ای صحیح، از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. تجربیات تلخ زلزله های گذشته در نقاط مختلف ایران سبب آن گشته تا دولت توجه ویژه ای را نسبت به صنعت ساختمان داشته باشد. بسیاری از ساختمان ها به دلیل عدم رعایت آئین نامه ها و نظارت مستمر مهندسین، از ایمنی کافی برخوردار نبوده به طوری که در زلزله های گذشته شاهد خسارت های قابل توجهی در مناطق زلزله زده بوده ایم. رفتار سازه های بتنی به نحوه ی اجرا و نیز مصالح به کار رفته در آن ها دارد. از اینرو در این مطالعه، به عملکرد سازه ای ساختمان های بتنی پرداخته شده و مسائل تاثیر گذار در میزان شکل پذیری از قبیل مشکلات و ضعف های اجرایی و عدم رعایت قوانین و آئین نامه ها مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در این پژوهش ابتدا سه ساختمان بتنی 4، 7و 10 طبقه طراحی گردیدند و سپس با توجه دستورالعمل بهسازی لرزه ای، مشخصات مقاومتی و سایر پارامترهای مورد نیاز بر اساس این دستورالعمل محاسبه می گردد و به نرم افزار perform-3d معرفی گردید. سیستم سازه ای مورد نظر در یک جهت دارای قاب خمشی و در جهت دیگر دارای دیوار برشی می باشد. از مهم ترین نتایج حاصل می توان به این مورد اشاره نمود که در مقایسه حالتی که وصله آرماتورها در فاصله 60 سانتیمتری بالای پای ستون قرار دارد با حالتی که وصله آرماتورها از روی فونداسیون شروع می شود، تغییر مکان نهایی و سخت شدگی و اضافه مقاومت در اعضاء مشخص، بیشتر می باشد.

ساختمان های تاریخی سهم بزرگی از میراث فرهنگی ما را تشکیل می دهند و باید در حفظ آنها بسیار کوشید. اولین گام در حفاظت این ساختمان ها، اشراف کامل به رفتار سازه ای چنین بناهایی است. در این بین شناسایی نقاط ضعف و قدرت بناهای تاریخی قبل از اجرای هرگونه اقدامات مقاوم سازی و مرمتی و یا الگوپذیری از آنها ضروری به نظر می رسد. از این رو، با توجه به اهمیت فرهنگی فوق العاده بناهای باستانی و عدم اطمینان قطعی به رفتارشان در هنگام وقوع زمین لرزه می توان با بازرسی قبلی و بهسازی لرزه ای بناهای تاریخی تا حد قابل ملاحظه ای از آسیب های وارده کاست. در این میان بنای تاریخی بقعه شیخ صفی الدین اردبیلی بنایی است با قدمت 700 ساله که ویژگی های منحصر به فرد آن توجه صاحب نظران را به خود جلب کرده است. در این مطالعه ظرفیت لرزه ای بقعه شیخ صفی الدین اردبیلی مورد بحث قرار گرفته است. با توجه به محدودیت های موجود در زمینه شناسایی اجزای داخلی در ابنیه تاریخی، از اطلاعات قابل دسترسی در آرشیو میراث فرهنگی و جزئیات قابل برداشت از طریق مشاهدات عینی در کنار آثار منتشر شده در این زمینه استفاده شده و آنالیزهای مربوطه با کمک نرم افزار المان محدود و با فرض رفتار خطی و غیرخطی برای مصالح، صورت گرفته است. هدف از این تحلیل ها بررسی ظرفیت باربری سازه، تعیین نقاط آسیب پذیر و تعیین نواحی مستعد خرابی سازه می باشد. در نهایت ارزیابی لرزه ای مقدمه ی لازم برای تصمیم گیری در خصوص ضرورت ترمیم یا مقاوم سازی بنا خواهد بود.

اثرات تاخیر برش در اعضای کششی موجب تغییر رفتار و کاهش ظرفیت عضو می شود. توزیع تنش غیریکنواخت در مقطع عضو منجر به گسیختگی زودرس در مقطع بحرانی عضو می شود. تاکنون محققین متعددی اثرات مساحت سطح، طول اتصال، ترکیب جوش، خروج از مرکزیت اتصال و بسیاری از عوامل دیگر را بررسی کرده اند. آیین نامه های ساختمانی نیز برای تاثیر این اثرات بر روی مقاومت نهایی روابطی را ارائه کرده اند که در بیشتر موارد مقادیر محافظه کارانه ای را پیش بینی می کنند. برای بررسی تاثیر عوامل فوق لازم بود ابزار محاسباتی قوی تری همچون شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شود. برای آموزش شبکه عصبی یک جامعه ی آماری غنی از نمونه های مختلف با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس تهیه شد. ساختارهای مختلف شبکه به روش آزمون خطا بررسی و بهترین ساختار برای تقریب تابع ضریب سطح مقطع موثر انتخاب شد. برای صحت سنجی، خروجی شبکه با مقادیر آزمایشگاهی(ژو و همکاران2009) مقایسه شد. در انتها با استفاده از نتایج مدل سازی، روابطی برای پیش بینی اثرات تاخیر برش در اعضای کششی پیشنهاد شده است.

ازآنجایی که ساز ه های زیادی در مناطق متراکم شهری ساخته می شوند، نیاز فزاینده ای به ساختن ساختمان ها و سازه های ژئوتکنیکی بر روی خاک های رسی نرم به وجود آمده است. خاک های رسی معمولاً تغییرشکل خزشی قابل توجهی از خود نشان می دهند. اگرچه پژوهش های زیادی در رابطه با رفتار خزشی رس طبیعی انجام شده است، هنوز سوال های زیادی درباره ی این پدیده وجود دارد. حتی امروز نیز پیش بینی تغییرشکل وابسته به زمان خاک رس به طورکلی مشکلات زیادی دارد. اثرات خزش در خاک ها در تنش انحرافی (تنش برشی) از اولویت بیش تری نسبت به تنش های همسان و حالت تنش ادئومتری برخوردار است. اگر تنش برشی اعمال شده از حد معینی بیش تر باشد، اثرات خزش ممکن است منجر به گسیختگی خاک گردد؛ بنابراین یکی از مهم ترین مسائل در رفتار خزش برشی، یافتن مقادیر بسیج برشی است که منجر به رخ دادن خزش اولیه، ثانویه و مرحله ی سوم می شود. مطالعات آزمایشگاهی، صحرایی و عددی مفصل برای درک بهتر و درنتیجه پیش بینی بهتر این رفتار مورد نیاز است. در این پژوهش ابتدا آزمایش های تحکیم و برش متعددی بر روی خاک های رسی انجام شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است. سپس رفتار خزشی خاک تحت تنش برشی ثابت، در تنش های قائم مختلف، مورد مطالعه قرار گرفته است. نهایتاً آستانه ی گسیختگی ناشی از خزش برشی خاک، در شرایط اولیه ی مختلف ارزیابی شده و به صورت درصدی از مقاومت برشی نهایی خاک ها بیان شده است.

اساس کار تحقیق حاضر مقایسه نتایج آزمایش های تجربی و مدل های عددی ستون های cfdstاست. با توجه به این که نتایج آزمایشگاهی اساس درک پاسخ عناصر سازه و توسعه خواص مهندسی آنها را فراهم می کنند هر چند که این نتایج با احتمال خطاهای آزمایشگاهی بدست آمده باشند، ولی با این حال، نتایج نمونه های آزمایشگاهی به تنهایی برای توسعه استفاده از این عناصر مهندسی کافی نیستند. بنابراین، مدل های عددی پیشرفته برای شبیه سازی رفتار ستون های cfdst جهت بهره وری مطالعه آزمایشگاهی و توسعه روش های پیش بینی طراحی و ارزیابی سیستم های سازه ای مورد نیاز است. از سوی دیگر نرم افزار عددی مورد استفاده، باید انعطاف پذیری لازم برای تعریف شرایط آزمایشگاهی را فراهم کرده و بتوان نتایج عددی بدست آمده را برای کاربردهای عملی با اطمینان بالایی مورد استفاده قرار داد و از قابلیت های بدست آمده از مدل های عددی برای کاهش وابستگی به آزمایش های تجربی استفاده نمود.