بررسی اثر اندازه المان در تحلیل های غیر خطی دینامیکی سازه های بتن مسلح به طور عام و دیوارهای برشی به طور خاص نیازمند مطالعات بیشتر و عمیق تری است .بررسی رفتار اعضای بتن مسلح نیازمند بررسی نحوه گسترش ترک در آن ها می باشد.در این پایان نامه تحلیل غیرخطی دینامیکی سازه های بتن مسلح(مطالعه موردی دیوار برشی و تیرهای بتن آرمه) با احتساب اثر اندازه المان ارائه شده است.به دلیل انعطاف پذیری روش ترک پخشی در استفاده از مدلهای رفتاری متفاوت به خصوص برای بتن مسلح، درآنالیز اجزاء محدود ترک خوردگی و گسترش آن در اعضای بتن مسلح از مدل ترک پخشی استفاده شده است.رفتار غیر خطی کششی بتن در نظر گرفته شده و رفتار بتن در فشار به صورت خطی لحاظ شده است. اثرات تسلیح فولاد با المان های خرپائی و به صورت مجزا در نظر گرفته شده و رفتار غیر خطی فولاد به صورت الاستوپلاستیک در نظر گرفته شده و از روش انتگرالگیری نیومارک برای انتگرالگیری معادلات دینامیکی در دامنه زمان استفاده شده است. از روش نیوتن رافسون برای خطی سازی معادلات غیرخطی حاصله استفاده شده است.در تحلیلها از المان چهار گرهی ایزوپارامتریک استفاده شده است.بر اساس الگوریتمهای پیشنهادی یک کد المان محدود توسط مولف به نام rcfeap(reinforced concrete finite element analysis program) به زبان فرترن تهیه شده و بعد از صحت سنجی با مثالهای نمونه معتبر در تحلیلها استفاده شده است. اثر اندازه المان در تحلیل المان محدود غیر خطی سازه های بتن مسلح(مطالعه موردی دیوارهای برشی و تیرهای بتن آرمه) تحت انواع بارگذاری های استاتیکی و دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج بدست آمده از این تحلیل با تحقیقات پیشین و نتایج آزمایشگاهی و تحلیل های مشابه با نرم افزارهای تجاری مقایسه شده است. نتایج حاصل از تحلیل های استاتیکی و دینامیکی حاصل از برنامه rcfeap که برای نمونه های مختلف دیوارهای برشی و تیرهای بتن آرمه بدست آمده ، کاملاً رضایت بخش بوده و از نقطه نظر ظرفیت باربری، منحنی بار-کرنش و منحنی بار- تغییر مکان الگوی ترک خوردگی بتن تطابق خوبی با نتایج تجربی دارد و توسط آن می توان آنالیز غیر خطی دیوارهای برشی بتن مسلح و تیر های بتن آرمه را با المان های نسبتاً درشت و با دقت قابل قبولی انجام داد و زمان آنالیز را بطور قابل توجهی کاهش داد.

هدف از این پایان نامه کسب آگاهی بیشتر از عملکرد سازه های بتنی بخصوص سدهای بتنی قوسی تحت بارگذاری ضربه ای می باشد. یکی از اثرات بارگذاری ضربه ای نفوذ پرتابه در بتن می باشد. برای محاسبه این عمق روابط تحلیلی و تجربی متعددی در مراجع فنی ارائه شده اند. طی تحقیق انجام شده در خصوص محاسبه عمق نفوذ توسط روابط تجربی و تحلیلی مشخص گردید که این روابط نمی توانند عمق نفوذ را با دقت لازمه محاسبه نموده و چگونگی رفتار، عملکرد و ابعاد خسارت را در سازه بتنی ارائه نمایند. نتایج بررسی نشان می دهند که از بین روابط تجربی ارائه شده برای محاسبه عمق نفوذ پرتابه در بتن، رابطه گروه مهندسی ارتش آمریکا از دقت بالاتر و حوزه کاربری گسترده ای برخوردار می باشد بگونه ای که این رابطه طی محاسبات انجام شده دقتی در حدود 70 درصد دارد. بنابراین برای رسیدن به نتایج بهتر باید از روش مناسب دیگری جهت این امر استفاده نمود. روش شبیه سازی عددی به علت کارایی مناسب در تحلیل مسائل پیچیده مانند بارگذاری ضربه ای بتن، گزینه مناسبی جهت استفاده در تحلیل های این تحقیق می باشد. در شبیه سازی عددی علاوه برعمق نفوذ می توان دیگر ابعاد خسارت از جمله نحوه گسترش ترک ها و ابعاد قلوه کنی ، پوسته شدگی و نیز توزیع تنش و کرنش ها و.... را به صورت مصور ارائه نمود. در شبیه سازی عددی برعکس روابط تجربی و تحلیلی می توان تمامی جزئیات سازه از قبیل شکل هندسی، شرایط اولیه، مرزی، اندرکنش بین اجزا مدلسازی شده و بارگذاری های مختلف که درحالت واقعی به سازه اعمال می شود را شبیه سازی نمود تا نتایج تحلیل ها بر اساس شرایط واقعی بدست آیند. بعد از بررسی های انجام شده جهت تحلیل های این مطالعه روش شبیه سازی عددی بر مبنای المان محدود مبتنی بر روش صریح انتخاب گردید، و مدل مقاومت و شکست (rht) به همراه معادله حالت (p-?) که بر مبنای پلاستیسته می باشد به عنوان یک مدل ماده کار آمد و دقیق جهت شبیه سازی بتن تحت بارگذاری های بسیار شدید با نرخ کرنش بالا همانند بارگذاری ضربه ای بتن شناخته شد، که نرم افزار اتوداین (autodyn) توانایی تحلیل این نوع از شبیه سازی ها را دارد. از آنجائیکه نتایج شبیه سازی عددی باید دارای دقت لازمه در مقایسه با نتایج تجربی و آزمایشگاهی باشند، لذا جهت این امر ابتدا باید ثوابت و عواملی که در نتایج محاسبات دخیل می باشند توسط شبیه سازی آزمایشات تجربی و انطباق نتایج آن با نتایج آزمایشات تجربی کالیبره شوند تا خطا در نتایج شبیه سازی مسئله به حداقل برسد. بنابراین در این پایان نامه در ابتدا ضرائب مدل (rht) کالیبره گردید. در این کالیبراسیون، سیزده پارامتر از قبیل مقادیر مقاومت پسماند، توان مقاومت پسماند، توان نرخ کرنش کششی، ثابت سطح شکست کامل، معیار فرسایش، خطای انرژی، اصطکاک ، وزن مخصوص پرتابه و شکل پرتابه و..... مورد بررسی قرار گرفت و مقادیر پیشنهادی برای آنها با توجه به تحلیل های صورت گرفته انتخاب گردیدند. شبیه سازی عددی نمونه های آزمایشات تجربی بوسیله مدل پلاستیسیته (rht) کالیبره شده، انجام و نتایجی با دقت حدود صددرصد بدست آمد و در ادامه مدل کالیبره شده، در تحلیل غیرخطی یک سد بتنی قوسی مورد استفاده قرار گرفت. طی بررسی هایی که در بارگذاری ضربه ای توسط پرتابه انجام شد مشخص گردید که نوع و شکل سازه هدف و پرتابه در روند بارگذاری ضربه ای تاثیر گذار می باشند و در نواحی که نفوذ در قسمت مقعر سازه و یا در نواحی که ضخامت متغیر می باشد، مسیر نفوذ پرتابه با انحراف همراه خواهد بود که این امر به علت متغیر بودن نیروی عکس العمل اعمالی بر پرتابه می باشد. غیر از محل بارگذاری ضربه ای و نواحی اطراف آن پاشنه سد و تکیه گاه های پیرامونی و مناطق نزدیک به آنها با توجه به ارتفاع محل اصابت، تحت تاثیر بارگذاری ضربه ای می باشند به نحوی که هر چقدر محل بارگذاری در ارتفاع پایین تر باشد تمرکز تنش وکرنش های شدید در پاشنه و محل های نزدیک آن می باشد و بالعکس هر چقدر ارتفاع محل بارگذاری بالاتر باشد نواحی تاثیر پذیر تکیه گاه های پیرامونی و نقاط نزدیک به آن خواهد بود. در بررسی های انجام شده در این تحقیق مشخص گردید که سد های بتنی قوسی دارای عملکرد مناسبی در برابر بارگذاری ضربه ای دارند بگونه ای که در برابر ابعاد خسارت های وارده ناشی از بارگذاری ضربه ای پرتابه، سازه پاسخ مناسبی را نشان داده و پایداری خود را حفظ می نماید. البته این نتیجه با عدم احتساب درزه های ساختمانی و درزه های سرد در مدل سازه ای بدست آمده است و احتساب این درزه ها می تواند منجر به نتایجی متفاوت در مورد پایداری سد شود.

سدهای بتنی وزنی به لحاظ جنبه های اقتصادی ، فنی ، زیست محیطی ، اجتماعی و سیاسی جزو سازه های بسیار مهم می باشند.علیرغم مطالعات گسترده صورت گرفته بر روی این سازه ها ، بررسی ایمنی و بررسی رفتار غیرخطی این سازه ها تحت بارگذاریهای شدید همچون زمین لرزه نیازمند مطالعات بیشتری است. ماهیت و نحوه اعمال نیرو در رکوردهای میدان دور و نزدیک زلزله بر سازه ها متفاوت می باشد. یکی از مسائلی که کمتر در مورد سدهای بتنی وزنی بررسی شده است ، بررسی رفتار متفاوت این سازه ها در برابر زلزله های میدان نزدیک و میدان دور می باشد. در این تحقیق ابتدا معیارهای مختلف تقسیم بندی زلزله های میدان نزدیک و دور مورد بررسی قرار گرفته و بر اساس این معیارها علاوه بر رکورد زلزله کوینا، سه رکورد زمین لرزه میدان نزدیک ، سه رکورد میدان دور انتخاب و دو رکورد میدان دور که بر اساس شتاب بیشینه افقی زمین به رکورد میدان نزدیک متناظر مقیاس شده اند، جهت تحلیل انتخاب شده اند. سد کوینا در دو حالت سد و مخزن روی پی صلب و سد و مخزن روی پی بدون جرم مدل سازی شده است. رفتار خطی و غیرخطی مدل های سد کوینا تحت تاثیر مولفه افقی و قائم رکوردهای انتخاب شده و مقیاس شده تحلیل شده است. در تحلیلها اندرکنش دینامیکی سد و مخزن با احتساب تراکم پذیری سیال مخزن و مرزهای جاذب انرژی لحاظ شده است. رفتار غیر خطی مادی بتن با دیدگاه ترک پخشی ثابت مدل شده است. در نهایت رفتار خطی و غیر خطی هر دو مدل و همچنین تفاوت الگوی خرابی و آسیب در تحلیل های غیر خطی تحت اثر رکوردهای مذکور بررسی شده است. پی به دو صورت صلب و بدون جرم در تحلیلها در نظر گرفته شده است. نتایج تحلیل های خطی نشان داده اند که حداکثر جابجایی افقی تاج سد برای مدل پی بدون جرم کمی بیشتر از مدل پی صلب بوده است، ولی مقادیر تنشها در مدل پی بدون جرم بیشتر از مدل پی دارای جرم بوده اند. در مقایسه تحلیل های غیر خطی با یکدیگر مشخص شد که مدل سد روی پی صلب با حداکثر جابجایی های کمتر و زودتر از مدل سد روی پی بدون جرم به خرابی رسیده و همچنین در مدل سد روی پی صلب، آسیب دیدگی المانها و رشد ترک در پاشنه بالادست بیشتر و در محل شکستگی شیب پایین دست کمتر از مدل سد روی پی بدون جرم بوده است. مقایسه نتایج تحلیل های خطی و غیرخطی نشان داد که در تحلیل های غیر خطی مدل ها تحت اثر رکوردهای میدان نزدیک و رکوردهای مقیاس شده میدان دور، جابجایی افقی تاج سد بیشتر از تحلیل نتایج تحلیل های خطی بوده است. با مقایسه تحلیل از دیدگاه تاثیر نوع رکورد زلزله، بررسی نتایج تحلیلهای خطی مربوط به ایستگاه بم نشان داد که علیرغم اینکه pga هر دو رکورد میدان نزدیک بم – بم و مقیاس شده بم – ابرقو یکسان هستند ولی حداکثر جابجایی افقی تاج سد رکورد میدان نزدیک حدود 4/2 برابر رکورد مقیاس شده بدست آمده است.

تحلیل سازه های طره ای مستغرق در آب مانند برج های آبگیر، پایه پل ها، شفت قائم سرریزهای نیلوفری و ... تحت تاثیر زلزله، ملزومات خاصی را طلب می کند که در مورد سازه های ساخته شده بر روی زمین و بدون تماس با آب با آنها سروکار نداریم. برج های آبگیر در سدها از جمله سازه هائی هستند که عملکرد سازه ای و هیدرولیکی آنها بسیار پیچیده است . ساخت این نوع سازه ها در مناطق لرزه خیز تدابیر زیادی نیاز دارد . مشخصات دینامیکی یک سازه تحت لرزش که در تماس با آب است با مشخصات همان سازه در غیاب با آب متفاوت است . لرزش سازه باعث ایجاد فشارهای هیدرودینامیکی شده و از سوی دیگر وجود سیال نیز باعث میشود که رفتار سازه تغییر کند. بنابراین هر روشی که برای تحلیل این گونه سازه ها تحت تحریکات ناشی از زلزله مورد استفاده قرار میگیرد باید نیروی دینامیکی اضافی و هم چنین تغییر خصوصیات دینامیکی سازه ای در اثر وجود آب اطراف آنها را مد نظر قرار دهد. پاسخ لرزه ای برج های آب گیر در سالهای اخیر به صورت گسترده ای مورد بررسی قرار گرفته است. مدلهای معمول تنها فشار هیدرودینامیک ناشی از آب داخل و اطراف برج آبگیر را در نظر می گیرند و در اکثر مدل ها آب اطراف با عمق یکنواخت و طول بینهایت فرض می شود در نتیجه فشارهای ناشی از تغییر مکان برج آبگیر به تنهائی در نظر گرفته شده و اثرات سازه سد لحاظ نمی شود که بایستی اندرکنش آن نیز در نظر گرفته شود. برای یک سیستم واقعی، برج آبگیر در نزدیکی سد واقع شده است و فشار ناشی از سد بر روی رفتار دینامیکی برج آبگیر تاثیر می گذارد. هدف اصلی این پژوهش بررسی رفتار لرزه ای غیر خطی توام مادی وهندسی برج آبگیر و هم چنین بررسی این مطلب است که پاسخ لرزه ای برج آبگیر چگونه با حضور سد تحت تاثیر قرار می گیرد. در این پایان نامه با مدل سازی برج آبگیر، رفتار لرزه ای خطی و غیرخطی مادی و هندسی آن تحت اثر زلزله های طبس، منجیل و امپریال بررسی شده است. مدل سازی المان محدود سه بعدی برج آبگیر-مخزن با کمک نرم افزار abaqus صورت گرفته است که کلیه اثرات اندرکنش هیدرودینامیکی برج-مخزن را شامل می شود. نتایج بدست آمده از تحلیل های لرزه ای غیرخطی نشان می دهند که پاسخ لرزه ای غیرخطی هندسی برج – مخزن با رفتار خطی آن یکسان است درصورتیکه پاسخ لرزه ای غیرخطی مادی برج – مخزن با رفتار خطی آن متفاوت است که این امر باید بطور جدی در روند طراحی ایمن این گونه سازه ها درنظر گرفته شود. هم چنین تاثیر حضور سد و تکیه گاه با مدلسازی شرط مرزی آنها مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان دهنده تاثیر آنها بر روی رفتار دینامیکی برج آبگیر می باشد. علاوه بر این، نوع تحریک لرزه ای درایجاد نوع پاسخ، الگوی پخش فشار هیدرودینامیکی، توزیع تنش ها و پروفیل آسیب موثر است..

از دیر باز شناخت پدیده طبیعی زلزله همواره ذهن انسان ها را به خود مشغول کرده است.زلزله یکی از پدیده های غیرقابل پیش بینی چه از لحاظ زمان وقوع وچه از لحاظ شدت می باشد.جهان خسارت های زیادی را از وقوع این پدیده به یاد دارد. به همین دلیل محققان در طول تاریخ، ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله را یکی از اهداف اصلی خود قرار داده اند. محققان در طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله همواره با عوامل غیر قطعی زیادی مواجع هستند که در هنگام طراحی، در نظر گرفتن مقدار مناسب برای هر یک از این عوامل جای سوال را در ذهن باقی می گذارد. پیش بینی و برآورد میزان آسیب وارده به سازه قبل و بعد از وقوع زلزله وتاثیر هر یک از این پارامتر های عدم قطعیت بر روی ایمنی سازه توسط توابع آسیب پذیری لرزه ای امکان پذیر است. منحنی های شکنندگی یکی از راهکار های مناسب برای این کار می باشد. ازنتایج منحنی های شکنندگی محققین قادرند میزان خرابی وارده به سازه را تخمین بزنند. حالت های خرابی که ایمنی سازه وابستگی زیادی به آن دارد را تشخیص داده و عوامل تاثیر گذار را طوری در نظر می گیرند که در طراحی های بعدی این حالات خرابی دیرتر به وقوع بپیوندد وضریب اطمینان سازه در برابر تحریک زمین افزایش یابد. بطور خلاصه برای استخراج این منحنی ها تعریف شاخص های خرابی و انجام چندین تحلیل دینامیکی و یا استاتیکی در کنار یک آنالیز احتمالاتی لازم و ضروریست.در این تحقیق به بررسی ومطالعه منحنی های شکنندگی برای سدهای بتنی قوسی (سد بتنی قوسی کرج)پرداخته شده است.اندرکنش کامل دینامیکی آب و سازه با احتساب تراکم پذیری سیال و مرزهای جاذب انرژی لحاظ شده است.همچنین از اندرکنش پی و سازه صرف نظر شده و پی به صورت صلب مدل شده است. در این مطالعه رفتار غیرخطی مادی بتن سد در تحلیل ها با استفاده از مدل ترک پخشی ثابت مدل شده است.این منحنی ها برای سد بتنی قوسی کرج برای دو شاخص خرابی تغییر مکان تاج سد و حجم بتن آسیب دیده استخراج شده است. منحنی ها بر اساس دو حالت حدی متفاوت و چهار سطح عملکرد خرابی کم، خرابی متوسط ،خرابی شدید و کامل ترسیم شده است. با بررسی تاثیر شاخص های خرابی بر روی منحنی های شکنندگی ملاحظه می شود که تفاوت زیادی در نتایج منحنی ها وجود دارد، بطوری که برای رکورد g 25/0سد برای شاخص خرابی تغیر مکان تاج به 100 درصد احتمال می رسد. ولی برای شاخص حجم آسیب دیده ،هیچ قسمت سد دچار ترک خوردگی نمی شود.همچنین نتایج نشان می دهد که سد کرج برای زلزله در سطح mce برای شاخص خرابی حجم آسیب دیده از مقاومت و پایداری مناسب برخوردار است.

هدف از این پایان نامه کسب آگاهی بیشتر از عملکرد سازه های بتنی به خصوص سدهای بتنی وزنی تحت بارگذاری انفجاری می باشد.چگونگی رفتار سازه ها در هنگام برخورد موج حاصل از انفجار با عنایت به شرایط خاص امروز دنیا از مسایل مهم در مهندسی سازه ها می باشد .از آن جا که معمولا در طراحی سازه ها بارگذاری انفجاری لحاظ نشده است با توجه به رویدادهای اخیر جهان نظیر بمب گذاری های تروریستی در مناطق مختلف خاورمیانه و دیگر کشورها ،هم اکنون بررسی مقاومت اجزای این سازه ها در برابر انفجار بسیار ضروری می باشد . در این زمینه بیشترین کار صورت گرفته تاکنون عمدتاً به صورت ارایه روابط تجربی بوده که در بسیاری از موارد خطایی چشم گیر را نشان می دهد. .در این پایان نامه سعی شده با زاویه دیدی جدید و ساده و با روش حل عددی ،به این موضوع پرداخته شود. در بررسی تحلیلی سازه ،سد بتنی وزنی به صورت دو بعدی مدل شد و با مدل کردن مخزن سد و در نظر گرفتن رفتار پی ،در دو حالت مخزن خالی و پر به تحلیل سازه پرداخته شد. .همچنین برای تحلیل اجزای محدود از بسته نرم افزاری autodyn استفاده شده است. در این پایان نامه در ابتدا مدل rht برای بتن به همراه مدل jwl برای ماده منفجره و شکل گیری موج انفجار توسط این ماده ، با یک آزمایش قابل اطمینان ،بررسی گردید و در ادامه مدل های مورد نظر ،در تحلیل غیر خطی یک سد بتنی وزنی مورد استفاده قرار گرفت. لازم به ذکر است در این تحقیق در ابتدا مدل سازی هندسی با دقت و احتساب تمامی جزئیات انجام گردید و بعد از آن تحلیل مودال انجام شد و نتایج آن با نتایج دیگر مراجع مورد تایید مقایسه گردید تا از بروز خطا در مرحله مدل سازی جلوگیری به عمل آید.در بررسی های انجام شده در این تحقیق طی چهار بارگذاری انجام شده در دو حالت سد پر و خالی مشخص گردید که در بارگذاری انفجاری با گذشت زمان و پیشروی موج انفجار،بیشترین تأثیر و خرابی در نواحی بالادست سد و در نزدیکی تاج سد رخ می دهد .همچنین بیشترین تغییر مکان افقی نیز در همین منطقه اتفاق می افتد و با افزایش میزان ماده منفجره شاهد افزایش محسوس و قابل توجهی در خسارات و تغییر مکان افقی ایجاد شده می باشیم،که در حالت پر به دلیل وجود مخزن و فشار هیدرو استاتیک آب ،دارای مقادیر کمتری نسبت به حالت خالی می باشد و لذا لازم است در این محل ها تمهیدات و مقاوم سازی های لازمه انجام و اتخاذ گردد.همچنین مشخص گردید که سدهای بتنی وزنی دارای عملکرد نسبتاً مناسبی در برابر بارگذاری انفجاری هستند به گونه ای که در برابر خسارات وارده ناشی از این بارگذاری ،سازه پاسخ نسبتاً مناسبی را نشان داد

سدهای بتنی قوسی از جمله سازه هایی هستند که با توجه به فاجعه آمیز بودن شکست احتمالی آن ها، ارزیابی ایمنی مستمر آن ها اهمیت فراوان دارد. یکی از مهم ترین پارامترها در بررسی پایداری این سازه های مهم در طول زلزله، شناخت توده ی سنگ پی و تکیه گاه ها و بررسی تأثیر آن در پاسخ سدها به تحریک زلزله می باشد. در این تحقیق پاسخ لرزه ای سد بتنی قوسی مالپاسه با در نظر گرفتن ضعف موجود در پی آن که شامل یک توده ی ضعیف در تکیه گاه چپ و یک گسل غیر فعال در پایین دست سد است مورد بررسی قرار گرفته است. در تحلیل ها از سه توده ی ضعیف با مشخصات متفاوت استفاده شده است. تحلیل ها تحت سه بارگذاری مولفه ی زلزله میدان نزدیک منجیل- آببر انجام شده است. در این تحقیق از مدل ترک پخشی ثابت برای بررسی رفتار غیرخطی بدنه ی سد استفاده شده است. در تحلیل ها اندرکنش دینامیکی سد و مخزن با احتساب تراکم پذیری سیال مخزن و شرایط مرزی جاذب مخزن لحاظ شده و معادلات آن با استفاده از مدل نوسانی حل شده است. اندرکنش خاک و سازه در نظر گرفته شده و همچنین رفتار غیرخطی پی با مدل دراگر- پراگر مدل شده است. در تحلیل ها پی به صورت بدون جرم لحاظ شده است. نتایج نشان می دهند در تحلیل های غیرخطی در مقایسه با تحلیل های خطی، جابه جایی تاج سد و بیشینه ی تنش های فشاری افزایش می یابند ولی محدوده ی تنش های کششی در آن کم تر می شود. در تحلیل های غیرخطی با ضعیف تر شدن توده ی ضعیف تکیه گاه چپ، جابه جایی تاج سد و بشینه ی تنش های فشاری افزایش می یابد. همچنین این روند باعث افزایش محدوده ی تنش های کششی می شود. ضعیف شدن توده، افزایش ترک خوردگی بدنه ی سد را به همراه دارد که در آن تراکم ترک خوردگی در سمت راست سد بیش تر می شود. نتایج نشان می دهند که وجود گسل در پی، باعث افزایش بیشینه ی تنش های فشاری و تنش های برشی سد می شود. همچنین وجود گسل در کنار توده ی ضعیف باعث افزایش جابه جایی 2 تا 5/4 برابری در راستای ثقل، نسبت به حالت بدون گسل می شود. وجود گسل باعث تشدید کرنش های پلاستیک در تکیه گاه می شود. احتساب رفتار گسل باعث تغییر الگوی ترک خوردگی بدنه ی سد می شود؛ به طوری که المان های مرکزی سد و المان های بیش تری از قسمت زیرین سد دچار ترک خوردگی می شوند ولی در میزان درصد ترک خوردگی تغییر زیادی ایجاد نمی کند.

امروزه با توجه به اثرات گسترده اجتماعی و اقتصادی ناشی از شکست یا خرابی سدهای بتنی، ارزیابی لرزه ای سدهای بتنی یکی از مهم ترین مسائل در حوزه مهندسی به شمار می آید.از طرف دیگر پیچیدگی سدهای بتنی قوسی بر اهمیت تحقیق و بررسی در مورد تاثیرات ناشی از زمین لرزه می افزاید.تحقیقات بسیاری روی سدهای بتنی قوسی انجام شده است اما از جمله مواردی که اثرات آن بر روی پاسخ لرزه ای سدهای بتنی قوسی بررسی نشده و یا کم تر مورد توجه قرارگرفته است مولفه های دورانی ناشی از زمین-لرزه می باشد. برای توصیف کامل حرکت یک جسم صلب علاوه بر سه مولفه انتقالی نیاز به سه مولفه دورانی و شش مولفه کرنش می باشد، از آنجایی که ثبت مولفه های دورانی زمین لرزه بصورت مستقیم و با استفاده از ابزار اندازه گیری تا به امروز ممکن نبوده یا هزینه های زیادی را شامل می شود، محققان با استفاده از مولفه های انتقالی ناشی از زلزله اقدام به برآورد مولفه های دورانی ناشی از زلزله کرده اند. در این مطالعه ابتدا مولفه های دورانی ناشی از زلزله تفت با استفاده از روش توسعه یافته هونگنان لی برآورد شده است که در روش مزبور برخلاف اکثر روش ها که سرعت انتشار موج را ثابت فرض کرده اند وابستگی سرعت موج به زاویه برخورد و فرکانس موج لحاظ شده است و سپس صحت سنجی برای مولفه های دورانی برآورد شده با کار لی و لیانگ انجام شده است. در ادامه سد قوسی ماروپوینت به عنوان مطالعه موردی در نرم افزار انسیس مدل شده و برای این که توانایی تحلیل تحت مولفه های دورانی را دارا باشد از المان پوسته استفاده شده است و در ادامه مدل ساخته شده به همراه مخزن پر تحت 12 نوع آنالیز برای مدل پیوسته و درزه دار برای مقیاس های اصلی،g0.5وg1 قرارگرفته است. نتایج حاکی از تاثیرات قابل توجه مولفه های دورانی در راستای عرض دره برای گره های مورد بررسی می باشد چنانچه با اعمال این مولفه ها تغییرمکان در راستای عرض دره به مقدار قابل توجهی افزایش یافته ولی در راستای قائم و راستای رود به میزان کمی کاهش دارد که این موارد برای حالات درزه دار نیز صادق می باشد. از طرف دیگر با اعمال مولفه های دورانی میزان تنش های کششی و فشاری در گره های مورد بررسی افزایش می یابد که اعمال درزه در مدل سد باعث کاهش این تنش هابرای حالات سه مولفه ای و پنج مولفه ای می شود. در انتها میزان بازشدگی درزه ها برای مدل های ارائه شده مورد بررسی قرار گرفته است که نشانگر افزایش بازشدگی درزه ها برای حالات تحلیل پنج مولفه ای نسبت به تحلیل سه مولفه ای می باشد، این نتایج حاکی از اهمیت اعمال مولفه های دورانی در آنالیز و تحلیل سدهای بتنی قوسی جدید و ارزیابی لرزه ای سدهای موجود می باشد. کلمات کلیدی: مولفه های دورانی، ماروپوینت، سرعت برشی موج، تنش اصلی، زاویه برخورد، بازشدگی درزه

در این تحقیق از روش لاگرانژی اصلاح شده برای تحلیل رفتار لرزه ای سدهای بتنی وزنی آسیب دیده استفاده شده است تا بتوان از ایمنی آنها در برابر خطراتی همچون لغزش و واژگونی در هنگام وقوع پس لرزه ها اطمینان یافت. روش لاگرانژی اصلاح شده ترکیبی از روش لاگرانژی و روش جریمه می باشد که در ابتدای حل همگرایی مسئله بر اساس سفتی جریمه تعیین شود و پس از رسیدن به حالت تعادل استاتیکی در محل ترک رواداری نفوذ بررسی می گردد و در این مرحله در صورت نیاز اگر میزان نفوذ سطوح تماسی از رواداری تماسی اولیه بیشتر باشد فشار تماسی نیز به معادلات افزوده شود و حل بر مبنای الگوریتم لاگرانژی افزاینده ادامه می یابد تا دقت مطلوب حاصل گردد. برای صحت سنجی این روش از مدل سد کوینا که تحت زلزله 1967 آسیب دیده استفاده شده است که نتایج تحلیل نشان می دهند که این روش از اعتبار مناسبی برخوردار می باشد. وقوع پس لرزه ها بعد از هر زلزله امری کاملا" طبیعی می باشد که ممکن است از چند ساعت تا چند ماه بعد از وقوع زلزله اصلی ادامه یابد. در این تحقیق از ترکیبی از روشهای بته و گوتنبرگ-ریشتر برای بدست آوردن پس لرزه های مورد نظر استفاده شده است. در بخش اصلی این تحقیق پایداری سد بتنی منجیل که بر اثر زلزله 1991 دچار آسیب دیدگی شدید شده در برابر پس لرزه های زلزله ی منجیل مورد تحقیق قرار می گیرد. نتایج تحلیل ها نشان می دهند که سد منجیل در صورت برخورداری از ضریب اصطکاکی مناسب در برابر پس لرزه ها پایداری خود را حفظ می کند البته تحلیل ها نشان می دهند که پدیده ی بلند شدگی به دلیل تاثیرش بر لغزش می بایست مدنظر قرار گیرد حتی اگر مقدار بلندشدگی در مقایسه با لغزش ناچیز باشد. همچنین نشان داده می شود که اختیار مقادیر بزرگتر برای ضریب سختی برشی اگرچه از مقدار لغزش می کاهد ولی به طور کلی از لغزش جلوگیری نخواهد کرد و در صورت گزینش عدد بسیار بزرگ برای این ضریب به نوبه ی خود ممکن است باعث افزایش امکان وقوع بلندشدگی گردد.

با گسترش صنعت سدسازی و ساخت سدهای متعدد در مناطق لرزه خیز و خصوصاً در نزدیکی گسل ها و با توجه به فاجعه آمیز بودن خرابی چنین سازه¬هایی در برابر زلزله ضرورت و توجه به روش های تحلیل و طراحی سدها در برابر بارهای وارده مخصوصاً بارهای دینامیکی ناشی از زلزله حائز اهمیت است. با وجود گسترش مطالعات در خصوص این سازه ها در طول سال های اخیر با این حال به دلیل پیچیدگی ذاتی سدهای بتنی هنوز ابهامات زیادی در مورد این سازه¬ها وجود دارد. یکی از مواردی که تاکنون به طور جدی مورد توجه محققان قرار نگرفته است بررسی تأثیر مولفه های دورانی زمین لرزه است. به همین خاطر در این تحقیق سعی شده است اثر این مولفه ها بر پاسخ دینامیکی سدهای بتنی قوسی بررسی گردد. بدین منظور نخست مولفه های دورانی زلزله با استفاده از روش مناسبی برآورد شد. اکثر روش های برآورد مولفه های دورانی بر فرض سرعت ثابت موج انتشار استوارند درحالی که تحقیقات مختلف نشان داده که چنین فرضی صحیح نیست و بایستی وابستگی سرعت موج به زاویه برخورد و فرکانس موج در نظر گرفته شود. بر این اساس در تحقیق حاضر از روش هونگ –نان لی و همکاران استفاده شده که این وابستگی را به درستی در نظر می گیرد. پس از برآورد مولفه های دورانی زلزله های سن فرناندو، تفت و طبس، مولفه های دورانی این زلزله ها بر سد قوسی ماروپوینت در حالت مخزن خالی و مخزن پر با ضریب مقیاس های مختلف اعمال شد و نتایج تحلیل ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشینه مولفه گهواره ای به سرعت موج برشی، زاویه برخورد موج و بیشینه مولفه های انتقالی زمین لرزه وابسته است. هم چنین نتایج نشان داد با احتساب مولفه های دورانی مقادیر تغییر مکان سد د راستای دره افزایش می یابد اما تغییر مکان در راستای رود برای زلزله تفت در هر دو حالت مخزن پر و خالی کاهش یافت. تحلیل ها نشان داد مولفه های دورانی تأثیر چشم گیری بر روی مقادیر بیشینه تنش های اصلی اول و سوم دارند. در این تحقیق تحلیل غیر خطی مادی با استفاده از مدل دراگر – پراگر برای سه زلزله محتلف با مقیاس های مختلف انجام شد و نتیج مورد برسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در حالت مخزن پر مقادیر تغییرمکان سد برای زلزله طبس در هر سه راستا (x، y و z) و در هر سه مقیاس افزایش یافت در حالی که در حالت مخزن خالی مقادیر ناشی از زلزله تفت تاثیر قابل توجه تری بر پاسخ غیر خطی مادی سد بتنی دارد.

‫ اﻳﻤﻨﻲ و ﭘﺎﻳﺪاری ﺳﺪﻫﺎ در ﻣﻘﺎﺑﻞ زﻟﺰﻟﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺷﺮاﻳﻂ زمین شناسی و ﺗﻜﺘﻮﻧﻴﻜﻲ ﻣﻨﻄﻘﻪ از موارد مهم ﻃﺮاﺣﻲ ﺳﺪﻫﺎ ﻣﺤـﺴﻮب می شود .زلزله ها ﺷﺎﻳﺪ از عمده ترین پدیده های تأثیرگذار بر روی سازه ها می باشد و ﻣﻬﻨﺪﺳﺎن ، ﻣﻌﻴﺎرﻫﺎی ﻃﺮاﺣﻲ را در راﺳﺘﺎی ﻣﻘﺎﺑﻠﻪ ﺑـﺎ اﺛـﺮات آن‬ ‫ﺑﻜﺎر می گیرند. ﻣﺎ ﺑﻪ ارزﻳﺎﺑﻲ دوﺑﺎره اﻳﻤﻨـﻲ‬ ‫لرزه ای ﺳﺪﻫﺎی ﻣﻮﺟﻮد و ﺗﺮﻣﻴﻢ و مقاوم سازی آن ها در ﺻﻮرت ﺿﺮورت ، ﻧﻴﺎز دارﻳﻢ. لذا آنالیز دینامیکی غیرخطی در حال حاضر ابزاری برای بررسی ایمنی لرزه ای سدهای بتنی وزنی می باشد که در سال های اخیر استفاده از آن ها لازم دانسته شده است . همان طور که میدانیم از جمله اثرات زلزله در سدها ، ایجاد ترک در آن هاست که می تواند خطرناک باشد ، طوری که پایداری سد را به خطر بیندازد. در پژوهش حاضر هدف بررسی رفتار سد بتنی وزنی ترک خورده ، تحت زلزله مجدد می باشد ،به طوری که ابتدا ترک های به وجود آمده از زلزله قبلی ، مورد تعمیر و بازسازی قرار نگرفته و زلزله ای رخ می دهد و دوباره تحلیل های غیرخطی دینامیکی بر اساس اینکه سد مورد نظر مورد مرمت و بازسازی قرارگرفته انجام شده است . در این تحقیق از مدل ترک پخشی ثابت برای بررسی رفتار غیرخطی بدنه سد استفاده شده است. در تحلیل ها اندر کنش دینامیکی سد و مخزن با احتساب تراکم پذیری سیال و شرایط مرزی جاذب مخزن لحاظ شده و معادلات آن با استفاده از مدل نوسانی حل شده است . جهت بررسی از مدل خطی بدون المان درزه ( مدل سالم ) ،غیرخطی مدل با المان درزه ( ترک خورده ) و غیرخطی ترمیم یافته استفاده شده است که این مدل ها در سه سطح شتاب بیشینه زلزله پایه ، 0.5g و 1g رکورد زلزله کوینا مورد تحلیل قرارگرفته اند . بررسی های انجام شده نشان داد که بیشینه جابجایی تاج سد در تحلیل غیرخطی مدل ترک خورده از تحلیل خطی مدل سالم و غیرخطی مدل ترمیم یافته بیشتر می باشدو همچنین عملیات ترمیم و بازسازی باعث کاهش جابجایی بیشینه تاج سد نسبت به مدل سالم بدون ترک شده است . نتایج آنالیز لرزه ای مجدد بر روی سد بتنی ترک خورده تحت زلزله پیشین ، بیانگر لزوم بررسی رفتار سد و ترک های ایجادشده بر روی آن تحت زلزله اول می باشد ، چرا که با توجه به هزینه های بازسازی سدها ، در بسیاری از موارد به خصوص زمانی که ترک در قسمت بالادست و مخصوصاً گردن سد ایجاد نشود ، سازه بدون نیاز به هزینه های تعمیر و ترمیم ، زلزله دوم را نیز تحمل می کند و این زلزله پایداری سیستم سد و فونداسیون را به خطر نمی اندازد .

نیاز به نفت خام و قرارگیری برخی منابع نفتی در دریاها و کوشش برای استخراج آنها منجر به احداث سکوهای دریایی شده است. پایداری سکوها در طول عمر عملیاتی متأثر از عوامل زیادی می باشد. ایران با داشتن دو دریا در شمال و جنوب و نیز داشتن منابع غنی نفت و گاز در دریاها نیاز مبرم به داشتن دانش و تکنولوژی ساخت و ساز سکوهای دریایی و نیز نگهداری بهینه از آنها دارد. از آنجا که عمر بسیاری از سازه های دریایی از عمر طراحی عبور کرده است، در بسیاری از موارد بهسازی و ترمیم سکو و در نتیجه ادامه فعالیت سکو اقتصادی تر از نصب یک سکوی جدید است. برای تعمیر موثر اعضای آسیب دیده و برگرداندن سکو به حالت نخست، ارزیابی صحیح از وضعیت سازه بعد از حادثه لازم است. به همین جهت، چگونگی آنالیز و تعیین میزان خسارت و آسیب سکو تحت تصادم و تاثیر آسیب بر یکپارچگی، ظرفیت تحمل بار و عمر خستگی سکو، مباحث مهم در مطالعات آسیب سکو هستند. از این رو، بازرسی این سازه ها در دهه های اخیر مورد توجه ویژه قرار گرفته است که در این میان ارزیابی آسیب ناشی از گروه هایی که به کلیت پایداری سازه آسیب وارد نموده و باعث تغییر رفتار سازه می گردند، مورد توجه بوده و علاوه براین علت رخداد آسیب های برآورد شده نیز از اهمیت بسزایی برخوردار است. با وجود رشد قابل توجه در زمینه ی ارزیابی برخورد کشتی و آسیب های ناشی از آن که باعث پیشرفت قابل ملاحظه ای را در آیین نامه های مربوطه شده است، هنوز موارد مبهم زیادی وجود دارد که بایستی مورد توجه بیشتری قرار گیرد. سازه انتخاب شده جهت مطالعه یک سکوی سرچاهی در پارس جنوبی است که با استفاده از نرم افزار انسیس مدلسازی شده است. در این پایان نامه یک بادبند تحت برخورد جانبی بررسی می شود. آنالیزها به صورت دینامیکی با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی مصالح و رفتار غیرخطی هندسی سازه و در نظر گرفتن اندرکنش شمع، خاک و سازه می باشد. این آنالیزها برای درک کلی نتایج تصادم و تعیین مقاومت و استحکام باقیمانده اعضا مفید است. آنالیز برخورد نشان می دهد که بادبند وارد محدوده غیرخطی شده و سازه قادر به جذب انرژی برخورد می باشد. جذب انرژی در این مدل با پس جهیدن کشتی، نوسان سکو، تغییر شکل های الاستیک و غیرالاستیک اعضای در معرض ضربه، کرنش های کشیدگی پلاستیک محوری در عضو می باشد. هدف از تحلیل آسیب، اطمینان از این است که سازه تحت ضربه های شدید دچار فروپاشی نشود و این مطلب زمانی محقق می شود که بارهای حاصل از قسمت های فوقانی سکو بتواند از ناحیه مورد ضربه در حین و بعد از ضربه های شدید منتقل شود. در تحلیل های انجام شده پارامترها در اعضای غیر از مهاربند، در حد مجاز می باشند و در تحلیل سکوها باید در نظر داشت که اگر در حالت برخورد کشتی، تسلیم شدن به اعضای تحت ضربه محدود شود این حسن را دارد که می توان اطمینان حاصل کرد که آسیب به طور موضعی و محدود در عضو ضربه خورده باقی می ماند و تاثیری روی استحکام و پایداری کلی سازه ندارد و این مطلب به تعمیر کمک می کند. نتایج مدلسازی برای انتخاب یک تعمیر مناسب و معقول و تقویت قسمت های آسیب دیده مفید است.