تجرب? زلزله های گذشته نشان داده است که در صورت استفاده از روش های متعارف برای طراحی سازه‏ها، برخی اعضا زمانی به حد تغییرشکل مجاز می رسند که تغییرشکل سایر اعضا کمتر از حد مجاز است. در روش‏های متعارف آیین نامه ای برای بارگذاری لرزه ای سازه ها مود اول ارتعاش، مود حاکم فرض شده و نیروی زلزله بر اساس این مود، که عموماً خطی یا نزدیک به حالت خطی است، توزیع می شود. لذا اکثر آیین نامه ها برای بارگذاری لرزه ای، توزیع خطی را پیشنهاد ‏می‏کنند. واقعیت این است که در هنگام زلزله، سازه وارد حوز? غیرارتجاعی شده و فرض حاکم بودن مود اول چندان صحیح به نظر نمی رسد. به عبارت دیگر، در زلزله های قوی وقتی سازه وارد حوز? غیرارتجاعی می شود، نیروی وارد به هر طبقه به انداز? مقاومت تسلیم آن طبقه است که آن نیز تابعی از فرض بارگذاری لرزه ای اولیه برای طراحی است. لذا به نظر می رسد هر تغییرشکل منطقی را می‏توان برای توزیع نیروی زلزله در ارتفاع سازه فرض کرده و از بین این فرضیات، شاید بتوان بهینه ترین الگوی بار را برای رسیدن به هدف انتخابی که می تواند کمترین وزن سازه باشد، انتخاب کرد. مطالعات گذشته بر روی رفتار غیرارتجاعی سازه‏ها نشان می‏دهد که در حوز? غیرارتجاعی، کاهش مقاومت، باعث افزایش جابجایی سازه می‏شود. اگر از سختی و مقاومت اعضا کاسته شود، ضریب نرمی طبقات افزایش می‏یابد و بلعکس. پس می‏توان با استفاده از تئوری تغییرشکل‏های یکنواخت، توزیع سختی و مقاومت سازه را به نحوی تغییر داد که؛ مصالح تدریجاً از بخش‏های بلااستفاده به بخش‏های مورد نیاز انتقال یابد. این کار باعث می‏شود که ضریب شکل‏پذیری در طبقات مختلف یکسان ‏شود. در شرایط یکسان، سازه‏ای که تغییرشکل همه اعضای آن به حد مجاز خود رسیده باشند، با داشتن وزن و زمان تناوب یکسان، تغییرشکل حداکثر آن بمراتب کمتر از سازه‏ای است که تغییرشکل‏های غیریکنواخت دارد. هدف از این تحقیق، استفاده از تئوری تغییرشکل‏های یکنواخت، به منظور تعیین الگوی بار بهینه در طراحی قابهای ساد? مجهز به میراگرهای فلزی جاری شوند? adas می‏باشد. بهینه‏سازی با استفاده از تئوری تغییرشکل‏های یکنواخت با این قید انجام می‏شود که کلی? اعضا در حوز? ارتجاعی باقی مانده و فقط میراگرها وارد حوز? غیرارتجاعی شوند. انتظار می‏رود اگر سازه‏ای با الگوی توزیع بار بهینه طراحی گردد، در حین وقوع زلزله رفتار بهتری نسبت به سازه‏ای داشته باشد که طراحی آن بر اساس الگوی توزیع بار آیین‏نامه‏ای‏ صورت گرفته است. فرض رایج در طراحی این میراگرها استفاده از نسبت سختی b/d=2 (نسبت سختی بادبند به سختی میراگر) می‏باشد. بنابراین در طول فرآیند بهینه‏سازی، جهت تعیین الگوی توزیع بار بهینه، این نسبت بعنوان یک نسبت ثابت باقی می‏ماند. در تحقیق مشخص شد که اگر تابع هدف در فرآیند بهینه سازی همان یکسان بودن گریز برشی طبقات فرض شود، می‏توان با تغییر نسبت b/dام قاب های مجهز به میراگرهای جاری شونده را به شکل دیگر نیز بهینه سازی کرد. در این روش از تئوری تغییرشکل‏های یکنواخت برای یافتن توزیع بهین? نسبت b/dام استفاده می‏شود. نتایج فرایند بهینه‏سازی بر روی قابهای مختلف طبقه نشان می‏دهد که پس از بهینه‏سازی با بهبود رفتار میراگرها اندیس خرابی کاهش یافته و بنابراین پایداری سازه در زمان زلزله بهتر می شود.

امروزه، یکی از روش های رایج کنترل ارتعاشات و بهبود پاسخ سازه ها، استفاده از میراگرها می باشد. میراگرهای فولادی جاری شونده به عنوان یکی از میراگرهای با عملکرد مناسب مطرح می باشد که با استفاده از خاصیت تسلیم فلزات، به خصوص فولاد نرمه باعث استهلاک بخش عمده ای از انرژی ورودی به سازه می شوند. در این پژوهش، نوع خاصی از میراگرهای فولادی جاری شونده u شکل مورد مطالعه قرار گرفته اند. برای بررسی عملکرد این میراگر، از چهار قاب خمشی فولادی با تعداد طبقات یک، سه، پنج و ده استفاده شده است. این میراگرها توسط بادبندی های 8 شکل به سازه اضافه شده اند. برای بررسی رفتار میراگر در سازه، قاب ها تحت چهار شتاب نگاشت مختلف در دو سطح تحت تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی قرار گرفته اند. مطالعات پیشین در این زمینه بیشتر بر رفتار غیر خطی میراگر تاکید داشت و اعضای سازه ای به صورت خطی مدل می شدند؛ در حالی که، در این پروژه، نه تنها خصوصیات غیر خطی میراگر در قاب منظور شده بلکه خصوصیات غیر خطی اعضای سازه ای همچون تیرها و ستون ها نیز، از طریق اختصاص مفاصل پلاستیک به این اعضا در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد با قرار دادن میراگر فولادی جاری شونده u شکل در قاب های خمشی، رفتار غیر خطی از اعضای سازه ای به قطعات میراگر منتقل می گردد. بنابراین، خرابی احتمالی که در قاب روی می داد، کاهش یافته و یا از بین می رود. بر اساس نتایج تحلیل، افزودن این میراگر به قاب خمشی، باعث بهبود رفتار قاب و کاهش متغیرهای مختلف از جمله حداکثر برش پایه و تغییر مکان افقی طبقه بام می گردد. به گونه ای که در متغیرهای مذکور، به ترتیب، حدود %25 و %45 کاهش مشاهده می شود.

در این پایان نامه به بررسی رفتار سازه بتنی در نزدیکی گسل های فعال با استناد از آیین نامه های طراحی لرزه ای مختلف پرداخته شده است. با توجه به اینکه حرکات زمین در نزدیکی گسل به طور چشمگیری بزرگتر از این نوع حرکات در فواصل دورتر می باشد. هر یک از آیین نامه های طراحی لرزه ای ضرایب خاصی به نام ضرایب نزدیک گسل برای محاسبه نیروی جانبی وارد بر سازه در این مناطق ارایه کرده اند. بارهای جانبی وارد بر سازه بتنی مورد بررسی در این تحقیق بر اساس ضوابط و ضرایب نزدیک گسل مربوط به هر یک از این آیین نامه ها به دست آمده اند. جهت مدل سازی سازه بتنی 6 طبقه با سیستم قاب خمشی مقاوم، تحت بارهای زلزله ی مربوط به هر آیین نامه از نرم افزار المان محدود جدیدی به نام atena v3.0.0 و برای تحلیل سازه از روش تحلیل استاتیکی غیرخطی افزاینده استفاده شده است، با انجام این تحلیل منحنی های نیرو- جابجایی و فرآیند انتشار ترک خوردگی در سازه به دست آمده است. با مقایسه این منحنی ها نقاط ضعف مربوط به هر یک از آیین نامه ها مورد بررسی قرار گرفته و روش دقیق تری برای طراحی لرزه ای سازه ها در نزدیکی گسل ارایه شده است.

ساختمان های اسکلت فولادی از جمله متداول ترین نوع سیستم های سازه ای برای تحمل بارهای ثقلی و جانبی می باشند. قاب های فولادی از نظر درجه صلبیت اتصالات آن ها به سه دسته صلب، ساده و نیمه صلب تقسیم بندی می شوند. درجه صلبیت بنابه تعریف، نسبت لنگر انتهایی حقیقی به لنگر گیرداری انتهایی در حالت کاملا گیردار می باشد. برای در نظر گرفتن صلبیت اتصال می توان از سختی دورانی که شیب منحنی لنگر- دوران اتصال می باشد، استفاده کرد. سختی دورانی اتصال بیانگر مقاومت آن در برابر تغییر زاویه است و هر قدر اتصال سخت تر باشد، میزان تغییر زاویه آن کمتر است. سختی دورانی در حالات حدی برای اتصال مفصلی برابر صفر و برای اتصال کاملا صلب بینهایت در نظر گرفته می شود. اگر اتصال از صلبیت کامل (بطور ریاضی بینهایت) برخوردار نباشد، زاویه آن در طول بارگذاری تغییر می کند که در آن صورت به آن اتصال نیمه صلب گفته می شود. بر طبق آزمایشات تجربی اتصال مفصلی بطور کامل مفصلی عمل نکرده و مقداری از ممان تیر را به ستون منتقل می کند. همچنین اتصال صلب نیز بطور کامل صلب نمی باشد و مقداری رفتار انعطاف پذیر از خود نشان می دهد. این رفتار اتصال هم بر خواص الاستیک و هم بر خواص پلاستیک سازه تاثیر گذاشته و رفتار آن را تغییر می دهد. از جمله این تغییرات، تغییر در عکس العمل های انتهایی، ماتریس سختی، ماتریس جرم، زمان تناوب و پاسخ لرزه ای سازه می باشد. در این پایان نامه، هدف، بررسی و اعمال رفتار واقعی اتصالات در قاب های ساده می باشد. در این بررسی به تاثیر رفتار اتصال بر مقاومت، تغییرشکل و توزیع نیروهای داخلی قاب فولادی توجه ویژه ای می شود. انتظار می رود پاسخ سازه با اعمال این واقع گرایی دچار تغییراتی شده و تحلیل و طراحی قاب های فولادی با روش های مرسوم را زیر سوال ببرد. سرانجام سعی می شود راهکاری برای غلبه بر این مشکل پیشنهاد شود. برای این منظور رفتار غیرخطی قاب ها در نظر گرفته شده و از تحلیل های استاتیکی و دینامیکی تحت بارهای ثقلی و جانبی استفاده می شود. قاب های ساختمانی 3 ، 5 و 10 طبقه با شرایط اتصال واقعی و فرض بارگذاری معمول با یک نرم افزار اجزای محدود مناسب مدل و تحلیل شده و نتایج آن مورد ارزیابی قرار می گیرد.

مهاربندهای ضربدری و ? در ساختمان های فولادی برای مقابله با بارهای جانبی ناشی از زلزله و باد استفاده می شود. فرض رایج اتصال مهاربند به صورت مفصلی است، ولی در عمل با توجه به جزئیات اتصال ممکن است اندکی گیرداری حاصل شود، هم چنین در مهاربندهای ضربدری معمولاً یک قطر به صورت پیوسته و قطر دیگر در وسط به صورت منقطع اجرا می شود، به طوری که اتصال میانی قطر منقطع تا حدی مفصلی می باشد. هم چنین بار کمانشی مهاربند متأثر از ضریب طول موثر کمانشی مهاربند می باشد و ضریب لاغری نیز به نوبه خود به شرایط انتهایی مهاربند بستگی دارد، از این رو تغییر شرایط اتصال مهاربند بر روی بار کمانشی آن تأثیر می گذارد. در این پایان نامه رفتار قاب های فولادی دو بعدی با تعداد طبقات و دهانه های مختلف مهاربندی شده هم مرکز با مهاربندهای ضربدری با شرایط مختلف اتصال انتهایی و میانی مهاربند و هم چنین مهاربندهای ? با شرایط مختلف اتصال به تیر و قاب بررسی می شود. اتصالات مهاربندهای این قاب ها در دو حالت حدی مفصلی کامل و صلب کامل مدل سازی می شوند. این قاب ها ابتدا در نرم افزار sap2000.v14.1 به صورت خطی طراحی و تحلیل می شوند، سپس با درنظر گرفتن اثرات غیرخطی هندسی p-deltaو اعمال مفاصل پلاستیک به اعضا، تحلیل غیرخطی استاتیکی (pushover) انجام می شود. در ادامه تحلیل غیر خطی دینامیکی قاب ها با اعمال شتاب زلزله های مختلف انجام می شود. در نهایت برش پایه، توزیع نیروها و در حالت کلی رفتار قاب های با شرایط اتصال مختلف با هم مقایسه می شود تا حساسیت رفتار قاب های ساختمانی به شرایط مختلف اتصال مهاربندها ارزیابی شود. با انجام تحلیل استاتیکی خطی معلوم شد که تغییر شرایط اتصال انتهایی و میانی مهاربند ضربدری و اتصال انتهایی مهاربند ? بر زمان تناوب، سختی و نیروهای داخلی قاب ها، در حوزه رفتار خطی تأثیر قابل ملاحظه ای ندارد. هم چنین تحلیل های استاتیکی غیرخطی نیز نشان دادند، تغییر قیدهای اتصال مهاربندها، بر نقطه تسلیم و ظرفیت برشی قاب ها تقریباً بی تأثیر است، ولی تغییر ضریب طول موثر مهاربندها با توجه به شرایط اتصال، عامل تأثیرگذار بر رفتار قاب ها می باشد، به طوری که قاب های دارای مهاربند با ضریب طول موثر کمتر، نقطه تسلیم و ظرفیت برشی بیشتری را نسبت به سایر قاب هایی که ضریب طول موثر مهاربندهای آنها بیشتر است، دارند. با تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی نیز نتایج مشابه به دست آمد، که طبق آن تأثیر تغییر ضریب طول موثر مهاربند بر اثر تغییر قیدهای اتصال روی رفتار قاب های فولادی مهاربندی شده غالب می باشد.

قاب خمشی فولادی یکی از سیستم های مقاوم در برابر نیروهای جانبی است. این سیستم با شکل پذیری مناسب ، امکان جذب انرژی بالایی را دارا می باشد ولی به دلیل نداشتن سختی جانبی کافی، تغییر مکان های بزرگی را تحت اثر نیروهای جانبی تجربه می کند. مقاوم سازی قاب های خمشی فولادی در شرایطی از جمله تغییر کاربری سازه، نادرست بودن فرض-های اولیه محاسباتی یا اشتباهات در فرآیند ساخت ضرورت پیدا می کند. روش های مختلفی برای مقاوم سازی قاب خمشی وجود دارد. در این تحقیق، رفتار قاب خمشی فولادی مقاوم سازی شده با مهاربند کابلی واگرا به صورت تجربی و تئوری بررسی شده است و با رفتار قاب خمشی مقاوم سازی شده با مهاربند کابلی ضربدری مقایسه شده است. رفتار نمونه های قاب خمشی فولادی تنها و قاب خمشی فولادی مهاربندی شده با مهاربند کابلی واگرا، به صورت تجربی در آزمایشگاه تعیین شد و نتایج تجربی با مدل المان محدود مورد مقایسه قرار گرفت. پس از اطمینان از صحت مدل های المان محدود، سه نمونه مدل المان محدود قاب خمشی، قاب خمشی با مهاربند کابلی واگرا و قاب خمشی با مهاربند کابلی ضربدری، تهیه و رفتار هیسترزیس نیرو-جابجایی و نیروی محوری ستون های قاب ها بررسی شد. بررسی ها نشان می دهد که مهاربند کابلی واگرا از نظر شکل پذیری و بزرگی نیروی محوری ستون های قاب، رفتار مناسب-تری نسبت به مهاربند کابلی ضربدری دارد و برای مقاوم-سازی قاب های خمشی فولادی توصیه می شود.

میراگرهای جاری شونده فلزی، از قدیمی ترین ابزار اتلاف انرژی برای کنترل و کاهش پاسخ های لرزه ای سازه ها تحت زمین لرزه های شدید محسوب می شوند. یکی از پرکاربردترین این وسایل نوع خاصی از میراگرها تحت عنوان میراگرهای adas می باشند . در طراحی این نوع میراگرها پارامتر های مختلفی دخیل هستند که عبارت اند از: 1-جابجایی تسلیمی(?y) 2-ضریب سخت شوندگی کرنشی(?) 3-نسبت سختی اعضای بادبندی به سختی میراگرها(b/d) 4- نسبت سختی میراگر به سختی طبقه بدون میراگرهای نصب شده(sr) 5-سختی الاستیک میراگر(kd). انتخاب مناسب این پارامترها، تأثیر چشمگیری بر رفتار غیرخطی سازه دارد. در تحقیقات گذشته دانشمندان مقادیر ثابتی را برای پارامتر های طراحی adas پیشنهاد کرده اند . در این پژوهش نشان داده شده است، چنانچه این مقادیر برای میراگرها در تمامی طبقات قاب های خمشی و ساده فولادی یکسان انتخاب شود، شکل پذیری به صورت یکنواخت در طبقات توزیع نشده و تغییر شکل های بخش هایی از سازه کمتر از تغییر شکل مجاز خواهد شد. به عبارت دیگر از تمامی ظرفیت مصالح مصرفی استفاده نشده و طراحی بهینه نمی باشد . می توان با متغیر فرض کردن پارامترهای موثر در سختی و مقاومت میراگرهای adas و با استفاده از الگوریتم رسیدن به تغییر شکل های یکنواخت، سازه ای طراحی نمود که علاوه بر بهینه بودن ، عملکرد و رفتار لرزه ای مناسب تری تحت زلزله های شدید داشته باشد .

تحقیقات نشان داده اند که استفاده از میراگرهای ویسکوز میتواند نقش موثری در کنترل پاسخ سازه ها در برابر باد،انفجار و زلزله داشته باشد. اکثر سازه ها هنگام زلزله های شدید با کمک شکل پذیری اعضا، با ان مقابله میکنند که سبب اسیبهای اساسی و بعضا غیر قابل جبرانی به اعضاء سازه ای و غیر سازه ای میگردد استفاده از میراگرها میتواند تغییر مکانها و شتابهای زیاد سازه و به تبع ان نیاز به شکل پذیری را کاهش دهد. در این تحقیق از سه حالت مدلسازی در نرم افزار abaqus استفاده شده است که حالت اول قاب فلزی 1 طبقه، حالت دوم قاب فلزی 2 طبقه و حالت سوم قاب فلزی 9 طبقه می باشد. که در هر حالت از یک رکورد زلزله خاص استفاده شده است و برای آنالیز مدلها از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی استفاده شده است و در انتهای تحقیق نتایج بدست آمده مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق می خواهیم اثرات استفاده از میراگر ویسکوز در قابهای فلزی و نحوه اثر گذاری میراگر ویسکوز در پاسخ قابها را، بررسی کنیم و نیز یک شناخت کامل از میراگر ویسکوز و نحوه عملکرد ان داشته باشیم.در یک مرحله نیز به معرفی نرم افزار abaqusپرداخته و نحوه مدلسازی قابها را در این برنامه شرح خواهیم داد.که نتایج بدست امده نشان دهنده کاهش 30 الی 60 درصدی در پاسخ قابها (شتاب- تغییرمکان و...) میباشد.

یکی از شیوه های نوین مهار سازه های فولادی استفاده از مهاربندهای کمانش ناپذیر در سیستم جانبی این سازه ها می باشد که اخیراً مورد توجه قرار گرفته است. تحقیق حاضر به مطالعه رفتار مهاربندهای کمانش ناپذیر می پردازد؛ که در بخش اول این تحقیق، مقایسه ای بین پارامترهایی از قبیل جذب انرژی و جابجایی طبقات و حداکثر تنش ایجاد شده در سازه برای قاب های سه بعدی 3، 6، 9 و 12 طبقه دارای حالات مهاربندی قطری و k در قالب اعمال شتابنگاشت های زلزله های طبس و elcentro و loma prieta و انجام تحلیل تاریخچه زمانی انجام شده است و در بخش دوم نیز شکل پذیری مهاربندهای کمانش ناپذیر برای قاب های دو بعدی 3 ، 6 ، 9 و 12 طبقه با حالات قرارگیری مهاربندها بصورت های قطری، x، v معکوس و k با انجام تحلیل استاتیکی افزاینده غیرخطی تعیین شده است. تحقیقات اخیر بیانگر این واقعیت است که شکل پذیری مهاربندها به عوامل مختلفی بستگی دارد و تعیین دقیق این پارامتر مستلزم انجام پژوهش های گسترده می باشد. در این تحقیق تأثیر ارتفاع سازه و نوع مهاربندی بر شکل پذیری در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که در قاب های دو بعدی، با افزایش ارتفاع سازه، شکل پذیری افزایش می یابد. همچنین حالت مهاربندی v معکوس، در تمامی حالات بیش ترین مقدار شکل پذیری را دارا می باشد و پس از آن به ترتیب حالات مهاربندی x و k و قطری قرار می گیرند. به جز سازه 3 طبقه که در آن مقدار شکل پذیری در حالت مهاربندی قطری اندکی از مقدار شکل پذیری در حالت k بیش تر می باشد. در قاب های سه بعدی، حداکثر تنش ایجاد شده در سازه و جابجایی طبقات در حالت مهاربندی k، بیش تر از حداکثر تنش ایجاد شده و جابجایی طبقات در حالت مهاربندی قطری می باشد.

مطالعات تحلیل خطرپذیری لرزه ای، شامل دو قسمت است: تخمین خطر و ارزیابی آسیب پذیری سازه ها. ارزیابی آسیب پذیری ساختمان ها موجود، پیش-بینی عملکرد این سازه ها در زلزله های آینده می باشد و امکان قضاوت مهندسی برای ساخت مجدد یا بهسازی آنها را فراهم می کند. آسیب می تواند به یک سازه، مجتمع، فعالیت های تجاری و یا تمامی سازه های زیربنایی یک کشور وارد شود و از طریق محاسبه هزینه تعمیرات یا تعداد تلفات و افراد مجروح و با توقف فعالیت های صنعتی و تولیدی برآورد شود. روش ها و ابزار متنوعی برای ارزیابی آسیب پذیری وجود دارد که از نظر هزینه و دقت متفاوت می باشند اما به طور عمومی برای بدست آوردن میزان خرابی سازه، تابع آسیب پذیری با نیاز لرزه ای سازه مقایسه می گردد. برای تعیین آسیب پذیری لرزه ای ساختمان ها، استفاده از منحنی های شکنندگی که احتمال خسارت سازه ای را به عنوان تابعی از مشخصه های حرکت زمین و پارامترهای طراحی عرضه می کند در ادبیات فنی متداول می-باشد. این منحنی ها درصد احتمال فراگذشت پاسخ سازه از حد مجاز عملکردی را در شدت های متفاوت زمین لرزه بیان می کند. در مدلسازی و تحلیل مدل های ایجاد شده از نرم افزار sap کمک گرفته شد. سازه مورد بررسی یک ساختمان بتنی با پانل های پیش ساخته در منطقه آذربایجان شرقی می باشد که ساخت منحنی شکنندگی برای سازه ی پیش ساخته مدنظر، مطالعه شده و تأثیر عملکرد اتصالات پانل ها بر شکل منحنی بررسی گردید. حساسیت منحنی شکنندگی به نوع اتصالات مورد بررسی قرار گرفته و در انتها کاربرد این منحنی ها برای ارزیابی آسیب پذیری لرزه-ای سازه های پیش ساخته پانلی مطالعه شد. نتیجه ی رفتار سازه برای دو نوع از اتصالات بدین گونه می باشد: زمانی که سازه تنها دارای اتصالات قائم می باشد برای حالت آسیب جزئی مقدار pga متناظر با نسبت گریز طبقه، آن سطح آسیب، برابر باg03/0 می باشد. برای حالت آسیب متوسط، آسیب اصلی و آسیب شکست این عدد به ترتیب برابر g05/0، g07/0 و g10/0 می باشد و زمانی که سازه دارای اتصالات قائم و افقی است مقدار pgaای برای چهار حالت آسیب جزئی، آسیب متوسط، آسیب اصلی و آسیب شکست، به ترتیب برابر g25/0، g46/0، g7/0 و g1/1 بدست آمد و این نشانگر آن است که هرچه سطح آسیب بالاتر می رود، اختلاف بین pgaای که سازه در آن مقدار به نسبت گریز آن سطح آسیب می-رسد، برای سازه بدون اتصال افقی و سازه با اتصال افقی بیشتر می شود و این بدین معنی می باشد که تأثیر اتصالات افقی در شتاب های بالا بیشتر می-باشد.

فلسفه طراحی سازه ها بر این اصل استوار است که تیرها و ستون ها به نحو مناسبی به یکدیگر متصل شوند تا بتوانند با عمل یکپارچه خود در مقابل نیروهای وارده، شرایط مقاومت، بهره برداری و ظرفیت را تامین کنند. اتصالات وظیفه انتقال نیرو از یک عضو سازه به عضو دیگر را انجام می دهند. اتصالات ستون ها به یکدیگر به کمک وصله ها صورت می پذیرد که به شکل های مختلفی قابل اجرا می باشند. در این پایان نامه رفتار وصله های پوششی و اتکائی بررسی شده است. وصله های پوششی برای دو قطعه ستون با ابعاد متفاوت به دو شیوه اجرا می شود. در شیوه اول و متعارف،با قرار دادن ورق پرکننده در بر قطعه ستون فوقانی، ابعاد دو قطعه ستون یکسان شده و سپس قطعات، با ورق وصله پوششی به همدیگر متصل می شوند. در شیوه دوم بنابه توصیه مبحث دهم مقررات ملی ایران به جای استفاده از ورق های پرکننده، ابتدا مقطع بزرگتر با شیب1:6 به مقطع کوچکتر تبدیل شده و سپس اتصال برقرار می گردد. در این پایان نامه رفتار استاتیکی و لرزه ای این وصله پیشنهادی بررسی شده است. با استفاده از نرم افزار اجزای محدود، به بررسی رفتار استاتیکی و لرزه ای انواع وصله ها پرداخته شده است. سه نوع وصله اتکائی، پوششی با ورق پرکننده و پوششی با تبدیل مقطع، مورد بررسی قرار می گیرد. در این پایان نامه مکانیزم خرابی، نحوه گسیختگی اتصالات، پایداری و رفتار استاتیکی و چرخه ای ستون وصله شده مطالعه شده است. نتایج بررسی نشان می دهد که وصله ستون های پیشنهادی مبحث دهم، دارای بیشترین تمرکز تنش در میان ستون های مورد بررسی است. مکانیزم خرابی غالب در ستون های مورد بررسی، از نوع کمانش موضعی در قسمت تبدیل یا در سایر قسمتهای ستون می باشد. با بررسی ضوابط فشردگی مقاطع قوطی شکل، مشخص شد که نیاز به اصلاح این ضوابط وجود دارد. همچنین بررسی ها نشان می دهد که با توجه به تعیین کنندهچکیده: فلسفه طراحی سازه ها بر این اصل استوار است که تیرها و ستون ها به نحو مناسبی به یکدیگر متصل شوند تا بتوانند با عمل یکپارچه خود در مقابل نیروهای وارده، شرایط مقاومت، بهره برداری و ظرفیت را تامین کنند. اتصالات وظیفه انتقال نیرو از یک عضو سازه به عضو دیگر را انجام می دهند. اتصالات ستون ها به یکدیگر به کمک وصله ها صورت می پذیرد که به شکل های مختلفی قابل اجرا می باشند. در این پایان نامه رفتار وصله های پوششی و اتکائی بررسی شده است. وصله های پوششی برای دو قطعه ستون با ابعاد متفاوت به دو شیوه اجرا می شود. در شیوه اول و متعارف،با قرار دادن ورق پرکننده در بر قطعه ستون فوقانی، ابعاد دو قطعه ستون یکسان شده و سپس قطعات، با ورق وصله پوششی به همدیگر متصل می شوند. در شیوه دوم بنابه توصیه مبحث دهم مقررات ملی ایران به جای استفاده از ورق های پرکننده، ابتدا مقطع بزرگتر با شیب1:6 به مقطع کوچکتر تبدیل شده و سپس اتصال برقرار می گردد. در این پایان نامه رفتار استاتیکی و لرزه ای این وصله پیشنهادی بررسی شده است. با استفاده از نرم افزار اجزای محدود، به بررسی رفتار استاتیکی و لرزه ای انواع وصله ها پرداخته شده است. سه نوع وصله اتکائی، پوششی با ورق پرکننده و پوششی با تبدیل مقطع، مورد بررسی قرار می گیرد. در این پایان نامه مکانیزم خرابی، نحوه گسیختگی اتصالات، پایداری و رفتار استاتیکی و چرخه ای ستون وصله شده مطالعه شده است. نتایج بررسی نشان می دهد که وصله ستون های پیشنهادی مبحث دهم، دارای بیشترین تمرکز تنش در میان ستون های مورد بررسی است. مکانیزم خرابی غالب در ستون های مورد بررسی، از نوع کمانش موضعی در قسمت تبدیل یا در سایر قسمتهای ستون می باشد. با بررسی ضوابط فشردگی مقاطع قوطی شکل، مشخص شد که نیاز به اصلاح این ضوابط وجود دارد. همچنین بررسی ها نشان می دهد که با توجه به تعیین کننده بودن کمانش کلی یا موضعی در حالت حدی خرابی، ستون رفتار چرخه ای و استهلاک انرژی قابل توجه ندارد.

سازهای که مقاومت آن در برابر بارهای افقی توسط ترکیبی از دیوارهای برشی و قابهای خمشی تامین گردد، سازه قاب- دیوار نامیده میشود. نحوه توزیع نیروی برشی بین قاب و دیوار برشی در سیستم قاب- دیوار از جمله مسائل مهم مهندسی زلزله است که در آییننامههای مختلف از جمله آییننامه 2800 مورد اشاره قرار گرفته است. برای اینکه چنین سیستمی دوگانه تلقی شود، مطابق اکثر آییننامهها باید قابهای خمشی مستقلاً قادر به تحمل حداقل 25 درصد نیروی جانبی وارد بر ساختمان باشند. هدف از این پایاننامه، بررسی ضرورت رعایت این بند از آییننامه 2800 میباشد. مدلسازیها بر اساس روشهایی که در مسائل حرفهای برای اعمال این بند از آییننامه انجام میپذیرند صورت گرفته است. در این روشها، بهمنظور حذف توانایی باربری جانبی دیوار برشی، دیوار برشی حذف میگردد که در این حالت قاب خمشی باید توانایی تحمل 25 درصد نیروی جانبی را داشته باشد و یا بدون حذف دیوار برشی، پارامترهای سختی دیوار برشی بهمنظور حذف توانایی باربری جانبی دیوار برشی و یا حذف توانایی باربری جانبی و ثقلی دیوار برشی اصلاح میگردد که در این حالت، کل سیستم باید توانایی تحمل 25 درصد نیروی جانبی را داشته باشد. علاوه بر این، سازهها بدون در نظر گرفتن بند آییننامه نیز مدلسازی شدند، تا ضرورت رعایت بند آییننامه 2800 بررسی شود. نتایج حاصل از تحلیل پوشآور و تحلیل تاریخچه زمانی نشان میدهد در نظر گرفتن بند آییننامه در برخی از این روشها تاثیر بسزایی در نتایج ندارد، در حالیکه در نوعی از روش حذف توانایی باربری جانبی دیوار برشی با اعمال تغییراتی در سختی دیوار برشی، تغییرات قابل ملاحظه میباشد و مقادیر ظرفیت مقاومت جانبی سازه و برش طبقات افزایش یافته است. در این روش تعداد المانهایی که وارد حوزه غیرخطی شدهاند کاهش مییابد. در کلیه روشها سهم دیوار نسبت به قاب در طبقات فوقانی کمتر است و هرچه ارتفاع سازه افزایش مییابد، تاثیر اعمال بند فوق الذکر آییننامه کمرنگتر میشود. در تمامی مدلهایی که قاب خمشی توانایی تحمل حداقل 25 درصد نیروی جانبی را دارد، در تراز پایه سهم باربری جانبی قاب خمشی در سیستم دوگانه در تحلیلهای خطی بین 7/1 الی 2/7 درصد و در تحلیلهای تاریخچه زمانی غیرخطی بین 9/1 الی 3/7 درصد میباشد.

درقاب هایخمشی،تامینمقاومتدربرابرجابجایی،بخصوصدرساختمان-هایباارتفاعزیادمشکل سازخواهدبود. یکیازراه-هایرفعاینمشکلاستفادهازترکیبقاب خمشیفولادیوقابمهاربندیاست. درایننوعسیستم که سیستم دوگانه نامیده می شود، به وسیلهقاب خمشیوسیستمباربرجانبیثانویهمانندقابمهاربندیشدهفولادییادیواربرشیباربریقائموجانبیسازهانجاممی شود. هنگامیکهیکسازهدوگانهتحتاثربارجانبیقرارگیرد،بار جانبی موجباندرکنشبینقاب خمشی و سیستم ثانویهازطریقدیافراگمکفمی شود که توزیع بار بین دو سیستم را تحت تاثیر قرار می دهد.طبقاکثر آیین-نامه های معتبر دنیا،قابخمشیفولادیدرسیستمدوگانهبایدبتواند حداقل 25 درصدبارجانبیراتحملکند. دراینپایاننامهبامدنظرقراردادنهمچنینصرفنظرازبندفوق،رفتارسیستمدوگانهفولادیباچندنوعسیستممهاربندیبررسی می شود. دراینبررسیبهتاثیرنوعمهاربندودهانه یمهاربندی برمقاومتوشکل-پذیریوبهطورعمومیرفتارسیستمترکیبیتوجهمی شود. برایاینمطالعهرفتارخطیوغیرخطیقاب هایفلزی3، 5، 8، 10 و 15 طبقه مدنظرقرارگرفتهشدهوازتحلیلاستاتیکیخطی،تحلیلاستاتیکی غیرخطیوتحلیلتاریخچهزمانیتحتبارهایثقلیوجانبیتوسط نرم افزار sap2000 استفادهشده است. نتایج حاصل نشان می دهد که، در حوزه رفتار الاستیک، اعمال ضابطه آیین نامه ای مبنی بر تحمل 25 درصد بارجانبی توسط قاب خمشی موجب تغییرات چندانی در رفتار سیستم دوگانه نمی گردد ولی در حوزه رفتار غیرخطی نسبت به حوزه رفتار خطی تاثیر بیشتری دارد به طوری که جذب برش پایه توسط قاب خمشی با اعمال ضابطه 25 درصد آیین نامه 2 الی 9 درصد نسبت به حوزه رفتارخطی بیشتر افزایش می یابد. ظرفیت سازه در اثر اعمال ضابطه 25 درصد آیین نامه افزایش می یابد. تاثیر ضابطه فوق الذکر در بهبود رفتار سازه با مهاربند ضربدری نسبت به سازه با مهاربند هشت بیشتر می باشد.

موضوع این پایان نامه بر نحوه بهینه سازی محل مناسب میراگرهای لزج مایع در ارتفاع سازه تمرکز دارد. بدین منظور محل قرارگیری سیستم میراگر با استفاده از چهار روش توزیع یکنواخت، توزیع بر اساس انرژی کرنشی برشی، توزیع بر اساس انرژی کرنشی در طبقات موثر و روش sssa (الگوریتم جستجوی تکراری ساده سازی شده) تعیین گردید. سه قاب سازه ای 4، 8 و 12 طبقه فولادی به عنوان مدل های تحت بررسی انتخاب شدند. تحلیل های تاریخچه زمانی بر روی مدل ها تحت 3 رکورد زلزله انجام شد و حداکثر پاسخ تغییرمکان نسبی طبقات برای هر یک از حالت های قرارگیری میراگر بدست آمده محاسبه شد. نتایج کلی نشان دهنده تاثیرات زیاد سیستم میراگر بر مشخصات دینامیکی سازه و کاهش چشمگیر مقادیر پاسخ لرزه ای می باشد. بهینه سازی بروش sssa بصورت کاملا محسوس، نسبت هر سه روش دیگر، مقدار تغییرمکان نسبی طبقات را به میزان بیشتری کاهش می دهد، ولی از آنجاییکه این روش در کارهای عملی مستلزم عملیات بالای محاسباتی نسبت روشهای دیگر می باشد، روش توزیع بر اساس انرژی کرنشی روشی کاربردی برای روشهای عملی و طراحی سازه های بزرگتر به نظر می رسد.

هدف اصلی در طراحی لرزه ای ساختمان ها این است که رفتار ساختمان در مقابل نیروهای ناشی از زلزله های کوچک، بدون خسارت و در محدوده ی رفتار خطی بوده و در مقابل نیروهای ناشی از زلزله های شدید، ضمن حفظ پایداری کلی خود، خسارت های سازه ای و غیر سازه ای را تحمل کند. در زلزله های شدید تنها عامل مقاومت مطرح نیست و بخشی از انرژی ورودی زلزله با رفتار غیر ارتجاعی و با کمک شکل پذیری سازه مستهلک می شود. علاوه بر اعضا و اتصالات سازه ای، اخیرا استفاده از میراگر ها ی الحاقی برای اتلاف انرژی زلزله مد نظر قرارگرفته است. هدف از این تحقیق، تعیین ضریب رفتار قاب های خمشی فولادی با وجود میراگر تسلیمی u شکل نگهداری شده توسط مهاربند هشت است. از ویژگی های این میراگر، قابلیت تغییرمکان و شکل پذیری زیاد اعضای آن تحت بارهای رفت و برگشتی می باشد. برای این منظور قاب های خمشی با شکل پذیری متوسط با و بدون استفاده از میراگر u شکل، در تعداد طبقات 3، 5، 7، 9، 11 و 13 توسط نرم افزار sap2000 مدل و طراحی شده است. برای تعیین ضریب رفتار از تحلیل استاتیکی غیر خطی با استفاده از دو نرم افزار sap2000 و opensees استفاده شد. نتایج برای قاب های خمشی با و بدون میراگر u شکل محاسبه شد و ضریب کاهش نیرو ناشی از میراگر الحاقی تعیین گردید. ضریب رفتار قاب های خمشی بدون میراگر براساس رابطه ی نیومارک و هال توسط نرم افزار opensees ، حدود 5/5 و برای مدل های مجهز به میراگر برابر 4/8 بدست آمده است. اختلاف نتایج حاصل از دو نرم افزار چشمگیر نمی باشد. در مدل های بدون میراگر قسمت عمده ی ضریب رفتار از ضریب کاهش ناشی از مقاومت افزون تامین می شود، در حالیکه در مدل های دارای میراگر سهم ضریب کاهش شکل پذیری افزوده می شود. سطح زیر نمودار بارافزون در تمامی مدل های دارای میراگر، نسبت به حالت بدون میراگر بیشتر شده است که این افزایش بیانگر قابلیت اتلاف انرژی مناسب میراگر های تسلیمی u شکل می باشد. اثر این اتلاف انرژی در ضریب رفتار، با ضریب کاهش ناشی از میراگر، ، قابل اعمال است که در این بررسی این ضریب در حدود 5/1 بدست آمده است.

با توجه به ماهیت تصادفی زلزله نمی توان زاویه مشخصی برای اعمال بارهای لرزه¬ای بر سازه تعیین کرد و زاویه بحرانی ممکن است زاویه ای به جز جهت محورهای اصلی سازه باشد؛ بنابراین تعیین بحرانی ترین جهت نیروی زلزله موثر بر سازه ها یکی از مسائل مهم مهندسی زلزله می¬باشد. تحقیقات پیشین نشان داده است که با تغییر در شرایط هندسی و فیزیکی سازه نظیر تغییر در شکل پلان سازه، نوع خاک منطقه و تعداد طبقات سازه، زاویه بحرانی زلزله تغییر می کند. از طرفی چون امکان تفاوت زاویه بحرانی در رفتار غیرخطی نسبت به رفتار خطی وجود دارد، نیاز به انجام تحلیل غیرخطی و مقایسه نتایج الزامی می شود. در این پایان نامه رفتار قاب های فولادی مهاربندی شده با انتخاب یک پلان منظم با تعداد طبقات 1، 3، 5 و 8 و با تغییر جهت نیروی زلزله با گام های 15 درجه مورد بررسی قرار می-گیرد. به این منظور تمامی مدل ها با دو روش تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی و تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون مورد بررسی قرار گرفته اند.نتایج تحلیل استاتیکی بار افزون نشان داد که بیشترین ظرفیت برش پایه تحت زوایای 45 و 135 درجه بدست آمده و در مدل های مختلف تا %35 بیشتر از مقادیر بدست آمده از اعمال بار در راستای محورهای اصلی سازه می باشد. نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی نیز نشان داد که حداکثر جابه¬جایی نسبی اتفاق افتاده در طبقات در راستای x و y می¬تواند در زاویه ای غیر از محورهای اصلی سازه اتفاق افتاده و تا %27 بیشتر از مقادیر پاسخ در هنگام اعمال بار در راستای محورهای اصلی باشد. حداکثر جابه جایی بام سازه نیز در زوایای 45 و 135 درجه اتفاق می افتد که میزان اختلاف با مقادیر حاصل از جهت های اصلی در زلزله های ضعیف اندک می باشد؛ ولی با قوی تر شدن شتاب نگاشت زلزله اعمال شده به سازه اختلاف پاسخ حداکثر از مقادیر بدست آمده از جهت های اصلی افزایش یافته است که بیشترین مقدار این اختلاف برابر %23 بوده است. علاوه بر این راستای جابه جایی کلی بام نیز همیشه در راستای اعمال بار نبوده و در مدل های مختلف تا 14 درجه با این راستا اختلاف دارد. همچنین حداکثر تنش محوری ستون هایی که در محل برخورد دو سیستم باربر جانبی قرار دارند، عموماً در زوایه 135 درجه اتفاق افتاده و با مقادیر بدست آمده از حالتی که بار در جهت های اصلی وارد می شود متفاوت است. بیشترین مقدار این اختلاف برابر %140 است که در دسته خاصی از زلزله ها که ورود به حوزه غیرخطی نیز مشهود است، اتفاق می افتد.

با توجه به تفاوت ویژگی های زلزله و عدم قطعیت در خصوصیات انتشار امواج، زاویه اثر زلزله ممکن است زاویه ای به جز جهت محورهای اصلی سازه باشد؛ بنابراین تعیین بحرانی ترین جهت نیروی زلزله موثر بر سازه ها یکی از مسائل مهم مهندسی زلزله می باشد. تحقیقات پیشین نشان داده است که با تغییر شکل پلان سازه، نوع خاک منطقه و تعداد طبقات سازه، زاویه بحرانی زلزله تغییر می یابد. همچنین جهت بحرانی زلزله می تواند در حوزه رفتار غیرخطی متفاوت از آنچه در حوزه رفتار خطی عضو سازه ای مورد ملاحظه تعیین شده است، باشد. بنابراین در طراحی لرزه ای یک سازه، یکی از دغدغه های اصلی طراحان مشخص نمودن راستای بحرانی اعمال بار زلزله بر سازه می باشد که بیشترین اثر را بر المان های سازه داشته باشد. در این پایان نامه رفتار قاب های خمشی با انتخاب یک پلان مستطیلی منظم با تعداد طبقات 1، 3، 5 و 8 و تغییر جهت نیروی زلزله با گام های 15 درجه مورد بررسی قرار می گیرد.

در زلزله ی سال 1994 نورتریج آمریکا، اتصالات خمشی موجود در قاب های خمشی فولادی متحمل شکست ترد در محل اتصال تیر به ستون شدند. حداکثر لنگر در تیرهای قاب خمشی تحت اثر بارهای لرزه ای و ثقلی، در دو انتهای تیر، در بر اتصال به ستون اتفاق می افتد. در محل اتصال تیر به ستون به دلیل وجود تنش های پسماند حرارتی جوشکاری، تمرکز تنش و وجود تنش های چند محوره، شکست اتصال در این ناحیه ترد و ناگهانی خواهد بود. علاوه بر این احتمال تشکیل مفصل پلاستیک در ستون نیز محتمل خواهد بود که موجب ناپایداری سازه می گردد. راه حل های مختلفی برای بهبود رفتار چرخه ای اتصالات تیر به ستون ارائه گردیده است. برخی از تحقیقات روش هایی را جهت تقویت اتصال تیر به ستون و کاهش تمرکز تنش در آن و برخی دیگر نیز راه کارهایی را جهت انتقال محل تسلیم تیر ها از ناحیه اتصال تیر به ستون، به داخل تیر پیشنهاد کرده اند. در روش دوم به فاصله ی مشخصی از ستون، در تیر منطقه ی ویژه ی شکل پذیر ایجاد می گردد. منطقه ی ویژه به گونه ای طراحی می گردد که ظرفیت تحمل بار در آن کاهش یافته و در نتیجه محل تشکیل مفصل پلاستیک به صورت از قبل تعیین شده، در این منطقه ی ویژه تشکیل می شود. کاهش ظرفیت تیر می تواند از طریق کاهش عرض بال تیر انجام پذیرد و در نتیجه ظرفیت خمشی تیر کاهش یابد. بر روی این نوع از اتصال، تحت عنوان اتصال تیر با مقطع کاهش یافته (rbs)، تحقیقات گسترده ای صورت گرفته است. روش دیگری که میتوان برای کاهش ظرفیت به کار برد، تضعیف تیر از طریق ایجاد گشایش در جان آن (rws) و در نتیجه کاهش ظرفیت برشی مقطع می باشد. در این پژوهش به بررسی عملکرد نوع خاصی از اتصال rws تحت عنوان مدل تخم مرغی شکل پرداخته شد. نتایج نشان دادند که در صورت طراحی هندسی مناسب، مدل تخم مرغی می تواند به لحاظ شکل پذیری و جذب انرژی رفتار بهتری نسبت به اتصال rbs از خود نشان دهد. همچنین سختی اولیه ی اتصال rws ذکرشده در قیاس با اتصال rbs و نمونه ی کاهش نیافته، کمتر است و لذا در کنترل جابجایی جانبی نسبی طبقات در سازه های بلند، مشکل ساز خواهد بود.

از آنجایی که نیروی زلزله یک نیروی رفت و برگشتی می باشد لذا مشکل اصلی بسیاری از مهاربندها عدم شکل پذیری و سختی کافی در مقابل این نوع بارگذاری می باشد. اعضای فولادی پیش ساخته از گذشته تا کنون به عنوان یک عامل شکل پذیر و یا فیوز در سازه های متعدد به کار گرفته شده اند. سیستمcmdb یکی از انواع این سیستم ها می باشد که از به کار گذاشتن اعضای ¬ فولادی پیش ساخته در دو انتها و وسط مهاربندهای همگرای ویژه، به منظور تولید سیستمی کارا از نظر مقاومت، سختی و ظرفیت تغییر¬شکل، می¬باشد که اخیراً (در سال2012) به صورت سازه¬ای طراحی و ارائه شده است¬. در این پایان نامه ارزیابی لرزه ای این سیستم با بکارگیری آن در سازه های چند درجه آزادی و در دهانه های مختلف ساختمان، بوسیله تحلیل دینامیکی افزاینده(ida) ، تحت رکوردهای زلزله های مختلف ایران و جهان، صورت می¬گیرد. نتایج به دست آمده با سیستم قاب مهاربندی شده همگرای ویژه scbf مقایسه می¬شود، انتظار می رود که سیستمcmdb در مقایسه با سیستم scbf شکل پذیری و مقاومت و سختی بالایی را از خود نشان دهد و در ضمن ضریب رفتار سیستم cmdb نیز محاسبه خواهد شد.

گسیختگی پیشرونده، توسعه و گسترش پیوسته ی خرابی موضعی اولیه می باشد. آیین نامهasce 7-02 2002 خرابی پیش رونده را بصورت گسترش گسیختگی موضعی اولیه از یک عضو به عضو دیگر تعریف می کند که سرانجام منجر به خرابی کل سازه و یا بطور نامتناسب قسمت اعظمی از آن می شود. این خرابی نامتناسب، بخاطر خرابی اولیه موضعی کوچک ایجاد شده توسط حملات پیش بینی نشده می باشد و نشانگر این است که سیستم سازه ای توانایی مقاومت در برابر انتشار خرابی را بدلیل ظرفیت باربری ناکافی ندارد . انفجار، آزاد شدن انرژی در مقیاس بزرگ سریع و ناگهانی تعریف شده است. انفجارها را می توان بر اساس ماهیت خود از قبیل رخداد فیزیکی، هسته ای، یا شیمیایی طبقه بندی کرد. در انفجارهای فیزیکی انرژی ممکن است از شکست فاجعه بار یک سیلندر گاز فشرده، فوران آتشفشان یا اختلاط دو مایع با دماهای متفاوت آزاد شود. حملات ترویستی بر این نوع سازه ضرورت ایجاد طرحی جهت بررسی نحوه وقوع خرابی و سپس ایجاد راهکاری برای مشکل خرابی پیش رونده را بوجود آورده است. در این تحقیق با استفاده نرم افزار csi bridge و sap2000 مدلی از پل طراحی و با اعمال انواع مختلف بار انفجار بر سازه در موقعیت های مختلف و بررسی نیروی محوری، لنگرهای خمشی و پیچشی در روسازه پل، پاسخ سازه و اینکه تا چه حد در برابر این نوع بار می تواند پایداری خود را حفظ کند بررسی و تحقیق شد. نتیجه این که اثر بار انفجار بر سازه که البته بستگی به مقدار این نوع بار هم دارد بیشتر موضعی است. همچنین با از بین بردن یک یا چند عضو از سازه نحوه توزیع نیروها در کل سازه بررسی شده که با توجه به یکپارچگی سازه و اینکه خرابی حاصله موضعی بود، این بیش نیروی حاصله از خرابی اعضا در دیگر اعضا توزیع شده و مانع از خراب شدن اعضای مجاور و در نتیجه انتشار آن به کل سازه می شود.

اتصالات، از لحاظ گیرداری به سه دسته صلب، نیمه صلب و ساده تقسیم بندی می شوند. این تقسیم بندی بر اساس درصد گیرداری اتصال صورت می پذیرد. یکی از متداول ترین حالات اتصال ساده، اتصال تیر توسط نبشی جان و یا ورق جان می باشد. عمده طراحان این نوع اتصال را جزو اتصالات مفصلی طبقه بندی می کنند. اتصال ساده باید به گونه ای طرح شود که مقاومت لازم برای انتقال نیروی برشی را داشته و در عین حال به اندازه ای انعطاف پذیر و نرم باشد که انتهای تیر به راحتی دوران کرده و نیاز دورانی تیر ارضا گردد. درصد گیرداری اتصال با ورق جان در مقایسه با نبشی جان بالا بوده و با افزایش ارتفاع ورق اتصال، این گیرداری افزایش می یابد به طوریکه در برخی حالات ممکن است این نوع از اتصال جزو دسته اتصلات نیمه صلب قرار می گیرد. در این پژوهش هدف بررسی درصد گیرداری اتصال با ورق جان و همچنین مقایسه آن با درصد گیرداری با نبشی جان می باشد.

چکیده: هر چقدر ابعاد و اهمیت سازه‎ها افزایش یابد به همان میزان اهمیت برآوردهای دقیق و واقعی‎تر بارهای وارد بر این نوع سازه‎ها افزایش می‎یابد. از جمله سازه‎های بزرگ مهندسی و با درجه اهمیت بسیار بالا سدها می‎باشند که به دلایل مختلفی چون اهداف ساخت، شدت و حساسیت خطرات ناشی از خرابی احتمالی آنها از موقعیت ویژه‎ای برخوردار می‎باشند. در این پایان‎نامه به بررسیاثرات افزایش ارتفاع روی پاسخ لرزه‎ای سدهای بتنی در سد بتنی پشت بنددار اکباتان با استفاده از روش اجزاء محدود و نرم‎افزار abaqus می‎پردازیم. برای انجام این تحلیل‎ها از داده‎های سه زمین‎لرزه کوینا، ال سنترو و تفت استفاده می‎کنیم. بر اساس تحلیل‎های انجام یافته بر روی سد بتنی اکباتان قبل و پس از مرتفع سازی مشاهده می‎گردد در این سد پس از مرتفع سازی ماکزیمم تنش حدود 70 درصد نسبت به قبل از افزایش ارتفاع تحت این زمین‎لرزه‎ها افزایش پیدا می‎کند. همچنین بیشترین تغییرات جابجایی تاج سد نسبت به زمین در قبل و پس از مرتفع‎سازی تحت زمین لرزه کوینا و کمترین تغییرات تحت زمین‎لرزه ال‎سنترو اتفاق می‎افتد. همچنین با توجه به تحلیل مودال سد اکباتان قبل و پس از مرتفع سازی مشاهده می‎گردد که سد قبل از افزایش ارتفاع از سختی بیشتری برخوردار بوده و پس از مرتفع‎سازی از سختی آن کاسته می‎شود.

آتش سوزی های اخیر در مجرای تونل که در سراسر جهان رخ داده توجه به حفاظت از سازه تونل ها از آتش غیر فعال را بالا برده، از اینرو تونل های مترو در ایران که به عنوان یک پدافند غیر عامل به حساب می آید از اهمییت خاصی برخوردار است. از دست دادن مقاومت بتن به علت آتش سوزی در فضاهای محصور مانند تونل ها ، تنها نمی تواند منجر به فروپاشی سازه شود، همچنین ممکن است در بلند مدت موجب انسداد زیرسازی عبور و مرور شود. اکثر تونل های مدرن مترو در سراسر جهان با استفاده از دستگاه tbm اجرا می شود که مهمترین قسمت این تونل ها سگمنتها (قطعات پیش ساخته بتنی) است. خط شماره 1 مترو تبریز به طول 17.2 کیلومتر است که مسافت 8 کیلومتر آن تونل عمیق در عمق حدود 16-25 متری در دو باند رفت و برگشت است و تراز آبهای زیرزمینی در مسیر تونل 10 تا 18 متر در تغییر است. عملیات حفاری تونل عمیق با دو دستگاه tbm در حال اجرا می باشد. حفاظت تونل از آتش در این خط از سیستم اطفا حریق مواقع آتش سوزی و تهویه مواقع بحران استفاده میشود. از روش های محافظت تونل های بتنی از آتش شامل افزایش مقاومت بتن در برابر آتش به وسیله شاتکریت، عمل آوردن سطح سازه به مواد پوششی، پاشیدن لایه ثانویه و نصب پانل های پیش ساخته مقاوم در برابر آتش. [16][20][21] برای صحت سنجی، آزمایشهای jj kim را، با عنوان "رفتار مقاومت در برابر آتش، پوشش لایه بتن که از پودر خاکستر سوخت مبتنی بر سیمان، تحت بارگذاری آتش rabt" با نتایج نمونه مدل شده در برنامه abaqus/cae 6.12-1 را با تقریب قابل قبولی منطبق می باشد. به دلیل نبود امکان انتقال حرارت در نرم افزار atena، برای بررسی مدل تونل مترو تحت آتش سوزی، انتقال حرارت بتن را از برنامه abaqus استخراج کرده و به دلیل قابلیتهای کم تحلیل حرارتی بتن توسط abaqus، کنترل خرابی سازه و ترکها را در برنامه atena مدل کرده ونتایج کنترل می شود. همچنین ظرفیت باربری نهایی تونل در آتش سوزی های مختلف و تعیین مقدار مناسب مواد پوششی محافظت از آتش بررسی می شود.

همزمان با توسعه تحلیل دینامیکی غیرخطی و افزایش کاربرد آن به عنوان عضو اجتناب ناپذیر طراحی بر اساس عملکرد، مطالعه تاثیر فرایند انتخاب شتاب نگاشت در پیش بینی پاسخ سازه ، امری ضروری به نظر می رسد. با توجه به اینکه شتاب نگاشت های ثبت شده در هر مکان، برگرفته از فرایندی کاملا تصادفی می باشند، که عملا بازتولید آنها غیر ممکن است، در سال های اخیر تلاش های قابل توجهی به منظور انتخاب و بهینه سازی شتاب نگاشت های واقعی، به گونه ای که بتوانند نماینده شتاب نگاشت های آتی بوده و همچنین به کمترین پراکندگی در پاسخ سازه منجر شوند، انجام گرفته است. هدف از این رساله، بررسی به روزترین روش های ارائه شده به منظور انتخاب مناسب ترین مجموعه شتاب نگاشت ها برای تحلیل دینامیکی سازه ها می باشد. در پایان نامه حاضر 4 روش انتخاب و مقیاس کردن شتاب نگاشت، دو روش اسکالر و دو روش برداری مورد مطالعه می گیرد. ابتدا برای سه مدل سازه ای انتخاب شده زمین لرزه ای سناریو مشخص و سپس مجموعه گسترده ای از شتاب نگاشت ها سازگار با زمین لرزه های فوق انتخاب و سپس نقاط مقایسه تعیین می گردد. پاسخ سازه ای مورد نظر حداکثر دریفت بین طبقاتی می باشد که اولا مفهومی شناخته شده بوده و ثانیا در اکثر ایین نامه های زلزله به عنوان معیاری برای اهداف کنترلی نظیر کنترل واژگونی سازه از ان استفاده می شود. بعد از تعیین نقاط مقایسه، دو مجموعه شتاب نگاشت مطابق تک تک روش های انتخاب و مقیاس کردن شتاب نگاشت انتخاب و متوسط پاسخ سازه ای مورد نظر برای هرروش تعیین می شود. در نهایت مشخص خواهد شد کدام روش به پیش بینی دقیق تری از پاسخ سازه ای مورد نظر از طریق مقایسه ان با نقطه مقایسه بدست آمده منجر می شود.