Mohammad Shooshtari

در سال هاي اخير پيشرفت تكنولوژي و افزايش روزافزون جمعيت در شهرهاي توسعه يافته، نياز به استفاده از ساختمان هاي بلند را به صورت قابل توجهي افزايش داده است. همواره استفاده از يك سيستم سازه اي كارآمد و بهينه در طراحي و ساخت ساختمان هاي بلند دغدغه ي اصلي طراحان سازه بوده است. در ساختمان هاي بلند عملكرد سازه در هنگام وقوع زلزله بسيار مهم است. يكي از مسائلي كه در عملكرد لرزه اي سازه ها مورد اهميت قرار دارد، توانايي اجزاء و سيستم سازه اي در جذب و استهلاك انرژي وارد شده به سازه مي باشد. مكانيزم جذب و اتلاف انرژي در طراحي سازه بر اساس عملكرد و روش هاي مبتني بر انرژي از اهميت بالايي برخوردار است. در اين پژوهش، 8 مدل در دو ارتفاع 20 و 30 طبقه شامل دو مدل با سيستم قاب خمشي فولادي ويژه، دو مدل با سيستم قاب مهاربندي فولادي با كمربند خرپايي، دومدل با سيستم دوگانه (قاب خمشي فولادي ويژه + مهاربند همگراي ويژه فولادي) و دو مدل نيز با سيستم لوله در لوله بتني با استفاده از نرم افزار ايتبس طراحي شده اند. تمامي مدل ها در ارتفاع و پلان منظم مي باشد. سازه ها ابتدا با استفاده از تحليل طيفي خطي تحليل شده اند و پس از طراحي مقاطع مناسب با استفاده از روش تحليل تاريخچه زماني غيرخطي تحليل نهايي انجام گرديد. نتايج نشان مي دهد در بحث جذب انرژي، سيستم لوله در لوله بتني عملكرد بهتري را دارد؛ علاوه بر آن با افزايش ارتفاع سازه ميزان جذب انرژي رشد بيشتري را از خود نشان مي دهد. به طور كلي سيستم هاي سازه اي كه در آن ها از قاب خمشي استفاده شده است، عملكرد بهتري در جذب انرژي دارند. در بحث برش پايه، سيستم لوله در لوله بتني عملكرد بهتري را نسبت به ساير سيستم ها ارائه مي دهد. در زمينه ي ميزان جابجايي جانبي، در سازه هاي با تعداد طبقات كم تر، سيستم لوله در لوله بتني و در سازه هاي با تعداد طبقات بيشتر، سيستم سازه اي قاب مهاربندي فولادي با كمربند خرپايي عملكرد بهتري را نسبت به ديگر سيستم ها دارند. به طور كلي مي توان نتيجه گرفت كه سيستم لوله در لوله بتني بهترين عملكرد را در بين سيستم هاي بررسي شده ارائه مي دهد.
Thesis summary

وجود نامنظمي در ساختمان هاي امروزي به دليل بسياري از مسائل از جمله معماري و شكل زمين محل احداث پروژه مسئله اي اجتناب ناپذير است. از اين رو بررسي دقيق اين نوع ساختمان ها از نظر مسائل سازه اي و همچنين بررسي عملكرد آن ها در هنگام وقوع زلزله بسيار حائز اهميت مي باشد. يكي از مسائل مهمي كه در عملكرد سازه ها در هنگام وقوع زلزله مهم مي باشد، توانايي اجزاء در استهلاك انرژي ورودي زلزله مي باشد. وجود نامنظمي در سازه علاوه بر اينكه باعث تحميل يك سري موارد آيين نامه اي براي يك سازه نامنظم مي شود، در ساير موارد مانند برش پايه، تغييرمكان نسبي و انرژي جذب شده توسط اجزاء نسبت به سازه ي منظم تفاوت چشمگيري دارد. در روش هاي امروزي، طراحي سازه ها بر اساس رويكرد نيرو -تغيير مكان صورت مي پذيرد، اما در روش هايي كه مبتني بر روش انرژي مي باشد، مكانيزم اتلاف انرژي در سازه ها بسيار مهم مي باشد. در اين پژوهش، 14 مدل 8 طبقه نامنظم و دو مدل 8 طبقه منظم، با سيستم هاي سازه اي قاب خمشي متوسط و سيستم مهاربندي همگراي ويژه فولادي با استفاده از برنامه ETABS در ابتدا با استفاده از تحليل طيفي و رعايت مسائل آيين نامه اي مربوط به سازه هاي نامنظم تحليل و طراحي شده اند. انواع نامنظمي هاي در نظر گرفته شده در اين پژوهش شامل نامنظمي هندسي، نامنظمي پيچشي، نامنظمي سيستم هاي غير موازي، نامنظمي خارج از صفحه و نامنظمي ديافراگم مي باشد. در نهايت، هركدام از سازه ها تحت 11 زلزله از نوع امتداد لغز تحليل تاريخچه زماني غير خطي شده اند. نتايج نشان مي دهد كه هر چه ميزان نامنظمي بيشتر مي شود مقدار انرژي جذب شده توسط اجزاء تغيير مي يابد، به طور كلي نتايج بدست آمده در خصوص جذب انرژي سازه هاي داراي نامنظمي در پلان نشان مي دهد كه با افزايش درجه نامنظمي، مقدار انرژي هيسترسيس تغيير مي كند. اين روند جذب انرژي در نامنظمي هاي بررسي شده نتايج متفاوتي را در هر نوع نامنظمي نشان مي دهد، اما موضوعي كه در همه سازه ها مشاهده مي شود، با افزايش درصد نامنظمي به همان نسبت نيز توانايي جذب انرژي تغيير مي يابد. به طور كلي توانايي جذب انرژي در نامنظمي ها با افزايش درجه نامنظمي در برخي از نامنظمي ها افزايشي و در برخي از آنها روند كاهشي داشته است.
Thesis summary

چكيده: امروزه ساختمان هاي بلند به يكي از مهم ترين جنبه هاي ساخت وساز در دنيا تبديل شده است. اسكلت سازه اي يك ساختمان بلند در نگاه اول به صورت يك تير طره است كه در انتها بر روي زمين ثابت شده است. سازه بايد علاوه برداشتن مقاومت خمشي و برشي كافي، ظرفيت كامل باربري جانبي را نيز داشته باشد. با افزايش ارتفاع به دليل وجود بارهاي جانبي، انتخاب سيستم سازه اي مناسب ضرورت پيدا مي كند. اگرچه ستون هاي مركب بتني - فولادي در ساختمان ها و ديگر سازه ها به صورت گسترده اي بيش از 50 سال است كه مورداستفاده قرار مي گيرند و اين روند در سراسر جهان رو به افزايش است، اما از لحاظ طراحي به اين ستون ها همانند ستون هاي بتن آرمه و فولادي نگريسته مي شود و از سهم همكاري توأم بتن و فولاد چشم پوشي مي شود. استفاده مؤثر و كارآمد از ستون هاي مركب نيازمند نگرشي متفاوت از ستون هاي بتني و فولادي براي ورود به روند طراحي اين ستون ها مي باشد. در اين تحقيق عملكرد اين نوع ستون در ساختمان هاي بلندمرتبه بررسي شده است. در اين تحقيق رفتار ساختمان هاي بلند 15، 25 و 35 طبقه داراي ستون مركب و ديوار برشي مورد بررسي قرارگرفته است. براي تحليل و طراحي ساختمان ها از نرم افزار Etabs 2015 استفاده و طراحي به روش LRFD انجام شده است. پس از آناليز طيفي و ديناميكي تاريخچه زماني خطي تحت ركوردهاي زلزله هاي بم، طبس و منجيل، تأثير ستون هاي مركب در تغييرشكل جانبي طبقات، تغيير شكل جانبي نسبي طبقات، برش پايه و وزن لرزه اي در اين ساختمان ها بررسي و با ساختمان هاي مشابه با ستون هاي فولادي مقايسه شده است. نتايج بيانگر عملكرد مناسب اين ستون ها در مقايسه با ستون هاي فولادي مي باشد. بررسي ها در تحليل هاي طيفي و تاريخچه زماني خطي نشان داده است كه استفاده از ستون هاي مركب به طور متوسط در ساختمان هاي 15 طبقه بين 42 تا 50 درصد، در ساختمان هاي 25 طبقه بين 11 تا 38 درصد و در ساختمان هاي 35 طبقه بين 11 تا 48 درصد باعث كاهش تغيير شكل جانبي طبقات نسبت به ستون هاي فولادي مي شود. همچنين استفاده از ستون هاي مركب باعث كاهش ابعاد ستون ها و درنتيجه كاهش فولاد مصرفي مي شود. مطابق تحليل هاي ديناميكي طيفي و تاريخچه زماني خطي، برش پايه در سازه هاي داراي ستون مركب و سازه هاي داراي ستون فولادي تغيير چنداني نمي كند كه اين امر ناشي از ثابت نگاه داشتن سيستم مقاوم جا
Thesis summary

چكيده: مخازن، يكي از اجزاي مهم سامانه هاي آب رساني مي باشند كه بايد به گونه اي طراحي گردند تا علاوه بر جبران تغييـرات تقاضاي آب، كاهش نوسانات فشار آب در شبكه ي توزيع، ذخيره و فراهم نمودن آب موردنياز اطفـاي حريـق و اسـتمرار آب رساني و توزيع آن در هنگام قطع برق و حوادث احتمالي، از آلودگي آب نيز جلوگيري نمايند. با توجه به توسعه شهرها و افزايش جمعيت شهري، استفاده از مخازن مدفون و يا غير مدفون براي ذخيره سازي آب ، فرآورده هاي نفتي و يا انبار نمودن ضايعات واحدهاي صنعتي، توسعه روزافزوني يافته است. بررسي رفتار لرزه اي مخازن مدفون به لحاظ نحوه توزيع فشار ديناميكي سيال درون مخزن و فشار خاك اطراف آن تحت اثر بارگذاري زلزله اهميت بسزايي دارد. هرچند تاكنون مطالعات عددي بسياري به منظور شناخت بيشتر رفتار مخازن مدفون بتني انجام شده است ولي حتي جامع ترين آن ها هم نمي تواند اندركنش متغيرهاي شركت كننده در عملكرد اين سازه ها را به طور كامل پوشش دهد. علاوه بر اين مطالعات آزمايشگاهي در مقياس واقعي هزينه و زمان زيادي را تحميل مي كند كه اين امر باعث محدود كردن تعداد پارامترهاي مورد ارزيابي مي شود، ازاين رو شبيه سازي عددي، يك ابزار قدرتمند براي مطالعات آزمايشگاهي بشمار مي آيد. به منظور بررسي عملكرد اين روش، در تحقيق حاضر با استفاده از نرم افزار SAP2000، 4 نمونه مخزن مدفون بتني مدل سازي شد؛ در اين پژوهش ارزيابي كمي آسيب پذيري سازه تحت اثر بارهاي ثقلي، جانبي، فشار سيال، و فشار خاك اطراف سازه موردبررسي قرار گرفت. پي سازه به دليل رفتار صلب در مدل سازه به صورت فنر معادل اعمال شد. مدل ها بر اساس تحليل استاتيكي و طيفي و در 2 سري نمونه كه هر سري نمونه با دو نوع مقاومت فشاري 25 و 35 مگاپاسكال در دو حالت پر و خالي از آب مدل شدند، مورد تحليل قرار گرفتند. براي هر نمونه، به بررسي تنش و تغيير شكل هاي كف، سقف و ديوارهاي مخازن، تحليل مودال و همچنين بررسي نيروي ستون ها پرداخته شد. همچنين اثر گيرداري اتصال سقف به ديوارهاي مخزن مورد ارزيابي قرار گرفت. با بررسي نمونه هاي مدل شده، مشخص شد كه تغيير شكل و تنش ها در كف، سقف و ديوارهاي مخازن در حالت پر از آب نسبت به حالت خالي از آب بيشتر است. همچنين در ادامه مشخص شد، تغيير شكل و تنش ها حالت پر و خالي مخازن بتني با مقاومت فشاري 25 مگاپاسكال بيشتر از تغيير شكل و تنش ه
Thesis summary

چكيده: روش هاي طراحي پلاستيك براساس عملكرد (PBPD) شيوه ي نويني در طراحي لرزه اي سازه ها مي باشد. در اين روش كنترل تغيير مكان جانبي نسبي سازه و مكانيزم تسليم از همان ابتدا وارد فرايند طراحي مي شود و مي تواند علاوه بر كنترل رفتار سازه قبل از شروع روند طراحي، انرژي سازه را نيز كه همان شاخص آسيب سازه است، وارد روند طراحي كند. روش مذكور، نيروهاي طراحي را بطور مستقيم و بدون چرخه هاي سعي و خطا در اختيار قرار مي دهد و از طرف ديگر عملكرد سازه متناظر با پيش بيني اوليه، نياز به محاسبه ي كمتري دارد. روش PBPD در سيستم هاي مختلف سازه اي با موفقيت اعمال شده است و اين به خودي خود بيانگر اهميت و جايگاه اين روش طراحي است. براي طراحي سازه، از معادله ي تعادل انرژي استفاده مي شود كه جمله هاي آن در اصل براي يك قاب دوبعدي به دست آمده اند. انرژي يك كميت نرده اي است و از جهت مستقل است، لذا نوشتن معادله ي تعادل انرژي به صورت مستقل براي هر جهت خالي از اشكال نيست. هم چنين، در معادله ي تعادل استفاده شده در اين روش، از اثرات قاب هاي مجاور هم و قاب هاي متعامد در حالت سه بعدي صرف نظر شده است. به علاوه، در مدل سازي هاي دوبعدي، از اندركنش نيروهاي سه بعدي، مانند خمش دومحوره صرف نظر مي شود كه مي تواند يكي از دلايل پاسخ گو نبودن اين روش براي حالت دو بعدي باشد. در اين تحقيق، براي اعمال اثر قاب هاي مجاور و قاب هاي متعامد برهم، از توزيع غيرخطي برش پايه در پلان استفاده شده است. براساس نتايج تحليل تاريخچه زماني غيرخطي 6 سازه سه بعدي فولادي كه قاب هاي پيراموني آن بادبندي و قاب هاي داخلي آن خمشي هستند، برش پايه دو جهت متعامد، به يكديگر، و هر دو قاب مجاور، به يكديگر مرتبط شدند. براي برازش تابع ها در اين تحقيق، از شبكه هاي عصبي مصنوعي استفاده شده است. در روش جديدي كه در اين تحقيق ارائه شده است، برش پايه نقطه تسليم براي يك قاب دوبعدي، به صورت مستقل از معادله ي تعادل انرژي محاسبه شده است و سپس به كمك توزيع غيرخطي برش پايه در پلان، برش پايه ساير قاب ها نيز محاسبه مي شود. سه سازه سه بعدي با استفاده از روش PBPD دوبعدي و روش پيشنهاد شده طراحي شدند. نتايج تحليل تاريخچه زماني نشان داد كه سازه هاي طراحي شده با روش موجود، قادر به تامين سازوكار مطلوب هدف (ستون قوي-تير ضعيف) نيستند، هم چنين روش استفاده شده در اين پژوهش نيز
Thesis summary

ارزيابي ايمني سازه ها در برابر بارهاي لرزه اي امري ضروري است. روشي كه براي تحليل سازه در برابر بارهاي لرزه اي به كار برده مي شود، به هر ميزان كه دقيق تر و كامل تر باشد، پيش بيني مناسب تري از عملكرد سازه در هنگام اعمال اين بارها انجام مي دهد. تحليل ديناميكي افزايشي يك روش غيرخطي ديناميكي براي ارزيابي عملكرد سازه ها در برابر بارهاي لرزه اي اعمالي است. در اين روش تعدادي ركورد زمين لرزه انتخاب شده، سپس اين ركوردها در هر مرحله از شدت كم تا زياد مقياس مي شوند تا جايي كه سازه پايداري خود را از دست بدهد. لازم به ذكر است كه عليرغم مزاياي روش مذكور، در اين نوع تحليل، با تغيير از يك ركورد به ركورد ديگر، شكل منحني پاسخ به ميزان زيادي تغيير مي كند و مقدار پاسخ سازه به شدت به ركوردهاي انتخابي وابسته است. در اين مطالعه سه روش مختلف انتخاب ركورد زمين لرزه جهت انجام تحليل ديناميكي افزايشي مورد بررسي قرار گرفته است. روش اول، روش آيين نامه ي FEMA P695 است كه چند ركورد زمين لرزه ي قوي را براي انجام تحليل پيشنهاد مي كند. روش دوم، روشي بر مبناي اندازه گيري تطابق ميانگين، انحراف معيار و همبستگي بين طيف پاسخ هدف به دست آمده از مدل حركت زمين و طيف پاسخ ركوردهاي زلزله در يك پايگاه داده است. روش سوم، روشي بر پايه ي شبيه سازي آماري مجموعه اي از طيف پاسخ هدف است كه با طيف هدف پيش بيني شده توسط مدل هاي حركت زمين مطابقت داشته باشند، در ادامه با در نظر گرفتن تطابق بين مجموعه ي طيف پاسخ شبيه سازي شده و طيف پاسخ ركوردهاي موجود در پايگاه داده، ركوردهاي موردنياز جهت تحليل معرفي مي شوند. براي مقايسه ي عملكرد روش هاي انتخاب ركورد مذكور، دو قاب خمشي فولادي با پريودهاي پايه ي 51/0 و 03/1 ثانيه در نظر گرفته شد. نتايج به دست آمده از تحليل ديناميكي افزايشي قاب هاي فولادي تحت ركوردهاي پيشنهادشده توسط روش هاي موردمطالعه نشان مي دهد كه طول بازه ي فروريزش در روش اول، دوم و سوم، به ترتيب از زياد به كم تغيير مي كند؛ همچنين ميزان شتاب طيفي در ترازهاي عملكرد بهره برداري آني، آستانه ي فروريزش و ناپايداري ديناميكي در روش اول، سوم و دوم، به ترتيب از زياد به كم تغيير مي كند. علاوه بر اين، با استفاده از منحني هاي شكنندگي، احتمال فروريزش تحت زلزله ي MCE در صورت استفاده از ركوردهاي پيشنهادشده توسط روش هاي اول، دوم و سوم در
Thesis summary

با افزايش حملات تروريستي در جهان يكي از مهم ترين مباحثي كه در سال هاي اخير توجه محققين را به سمت خود جلب كرده است بحث خرابي پيش رونده در ساختمان ها به دليل انفجار مي باشد. خرابي پيش رونده عبارت است از خرابي موضعي يا جزئي قسمتي از سازه كه موجب خرابي بخش بزرگي از سازه يا كل آن مي گردد. به مرور زمان جهت طراحي مقاوم ساختمان ها در برابر خرابي پيش رونده آيين نامه ها و ضوابط مختلفي ايجاد شده است. طبق آيين نامه هاي معتبر خرابي پيش رونده، روش مسير بار جايگزين (APM) مناسب ترين روش براي بررسي عملكرد ساختمان ها تحت خرابي پيش رونده مي باشد كه در اين روش ستون ها مخصوصا ستون گوشه ساختمان به عنوان عضو اصلي باربر در فرايند خرابي، بيان شده است. نكته بسيار مهم در اين روش مهم نبودن عامل ايجاد كننده خرابي اوليه مي باشد. استفاده از نرم افزارهاي شبيه سازي پيشرفته كه با تقريب بسيار بالايي رفتار سازه ها را در مقابل پديده انفجار به نمايش مي گذارند، موجب رسيدن به درك بالايي از رفتار سازه ها در برابر انفجار و هم چنين به چالش كشيدن بندهاي آيين نامه هاي خرابي پيش رونده شده است لذا در اين پژوهش عملكرد يك ساختمان بتني تحت خرابي پيش رونده ي حاصل از انفجار با استفاده از نرم افزار اجزاي محدود LS-DYNA بررسي شده و نتايج بدست آمده با آيين نامه هاي خرابي پيش رونده مقايسه شده است.. در ابتدا خرابي پيش رونده در ساختمان بتني، تحت روش مسير بار جايگزين با استفاده از آيين نامه GSA و سپس تحت انفجار مستقيم داخلي از طريق مدل كردن هندسه ماده منفجره طبق روش MM-ALE مورد بررسي قرار گرفته و در انتها پاسخ سازه به خرابي پيش رونده تحت دو روش بيان شده، مطالعه شده است. نتايج بدست آمده نشان مي دهند كه در حالت شبيه سازي انفجار مستقيم داخلي، كاهش باربري اعضاي مجاور به عضو حذف شده و همچنين وجود امواج انفجاري و انعكاس آنها در اثر برخورد با اجزاي ديگر سازه تا لحظاتي بعد از انفجار، دو پارامتر مهم و اساسي مي باشند كه حتي اختلافي 60 درصدي را در جابجايي قائم بالاي ستون حذف شده ايجاد مي كنند و اين در حالي است كه در روش مسير بار جايگزين به آن ها توجهي نمي شود.
Thesis summary

امروزه ارزيابي احتمالاتي عملكرد سازه ها در برابر زلزله به يكي از بحث هاي رايج در بين محققين تبديل شده است. ازآنجاكه ايران ازنظر لرزه خيزي در منطقه فعال جهان قرار دارد، در سال هاي اخير همواره زلزله هاي مخرب زيادي رخ داده است كه منجر به تلفات جاني و ايجاد هزينه هاي اقتصادي و اجتماعي زيادي شده است. آسيب هاي وارد به ساختمان ها در زلزله هاي اخير ضرورت تعيين احتمال خرابي و ميزان خسارت وارد به ساختمان هاي موجود را در برابر زلزله هاي آينده مطرح ساخته است. بررسي احتمالاتي خطر لرزه اي با استفاده از تحليل ديناميكي افزاينده (IDA) روش متداولي است كه ارزيابي همه جانبه از عملكرد لرزه اي سازه ارائه مي دهد. جهت برآورد آسيب پذيري لرزه اي سازه از منحني هاي شكنندگي استفاده مي شود. اين منحني ها بيانگر احتمال شرطي فراگذشت سازه از سطوح خرابي يا شكست به ازاي يك مشخصه حركت لرزه اي مثل حداكثر شتاب حركت زمين يا شتاب طيفي مي باشد. هدف از اين مطالعه، تعيين منحني شكنندگي سيستم هاي ساختماني فولادي طراحي شده بر اساس آيين نامه ي طراحي ايران مي باشد. مدل هاي موردنظر، ساختمان هاي فولادي 5 و 10 طبقه ي منظم و نامنظم با 3 نوع نامنظمي مختلف هستند كه توسط مهاربند همگراي معمولي و كمانش ناپذير مهاربندي شده اند. سپس تحليل ديناميكي غيرخطي افزايشي (IDA) با در نظر گرفتن 20 ركورد زلزله كه هر يك از اين ركوردها از مقدار g1/0 تا g 5/1 مقياس شده اند، بر روي مدل ها صورت پذيرفت. در اين بررسي، منحني هاي شكنندگي از مقايسه تغيير مكان جانبي نسبي طبقات با سطوح خرابي در دستورالعمل HAZUS و اعمال تكنيك هاي آماري لازم بر روي داده ها، حاصل شدند. منحني هاي شكست حاصله بيانگر تأثير مثبت سيستم مهاربندي كمانش ناپذير روي عملكرد لرزه اي سازه مي باشند. سازه هاي 10 طبقه به طور ميانگين از 8 تا 32 درصد و سازه هاي 5 طبقه به طور ميانگين از 8 تا 40 درصد كاهش تغييرمكان جانبي نسبي را تجربه نمودند. سازه هاي مجهز به سيستم مهاربندي كمانش ناپذير در مقادير بالاتري نسبت به سازه هاي مجهز به مهاربند معمولي به حد فراگذشت رسيده اند؛ كه اين امر بيانگر اين است كه اين سازه ها، عملكرد لرزه اي بهتري را در سطوح آسيب مختلف از خود نشان مي دهند. همچنين نتايج به دست آمده حاكي از آن است كه با افزايش تعداد طبقات، شكنندگي افزايش مي يابد. سازه هاي داراي نامنظمي هندسي
Thesis summary

روش طراحي پلاستيك براساس عملكرد (PBPD)، يك روش طراحي مبتني بر انرژي است كه سازوكار تسليم و تغييرمكان جانبي نسبي سازه را از ابتدا، وارد روند طراحي مي كند. استفاده از اين روش، علاوه بر تضمين سازوكار تسليم و تغييرمكان جانبي نسبي هدف، نياز به آزمون و خطاهاي طاقت فرسا در طراحي سازه ها را از بين مي برد. روش PBPD براي سيستم هاي مختلف سازه اي با موفقيت توسعه داده شده است و اين به خودي خود بيانگر اهميت و جايگاه اين روش طراحي است. در اين روش، براي طراحي سازه، از معادله تعادل انرژي استفاده مي شود كه جمله هاي آن در اصل براي يك قاب دوبعدي به دست آمده اند. انرژي يك كميت نرده اي است و از جهت مستقل است، لذا نوشتن معادله تعادل انرژي به صورت مستقل براي هر جهت خالي از اشكال نيست. علاوه بر اين، در معادله تعادل استفاده شده در اين روش، از اثرات قاب هاي مجاور هم و قاب هاي متعامد در حالت سه بعدي، صرف نظر شده است. در يك سازه سه بعدي، كل سازه به عنوان يك جسم، انرژي ورودي زلزله را مستهلك مي كند، بنابراين، نوشتن معادله تعادل براي هر قاب از سازه سه بعدي، منطقي به نظر نمي رسد است. به علاوه، در مدل سازي هاي دوبعدي، از اندركنش نيروهاي سه بعدي، مانند خمش دومحوره صرف نظر مي شود كه مي تواند يكي از دلايل پاسخ گو نبودن اين روش براي حالت سه بعدي باشد. در اين تحقيق، براي اعمال اثر قاب هاي مجاور و قاب هاي متعامد برهم، از توزيع غيرخطي برش پايه در پلان استفاده شد. براساس نتايج تحليل تاريخچه زماني غيرخطي 8 سازه سه بعدي فولادي كه قاب هاي آن ها همگي خمشي هستند، برش پايه دو جهت متعامد، به يكديگر، و هر دو قاب مجاور، به يكديگر، مرتبط شدند. براي برازش تابع ها در اين تحقيق، از شبكه هاي عصبي مصنوعي استفاده شد. در روش PBPD پيشنهادشده در اين تحقيق، برش پايه نقطه تسليم براي يك قاب دوبعدي، به صورت مستقل از معادله تعادل انرژي محاسبه مي شود و سپس به كمك توزيع غيرخطي برش پايه در پلان، برش پايه ساير قاب ها نيز محاسبه مي شود. سه سازه سه بعدي با استفاده از روش PBPD دو بعدي و روش پيشنهادشده طراحي شدند. نتايج تحليل تاريخچه زماني نشان داد كه سازه هاي طراحي شده با روش موجود، قادر به تامين سازوكار مطلوب قاب خمشي (ستون قوي-تير ضعيف) نيستند درحالي كه روش پيشنهادشده، اهداف از پيش تعيين شده طراحي را كاملا برآورده مي كند. در اين تحقيق،
Thesis summary

به طور كلي براساس آيين نامه هاي طراحي سازه ها، تمام ساختمان ها بايد در برابر بارهاي جانبي مثل زلزله و باد مقاومت قابل انتظاري داشته باشند، از اين رو شناخت اين بارها و نحوه ي محاسبه آن ها وتاثير آن ها بر ساختمان براي حصول يك طرح ايمن و اقتصادي حائز اهميت است. روش هاي مختلفي به منظور محاسبه بارگذاري لرزه اي ساختمان وجود دارد كه هريك نسبت به ديگري متفاوت است. استفاده از هريك از روشها داراي شرايطي است كه در آييننامه ها ذكر مي شود. اما موضوع اصلي كه مورد بحث قرار خواهدگرفت بررسي دو روش تحليل ديناميكي طيفي و تاريخچه زماني خطي است كه در آيين نامه 2800 استفاده از هريك از اين دوروش در محاسبه بارهاي لرزه اي به اختيار طراح واگذار شده است كه در چارچوب تعيين شده در آيين نامه 2800 هريك از دوروش را انتخاب كند. اما به منظور حصول يك طرح ايمن و اقتصادي بايد تفاوت هاي دوروش نسبت به يكديگر شناخته شود و بيان شود كه در شرايط مختلف چه روشي براي محاسبه بارگذاري لرزهاي لازم است. از اين رو در اين پايان نامه يك مطالعه عددي بر روي ساختمان هاي با سيستم قاب خمشي متوسط با تعداد طبقات مختلف صورت گرفته است ، موضوع اين مطالعه بررسي نتايج حاصل از هردوروش و مقايسه آن ها با يكديگر است، نتايج دراين تحقيق بدين شكل حاصل شده است كه برش پايه حاصل از روش ديناميكي طيفي با افزايش طبقات ساختمان نسبت به روش تاريخچه زماني كم تر مي شود. نتيجه در مورد جابه جايي طبقات بدين صورت است كه پس از هم پايه سازي، هرچه تعداد طبقات بيش تر شود مقادير حاصل از روش طيفي بيش از روش تاريخچه زماني ميَ شود كه با نامنظم بودن ساختمان در پلان، اختلاف مقادير بيش تر نيز مي شود. در طراحي بر اساس آيين نامه2800 ستون هاي اين ساختمان ها بايد با در نظر گرفتن قاعده ي 100-30 و همچنين پس از هم پايه سازي طراحي شوند كه مي توان گفت براي ساختمان هاي كوتاه مرتبه نتايج طراحي در روش طيفي كمتر از روش تاريخچه زماني است اما هرچه تعداد طبقات افزايش يابد و ساختمان بلند مرتبه تر شود روش تاريخچه زماني نتايج كمتري نسبت به روش طيفي ارائه مي دهد و اقتصادي تر مي باشد. در مورد تير ها به طور كلي مي توان گفت كه همواره نتايج روش تاريخچه زماني بيش تر از روش طيفي است به جز در حالتي كه در ساختمان 15 طبقه نامنظم پس از هم پايه سازي و با در نظر گرفتن قاعده ي 100-30 نتايج روش
Thesis summary

سازه فضاكار به سازه هايي اطلاق مي شود كه نتوان رفتار و عملكرد آن ها را به صورت دو بعدي مدل سازي و تحليل كرد. رفتار سازه هاي فضاكار به گونه اي است كه تعاريف و روابط آيين نامه هاي موجود كه بر اساس سيستم هاي معمول و سنتي سازه اي تدوين شده اند، قادر به برآورد صحيح اثر زمين لرزه بر روي آن ها نيستند. به بيان واضح تر براي دست يابي به تدابيري در جهت يك تحليل و طراحي قابل قبول، لازم است مطالعات در چارچوبي متناسب با خواص ذاتي سازه هاي فضاكار و روابط حاكم بر رفتار سه بعدي آن ها به عمل آيد و طبعاً اعمال اثرات ناشي از زلزله در سه مؤلفه، در جهت تقريب واقع گرايانه نحوه اعمال اين اثرات و پاسخ هاي حاصل خواهد بود. با توجه به اينكه در آيين نامه 2800 درباره مؤلفه قائم زلزله توضيح قابل توجهي داده نشده، در اين پايان نامه ضرورت استفاده از سه مؤلفه زلزله در تحليل و طراحي سازه هاي فضاكار با استفاده از تحليل تاريخچه زماني خطي بررسي شد. نتايج نشان مي دهد كه سازه هايي كه بدون در نظر گرفتن مؤلفه قائم زلزله طراحي شده اند، بعد از اعمال زلزله هايي با سه مؤلفه، تعداد زيادي از اعضاي آن ها داراي ظرفيتي كمتر از ظرفيت مورد نياز بودند. تعداد اعضايي كه ظرفيت كمتري از ظرفيت مورد نياز داشتند، نزديك به 80 درصد اعضاي سازه هاي مورد بررسي بود. اتصال بين اعضا در سازه هاي فضاكار به سه صورت مفصلي، صلب و نيمه صلب انجام مي شود. از طرفي صلبيت خمشي اتصال بر شرايط سر حدي دو انتهاي عضو و در نتيجه نسبت لاغري عضو مؤثر مي باشد. در اين پژوهش گنبد هاي دندانه اي تك لايه با دهانه هاي 20، 25 و 30 متر و با ارتفاع هاي 5 و 6 متر و همچنين با در نظر گرفتن انواع اتصالات تحليل و طراحي شدند. نتايج حاصل از تحليل ها بر روي سازه هاي فضاكار مورد مطالعه نشان مي دهد كه ميزان سختي اتصالات مي تواند تأثير مهمي بر پايداري سازه هاي فضاكار داشته باشد. ميزان سختي اتصال علاوه بر تأثير در زمان تناوب اصلي سازه كه يكي از پارامتر هاي مهم در طراحي لرزه اي سازه ها مي باشد، بر مقدار مصالح مصرفي در سازه هاي فضاكار نيز تأثير مي گذارد. با توجه به نتايج، استفاده از اتصال صلب مي تواند باعث صرفه جويي در مصالح مصرفي شود كه اين مقدار بين 5/1 تا 40 درصد، بسته به ويژگي هاي هندسي و سختي اتصالات مورد استفاده در سازه مي باشد. در بررسي ديگري كه صورت گرفت امكان فرض اتصا
Thesis summary

به دليل قرارگيري كشور ايران در محدوده گسل هاي خطرناك زمين، وقوع زلزله امري اجتناب ناپذير است كه كوتاهي از توجه به آن، خسارات و تلفات احتمالي زيادي را براي كشور ما به دنبال خواهد داشت. ميراگر جرمي تنظيم شده (TMD) يكي از وسايل كنترل لرزه اي غيرفعال سازه ها است كه متشكل از جرم، فنر و ميراگر است كه جهت تقويت سازه در برابر بارهاي جانبي استفاده مي شود. در اين پايان نامه به منظور كاهش پاسخ سازه در برابر نيروهاي زلزله، پارامترهاي ميراگر جرمي بهينه سازي شده اند تا ميراگر بهترين عملكرد را در برابر نيروهاي جانبي داشته باشد. در اين تحقيق با تكيه بر مباني علم كنترل لرزه اي و ديناميك سازه ها، كدي در محيط متلب به منظور تحليل ديناميكي و تاريخچه زماني سازه هاي بتني تهيه شده است. با استفاده از اين كد و مرتبط كردن آن با الگوريتم هاي بهينه سازي شامل الگوريتم قدرتمند ژنتيك (GA) و الگوريتم سريع اجتماع ذرات (PSO)، طراحي بهينه سيستم TMD با انتخاب تابع هدف به دو صورت كمينه سازي بيشينه تغييرمكان جانبي بام و كمينه سازي بيشينه شتاب بام سازه صورت پذيرفته و متغيرهاي جرم، سختي و محل قرارگيري ميراگر در سازه، به طور هم زمان بهينه سازي شده اند. سپس نسبت هاي بهينه جرم ميراگر به جرم كل سازه و زمان تناوب ميراگر به زمان تناوب سازه اصلي به وسيله معادلات تحليلي محاسبه شده است. سازه هاي 1، 4، 10 و 20 طبقه تحت زلزله كوبه و ال سنترو، با يك و دو ميراگر تحت دو نوع روش بهينه سازي GA و PSO و با دو تابع هدف كمينه سازي بيشينه جابجايي بام و كمينه سازي بيشينه شتاب بام تحليل شده اند. در نهايت نتايج حاصل از بهينه سازي به وسيله هر دو الگوريتم با يكديگر مقايسه شده است و نشان از اختلاف ناچيز و قابل چشم پوشي بين نتايج آن ها دارد. از سوي ديگر بررسي تأثير تابع هدف انتخابي براي طراحي TMD در عملكرد اين سيستم كنترلي در سازه هاي مختلف انجام شده است و نتايج حاصل كاهش 50 تا 90 درصدي را در پاسخ هاي مختلف سازه هاي كنترل شده نسبت به سازه هاي كنترل نشده نشان مي دهد.
Thesis summary

كنترل فعال سازه هاي بلند در دو دهه اخير زمينه بسياري از تحقيقات رشته سازه و زلزله را به خود اختصاص داده است. از جمله بار هاي جانبي وارد بر ساختمان هاي بلند بار باد است. به لحاظ بزرگي و شدت نيروي جانبي وارد بر ساختمان بار باد در برابر بار هاي ناشي از زلزله ناچيز است. اما به لحاظ ماهيت، فركانس، نحوه اعمال بار باد به ساختمان و مدت زمان اعمال بار باد به ساختمان با بار ناشي از زلزله متفاوت مي باشد. به همين منظور محققان در زمينه طراحي سيستم كنترل فعال ارتعاشات ساختمان بر اثر نيروي باد، الگوريتم هاي متعددي را جهت محاسبه پاسخ سازه و نيروي كنترل اعمالي به سازه معرفي نموده و به كار برده اند. در اين تحقيق سيستم كنترل فعال موسوم به ميراگر جرم فعال به عنوان يكي از سيستم هاي هوشمند در كنترل ارتعاشات سازه براي ساختمان هاي بلند تحت اثر نيروي باد مورد بررسي قرار گرفته است. الگوريتم بكار رفته در اين سيستم كنترلي الگوريتم H∞ مي باشد. در روش حل اين تحقيق ابتدا معادلات حركت مربوط به ساختمان هاي بلند نوشته شده و با تبديل اين معادلات به معادلات فضاي حالت و محاسبه روابط مربوط به توابع تبديل، نحوه عملكرد كنترل كننده توسط الگوريتم H∞ بررسي و مشخص مي گردد. ساختمان هاي مورد مطالعه در اين تحقيق بصورت سه قاب برشي دو بعدي ده، بيست و سي طبقه مي باشد. بار باد بر اساس مبحث ششم مقررات ملي ساختمان محاسبه شده و به صورت نيروهاي متمركز بر تراز سقف طبقات قاب مورد مطالعه اعمال مي گردد. در برنامه كامپيوتري نوشته شده ابتدا مشخصات و ويژگي هاي سازه ها و همچنين نحوه اعمال بار جانبي بر سازه ها به عنوان ورودي دريافت مي شود. اين برنامه به گونه اي نوشته شده كه تغييرمكان جانبي سقف طبقات سازه و سرعت حركت هر يك از طبقات سازه را براي دوحالت كنترل نشده و كنترل شده توسط سيستم ميراگر جرم فعال و همچنين نيروي كنترل مورد نياز براي سيستم كنترل فعال را براي سازه تحت كنترل به صورت خروجي برنامه محاسبه نموده و در قالب نمودارهايي آن ها را ترسيم مي كند. در اين تحقيق ضمن معرفي الگوريتم كنترلي H∞ و مزاياي اين الگوريتم نسبت به بقيه الگوريتم هاي كنترلي، ميزان كاهش پاسخ سازه بر اثر وجود سيستم كنترل ميراگر جرم فعال در قاب هاي مدل نشان داده شده و با هم مقايسه شده است. در نتايج اين تحقيق براي قاب هاي مورد مطالعه ميزان كاهش پاسخ مربوط به سر
Thesis summary

مانند ديگر حوادث طبيعي، زلزله نيز يك خطر بالقوه براي زندگي بشر محسوب مي شود. كه هنوز امكان پيش بيني دقيق زمان و مكان وقوع آن وجود ندارد. حركت زمين در نزديكي گسل كاملا متفاوت از حركت ثبت شده در فاصله دور از گسل است. در محدوده ي نزديك گسل معمولا زمين لرزه ها به سه عامل وابسته اند. اين عوامل شامل ساختار شكست، جهت انتشار شكست نسبت به ساختگاه و تغييرمكان هاي دائمي ناشي از لغزش گسل مي باشد. در زلزله هاي نزديك گسل شدت پالس در يك محدوده 10 تا 20 ثانيه اي و در زلزله هاي حوزه دور شدت پالس در يك محدوده زماني بزرگتر به سازه وارد مي شود، اين امر باعث مي شود تا سازه هايي كه از شكل پذيري كمتري برخوردار هستند در زلزله هاي حوزه نزديك دچار آسيب بيشتري شوند. كنترل سازه ها يكي از رويكردهاي جديد در طراحي سازه هاي مقاوم در برابر بارهاي خارجي از جمله باد و زلزله مي باشد. از بين روش هاي مختلف، كنترل غير فعال به دليل عدم نياز به منبع نيروي خارجي، سهولت نصب و نگهداري نسبت به ساير روش هاي كنترل از كاربرد بيشتري برخوردار است. دو ديدگاه براي مقابله با انرژي زمين لرزه وجود دارد .ديدگاه اول، روش هايي كه باعث كاهش نيروي وارد به سازه به وسيله ي جدا ساختن سازه از ارتعاش زمين مي شوند؛ سيستم هاي جداسازي پايه در اين دسته قرار مي گيرند. در ديدگاه دوم، جايگزين ساختن تجهيزات ميرايي براي اتلاف انرژي لرزه اي مورد نظر است. اين تجهيزات با اتلاف بخشي از انرژي زمين لرزه، باعث كاهش خسارات ناشي از رفتار غيرالاستيك آن ها مي شوند. هدف از اين مطالعه تحليل تاريخچه زماني غيرخطي براي بررسي تفاوت رفتار لرزه اي سازه هاي 5 و 10 طبقه با قاب خمشي مجهز به سيستم هاي جداساز لاستيكي با هسته سربي و ميراگرهاي جرمي، ويسكوز و آلياژهاي حافظه دار شكلي تحت ركوردهاي نزديك گسل (بم، كوبه، دنالي) و دور از گسل (چي چي، كوبه، طبس) مي باشد. نتايج نشان دهنده عملكرد خوب سيستم جداساز آلياژ حافظه دار شكلي در كاهش بيشينه جابه جايي بام سازه 5 طبقه نسبت به سازه 10 طبقه در زلزله هاي حوزه نزديك مي باشد. سيستم جداساز - ميراگر ويسكوز در سازه 5 طبقه و سيستم جداساز - آلياژ حافظه دار شكلي در سازه 10 طبقه در زلزله هاي حوزه نزديك به ترتيب بيشترين كاهش را در ميزان برش پايه داشتند. سيستم ميراگر جرمي در هر دو سازه 5 و 10 طبقه بيشترين كاهش در ميزان جابه جايي نسب
Thesis summary

طراحي مبتني بر آيين نامه هاي موجود، منطبق بر آناليزهاي خطي هستند. اين رويكرد منجر به طراحي سازه هايي مي شود كه در حالت كلي در برابر زلزله داراي ايمني جاني هستند. همچنين ظرفيت اين سازه ها معمولاً بيش از آن چيزي است كه در طراحي ها لحاظ شده است. با نگاهي به ساختمان هاي بلند، مي توان دريافت كه اين ساختمان ها بنابر مشخصه هايي مانند دوره تناوب بالا، اثر مود هاي بالاتر، تعداد زياد استفاده كنندگان از آن ها و عواقب ناشي از فروريزش آن ها بر روي سازه هاي مجاور، زيرمجموعه اي از سازه هاي خاص به شمار مي روند. با نگاهي گذرا به متن آيين نامه هاي تدوين شده در سراسر دنيا و تعداد ساختمان هاي بلندي كه احداث شده اند، به خوبي مي توان دريافت كه اين آيين نامه ها، حداقل هاي لازم براي طراحي عموم ساختمان ها را مدنظر قرار داده اند. چالشي كه امروزه مهندسان با آن مواجه هستند، اين است كه چه روشي براي طراحي اين سازه ها انتخاب كنند كه نه تنها حداقل هاي آيين نامه را رعايت كنند بلكه روش جديد، هم ارز روش مبتني بر آيين نامه بوده و حتي از آن بهتر باشد. از اين رو يك سري راهنما ها به وجود آمدند كه يكي از مهم ترين آن ها، راهنماي طراحي براساس عملكرد در سازه هاي بلند لس آنجلس مي باشد. در همين راستا، اين پژوهش سه سازه بلند با ارتفاع 15، 30 و 45 طبقه و مجهز به سيستم باربر جانبي ديوار برشي فولادي را مورد بررسي قرار مي دهد. بدين صورت كه ابتدا اين سازه ها بر اساس آيين نامه ايران تحليل و طراحي شدند. سپس همين سازه ها مطابق راهنماي لس آنجلس براي دو سطح عملكرد قابليت استفاده و آستانه فروريزش ارزيابي گرديدند. نتايج نشان داد كه تمام سازه هايي كه در اين پژوهش بر اساس آيين نامه ايران طراحي شدند، سطح عملكرد قابليت استفاده را برآورده مي كنند. همچنين تمام ساختمان هاي طراحي شده بر اساس آيين نامه ايران در پارامتر تغييرمكان جانبي نسبي محدوديت هاي سطح عملكرد آستانه فروريزش را برآورده كرده، اما در پارامتر تغييرمكان جانبي نسبي ماندگار فقط سازه 45 طبقه محدوديت ها را ارضا نموده است. بدين صورت مي توان دريافت كه احتمال فروريزش سازه هاي 15 و 30 طبقه هنگامي كه در معرض زلزله هاي بزرگ قرار مي گيرند، وجود دارد. اين در حالي است كه سازه 45 طبقه به قدري محافظه كارانه طراحي گرديده كه سطح عملكرد آستانه فروريزش را برآورده مي كند. سرانجام بر مبن
Thesis summary

با پيشرفت سريع علم و تكنولوژي، روش هاي عددي توسعه و تنوع چشمگيري يافته اند. از جمله جديدترين اين روش ها مي توان روش ايزوژئومتريك را نام برد. اين روش بالقوه داراي ويژگي هاي منحصربفرد و مناسبي است كه درآينده نه چندان دور مي تواند جايگزين روش هاي عددي متداول نظير اجزاي محدود و روش هاي بدون المان گردد. اين روش مبتني بر يك درك هندسي از مساله و توليد جواب هاي مساله با استفاده از بي اسپلاين ها (B-SPLINE) و نوع توانمندتر آن يعني نربز(NURBS) مي باشد. از مزاياي روش ايزوژئومتريك در مقايسه با ساير روش هاي عددي مي توان به دقت در مدل سازي، حذف مرحله شبكه بندي و كاهش دستگاه معادلات را نام برد. در اين پايان نامه با استفاده از توابع بي اسپلاين به جاي توابع چند جمله اي به بررسي روش تحيل ايزوژئومتريك براي مسائل استاتيكي و ديناميكي در حالت هاي ميرا و ناميرا در شرايط دو بعدي و براي مواد ارتوتروپيك و ايزوتروپيك پرداخته شد و در ادامه كدهاي نرم افزاري لازم در محيط برنامه نويسي متلب (Matlab) تهيه گرديد و خروجي هاي لازم حاصل از تحليل استخراج شد. اين پژوهش مشخص مي كند در تحليل مسايل تنش و كرنش مسطح و ديناميكي در حالت هاي ميرا و ناميرا هم براي مواد ايزوتروپيك و هم براي مواد ارتوتروپيك نتايج حاصل از تحليل ايزوژئومتريك با نتايج حاصل از روش اجزا ي محدود بسيار نزديك اند. اين انطباق جواب ها هم در حالت خمش و هم در حالت كشش براي سازه هاي معين و نامعين صادق است. اين در حالي است كه حجم معادلات استفاده شده در روش ايزوژئومتريك كمتر از روش اجزاي محدود مي باشد و همچنين روش ايزوژئومتريك در مدل سازي تكيه گاه ها عملكرد بهتري نسبت به روش اجزا ي محدود دارد كه سبب افزايش قدرت، كارايي و دقت اين روش نسبت به روش اجزاي محدود مي گردد.
Thesis summary

در سال هاي اخير تسليحات انفجاري به خصوص خودروهاي بمب گذاري شده، به گزينه اي پركاربرد براي انواع عمليات تروريستي تبديل شده است و بارگذاري انفجاري را به يكي از مخاطرات اصلي و مهم در طراحي سازه تبديل نموده است. از طرفي مقاوم سازي اعضاي مختلف سازه اي در چند دهه اخير با استفاده از انواع الياف بسيار گسترش يافته است. بتن مسلح به الياف فولادي، خواص مناسبي همچون شكل پذيري بالا، مقاومت فشاري و كششي مناسب، قابليت جذب انرژي و پايداري در برابر ترك خوردن، كاهش نفوذپذيري، كنترل خزش، افزايش عمر مفيد خدمت دهي و پايايي بالاتر را دارا مي باشد كه متناسب با آن ها، مي توان موارد كاربرد فراواني براي آن يافت. اين نوع بتن از بهترين مصالح مورد استفاده در ساخت بناهاي مقاوم در برابر ضربه، همچون سازه ي پناهگاه ها و انبارهاي نگهداري مواد منفجره به شمار مي رود و بناي شكل گرفته از بتن اليافي، قابليت فوق العاده اي در جذب انرژي ضربه دارد. در اين پژوهش ابتدا به معرفي انواع الياف پرداخته مي شود سپس پديده انفجار و اثرات آن در قالب بارهاي وارد بر ساختمان مورد بررسي قرار مي گيرد و در ادامه عملكرد الياف فولادي در تقويت اعضاي سازه اي در برابر بارهاي انفجار بررسي مي گردد. مدل سازي عددي با استفاده از نرم افزار ABAQUS/EXPLICIT انجام گرفته است. براي تعريف مدل رفتاري بتن، از مدل پلاستيك آسيب ديده بتن استفاده شده است زيرا براي بارگذاري هاي مختلف كاربرد داشته و با بيان رفتار مجزاي بتن در فشار و كشش، رفتار بتن را به صورت واقعي تر بيان مي كند. يكي از اهداف اصلي اين پژوهش اثبات قابليت بسيار بالاي نرم افزار در ارائه مدل هاي رفتاري دقيق مصالح و بارهاي ناشي از انفجار و نيز عدم نياز به انجام آزمايش هاي پر هزينه و مخرب با مواد منفجره مي باشد. به منظور اعمال بار انفجار از دو روش محاسبه به صورت دستي با استفاده از آيين نامه ي TM5-1300 و نيز محاسبه خودكار با استفاده از روش CONWEP كه از قابليت هاي جديد نرم افزار ABAQUS مي باشد، استفاده شده است؛ ميلگردها نيز به صورت الاستوپلاستيك در نظر گرفته شده اند. به منظور صحت سنجي مدل سازي هاي انجام شده، چند نمونه تحت بارگذاري هاي انفجاري مختلف مدل سازي شده و با نمونه هاي آزمايشگاهي مقايسه شده اند و پس از بررسي صحت مدل سازي هاي انجام شده با نتايج آزمايشگاهي، مدل هاي مورد نظر تحت بارهاي ان
Thesis summary

امروزه ديوارهاي حائل به عنوان بخش مهمي از ساختار حمل و نقل جاده اي در بسياري از موارد سهم قابل توجهي را در هزينه تمام شده راه ها، تونل ها و هم چنين ايمني جاده ها در شرايط زلزله خيز كشور بر عهده دارند. تخمين دقيق نيروهاي فشاري جانبي خاك بر ديوار حائل در حالت زلزله و هم چنين تعيين مدل رفتاري ديوار حائل با ابهامات خاصي مطرح است. از اين رو، مدل سازي اندركنش ديوار حائل و خاك مورد تحقيق قرار گرفت. در اين راستا، تغييرات توزيع تنش كه به معرفي ضريب عكس العمل بستر انجاميد، بررسي شد. تئوري وينكلر (تئوري فنرهاي ارتجاعي) و تئوري بستر ارتجاعي، از جمله تئوري هاي متداول و پركاربرد درزمينه مدل سازي رفتار اندركنش بين خاك و سازه با فرض رفتار ارتجاعي در تحليل استاتيكي است. در تحليل ديناميكي ديوارهاي حائل روش منونوبه-اكابه به تخمين نيروهاي فشار جانبي خاك در شرايط زلزله با وجود قدمت زياد مي پردازد. اين روش همچنان جز متداول ترين روش هاي تحليل ديناميكي ديوارهاي حائل براي مهندسين سازه و ژئوتكنيك است. در اين تحقيق براي تحليل ديوار حائل در شرايط گوناگون از نرم افزار PLAXIS استفاده شده است. اين نرم افزار توانايي مدل كردن اندركنش را دارد. به منظور تحليل ديوار حائل، ابتدا به تحليل چهار نوع خاك متفاوت به تأثير پارامترهاي زاويه اصطكاك داخلي، چسبندگي و مدول الاستيك خاك بر ديوار حائل بتني پرداخته شده است. نتايج اين تحليل بيانگر تأثير پارامترهاي سختي خاك در تغيير مكان ديوار حائل است. در ادامه به مدل كردن 9 نمونه ديوار بتني با ارتفاع هاي 10، 15 و 20 متر و ضخامت هاي 1، 5/1 و 2 متر به تأثير ارتفاع بر ضخامت ديوار پرداخته شده است. نتيجه اين مدل نشان مي دهد كه مقدار تنش برشي بيشينه و لنگر خمشي بيشينه با افزايش ارتفاع ديوار و هم چنين افزايش ضخامت ديوار، افزايش مي يابد. در اين تحقيق هم چنين به بررسي تأثيرات مختلف زلزله هاي ال-سنترو بم و كرمان بر روي ديوار حائل بتني به ارتفاع 15 متر و ضخامت 5/1 متر پرداخته شده است. نتيجه اين تحليل، تأثيرگذاري بيشتر شتاب قائم زلزله نسبت به شتاب افقي آن، در زلزله بم را نشان مي دهد. تغيير مكان ديوار تحت زلزله ال-سنترو و زلزله كرمان به مراتب بيشتر از زلزله بم است. در انتها، به مقايسه نتايج تحليل ديوار حائل بتني به ارتفاع 15 و ضخامت 5/1 متر به روش منونوبه-اكابه با مدل ديوار حائل P
Thesis summary

طراحي امن و اقتصادي سازه ها در برابر نيروي زلزله با ايجاد كمترين محدوديت در فضاي معماري از مباحث روز مهندسي ساختمان است. كنترل پاسخ لرزه اي سازه با استفاده از الحاق ميراگر، نسبت به برخي روش هاي نوين ديگر ارزان تر بوده و دستيابي به يك توازن بهينه را بين عمل كرد مطلوب سازه، هزينه ساخت و سادگي اجرا ممكن مي سازد. ميراگرها وقتي بهترين عمل كرد را خواهند داشت كه به نقاطي از سازه متصل شوند كه بيشترين جابجايي نسبي بين آن نقاط رخ دهد. ميراگر HF2V نوعي ميراگر سربي تزريقي كوچك با نيروي غيرخطي نسبتاً بزرگ و حلقه پسماند مستطيلي شكل است. در اين تحقيق با توزيع اين نوع ميراگر كوچك در پلان و ارتفاع ساختمان، تلاش شد با استفاده از يك روش نصب جديد، ضمن ايجاد كمترين تداخل در معماري، همه جابجائي هاي بزرگ سازه به ميراگرها منتقل شده و برش پايه كاهش يابد. در اين روش كه نصب ميان قابي ميراگر نام گرفت، ميراگر به وسيله دو عضو طره به ميانه تيرهاي دو طبقه متوالي از يك قاب خمشي متصل گرديد و از شكل انحناي مضاعف تير در جهت افزايش جابجايي در ميراگر استفاده شد. به اين ترتيب طره ها، تيرهاي نگه دارنده طره و ميراگر با هم يك تركيب سري مي سازند كه به صورت موازي در سازه قرار مي گيرد و رفتار تركيب نهايي پيچيده مي شود. براي درك روشن تر از رفتار سيستم هاي سري، چند مدل اوليه با اتصال سري ميراگر به رأس مهاربند جناغي در قاب هاي ساده مورد بررسي قرار گرفت. هم چنين معادلات حاكم بر تركيب سري جرم، فنر و ميراگر ويسكوز غيرخطي به صورت تحليلي استنتاج شد و روش عددي نيومارك براي حل آن معادلات خاص اصلاح گرديد. براي صحت سنجي نتايج، چند برنامه محاسباتي بر اساس تحليل هاي نظري در محيط نرم افزار Matlab نوشته شد اما بررسي مدل هاي اصلي ميان قابي با روش تحليل تاريخچه زماني غيرخطي مودال در نرم افزار Etabs انجام گرديد. پس از بررسي مدل هاي متنوع و شناخت رفتار سازه اي روش ميان قابي، كارآيي اين روش با به كار بردن راه كارهايي بهبود يافت. آنگاه چهار مدل نهايي 3، 6، 9 و 12 طبقه ميان قابي ساخته شده و ظرفيت ميراگرها در اين مدل ها بهينه يابي شد. براي هر مدل ميان قابي يك مدل مزدوج كه ميراگر آن در رأس مهاربند جناغي نصب شده بود نيز به عنوان يك معيار ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه متوسط عمل كرد 4 ميراگر بهينه در هر طبقه براي مدل هاي 6 و 12 طبقه در ك
Thesis summary

امروزه ساختمان بلند به يكي از مهم ترين جنبه هاي ساخت و ساز در دنيا تبديل شده است. اسكلت سازه اي يك ساختمان بلند در نگاه اول به صورت يك تير طره است كه در انتها بر روي زمين ثابت شده است. سازه بايد علاوه بر داشتن مقاومت خمشي و برشي كافي، ظرفيت كامل باربري قائم را داشته باشد. با افزايش ارتفاع به دليل وجود بارهاي جانبي، انتخاب سيستم سازه اي مناسب ضرورت پيدا مي كند. از طرف ديگر امروز بادبندهاي كمانش ناپذير به عنوان عضو نسبتاً جديد لرزه بر در ساختمان هاي بلند به كار مي روند. از آن جايي كه تاكنون در مقالات و تحقيقات ديگر عملكرد بادبندهاي كمانش ناپذير در ساختمان هاي كوتاه و ميان مرتبه بررسي شده است، در اين تحقيق عملكرد اين نوع بادبند در ساختمان هاي بلند بررسي شده است. در اين تحقيق رفتار مهاربندهاي كمانش ناپذير در ساختمان هاي بلند 15، 30 و 45 طبقه با سيستم مختلط و هم چنين سيستم مختلط به همراه كمربند خرپايي مورد بررسي قرارگرفته است. براي تحليل و طراحي ساختمان ها از نرم افزار Etabs 2013 استفاده و طراحي به روش LRFD انجام شده است. بعد از تحليل طيفي و ديناميكي تاريخچه زماني خطي تحت ركوردهاي زلزله هاي دوزسه، منجيل و طبس، تأثير مهاربندهاي كمانش ناپذير در تغييرشكل جانبي طبقات، تغييرشكل جانبي نسبي طبقات، نسبت تنش طراحي اعضا و برش پايه در ساختمان هاي داراي اين نوع مهاربند بررسي و با ساختمان هاي مشابه با مهاربندهاي متداول مقايسه شده است. نتايج بيانگر عملكرد مناسب اين بادبندها در مقايسه با بادبندهاي معمولي مي باشد. بررسي ها در تحليل هاي طيفي و تاريخچه زماني خطي نشان داده است كه استفاده از مهاربندهاي كمانش ناپذير به طور متوسط در ساختمان هاي 15 طبقه بين 23 تا 41 درصد، در ساختمان هاي 30 طبقه بين 24 تا 35 درصد و در ساختمان هاي 45 طبقه بين 17 تا 40 درصد باعث كاهش تغييرشكل جانبي طبقات نسبت به مهاربندهاي معمولي مي شود. هم چنين استفاده از اين مهاربندها نسبت تنش طراحي در تيرها را حداكثر تا 29 درصد و نسبت تنش طراحي در ستون ها را حداكثر تا 15 درصد كاهش مي دهد كه البته ميزان متوسط كاهش تنش طراحي در ستون ها قابل چشم پوشي است. طبق نتايج طراحي، نسبت تنش طراحي در مهاربندهاي كمانش ناپذير نسبت به مهاربندهاي معمولي نظير آن ها كه سطح مقطعي برابر با سطح مقطع هسته فولادي باربر مهاربندهاي كمانش ناپذير دارند، ب
Thesis summary