در این مطالعه، طرح بهینه سازه های بتنی براساس قابلیت اعتماد با درنظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک-سازه با استفاده از یک الگوریتم جستجوی گرانشی گسسته جدید و یک روش تقریب سازی موثر مطرح شده است. طرح بهینه سازه های بتنی براساس قابلیت اعتماد با درنظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک-سازه منطبق بر طراحی براساس عملکرد جستجو شده است. الگوریتم پیشنهادی جستجوی گرانشی گسسته بر مبنای الگوریتم جستجوی گرانشی استاندارد می باشد که هزینه سازه را تحت قیود قطعی و غیرقطعی بهینه می نماید. در این مطالعه، سطوح عملکردی قابل قبول طراحی براساس عملکرد را با تئوری قابلیت اعتماد آمیخته شده تا مقدار احتمال خرابی سالیانه غیرعملکردی با مقدار مجاز متناظر آن برای هر سطح عملکردی مقایسه گردد. روش شبیه سازی مونت کارلو بعنوان یک روش قابل اطمینان برای محاسبه احتمال های خرابی استفاده شده است. برای کاهش زمان محاسباتی روش شبیه سازی مونت کارلو، یک روش تقریب سازی پیشنهاد شده است که بطور قابل قبولی پاسخ های لرزه ای مورد نیاز سیستم اندرکنش خاک- سازه را در پروسه پیش بینی نماید. این روش پیشنهادی تقریب سازی شامل ترکیب ماشین بردار حداقل مربعات وزنی و تابع هسته موجکی می باشد. نتایج عددی بیانگر کارآمد بودن و عملکرد محاسباتی بسیار خوب روش پیشنهادی تقریب سازی و الگوریتم پیشنهادی جستجوی گرانشی گسسته در بهینه سازه های بتنی براساس قابلیت اعتماد می باشد.

سیستم های زهکشی در بدنه و پی سدهای خاکی، تمهیداتی هستند که برای جمع آوری و هدایت آب های نشت یافته به نواحی پایین دست طراحی و به اجرا در می آیند. بهترین ترکیب زهکش مایل و افقی، ترکیبی خواهد بود که قادر باشد به وظیفه ی اصلی خود که همان جمع آوری و تخلیه ی زهاب از بدنه ی سد خاکی می باشد عمل کند و علاوه بر پایداری سد دارای کمترین ابعاد نیز باشد. در این پژوهش یک طرح هندسی بهینه برای طول زهکش افقی و مایل در سدهای خاکی همگن ارائه گردید. برای دست یابی به این طرح از الگوریتم جامعه پرندگان (pso) استفاده شد. ابتدا 1000 سدخاکی همگن جهت تعیین میزان دبی نشت از بدنه ی سد و ضریب پایداری شیب در نرم افزارgeostudio مدل شد. پس از تقریب سازی و کلاس بندی این مدل ها به روش ماشین بردار پشتیبان حداقل مربعات وزن دار، مدل بهینه شامل طول زهکش مایل و افقی و زاویه بین آنها در سدهای خاکی همگن با ارتفاع 10 و 15 و 20 و 25 و30 در الگوریتم جامعه پرندگان (pso) به دست آمد. نتایج نشان داد که مقدار بهینه طول زهکش افقی در سدهای مورد مطالعه بین بازه ی 1.1 تا 1.6 برابر ارتفاع سد و همچنین مقدار بهینه طول زهکش مایل بین 0.5 تا 0.7 ارتفاع سد و میزان زاویه بین دو زهکش بین 105 تا 125 درجه متغیر است.

امروزه ارزیابی عملکرد سازه ها در برابر زلزله، به یکی از بحث های رایج در بین محققین تبدیل شده است. یکی از ابزارهای کلیدی در ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای سازه ها، توابع شکنندگی است که احتمال فراگذشت آسیب سازه از یک سطح آسیب مشخص را برای چندین سطح خطر از جنبش های لرزه ای زمین بیان می نماید. هدف از این مطالعه، تعیین منحنی شکنندگی آسیب پذیری لرزه ای سازه بتن مسلح با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه می باشد ، سازه های بتنی طراحی شده بر اساس آیین نامه ی طراحی ایران بر روی خاک نوع iii در منطقه ای با خطر لرزه ای زیاد می-باشد. مدل های مورد نظر، ساختمان های بتنی 5، 8 و12 طبقه با سیستم قاب مقاوم خمشی می باشند. مدل سازی این ساختمان ها در نرم افزار openseesانجام شده و تحلیل دینامیکی غیرخطی افزایشی(ida) برروی مدل ها انجام گرفته است. در این بررسی، تغییر مکان جانبی نسبی سازه ها به عنوان معیار آسیب در نظر گرفته شده است. حدود تعیین شده برای تغییر مکان جانبی نسبی در دستور العمل hazus برای تعیین حالات خرابی مورد استفاده قرار گرفته است که این حالات خرابی عبارتند از: حالت خرابی کم، متوسط، گسترده و کلی. منحنی شکست سازه ها بر اساس مقادیر تغییر مکان جانبی نسبی و ضرایب موجود در دستور العمل hazus تهیه شده اند.. نتایج بدست آمده نشان می دهند که با افزایش pga وتعداد طبقات ، شکنندگی افزایش می یابد در سازه های مدل شده در حالات خرابی کم و متوسط منحنی های شکست مدل های 5 و 8 طبقه بسیار به هم نزدیک هستند و منحنی شکست مدل 12 طبقه فاصله ی نسبتاً قابل توجهی با منحنی شکست دو مدل دیگر دارد.

مراحل متوالی زیر جهت انجام مطالعه، برای یک سازه خاص تحت اثر زلزله ای معین برداشته شده است. 1. در این مطالعه سازه 5، طبقه از نظر ارتفاعی مورد بررسی قرار گرفته‏است. 2. سازه های مورد نظر مطابق آئین نامه 2800 ایران و ubc-97 بارگذاری لرزه ای می گردند. 3. بر اساس روش طراحی تنش مجاز مطابق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران، مطابق توصیه های آیین نامه ubc-97 که برگرفته از توصیه های aisc-93 است بر اساس ترکیبات بارگذاری مربوطه توسط برنامه sap2000 تحلیل الاستیک خطی و سپس طراحی انجام میشود. 4. سازه های طرح شده تحت اثر رکورد های متفاوت با استفاده از روش ida بوسیله نرم افزار opensees تحت آنالیزدینامیکی غیر خطی افزایشی قرار گرفتند. 5. نتایج بدست آمده از تحلیل غیر خطی دینامیکی است آمده توسط نرم افزار mathlab مورد پردازش اطلاعاتی قرار گرفت. 6. سپس سازه، با در نظر گرفتن اندر کنش خاک و سازه مورد بررسی قرار گرفت و مراحل 4 و 5 تکرار شد. 7. سپس قابلیت اعتماد لرزه ای برای هر سازه با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه جداگانه محاسبه شده است. 8. مقایسه نتایج حاصل بایکدیگر و نتیجه گیری

چکیده: امروزه ارزیابی عملکرد سازه ها در برابر زلزله، به یکی از بحث های رایج در بین محققین تبدیل شده-است. یکی از ابزار های کلیدی در ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای سازه ها، توابع شکنندگی است که احتمال فراگذشت آسیب سازه از یک سطح آسیب مشخص را برای چندین سطح خطر از جنبش های لرزه ای زمین بیان می نماید. هدف از این مطالعه، تعیین منحنی شکنندگی آسیب پذیری لرزه ای سیستم ساختمانی فولادی طراحی شده بر اساس آیین نامه ی طراحی ایران بر روی خاک نوع iii در منطقه ای با خطر لرزه ای زیاد می باشد. مدل های مورد نظر، ساختمان های فولادی 5، 8 و12 طبقه ی با سیستم قاب مقاوم خمشی ویژه می باشند. مدل سازی این ساختمان ها در نرم افزار opensees انجام شده و تحلیل دینامیکی غیرخطی افزایشی (ida) برروی مدل ها انجام گرفته است. در این بررسی، تغییر مکان جانبی نسبی سازه ها به عنوان معیار آسیب در نظر گرفته شده است. حدود تعیین شده برای تغییر مکان جانبی نسبی در دستورالعمل hazus برای تعیین حالات خرابی مورد استفاده قرار گرفته است که این حالات خرابی عبارتند از: حالت خرابی کم، متوسط، گسترده و کلی. منحنی شکست سازه ها بر اساس مقادیر تغییر مکان جانبی نسبی و ضرایب موجود در دستور العمل hazus تهیه شده اند. نتایج بدست آمده نشان می دهند که با افزایش تعداد طبقات ، شکنندگی افزایش می یابد در سازه های مدل شده در حالات خرابی کم و متوسط منحنی های شکست مدل های 5 و 8 طبقه بسیار به هم نزدیک هستند و منحنی شکست مدل 12 طبقه فاصله ی نسبتاً قابل توجهی با منحنی شکست دو مدل دیگر دارد.

آسیب های وارده به سازه ها در رخدادهای لرزه ای ضرورت ارزیابی احتمال خرابی را در برابر زلزله های آینده مطرح می سازد. اخیرا برای برآورد آسیب های لرزه ای سازه ها، از منحنی های شکنندگی به عنوان یک ابزار مفید و کارآمد استفاده می شود. منحنی های شکنندگی احتمال رسیدن و یا فراگذشت خرابی سازه نسبت حد معینی از خرابی را در برابر شدت مشخصی از زلزله بیان می نماید. هدف از این مطالعه ارزیابی لرزه ای سازه های فولادی با درنظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک سازه - می باشد. برای این منظور سازه های سه، پنج و هشت طبقه فولادی انتخاب گردیده است. ابتدا مدل سازی و تحلیل دینامیکی افزایشی برای این سازه ها توسط نرم افزار opensees در دو حالت با و بدون درنظر گرفتن اثر اندرکنش خاک سازه با استفاده از 1 رکورد زلزله انجام گرفته است تا ظرفیت - سازه تعیین شود. سپس براساس نتایج تحلیل های فوق، منحنی های شکنندگی بر حسب شدت زلزله اعمال شده برای سطح تخریب با فرض توزیع لوگ نرمال رسم شده است و در نهایت با مقایسه منحنی های شکنندگی به بررسی تاثیر اندرکنش خاک سازه در آسیب پذیری لرزه ای سازه ها پرداخته - شده است. .

امروزه با پیشرفت دانش بشری و ساخت سازه های پیچیده، از روش های عددی در حل مسائل پیچیده مهندسی به طور روزافزون استفاده می شود؛ و در این راستا روش های عددی زیادی در چند دهه اخیر پیشنهاد شده است. در ادامه توسعه روش های عددی، اخیراً تحلیل ایزوژئومتریک به عنوان یک روش نوین در مکانیک محاسباتی توسط پروفسور هیوز و همکاران ایشان در دانشگاه تگزاس ارائه شده است. این روش در مقایسه با اجزای محدود از توابع پایه نربز (بی¬اسپلاینها) به جای توابع شکل متداول برای تقریب هندسه و تغییرمکان استفاده مینماید که این امر منجر به مدلسازی دقیق هندسه و حصول جوابهای دقیقتر در مقایسه با اجزا محدود میشود. در این پایان¬نامه، روش ترکیبی ایزوژئومتریک و روش منحنی تراز غیرخطی جهت بهینه¬سازی توپولوژی سازه، استفاده شده است. در این روش، مرز سازه با تراز صفر تابع منحنی تراز که تابعی با بعد بالاتر است مدل گردیده است. این مدل منحنی تراز، انعطافپذیری زیادی در تغییرات توپولوژی پیچیده دارد و تشکیل، ترکیب و حذف حفرات به راحتی امکانپذیر میباشد. برای اثبات کارایی و دقت روش ترکیبی پیشنهادی، مثال های عددی دوبعدی متنوعی در این پایان نامه ارائه شده است که توانایی روش ایزوژئومتریک در مقایسه با اجزای محدود را در بهینه سازی توپولوژی نشان می دهد.

در زلزله های اخیر مشاهده شد که ساختمان های موجود دارای آسیب پذیری بالایی هستند. نکته قابل توجه این است که حتی در ساختمان های مدرن، خسارت حد بالایی ببار آمد که بصورت شکست سنگین سازه ای می باشد. بنابراین به منظور دستیابی به یک دستورالعمل مناسب برای کاهش ریسک زلزله در مناطق شهری، پیش بینی آسیب پذیری ساختمان های موجود بر اثر زلزله های محتمل آینده یکی از الزامی ترین کارهای مهندسی سازه است. برای پیش بینی دقیق تر آسیب پذیری ساختمان های موجود بر اثر زلزله های محتمل از تحلیل وطراحی مبتنی بر نظریه قابلیت اعتماد در این تحقیق بهره جستیم. سازه هایی که بر روی خاک نسبتا نرم ایجاد می شوند در هنگام وقوع زلزله ممکن است پاسخ های لرزه ای آنها افزایش یا کاهش یابد، لذا باید اثرات اندرکنش خاک و سازه در تحلیل و بررسی عملکرد لرزه ای سازه‏ها درنظرگرفته شود. در میان سیستم های سازه‏ای، قاب خمشی بتنی یک سیستم با شکل پذیری بالا به شمار آمده و. در این مطالعه عملکرد لرزه ای سازه های قاب خمشی بتنی با در نظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک و سازه با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده بررسی شده است. در روش تحلیل دینامیکی فزاینده، سازه تحت یک مجموعه مشخص زلزله های انتخابی در سطوح مختلف شدت لرزه ای مورد تحلیل قرار می گیرد. برای این منظور ابتدا سازه قاب خمشی بتنی مورد مطالعه بر اساس استانداردهای مربوطه طراحی گردیده و در مرحله بعد آنالیز دینامیکی افزایشی جهت بدست آوردن ظرفیت سازه ارائه شده است. برای تاثیر اندرکنش خاک و سازه، عملکرد لرزه ای و آسیب پذیری سازه ها در دو حالت با در نظر گرفتن اثرات اندرکنش و بدون اندرکنش مورد بررسی قرار گرفته است. آنالیز قابلیت اعتماد ساختمان ها در طول عمر آنان می تواند آئینه مناسبی جهت تصمیم گیری برای تعمیر و یا نوسازی ساختمان باشد لازم به ذکر است از مقایسه سازه در حالت با اندرکنش نسبت به حالت بدون اندرکنش، می توان دریافت که اندرکنش باعث افزایش جابجایی نسبی طبقات می شود.

در این پایان¬نامه، روش ترکیبی تبدیل موجک و بهینه سازی برای تولید شتاب نگاشت های منطبق بر طیف طرح ارائه شده است. تبدیل موجک برای تحلیل سیگنال ها در حوزه زمان?فرکانس بوده که دقت بالایی در آنالیز سیگنال های حاوی خصوصیات گذرا دارد. در سال های اخیر، تولید شتاب نگاشت های مصنوعی بر پایه تبدیل موجک مورد توجه محققین بوده است. برای این منظور، فرایند با انتخاب یک شتابنگاشت واقعی و انتقال آن به فضای موجک شروع می شود، سپس با اصلاح توابع جزئیات آن و بازگشت مجدد به فضای زمان، می توان شتاب نگاشت مصنوعی با طیفی نزدیک به طیف هدف به دست آورد. این عملیات تا رسیدن به نتیجه مطلوب تکرار می شود. عیب عمده این روش، خصوصیات متفاوت شتاب نگاشت¬های مصنوعی، از جمله شاخص انرژی، با شتاب نگاشت واقعی می باشد.

در این تحقیق، طراحی بهینه قاب های خمشی فولادی براساس سطوح عملکردی با درنظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک-سازه بررسی شده است. طراحی بهینه قاب های فولادی با رویکرد عملکردی در سه سطح عملکرد قابلیت استفاده بی وقفه، ایمنی جانی و آستانه فروریزش انجام شده است. برای رسیدن به این هدف، الگوریتم جامعه پرندگان به همراه تحلیل پوش آور استفاده شده است. قاب های سه و شش طبقه به عنوان مثال های عددی درنظر گرفته شده است. ابتدا سازه در دو حالت با و بدون درنظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک-سازه در نرم افزار opensees مدلسازی می شود. برای براورد نیازهای لرزه ای از روش تحلیل پوش آور استفاده می شود.براساس نتایج تحلیل های فوق، دو حالت با یکدیگر مقایسه می شود و در نهایت با بررسی نتایج بدست آمده مشخص گردید که الگوریتم جامعه پرندگان می تواند در بهینه سازی سازه ها براساس طراحی عملکردی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین با درنظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک-سازه، سازه نرم تر شده، وزن سازه افزایش یافته و به مقاطع قوی تری نیاز دارد.

چکیده: رفتار میانقاب با مصالح بنایی از مدت ها قبل موردبررسی پژوهشگران بوده است. به منظور برداشتن گام جدیدی در این زمینه اثر ترکیبی اعضای یک قاب مهاربندی فولادی به صورت ضربدری پرشده از میانقاب با مصالح سبک وزن هبلکس در رفتار لرزه ای قاب های فولادی در کشور زلزله خیز ایران در این پایان نامه موردبررسی قرارگرفته است. قاب های مهاربندی شده دارای میانقاب مصالح بنایی سبک وزن یکی از فرم های متداول اجزای سازه های فولادی در ایران هستند. قاب های مهاربندی که با مصالح بنایی پرشده اند عملاً رفتار لرزه ای این نوع قاب با قاب های مهاربندی شده بدون میانقاب متفاوت می باشد. معمولاً از اثر سازه ای این نوع دیوارها در روش های طرح و آنالیز رایج صرف نظر می شود درحالی که این عمل لزوماً همیشه در جهت اطمینان نیست. در این پایان نامه قاب های فولادی مهاربندی شده پرشده از میانقاب هبلکس تحت اثر بار جانبی با استفاده از نرم افزار آباکوس تحلیل غیرخطی شده است. نتایج نشان می دهد که اندرکنش قاب مهاربندی و میانقاب موردمطالعه موجب افزایش سختی، مقاومت و ظرفیت استهلاک انرژی مدل گردیده است.

روش رهایی پویا یک فرایند تکراری برای به دست آوردن پاسخ دستگاه معادله های هم زمان تحلیل غیرخطی سازه می باشد. تاکنون، رابطه سازی های گوناگونی برای این روش پیشنهاد شده است. در این پژوهش به بررسی و مقایسه توانایی این راهکارها در تحلیل سازه های غشایی پرداخته می شود. برای این منظور، رابطه های پیشنهادی مختلف مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته و گام های محاسباتی آن ها استخراج می شود. سپس، مساله هایی شامل سازه های غشایی متنوع با روش های مختلف با استفاده از برنامه های رایانه ای که به وسیله نویسنده نوشته شده، تحلیل می شوند. سرانجام، با مقایسه تعداد تکرار در این راهکارها، به رتبه بندی آن ها پرداخته می شود.