نام پژوهشگر: فریدون اربابی

مقاوم سازی ساختمانهای آجری نیمه اسکلت
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله - پژوهشکده مهندسی سازه 1387
  آرش مهدوی   محسن غفوری آشتیانی

پایان نامه حاضر در شش فصل تهیه گردیده که خلاصه مطالب هر فصل در ادامه ارائه گردیده است: • فصل اول: مشخصات ساختمانهای نیمه اسکلت با وجود اینکه ساختمانهای نیمه اسکلت بخش زیادی از ساختمانهای بنایی غیر مسلح موجود در کشور را تشکیل میدهند، منابع و مراجع جامعی در رابطه با مشخصات سازه ای آنها در دسترس نمی باشد. برای رفع این نقیصه در فصل اول با استفاده از منابع موجود و تحقیقات میدانی مطالبی در رابطه با سیستم سازه ای، مشخصات دیوارها و ملاتها، مشخصات سقف طاق ضربی، مشخصات ستونها و شاهتیرهای فولادی، مشخصات پی و اتصالات در این گونه ساختمانی گردآوری شده است. • فصل دوم: آیین نامه های موجود درباره مقاوم سازی ساختمانهای بنایی غیر مسلح از آنجائیکه بحث مقاوم سازی ساختمانهای موجود وارد حیطه مسائل عملی میگردد روشهای پژوهشی و تحقیقاتی در آن کاربردی ندارد. در نتیجه اولین گام در مقاوم سازی انتخاب آیین نامه و دستورالعمل هایی است که نیازهای مقاوم سازی را در عمل مرتفع سازند. نگارش آیین نامه های جدید مستلزم صرف هزینه و زمان زیادی بوده و عملا از توان بسیاری از کشورها خارج است. در عین حال شباهتهای موجود میان ساختمانهای کشورهای مختلف، استفاده از آیین نامه های دیگر کشورها را امکان پذیر می سازد. با توجه به اهمیت موضوع، آیین نامه های موجود در کشور و انتشارات آژانس فدرال مذیریت بحران آمریکا (فیما) در این فصل مورد بررسی قرار گرفته است. • فصل سوم: ارزیابی ساختمان نیمه اسکلت نوعی با دستورالعمل بهسازی دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود (نشریه 360) بعنوان اولین دستورالعمل بهسازی در کشور تهیه و مورد استفاده قرار گرفته است. علیرغم انتشار آیین نامه هایی کاملتر در این زمینه، دستورالعمل بهسازی بواسطه سهولت استفاده و آشنایی بیشتر جامعه مهندسین با آن، در حال حاضر بعنوان یکی از منابع اصلی مقاوم سازی، مورد استفاده قرار میگیرد. بمنظور مقایسه نتایج حاصل از ارزیابی به روش این دستورالعمل با روشهای تحلیل پیشنهادی، در این فصل ساختمان نوعی انتخابی با روشهای ارائه شده در این دستورالعمل مورد ارزیابی قرار گرفته است و نتایج حاصله ارائه گردیده اند. • فصل چهارم: بهسازی لرزه ای ساختمانهای بنایی غیر مسلح به روش فما 356 با توجه به بررسی های صورت گرفته در فصل دوم، پیش استاندارد فیما 356 بعنوان آیین نامه پیشنهادی برای مقاوم سازی ساختمانهای بنایی غیر مسلح موجود در کشور انتخاب گردید. در عین حال این آیین نامه با تغییراتی تحت عنوان دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای بنایی غیر مسلح موجود (نشریه 367) توسط سازمان مدیریت و برنامه ریزی منتشر گردیده است. در نتیجه برای استفاده بهینه از این پیش استاندارد، مفاهیم روشهای تحلیلی و روابط محاسبه ظرفیت اعضا بصورت مفصل مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای مدلسازی مطابق با الزامات این پیش استاندارد، روشی پیشنهادی ارائه شده است. • فصل پنجم: ارزیابی ساختمان نیمه اسکلت نوعی به روش فیما 356 بمنظور بررسی عملی روش مدلسازی پیشنهادی و یک ارزیابی عمومی از ساختمانهای نیمه اسکلت، در فصل پنجم ساختمان نوعی معرفی شده در فصل سوم مجددا با استفاده از روش فیما 356 مورد ارزیابی و بررسی دقیق تری قرار گرفته است. در این فصل نحوه استفاده از روش فیما 356 و نحوه استفاده از روش مدلسازی پیشنهادی در عمل بررسی شده است. در عین حال با توجه به اینکه ساختمان نوعی مورد بررسی بگونه ای انتخاب شده تا خصوصیات کلی این گونه ساختمانی را پوشش دهد، نتایجی عمومی برای انتخاب روش تحلیل و رفتار عمومی مورد انتظار ساختمانهای نیمه اسکلت، بدست آمده است. • فصل ششم: جمع بندی، نتیجه گیری و پیشنهادات در فصل ششم کاستی های موجود در آیین نامه های مقاوم سازی ساختمانهای بنایی غیر مسلح مورد بررسی قرار گرفته و پیشنهاداتی برای رفع این نقایص ارائه شده است. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی ساختمان نیمه اسکلت نوعی مورد ارزیابی قرار گرفته است.

بررسی عملکرد لرزه ای دیوار آجری کلافدار مقاوم سازی شده با frp
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله - پژوهشکده مهندسی سازه 1388
  ارشیا خفاف   فریدون اربابی

تعداد زیادی از ساختمانهای موجود در کشور از مصالح بنایی ساخته شده اند. این نوع ساختمان در گذشته عملکرد مناسبی در برابر زلزله از خود نشان نداده است. بسیاری از ضوابط طراحی و ساخت و ساز مصالح بنایی هنوز بر مبنای روشهای سنتی می باشد. حتی روشهای طراحی جدیدتر براساس روابط تقریبی است. علت این امر عدم درک مناسب مکانیسم شکست مصالح بنایی می باشد که فرآیندی پیچیده است. خوشبختانه با به بازار آمدن ابزارهای جدید محاسبه، جزییات آن کم کم مشخص می شود. در این تحقیق از نرم افزار diana استفاده شده است. علت این انتخاب وجود مدلهای رفتاری گسترده مصالح بنایی، بتن و المانهای میانی می باشد. به منظور تایید اجزای مختلف مدلسازی مانند مصالح بنایی، بتن و frp، نمونه-های آزمایشگاهی با نتایج diana مقایسه و معلوم شد نتایج عددی از دقت خوبی برخوردار می باشد. روشهای ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای دیوارهای آجری و ساختمانها شامل روشهای ساده آیین نامه ای، روشهایی مانند قاب معادل و روشهای زمان بر اجزای محدود و اجزای مجزا می باشند. گرچه روشهای آیین نامه ای و کاربردی اغلب دقت کمتری نسبت به روشهای اجزای محدود و اجزای مجزا دارند اما به دلیل تعداد زیاد و تنوع دیوارها و ساختمانهای آجری این روشها برای طراحی کاربردی تر هستند. در سال 2007، آیین نامه بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود، asce41-06، منتشر شده است. گرچه این آیین نامه بر مبنای fema356 می باشد ولی در برخی قسمتها نسبت به آن تغییراتی نیز کرده است مثلا مود شکست کشش قطری در این آیین نامه حذف شده است. به منظور بررسی دقیقتر مودهای شکست دیوار و ظرفیت آنها، یک مطالعه پارامتری انجام شد که در آن 768 نمونه دیوار در نظر گرفته شد. پارامترهای موردنظر شامل ابعاد، شرایط تکیه گاهی، مشخصات مصالح و بارگذاری بود. ظرفیت و مود شکست بدست آمده با آیین نامه asce41-06 و fema356 مقایسه شد. نتایج حاصله نشان می دهد که مودهای شکست دیوارهای بنایی به سه دسته چرخش و خردشدگی، کشش قطری و خردشدگی، لغزش بند افقی و خردشدگی تقسیم می شوند. در بررسی انجام شده مشخص شد که رابطه تعیین ظرفیت مود خردشدگی در asce41-06 از دقت خوبی برخوردار است. ولی ظرفیت حاصل از مود شکست کشش قطری در fema356 با نتایج تحلیل اختلاف زیادی داشت. شاید یکی از علل حذف این مود در asce41-06 عدم دقت رابطه موجود برای آن باشد. همچنین رابطه تعیین ظرفیت مود لغزشی در fema356 و asce41-06 در دیوارهای با نسبت طول به ارتفاع زیاد، جوابهای خوبی می دهد. ولی در دیوارهای با طول کم و متوسط مقادیر ناشی از فرمولهای آیین نامه با نتایج عددی fem اختلاف زیادی دارد. در مرحله بعدی این مطالعه سه دیوار متفاوت با مودهای شکست چرخشی، لغزش بند افقی و کشش قطری با الگوهای مختلف frp تقویت شد. نتایج حاصله نشان می دهد که در دیوارهایی که در آنها شکست خمشی رخ می دهد، تقویت دیوار در دو انتها در جهت قائم و به صورت قطری عملکرد دیوار را بهبود می بخشد. برای دیوارهایی که شکست به صورت لغزشی و کشش قطری است، تقویت به صورت قطری مناسبتر است. آیین نامه 2800 استفاده از کلافهای افقی و قائم را با ضوابطی خاص در تمامی ساختمانهای بنایی الزامی می داند. با این وجود مطالعات زیادی در این زمینه صورت نگرفته است. در نتیجه شناخت بیشتر سیستمهای کلاف و بررسی دقیقتر آنها برای ارزیابی سازه ها لازم به نظر می رسد. بدین منظور یک مطالعه پارامتری در مورد دیوارهای کلافدار انجام گردید. پارامترهای در نظر گرفته شده شامل ابعاد، مشخصات مصالح ، شرایط تکیه گاهی و بار قائم بود. نتایج حاصله نشان می دهد که مودهای شکست در دیوارهای کلافدار دو دسته کشش قطری و چرخشی می باشد. همچنین نقش کلاف در افزایش ظرفیت دیوارهای با ملات ضعیفتر بیشتر می باشد. در انتها دو دیوار کلافدار با مودهای شکست مختلف تحت الگوهای مختلف با frp تقویت شد. مشخص گردید که بهترین گزینه برای تقویت آنها، استفاده از frp به صورت قطری است.

بررسی مدلسازی کمانش خطوط آهن تحت بارهای موثر
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله 1390
  مسعود خلیقی   فریدون اربابی

در دنیای مدرن سیستم‏های ریلی شهری و بین‏ شهری ر?ل مهمی در حمل و نقل افراد و بار دارند. مسائل مختلفی در طراحی و نگهداری این سیستم وجود دارد که از دیدگاه مهندسی سازه شامل مسائل استاتیکی و دینامیکی می‏شوند. موضوع این پایان‏نامه مربوط به مسائل استاتیکی خط ‏آهن است که در تنش پایداری و نگهداری خط دخیل می‏باشند. درخطوط قدیمی راه‏آهن ریل از قطعات 20 متری تشکیل شده بود و با اتصال بهم پیوسته می‏شد. اتصال قطعات ریل باعث افزایش هزینه نگهداری خط و صدمه به آلات نقاله می‏گردید. این سیستم نه تنها خط را به لحاظ سازه‏ای تضعیف می‏نمود بلکه باعث ایجاد صدا می‏شد. برای رفع این مشکل خطوط جوش شده پیوسته بطور گسترده‏ای مورد استفاده قرار گرفته است. سیستم جدید مشکلات قبلی را حل کرده ولی باعث ایجاد مسائل جدیدی نیز شده است. یکی از این مسائل ناپایداری خط است که ممکن است در اثر تغییر درجه حرارت, نیروهای محرک و ترمزگیری قطار و حتی زلزله باشد. زلزله, گرچه نیروی طولی زیادی در خط ایجاد نمی‏کند, بعلت کاهش قابل ‏توجهی که در مقاومت جانبی خط بوجود می‏آورد می‏تواند مساله ساز باشد . علل دیگر ناپایداری صدمه دیدن قسمت‏های مقاوم خط مثل اتصالات ریل به تراورس و ضعف در بالاست است. در این تحقیق برای بررسی نیرو و تغییر‏مکان خط و برآورد پایداری آن از مدل اجزاء محدود با یک المان ماکرو استفاده شده است. برای تحلیل خط با المانهای معمول تعداد بسیار زیادی المان ممکن است لازم شود. با توجه به سرعت و گنجایش رایانه‏های معمول ممکن است این کار امکان‏پذیر نباشد. بدین جهت یک المان ماکرو ریل توسعه داده شده که در عین اینکه رفتار خط را دقیقاً مدل می‏کند جایگزین چندین المان نیز می‏شود. صحت‏سنجی المان ماکرو با یک مدل سه ‏بعدی انجام شده است. ماتریسهای سختی ارتجاعی و هندسی المان ماکرو با استفاده از روابط انرژی بدست آمده و معادلات تعادل سیستم با کمینه کردن انرژی کل سیستم حاصل شده است. با استفاده از المان ماکرو یک برنامه رایانه‏ای نوشته شده که با آن تنش, تغییر‏شکل و کمانش خط را می‏توان بررسی کرد. در این برنامه می‏توان بآسانی از المانهای دیگری نیز استفاده کرد. با استفاده از برنامه مذکور می‏توان شرایط خط را بصورت پارامتری بررسی کرد. پارامترهای مختلفی در خط تاثیر ‏گذارند از جمله اندازه و مشخصات ریل, اندازه و نوع تراورس و سختی پابندهای اتصال ریل به تراورس. اینها و برخی پارامترهای دیگر از جمله مقاومت بالاست و تغییرات آن در این تحقیق بررسی شده‏اند. بعلت اهمیت مساله پایداری خط و رویداد مکرر آن در خطوط مختلف به این مساله در بررسی حاضر توجه مخصوص شده است. کمانش ممکن است طولی و یا جانبی باشد. پارامترهای موثر در کمانش علاوه بر مشخصات خط نیروهای ناشی از تغییر حرارت, نیروی محرک لوکوموتیو در شروع حرکت و نیروی ترمز قطار است. پس از بررسی اثر این پارامترها توصیه‏هایی برای نگهداری خط و جلو‏گیری از ضایعات آن شده است. در برخی موارد, بعلت تقارن, می‏توان نصف خط (یک ریل) را مدل کرد. در حالاتی که نیرو بصورت نامتقارن بر خط وارد می‏شود از مدل سه بعدی متشکل از المانهای ماکرو و المان تراورس-پابند می‏توان استفاده کرد. در برخی موارد فرم کمانش خط مشاهده شده با نتایج تحلیلهای معمول بر مبنای خط همگن انطباق ندارد. نشان داده شده است که فرم مشاهده شده بعلت ناهمگنی خط است. در اثر ناهمگنی کمانش در اثر نیروی کمتری از بار بحرانی خط همگن اتفاق می‏افتد.

مطالعه آزمایشگاهی یک نوع مهاربند کمانش تاب تمام فولاد
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله - پژوهشکده مهندسی سازه 1390
  معین تبرک   فریدون اربابی

زمین لرزه، به عنوان یکی از حوادث طبیعی، همواره برای بشر مشکلات زیادی بوجود آورده است. به همین جهت متخصصین از دیرباز به فکر کاهش آسیب های وارده بوده اند. کشور ایران که در کمربند زلزله آلپ- هیمالیا، یکی از مناطق دارای زلزله های شدید در دنیا، قرار گرفته است این ضرورت را ایجاب می کند که ساخت و ساز در آن بصورت مقاوم و با تکنولوژی جدید باشد. مهاربندها که از ابتدایی ترین سیستم های باربر جانبی هستند برای مقابله با بارهای ناشی از زلزله و باد ابداع شده اند. در ابتدا از این سیستم بصورت بسیار ساده ای استفاده می گردید اما با پیشرفت علم و شناخت معایب و مسائل اقتصادی، نوع مهاربندها تغییر نمود و این تغییرات سبب بوجود آمدن پیچیدگی ها و مشکلات جدیدی شد. با شناخت بیشتر رفتار و روش عملکرد مهاربندهای ساده، استفاده از این سیستم افزایش یافت. اما یکی از عمده مسائل مهاربندها مسئله کمانش آنها می باشد. در دهه 70 میلادی برای رفع این مشکل مهاربند کمانش تاب ابداع شد. در این نوع مهاربند یک غلاف از کمانش عضو تحت بارهای محوری جلوگیری می کند که این باعث افزایش باربری مهاربند می شود. با افزایش تحقیقات صورت گرفته در این زمینه، انواع مختلفی از مهاربندهای کمانش تاب پیشنهاد شده است. این نوع مهاربندها تقریباً به صورت انحصاری در چند شرکت خاص آمریکایی و ژاپنی تولید شده و در دنیا توزیع می گردند ولی قیمت زیاد و زمان تحویل طولانی، استفاده از آن را در ایران با مشکل مواجه کرده است. از طرف دیگر به علت انحصاری بودن این محصول، جزئیات دقیق ساخت آن نیز در دسترس نیست. هدف این پروژه معرفی نوع جدیدی از مهاربندهای کمانش تاب است که دارای ویژگی هایی از جمله سبکی، راحتی در ساخت، امکان بازبینی هسته پس از وارد شدن بار و ... نسبت به نوع معمولی می باشد. برای دستیابی به جزئیات و مشخصات آن، پس از انجام مطالعات اجزاء محدود، آزمایشاتی نیز بر روی 6 نمونه با اندازه 1:4 صورت گرفت. نتایج تست ها و مطالعات عددی نشان از رفتار مناسب و جذب انرژی بالای این نوع مهاربند در صورت رعایت جزئیات مناسب را دارد.

بررسی قابلیت اعتماد ساختمانهای بنایی کلافدار یک طبقه در زلزله
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله - پژوهشکده مهندسی سازه 1392
  محمد جواد جبارزاده   فریدون اربابی

ساختمانهای بنایی از متداولترین گونه های ساختمانی در ایران هستند که به شهادت زلزله های گذشته در زمره آسیب پذیرترین آنها نیز می باشند. این گونه ساختمانها کوتاه مرتبه بوده و اغلب در شهرهای کوچک یا روستاها ساخته می شوند. عضو اصلی باربر این ساختمانها را دیوارهای بنایی تشکیل می دهد. مصالح دیوارها در مقایسه با سایر مصالح مانند فولاد و بتن دارای عدم قطعیت بالایی در مشخصات مکانیکی خود است. این عدم قطعیتها بدلیل ویژگیهای ذاتی بنایی و نبود کنترلهای کیفی اجرایی آن است. برای مثال ضریب تغییرات مدول الاستیسیته بنایی در برخی مراجع 42% اشاره شده است در حالیکه این عدد در مصالح فولادی بطور میانگین 8% است. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر این عدم قطعیت بر رفتار لرزه ای ساختمانهای بنایی کلافدار وبدون کلاف است. برای این منظور دو گام اصلی مد نظر قرار گفت: گام اول بررسی اثر عدم قطعیتهای مصالح بنایی بر رفتار دیوارهای بنایی کلافدار و بدون کلاف با تمرکز بر ویژگیهای مصالح ایرانی است. برای این منظور اطلاعات آزمایشگاهی تعیین مقاومت و سختی مصالح بنایی مختلف داخلی و خارجی جمع آوری و پارامترهای آماری آنها استخراج شد. به کمک این پارامترهای آماری مشخصات مصالح بنایی بطور احتمالاتی شبیه سازی شده و در مجموعه ای از تحلیلهای اجزای محدود غیر خطی با هندسه حجمی بکار رفت. این تحلیلها برای دو رفتار داخل و خارج از صفحه دیوارهای بنایی کلافدار و بدون کلاف با ویژگیهای مختلف صورت گرفت. نتیجه این مطالعات استخراج نمودار نیرو-تغییر مکان رفتار جانبی و توزیع احتمالاتی مقاومت و تغییر شکل نهایی در دیوارهای بنایی بوده است. از مهمترین نتایج این مطالعه مقایسه ضریب تغییرات مقاومت حداکثر و جابجایی نهایی قابل دستیابی در دیوارها است. ضریب تغییرات جابجایی نهایی در برخی موارد به 20 برابر ضریب متناظر در مقاومت حداکثر می رسید که نشاندهنده عدم قطعیت زیاد در جابجایی نهایی در مقایسه با مقاومت دیوارهای بنایی است. گام دوم بررسی تأثر عدم قطعیتها بر پاسخ لرزه ای ساختمانهای بنایی و استخراج احتمال خرابی و شاخص قابلیت اعتماد آنها در طول عمر مفیدشان است. برای بررسی اثر توأم رفتار داخل و خارج از صفحه دیوارها در ساختمان از روش تحلیل دینامیکی فزاینده دو مولفه ای تحت اثر زمین لرزه های متعدد استفاده گردید. تعداد زیاد مدلهای مورد نیاز استفاده مستقیم از مدلهای اجزای محدود حجمی غیر خطی سه بعدی دیوارها را بدلیل محدودیت زمانی و تجهیزات رایانه ای نا ممکن می ساخت. به همین دلیل مدلی متشکل از چند فنر، جرم متمرکز و فیوزهای اتصال به نام smoi ابداع شد که قابلیت شبیه سازی رفتار داخل و خارج از صفحه دیوارهای بنایی را داشته باشد. به کمک این مدل و ترکیب آن با الگوریتم خرابی پیش رونده که قابلیت پیش بینی زمان خرابی دیوار در طی تحلیل تاریخچه زمانی را داراست، مدلهای سازه با ویژگیهای احتمالاتی ساخته شده و برای زمین لرزه های متعدد تحلیل شد. در نهایت منحنی-های توزیع احتمالاتی خرابی ساختمانها استخراج و pga میانگین حد خرابی و احتمال خرابی ساختمانهای کلافدار و بدون کلافدار با دو نوع مصالح خوب و متوسط بدست آمد. از مهمترین نتایج بدست آمده در بررسی احتمالاتی ساختمانهای بنایی تأثیر کلاف در pga میانگین حد خرابی و احتمال خرابی است. pga میانگین حد خرابی ساختمانهای کلافدار تا 5/2 برابر بیشتر از ساختمانهای بدون کلاف است. علاوه بر آن احتمال خرابی ساختمانهای کلافدار تا 95 برابر کمتر از احتمال خرابی ساختمانهای بدون کلاف است. این نتیجه گیری بطور کمّی تأثیر قابل توجه کلاف را بر رفتار لرزه ای ساختمانهای بنایی نشان می دهد.

بررسی آزمایشگاهی بر روی هندسه مناسب مهاربند کمانش ناپذیر فولادی (mc-brb)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله - پژوهشکده مهندسی سازه 1393
  محمد جواد گودرزی   فریدون اربابی

دراین رساله کارشناسی ارشد توانستیم به هندسه مهاربند کمانش ناپذیری دست یابیم که علاوه بر تامین سختی مورد نیاز سازه این قابلیت وجود دارد که ظرفیت جذب انرژی عضو را به گونه ای تنظیم نمود که نسبت به حداقل نیاز آیین نامه از ظرفیت اضافه برخوردار باشد. از مزایای دیگر این طرح نسبت به سایر طرح های پیشنهادی کاهش زمان ساخت وسهولت اجرا می باشد.

انتقال ارتعاشات در نیم فضا: روش لایه همساز کامل با اجزاء محدود
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله - پژوهشکده مهندسی سازه 1393
  محمد شفیع فرزانیان   فریدون اربابی

هدف از این تحقیق توسعه مدلی مناسب برای مدلسازی عددی انتشار موج در حوزه های نامحدود میباشد. در روش لایه همساز کامل میرایی تشعشعی توسط لایه غیرفیزیکی جاذب موج ایجاد میگردد. این روش برای انتشار امواج در فضاهای یک بعدی و سه بعدی و همچنین برای انتشار موج خمشی در تیرهای نامحدود بر بستر الاستیک نیز بکار رفته است. در مدل مزبور روش اجزاء محدود بر پایه تغییر مکان اعمال شده است و دستگاه معادلات حاکم گسسته با شیوه گام زمانی و با روش تکرار در هر گام زمانی حل شده است. برنامه matlab برای حل معادلات توسعه داده شده است.

ارزیابی بادبندهای کمانش ناپذیر به منظور ارتقای عملکرد، و استفاده از آنها در ایران
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله 1386
  سلمان کریمی دستنابی   آرام سروشیان

چکیده ندارد.

ارزیابی و مقایسه رفتار لرزه ای قاب های مهاربندی شده با بادبندهای کمانش تاب و متعارف
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله - پژوهشکده مهندسی سازه 1387
  امیر بادپی   فریدون اربابی

1- مقدمه: رفتار نامطلوب و ناهمگون قاب های مهاربندی شده با مهاربندهای متعارف را می توان با ایجاد رفتار یکسان عضو مهاربندی در فشار و کشش، با جلوگیری از کمانش تحت بارهای فشاری، بهبود بخشید. چنین مهاربندی، مهاربند کمانش تاب نامیده می شود. مهاربندهای کمانش تاب که سختی و قابلیت استهلاک انرژی بالائی دارند ابتدا توسط محققین ژاپنی در دهه ی1970 پیشنهاد و مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق هدف بررسی و مقایسه رفتار لرزه ای قاب های مهاربندی شده با دو نوع مهاربند متعارف و کمانش تاب انجام شده است. سعی شده تا با استفاده از روش های احتمالاتی مبتنی بر دو متغیر نیاز و ظرفیت لرزه ای در سطوح مختلف خطر به بررسی عملکرد سازه پرداخته شود. ابتدا به مقایسه آماری نیاز لرزه ای دو سامانه تحت نگاشت های یکسان پرداخته شده و سپس با استفاده از روش تحلیل دینامیکی فزاینده احتمال فراگذشت از هر یک از سطوح عملکردی تعیّنی را محاسبه و در پایان با استفاده از روش تحلیل شکنندگی لرزه ای به بیان احتمال آسیب پذیری دو سامانه در سطوح خطر یکسان در قالب منحنی های شکنندگی لرزه ای پرداخته شده است. 2- مدلسازی: برای انجام تحلیل ها از ساختار نرم افزاری opensees استفاده گردید. در ادامه توسعه مدل رفتار چرخه ای مهاربند متعارف و کمانش تاب بررسی می شود. ? رفتارچرخه ای شبیه سازی شده ی مهاربند متعارف: همانطور که گفته شد برای شبیه سازی رفتار چرخه ای مهاربند متعارف از مدلی شامل المان nonlinear beam-column و مدل رفتار چرخه ایsteel02 استفاده شده است. پارامترهای مدل رفتار چرخه ای مصالح مطابق با پیش فرض ها انتخاب گردیده است. برای بررسی صحّت نتایج مدل توسعه یافته از نتایج آزمایش انجام شده توسط یوریز و مهین استفاده گردیده است. آزمایش مزبور بر روی عضوی با مقطع مربعی شکل توخالی صورت گرفته و رفتار چرخه ای منتج از شبیه سازی در اشکال زیر آورده شده است. مطابقت مناسب نتایج جز اختلافی در بیشینه مقادیر در نواحی فشاری و کششی دیده می شود. ? رفتارچرخه ای شبیه سازی شده ی مهاربند کمانش تاب: برای شبیه سازی رفتار چرخه ای مهاربند کمانش تاب از مدلی شامل المان truss و مدل رفتار چرخه ای steel02 استفاده گردید. پارامترهای این مدل با استفاده از نتایج آزمایش های انجام شده توسط بلک و همکارانش در سال های 1999 و 2000 بر روی این مهاربندها استفاده گردید. ? سازه مورد مطالعه: از یک ساختمان سه طبقه با دو سامانه لرزهای قاب مهاربندی شده ی متعارف و کمانش تاب برای مطالعه و بررسی رفتار و عملکرد دو سامانه استفاده شده است. سعی بر آن بوده تا مشخصات این سازه مطابق با یکی از سازه های طرح شده با سامانه قاب خمشی مورد استفاده در پروژه ی sac باشد. 3- نتایج: 3-1 ارزیابی عملکرد لرزه ای: در این مطالعه با توجه به مبنا قرار دادن پروژه یsac از شتاب نگاشت های فراهم شده برای این پروژه در یکی از ساختگاه ها (لس آنجلس) استفاده شده است. سه دسته ی 20 تایی شتاب نگاشت که هر دسته از آن ها دارای سطح خطری معادل با احتمال وقوع 2، 10 و 50 درصد در 50 سال می باشند. در ارزیابی عملکرد سازه های مورد نظر تحت اثر زمین لرزه ها پاسخ هائی در نظر گرفته شدند و مورد مطالعه قرار گرفتند. پاسخ هائی همچون تغییرمکان نسبی بیشینه و پسماند طبقات، بیشینه دوران ستون و شکل پذیری بیشینه مهاربندها. مقایسه ی نتایج بدست آمده برای مقدار زاویه ی دوران ستون و بیشینه تغییرمکان نسبی طبقات را در هر سطح خطر برای هر دو سازه ی مهاربندی شده نشان می دهد که در تمامی سطوح برای سازه ی مهاربندی شده با مهاربند کمانش تاب کمتر از مقدار معادل آن برای سازه ی مهاربندی شده با مهاربند متعارف است. این موضوع بیانگر خسارت کمتر وارده بر سازه ی مهاربندی شده با مهاربند کمانش تاب می باشد. نسبت مقدار پارامتر زاویه ی دوران ستون به تغییرمکان نسبی طبقات در سازه ی مهاربندی شده با مهاربند کمانش تاب در حدود 0/5 و برای سازه ی مهاربندی شده با مهاربند متعارف در حدود یک می باشد. این نتیجه حاکی از تمرکز خسارت متوسط در سازه ی مهاربندی شده با مهاربند کمانش تاب و تمرکز خسارت شدید تری در سازه ی مهاربندی شده با مهاربند متعارف می باشد. «بیشینه نیاز شکل پذیری» (برابر با مقدار بیشینه تغییرشکل کششی و یا فشاری مهاربند بر تغییر مکان تسلیم مهاربند در کشش) مهاربندهای کمانش تاب در فشار و کشش در سطوح خطر مختلف مطابق با ظرفیت بیشتر انواع مهاربندهای کمانش تاب می باشد. چگونگی توزیع بیشینه تغییر مکان گذرا در طبقات در تمامی سازه ها و در تمامی سطوح خطر حاکی از رفتار خمشی سازه و غالب بودن مود اول ارتعاشی بر رفتار سازه می باشد. با افزایش شدت زمین لرزه، در هر دو سازه تمرکز خسارت در طبقه ی دوم مشاهده می گردد. بالاتر بودن تقاضای بیشینه تغییرمکان نسبی طبقات در طبقه ی اول برای هر دو سازه بخصوص سازه ی شامل مهاربند متعارف قابل مشاهده می باشد. 3-2 تحلیل شکنندگی لرزه ای: شکنندگی لرزه ای به عنوان احتمال شرطی برای شکست یا خرابی سامانه ی مورد نظر به ازای شدت زمین لرزه می باشد. با مقایسه ی منحنی های شکنندگی در هر سطح خطر بالاتر بودن احتمال شکنندگی و آسیب پذیری سازه ی مهاربندی شده با مهاربند متعارف را نسبت به سازه ی مهاربندی شده با مهاربند کمانش تاب قابل مشاهده می باشدمقایسه ی منحنی های شکنندگی در تمامی سطوح عملکردی به خصوص در دو سطح ایمنی جانی و آستانه ی فروریزش در سطح خطر 2% در50 سال احتمال شکنندگی و آسیب پذیری بالاتر سازه ی مهاربندی شده با مهاربند متعارف را نسبت به سازه ی مهاربندی شده با مهاربند کمانش تاب نشان می دهد. نتایج حاصل از مقایسه آماری نیاز لرزه ای دو سامانه تحت نگاشت های یکسان، محاسبه احتمال فراگذشت از هر یک از سطوح عملکردی تعینی با استفاده از تحلیل دینامیکی فزاینده و بیان احتمال آسیب پذیری دو سامانه در سطوح خطر یکسان در قالب منحنی های شکنندگی لرزه ای بیانگر رفتار مطلوب تر سامانه قاب مهاربندی شده با مهاربندهای کمانش تاب می باشد.