عمر مفید سازه های بتن آرمه با آسیب دیدن این سازه ها در اثر خوردگی آرماتور محدود می گردد. خورده شدن آماتور به معنی اکسیده شدن فولاد وتشکیل محصولاتی نظیر زنگ قرمز و هیدروکسید فروس می باشد ، که این مواد حجمی بیشتر از فولاد مصرف شده اشغال نموده و این افزایش حجم باعث ایجاد فشار داخلی در پوشش بتنی وآسیب دیدن آن می گردد. پایان عمر مفید سازه های بتنی معمولاً ترک خوردن وشکست پوشش در نظر گرفته می شود ، چرا که با شکست پوشش ، آرماتور در معرض خوردگی شدید قرار گرفته و ظرفیت باربری سازه به شدت کاهش می یابد. لذا تخمین زمان ترک خوردن در سازه های بتنی در طراحی این سازه ها براساس عمر مفید از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پایان نامه در ابتدا با به کاگیری نرم افزار ansys ، یک نمونه آزمایشگاهی با مشخصات مکانیکی موجود، مدل سازی گردیده وپس از بارگذاری به صورت فشارداخلی به سوراخهای تعبیه شده در نمونه به تحلیل تنش های ایجاد شده در پوشش بتنی به منظور بدست آوردن فشار لازم جهت بروز ترک نهایی در مدل پرداخته شد. در این مدل رفتار بتن به صورت ایزوتروپ چند خطی سخت شونده در فشار و ترک نواری پخش شده در کشش در نظر گرفته شد. نتایج بدست آمده از تحلیل با نتایج آزمایشگاهی تطابق خوبی داشت و نشان داد که در نمونه های با هندسه ومشخصات مکانیکی یکسان ضخامت پوشش بتنی نسبت مستقیم با فشار لازم جهت بروز ترک نهایی دارد. در ادامه از نتایج بدست آمده از تحلیل و روابط ارائه شده توسط دیگر محققین ، زمان لازم جهت بروز ترک نهایی بررسی گردید و مشخص شد که پارامترهای اصلی موثر بر زمان ترک خوردن شامل ضخامت پوشش ، قطر آرماتور ، مدول الاستیسیت? بتن ، نوع محصولات خوردگی و شدت خوردگی می باشد.

اخیراً روش جدیدی به منظور تقویت سازه های بتن مسلح به کمک مصالح frp به نام «نصب frp در نزدیکی سطح» یا «nsm-frp »، مطرح شده است. در این روش نوار یا آرماتور frp در شیارهایی که در بتن پوشش خاموت ها ایجاد می شود قرار گرفته و با رزین اپوکسی به سطح بتن متصل می شود و از جداشدگی زود هنگام frp، که استفاده از ظرفیت frp را شدیداً محدود می کند، تا حدودی احتراز می شود. تحقیق حاضر به مطالعه تیرهای بتن مسلح مقاوم سازی شده در برش با مصالح frp و به روش نصب در نزدیک سطح می پردازد. مطالعات در سه بخش آزمایشگاهی، تحلیلی و عددی انجام شده است. مطالعه آزمایشگاهی به بررسی تأثیر مقاوم سازی برشی تیرهای بتن مسلح به کمک روش نصب در نزدیک سطح با استفاده از میله های ساخته شده از صفحات الیاف کربن به نام mmfrp می پردازد. در راستای ایجاد تأخیر در شروع جداشدگی میله از تیر، مهار انتهایی جدیدی برای آن ها پیشنهاد شده و مورد آزمایش قرار می گیرد. نتایج آزمایش های انجام شده بر روی شش عدد تیر بتن مسلح دو سر ساده با مقطع مستطیل شکل که در برش مقاوم سازی شده اند، ارائه شده و مورد بحث وبررسی قرار می گیرد. نتایج آزمایش ها حاکی از کارآمدی میله ها و مهارهای پیشنهادی بوده است، به طوری که افزایش ظرفیت باربری نمونه های مقاوم سازی شده در برش با استفاده از روش پیشنهادی، بین 25 تا 48 درصد نسبت به نمونه مرجع به دست آمده است و در نتیجه استفاده از مهارهای انتهایی پیشنهادی، انرژی جذب شده توسط نمونه ها افزایش چشم گیری نشان داده است.

مطالعات آزمایشگاهی و عددی انجام شده در سه دهه گذشته نشان داده است که دیواربرشی فولادی یک سیستم موثر و اقتصادی برای مقاومت در برابر بارهای جانبی باد و زلزله است. طراحی مناسب این دیوارها، شکل پذیری بیشتر، سختی زیاد، چرخه هیسترزیس پایدار و ظرفیت جذب انرژی بیشتری را در پی خواهد داشت. این دیوارها معمولاً در دو نوع سخت شده و سخت نشده ساخته می شوند. انواع سخت شده از نظر عملکرد لرزه ای و نیز مسائل بهره برداری مناسب تر می باشد، ولی به خاطر وجود سخت کننده های متعدد و جزئیات اجرایی فراوان، باید وقت و هزینه زیادی برای ساخت آنها صرف گردد. در سال های اخیر به کارگیری ورق موج دار به عنوان جان شاهتیر پل ها و سوله های صنعتی رو به افزایش است. با توجه به سختی خارج از صفحه قابل ملاحظه ورق های موج دار، این نوع ورق ها از مقاومت کمانشی به مراتب بیش تری نسبت به ورق تخت برخوردار بوده که با به کارگیری آن به عنوان جان تیرورق، علاوه بر کاهش ضخامت مورد نیاز جان، ضرورت استفاده از سخت کننده نیز مرتفع می شود. در این پایان نامه به بررسی رفتار این ورق ها در دیوار برشی فولادی می پردازیم. در این پایان نامه 30 مدل دیوار برشی فولادی با ورق صاف در ضخامت های متفاوت و ورق موج دار در ضخامت، زاویه موج و تعداد نیم موج متفاوت تحت بار سیکلیک مورد بررسی قرار گرفته است. 42 مدل نیز شامل ورق صاف با سخت کننده تحت بار یک طرفه قرار گرفته است. این بررسی با استفاده از نرم افزار اجزای محدودansys2007 و با در نظرگیری تحلیل غیرخطی هندسه و مصالح انجام شده است. یافته های این مطالعه نشان می دهد که طراحی مناسب و انتخاب موثر ضخامت، تعداد نیم موج ها و زاویه موج ها می تواند نتایج مطلوبی برعملکرد سازه ای بالای دیوار برشی فولادی با ورق موج دار و مشخصات اتلاف انرژی داشته باشد.همچنین استفاده از سخت کننده در دیوارهای فولادی با ضخامت کم تاثیر چندانی در رفتار دیوارها ندارد، هر چند استفاده از سخت کننده در دیوارهایی با ضخامت متوسط اثر قابل ملاحظه ای بر رفتار دیوارها داشته، به ویژه در مورد دیوار با ضخامت ? میلی متر که با افزایش سخت کننده های افقی و عمودی رفتار آن بهبود یافته است.

بنادر یکی از گلو گاه های مهم اقتصادی، نظامی و سیاسی محسوب می شوند. این موضوع سازه های بندری را جزء سازه های با اهمیت ویژه قرار می دهد که تاثیر بسزایی در ادامه حیات کشورها دارند. در میان سازه های ساحلی، اسکله ها به جهت کاربردهای فراوان از جمله تامین دسترسی خشکی به دریا، پهلوگیری و مهاربندی شناورها و ... اهمیت ویژه ای دارند. اسکله های شمع و عرشه به دلایل متعدد به گزینه ای بسیار متداول و مطلوب در نقاط مختلف دنیا تبدیل شده اند. امروزه هزینه ناچیز حمل و نقل دریایی در مقایسه با سایر روش های حمل و نقل این گزینه را یکی از بهترین گزینه ها برای امر حمل نقل مبدل کرده است. کشور ایران نیز از موهبت الهی دسترسی وسیع به دریا از شمال و جنوب به خوبی استفاده کرده است. به دلیل در دسترس بودن امکانات و تجهیزات اجرایی و شرایط محیطی مناسب و دانش فنی کافی، اسکله های شمع و عرشه فراوانی جهت تامین نیازهای بازرگانی، نفتی، صنعتی، صیادی و تفریحی کشور احداث شده اند. با توجه به خطر بالای لرزه خیزی کشور عزیزمان و امکان وقوع زلزله های مخرب در مناطق شمالی و جنوبی و همچنین آسیب دیدن سازه های ساحلی و اسکله ها در زلزله های اخیر در جهان، ضرورت طراحی مناسب لرزه ای سازه های مذکور بیش از پیش عیان گردیده است. ضروری است طراحی این سازه ها در برابر بارهای ناشی از زلزله به درستی انجام گیرد. در این این پژوهش روش های مختلف تحلیل لرزه ای اسکله شمع و عرشه با یکدیگر مقایسه شده اند. برای نیل به این هدف ابتدا دوازده اسکله ی متفاوت شمع و عرشه به روش طول گیرداری در محیط برنامه sap2000 مدل سازی شده اند. تمامی اسکله های مدل سازی شده موازی ساحل و به صورت منظم می باشند. که از این اسکله ها می توان به اسکله ی بندر شیف، اسکله ی کاتانیا جزیره ی سیسیل ایتالیا و ده اسکله ی فرضی دیگر نام برد. در گام بعدی بر روی اسکله های مدل سازی شده تحلیل لرزه ای استاتیکی و تحلیل لرزه ای طیفی صورت پذیرفته است و نتایج با یکدیگر مقایسه شده اند.

امروزه استفاده از پلیمرهای مسلح شده با الیاف (frp) یکی از پرکاربردترین روش های مقاوم سازی اعضای بتن مسلح می باشد. کاربری آسان مواد frp به علت داشتن وزن کم، مقاومت کششی بالا و خاصیت ضدخوردگی باعث شده است که این مواد جایگزین مناسبی برای مصالح سنتی و شیوه های متعارف موجود باشند. طی سال های اخیر مقاوم سازی تیرهای بتن مسلح با استفاده از چسباندن ورقه های frp به سطح خارجی آن ها، از رشد قابل توجهی برخوردار بوده است. در این پایان نامه سعی شده است تا با بهره گیری از نرم افزار اجزای محدود abaqus، عملکرد خمشی تیرهای بتن مسلح مقاوم شده با ورق های cfrp پیش تنیده مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور ابتدا مدل عددی یک تیر بتن مسلح مقاوم نشده به عنوان تیر کنترل و یک تیر مقاوم شده با ورق cfrp پیش تنیده مربوط به آزمایش زو و همکاران سال 2008 شبیه سازی شد. با توجه به هماهنگی خوب نتایج به دست آمده از روش عددی با نتایج حاصل ازنمونه های آزمایشگاهی صحت مدل سازی مورد تایید قرار گرفت. در ادامه با استفاده از تحلیل اجزای محدود، اثر پارامترهایی نظیر نسبت آرماتورهای کششی، عرض، ضخامت و میزان پیش تنیدگی ورق های frp بر رفتار خمشی تیرهای بتن مسلح مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده از تحلیل ها نشان می دهد، استفاده از ورق های cfrp پیش تنیده برای مقاوم سازی تیر های بتن مسلح باعث افزایش قابل توجهی در سختی و ظرفیت خمشی تیر ها می شود.

آنالیز دینامیکی سازه ها به منظور بررســی رفتار وپاسخ سازها در برابر بار هایی که ماهیت دینامیکـی دارند انجام می شودکه از جملــــه مهمتــرین این بارها،بار وارد بر سازه هنگام زلزلــه می باشد. این تحلیل به دو روش طیـفی و تاریخچـه زمانی قابــل انجام می باشد . در روش طیفی پاسـخ حــداکثر ســازه محاسبه می شود،اما در روش تاریخــچه ی زمانـــی پاسـخ کامل سازه در زمانهای مختـــلف تعیـین مــی گردد. هرچندروش دوم دقیق تر می باشد ولی زمان بر بودن این تحلیل دینامیکـی عملا استفــاده از آن را به سازه های خـاص محدود کرده است.در این پایان نامه با فیلتـر کردن موج زلـزله و تفکیک مولفـه هـای حاوی فرکانـس بالا و پاییـن و انتخاب مولفه های حاوی فرکانـس پاییـــن که انرژی بیشتری دارند ،تحلیل سازه برای این مولفه از موج زلزله انجام می شود و زمان آنالیز دینامیکـی کاهش داده می شود.فیلتر کردن به کمک توابع پایه موجک انجام می شودودر هر مرحــله تعداد داده هانصف می شود.پس از آنکه آنالیز دینامیکی برای مولفه حاوی کمترین فرکانسها انجام شدو پاســـخ سازه بدست آمد،بر روی این پاسخ به تعداد مراحل فیلترینگ،تبدیل معکوس موجکی اعمال می شود تا بتوان این پاسخ را با پاسخ سازه در برابر زلزله اصلی مقایسه کرد. مشاهده شد که با دو بـار فیلتــر کردن موج اصلــی زلزله و انجام آنالیــز برای آخـرین مولفه پایین گذر ، با دقت کافی زمــان آنالیـز دینامیکی به یک چهارم حالت اولیه کاهش می یابد. درتجزیه موج اصلی از موجک دابچیز استفاده شد و به منظور مقایسه،این عمل با موجک هار نیز انجام شد ونشان داده شد که تجزیه به کمک موجـک دابچیز معمولا منـجر به خطایی کمتر در نتایج آنالیـز می شود.همچـنین آنالیز برای مولفه های فرکانس بالا نیز انجام شد وبابررســی نتایج مشاهده شد که انجام آنالیز برای این قسمت از مولفه های موج اصلی منجر به خطایی غیر قابل قبول می شود