طراحی لرزه ای سازه ها با در نظر گرفتن تغییر شکل غیر الاستیک اعضاء انجام می گیرد. بسیاری از آیین نامه های طراحی با درنظر گرفتن این مزیت، که سازه قادر به تحمل مقاومت اندوخته (مقاومت افزون) قابل توجه و ظرفیت اتلاف انرژی (شکل پذیری) می باشد، اجازه به کاهش نیروی طراحی داده اند. مقاومت افزون و شکل پذیری از طریق ضریب رفتار در طراحی سازه بکار برده می شوند. این ضرایب از مهمترین پارامترها در طراحی لرزه ای سازه ها می باشند. تحقیق حاضر، مقاومت افزون سیستم های قاب با مهاربند هم محور فولادی و قاب با مهاربند مقاوم در برابر کمانش را با در نظر گرفتن مقاومت پس از کمانش بادبند و اثرگذاری مقاومت افزون در ضریب رفتار این سیستم ها را ارزیابی می نماید. بدین منظور، تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش آور) بر روی ساختمان ها با یک و دو دهانه بادبندی، تعداد طبقات مختلف و پیکربندی متفاوت بادبندی (هفتی، هشتی و ضربدری) انجام گرفت. بر اساس نتایج تحلیل، ضریب مقاومت افزون مربوط به مقاومت پس از کمانش، به نوع مهاربند وابسته است. تعداد دهانه های بادبندی و ارتفاع ساختمان از عوامل تاثیر گذار بر روی ضریب مقاومت افزون و ضریب رفتار می باشند. بهرحال، برای قاب ها با مهاربند هم محور ضریب مقاومت افزون و برای قاب ها با مهاربند مقاوم در برابر کمانش ضریب شکل پذیری، بیشترین اثرگذاری را بر ضریب رفتار دارند. درنهایت، مقادیر مقاومت افزون، ضریب رفتار ناشی از شکل پذیری و ضریب رفتار سیستم های قاب با مهاربند هم محور و سیستم های قاب با مهاربند مقاوم در برابر کمانش ارائه شده است. همچنین نتایج نشان داده که، مقادیر مقاومت افزون و ضریب رفتار ارائه شده برای این سیستم ها در آیین نامه های لرزه ای، نیاز به بازبینی و اصلاح دارد.

چکیده زلزله مسأله ای است که امروزه بیشتر کار مهندسی عمران و بحث ساختمان را معطوف خود نموده است. با توجه به زلزله خیز بودن کشور ایران، تأمین مقاومت ساختمان در برابر زلزله بیشتر مورد توجه قرار می گیرد. در این میان ساختمان های بنایی با توجه به تعداد زیاد و آسیب پذیریشان بیشتر قابل توجه می باشند. محدودیت در تعداد طبقات باعث تشابه در نوع و ساخت ساختمان های بنایی شده است و می توان با ارائه ی راهکارهای تیپ باعث صرفه جویی در زمان و هزینه ی نقشه های مقاوم سازی گردید. وجود روش های متعدد، موضوع تحقیقات بسیاری گردیده است. ولی بیشتر آنها به بحث در مورد یک یا روش های محدودی از مقاوم سازی پرداخته اند. در این تحقیق با گردآوری روش های مختلف مقاوم سازی، آنها را بررسی و مقایسه نموده و روش های کاربردی و موثر مشخص شده اند. به منظور مقایسه ی روش ها و بیان روش های کاربردی از نکات اجرایی، زمان و هزینه های اجرای روش ها و نیز با توجه به مدلسازی روش های کاربردی و انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی در نرم افزار etabs و مقایسه ی پارامترهای شکل پذیری و سختی، استفاده شده است و در نهایت با ارائه ی محاسباتی ساده در مورد روش های کاربردی راهکارهای تیپ، میزان و اندازه ی روش مقاوم سازی ارائه شده تا در موارد مشابه مورد استفاده قرارگیرند. واژگان کلیدی: زلزله، مقاوم سازی، ساختمان بنایی، راهکارهای تیپ

ساختمانهای مصالح بنایی درسطح جهان بخصوص درکشورعزیزمان ایران، دارای تنوع وگستردگی فراوان هستند. سازه های بنایی شامل ساختمانهای مسکونی، مدارس آموزشی، بناهای میراث فرهنگی وغیره می باشند، که اهمیت آنها بر کسی پوشیده نیست. بامطالعه درباره این سازه ها به راحتی می توان پی بردکه آنها دارای وزن زیاد وشکل پذیری پایین بوده و اکثرا فاقد سیستم مقاوم لرزه ای مناسب درمفابل زلزله هستند بنابراین همواره در مقابل زلزله آسیب پذیرمی باشند. ساختمانهای مدارس از جمله سازه های مهم می باشند که سهم قابل ملاحظه ای از آنها، مصالح بنایی بوده و درکشورما تعدادزیادی ازآنها درسالهای دور ساخته شده اند که در مقابل زلزله آسیب پذیرند. مقاوم سازی یا تخریب وبازسازی کل مدارس سالیان زیادی طول می کشد. از طرفی وقوع زلزله قابل پیش بینی نبوده وارائه یک راه حل کوتاه مدت واجرایی که باعث پایدارسازی ساختمان در لحظه وقوع زلزله شود وازریزش ناگهانی آن جلوگیری کند حایز اهمیت زیادی می باشد. تحقیق حاضر، راهکارهای عملی پایدارسازی لرزه ای ساختمانهای آجری مدارس آسیب پذیر به منظور جلوگیری از فروریزش آنها را بررسی می نماید. برای این منظور چند روش که شامل استفاده از میلگردهای قائم در دل دیوار، اجرای پاشنه درابتدا وانتهای دیواردرارتفاعات متفاوت، بکارگیری سیستم مهاربندی ضربدری روی بدنه دیوار با استفاده از میلگردها، اضافه کردن میلگرد در محیط بازشوها، ارائه شده است. درابتدای کاریک نمونه دیواربنایی با وبدون اثر سربار قائم مدل سازی وتحلیل غیرخطی استاتیکی گردید، و به بررسی اثر سربار روی دیوار پرداخته شد. سپس روشهای فوق الذکر روی دیوار مدل سازی وتحلیل شد، درمدل سازی وتحلیل غیر خطی استاتیکی از نرم افزار المان محدودansys استفاده شد. پس از تحلیل و ترسیم نمودار نیرو-تغییر مکان به بررسی اثر این روش ها پرداخته شد. نتایج نشان دهنده افزایش مقاومت و سختی دیوار ها وایجاد پایداری در لحظه وقوع زلزله می باشد. .

بهسازی با جداساز لرزه ای الاستومری سیستمی را تشکیل می دهد که همراه با انعطاف پذیری پایه ساختمان، پاسخ سازه در طبقات را کاهش می دهد. به طور کلی افزایش پریود و استهلاک انرژی توسط ایزولاتورها موجب کاهش جابجایی نسبی و برش موثر طبقات می شود. همچنین سیستم جداگر لرزه ای موجب افزایش سطح عملکرد سازه پس از وقوع زلزله می گردد. در این تحقیق از دو نوع سیستم قاب خمشی و مهار بندی با اتصالات ساده در سه تیپ طبقاتی متفاوت استفاده شده است. پریود و میرایی بالشتک های الاستومری در سه سطح کم، متوسط و بالا انتخاب گردید، سپس پریودها و میرایی ها برای تمامی حالات باهم ترکیب شدند این مطالعه برای دو سطح خطر زلزله متوسط و شدید انجام گرفت، نشیمن ها با توجه به وزن موثر وارد بر آنها در زیر ستون ها محاسبه و طراحی شدند و کلیه مدلها به دو روش استاتیک غیر خطی و تاریخچه زمانی غیر خطی مورد آنالیز قرار گرفتند. نتایج کار مشخص می نماید که تأثیر افزایش پریود و سطح میرایی، بسته به سطح زلزله و نوع سیستم قابی در کاهش پاسخ لرزه ای سازه محدود است. بررسی پاسخ ها برای ساختمان قاب خمشی نشان می دهد که با ثابت نگه داشتن زمان تناوب، اضافه کردن مقدار میرایی موثر بالشتکها منجر به کاهش پاسخ سازه می گردد، اما افزایش درصد میرایی بحرانی از حد زیاد به فوق العاده بالا تأثیر چندانی در کاهش پاسخ سازه ندارد و برای ساختمان مهار بندی با اتصالات ساده نشان می دهد که در محدوده دوره تناوب بالا برای ساختمان های مرتفع و لاغر افزایش درصد میرایی بحرانی منجر به افزایش پاسخ در رفتار سازه می گردد. مطالعه برای زلزله های شدید نشان داد که هنگام استفاده از نشیمن هایی با خاصیت استهلاک انرژی فوق العاده زیاد، اضافه شدن زمان تناوب پایه تاثیر قابل توجهی در کاهش جابجایی نسبی طبقات ندارد. همچنین عدم اجرای دیافراگم بر روی بالشتکهای فنداسیون موجب آسیب پذیری زیاد در سازه می شود. نوع مدل سازی رفتار واقعی و معادل ایزولاتور ها نشان داد که استفاده از بالشتک معادل خطی ویسکوالاستیک به جای رفتار هیسترزیس واقعی، نمی تواند متضمن تخمین صحیحی از پاسخ لرزه ای باشد.

مقاومت خمشی یا مدول راپچر بتن، بر اساس گسیختگی تیرهای بتنی بدون آرماتور در اثر خمش، تعیین می شود. جهت طراحی دالهای کف و باند فرودگاه که کشش ناشی از خمش بحرانی می باشد، تعیین مدول گسیختگی مفید و مناسب می باشد. در این تحقیق، تاثیرات متقابل میکروسیلیس و پلیمر استایرن بوتادین بر کارآیی، مقاومت فشاری و خمشی بتن بررسی شده است. تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشات مقاومت فشاری و خمشی 32 مخلوط بتنی حاوی دو نسبت آب به مواد سیمانی (35/0 و 45/0 ) و چهار درصد جایگزینی میکروسیلیس (%0، %5، % 5/7 و %10) به همراه چهار درصد (%0، %5، %10 و %15) پلیمر انجام پذیرفته است. در این تحقیق، سه روش عمل آوری ترکیبی( عمل آوری مرطوب: 14،7و 28 روز در آب به همراه 53، 46 و 32 روز عمل آوری خشک در دمای آزمایشگاه) در نظر گرفته شده است. نتایج آزمایشات با نتایج تحقیقات محققین دیگر مقایسه شده است. دو مدل ریاضی برای تعیین مقاومت فشاری و خمشی بر اساس نسبتهای آب، میکروسیلیس و پلیمر استایرن بوتادین به مواد سیمانی و زمان نگه داری نمونه در آب پیشنهاد شده است. سازگاری خوبی بین مدل پیشنهادی و نتایج به دست آمده از آزمایشات مشاهده می شود. این مدلهای ساده جهت تعیین نسبت اختلاط بتنهای حاوی پلیمر استایرن بوتادین و میکروسیلیس مفید و مناسب می باشند. همچنین یک رابطه تجربی جهت ارتباط مقاومت خمشی با مقاومت فشاری، پیشنهاد شده است. نتایج آزمایشات نشان می دهند که تاثیر پلیمر استایرن بوتادین در افزایش روانی بتن بیشتر از تاثیر میکروسیلیس در کاهش روانی بتن می باشد. به ازای مقادیر مشخص پلیمر و میکروسیلیس، مقاومت فشاری و خمشی افزایش می یابد. اما هنگامی که نسبت پلیمر یا میکروسیلیس به مواد سیمانی، افزایش می یابد، مقاومت فشاری و خمشی بتن کاهش می یابند.

موج احداث ساختمان های بلند مرتبه در دنیا، در ابتدای قرن نوزدهم میلادی آغاز گردید و این روند امروزه با شتاب بیشتری ادامه دارد. با توجه به آخرین پیشرفت های حاصل شده درتحلیل، طراحی و ساخت این سازه ها، بسیاری از ساختمان های بلند احداث شده در دهه های گذشته نیازمند بازنگری مجدد در سیستم لرزه ای خود می باشند. کیفیت پایین مصالح، ضعف روش های اجرا، خلاء وجود آیین نامه های طراحی برای سازه های بلند و ضعف در طراحی اولیه آن ها از جمله عوامل تشدید رویکرد مقاومسازی ساختمان های بلند می باشد. از سیستم مهار بازویی و خرپای کمربندی معمولا به عنوان روشی موثر برای کنترل تغییر مکان های جانبی زیاد سازه های بلند در طرح اولیه آن ها استفاده می گردد. در این تحقیق با ارائه روش پیشنهادی الحاق سیستم مهار بازویی و خرپای کمربندی به سازه اولیه بعنوان عامل افزایش دهنده سختی سازه، به بررسی عملکرد سازه بهسازی شده می پردازیم. با انتخاب 3 مدل 15، 20 و 25 طبقه باسیستم قاب دوگانه، ابتدا طبقه بهینه جهت الحاق این سیستم به مدل اولیه تعیین می گردد و سپس با انجام تحلیل های دینامیکی خطی، استاتیکی غیرخطی و تاریخچه زمانی غیر خطی به بررسی بهبود عملکرد لرزه ای مدل ها در اثر این روش بهسازی پرداخته می گردد. نتایج حاصل از تحلیل های انجام شده بر روی مدل های قبل و بعد از بهسازی نشان دهنده این مسئله می باشد که در اثر الحاق سیستم مهار بازویی و خرپای کمربندی، مقادیر تغییر مکان جانبی و نسبی طبقات در تمامی مدل ها کاهش می یابد، وضعیت مفاصل غیر خطی سازه بهبود یافته و باعث افزایش سطح عملکرد سازه و کاهش تغییر مکان هدف مدل های بهسازی شده می گردد. همچنین مدل های اولیه ای که در برابر برخی زلزله های تحلیل شده به مرحله تخریب رسیدند، با الحاق مهاربازویی و خرپای کمربندی در برابر همان زلزله پایدار ماندند و تخریب نشدند.

استفاده از روش های تحلیل غیرخطی می تواند مناسب ترین و سریع ترین راه، جهت طراحی و ارزیابی ساختمان ها با در نظر گیری پارامتر های اقتصادی و ایمنی باشد. روش های غیرخطی به دو دسته کلی، استاتیکی غیرخطی (nsp) و دینامیکی غیرخطی (ndp) تقسیم می شوند که از بین این دو روش، تحلیل دینامیکی غیرخطی دارای بالاترین دقت در روش موجود می باشد. با توجه به ضعف های نرم افزاری و سخت افزاری موجود، استفاده از روش دینامیکی غیرخطی به لحاظ زمان و هزینه مقرون به صرفه نبوده و لزوم استفاده از روش جایگزین مشاهده می شود. از اینرو روش استاتیکی غیرخطی(nsp) مورد توجه قرار گرفته است. یکی از نواقص این روش، به کارگیری یک سیستم یک درجه آزادی (معادل با مود اول) جهت بیان رفتار غیرالاستیک سازه می باشد که می توان با در نظر گرفتن اثر مودهای بالاتر در تعیین الگوی بار این نقیصه را جبران کرد، که از این دسته می توان روش mpa و cmp را نام برد. روش mpa اولین بار بر روی سازه های نامنظم در پلان در سال 2004 پیشنهاد شد که در این پایان نامه مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این پایان نامه، سازه هایی با سیستم خمشی فولادی همراه با بادبند همگرا (سیستم مختلط) استفاده شده است که برای جامعیت بخشیدن بیشتر به پروژه، سازه های تحت بررسی در چند دسته بندی قرار گرفته اند: 1- طبقات مختلف (10 ، 15 ، 20 و 25 طبقه). 2- خروج از مرکزیت سختی به جرم (0% ، 15% و 25%). مجموعه این دسته بندی ها تشکیل 12 مدل سازه ای را داد که تحت بررسی های ذکر شده قرار گرفتند. این 12 مدل طبق آیین نامه های 2800، مبحث ششم و مبحث دهم تحلیل و طراحی شد، سپس تحلیل های غیرخطی بر روی آنها اثر داده شدند. در انتها برای مقایسه دو روش تحلیل غیرخطی 3 نقطه در یک امتداد (لبه نرم، لبه سخت و مرکزجرم) که در آن جهت نامنظمی وجود داشت را از نظر تغییرمکان کل و تغییرمکان نسبی و نحوه تشکیل مفصل پلاستیک در لبه های سازه مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های صورت گرفته در این پایان نامه نشان می دهد که جابجایی های طبقات و همچنین نسبت تغییر مکان نسبی حاصل از روش mpa ، در ساختمان های متقارن و نامتقارن در پلان، به اندازه کافی دقیق می باشند. روش mpa ، قادر است که بر محدودیت های آنالیز پوش آور متداول فائق آید، بطوریکه جابجایی های نسبی بدست آمده از روش mpa به مراتب بهتر از آنالیز پوش آور با الگوی بارگذاری fema می باشند. بهبود بسیار برجسته ای در نحوه تشکیل دورانهای پلاستیک توسط روش mpa در ساختمان های متقارن و همچنین در لبه های سخت و نرم در ساختمان های نامتقارن صورت پذیرفته است. کلمات کلیدی : اثرات مودهای بالاتر، ساختمان بلند، سازه نامنظم، تحلیل استاتیکی غیرخطی مودال، تحلیل تاریخچه زمانی

سیستم های قاب با مهاربند ضربدری و قاب خمشی که سیستم های سنتی برای مقابله با نیروهای لرزه ای در سازه ها هستند هر کدام مشکلات خاص مربوط به خود را دارند. از جمله ناچیز بودن استهلاک انرژی در قاب با مهاربند ضربدری ( به دلیل شکل پذیری کم ) و گریز زیاد طبقات در قاب خمشی ( به دلیل سختی کم ). سیستم جدیدی با ترکیب ویژگی های مطلوب قاب با مهاربند ضربدری و قاب خمشی وجود دارد که ضمن داشتن سختی کافی جهت کنترل گریز طبقات، شکل پذیری مناسبی نیز دارد. در این سیستم که بر پایه مصالح شکل پذیر جاری شونده عمل می کند، یک میراگر در تقاطع مهاربندهای ضربدری قرار می گیرد که وظیفه جذب انرژی را در تحریکات لرزه ای متوسط و شدید بر عهده دارد. علاوه بر آن جاری شدن المان های سازه ای به سمت اعضای فرعی و غیر باربر هدایت می شود تا اعضای اصلی مانند تیرها و ستون ها از گزند تغییر شکل های پلاستیک و ماندگار رهایی یابند. بررسی چگونگی کاهش نیازهای لرزه ای از قبیل سختی، مقاومت و شکل پذیری از اهداف اصلی این تحقیق است. همچنین بررسی رفتار المان های جاری شونده، تعیین میرایی معادل و ضریب رفتار در هنگام استفاده از این نوع میراگرها، ازاهداف دیگر این تحقیق است. دراین تحقیق با انجام مطالعات پارامتری بر روی صد و شصت قاب سه تا پانزده طبقه با سه دهانه، آرایش های مختلفی از المان جاری شونده مورد بررسی قرار گرفته و پاسخ دینامیکی غیرخطی قاب های فلزی مجهز به این میراگرها در برابر شتابنگاشت چند زلزله بررسی شده است. در پایان با انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی بر روی قاب های بهینه، ضریب رفتار مورد نیاز جهت طراحی اولیه آن ها ارائه شده است. نتایج حاصل نشان دهنده عملکرد لرزه ای مناسب و قابل قبول قاب های مجهز به این نوع از میراگرهای جاری شونده در برابر تحریکات لرزه ای است. همچنین ضریب رفتار برای این قاب ها با توجه به ارتفاع قاب، در محدوده 5 تا 9 متغیر است.

استفاده از مستهلک کنندههای انرژی در قالب میراگرهای الحاقی یکی از با صرفهترین و سریعترین روشهای بهسازی است. یکی از انواع میراگرهای متداول میراگر اصطکاکی میباشد که با توجه به نحوهی کار و رفتار دینامیکی میتواند در گستره وسیعی به کار گرفته شود. در این پایاننامه به بررسی اثرات استفاده از میراگر اصطکاکی نصب شده در محل اتصال مهاربند شورون با تیر طبقه پرداخته میشود. بنابراین چهار قاب با طبقات متفاوت طراحی شد تا علاوه بر مطالعه رفتار قاب بهسازی شده بتوان کارایی میراگر را با افزایش ارتفاع نیز بررسی کرد. مهمترین قسمت طراحی میراگرهای اصطکاکی تعیین بار بهینه لغزش است. لذا قابهای مجهز به میراگر در بازهای از بارهای لغزش آنالیزدینامیکی غیرخطی شدند و بار متناظر با کمترین پاسخ perform 3 d متفاوت به کمک نرم افزارسازه به عنوان بار بهینه لغزش میراگر انتخاب شد. پس از طراحی میراگر، هریک از قابها به میراگر مجهز شده و در دو حالت با و بدون میراگر آنالیز تاریخچه زمانی شدند. مقایسه پاسخ های دو قاب شامل تغییر مکانهای نسبی و مطلق، برش طبقات، انرژی ورودی، سهم اعضا از اتلاف انرژی، نیروی محوری ستونها، مفاصل، سطوح عملکرد و نسبت میرایی میشود. نتایج حاکی از این است که استفاده از میراگر توانست از فروریزش قاب پیش از اتمام رکورد جلوگیری کرده و بین 22 تا 80 درصد ازجابجایی طبقه بام بکاهد.همچنین با تغییر در جابجایی نسبی از بروز دریفتهای بزرگ وتخریب جلوگیری کندو همچنین سهم قاب از برش وارده را بکاهد. در بیشتر موارد کل انرژی جذب شده کاهش یافته است ودر مجموع سهم قاب اولیه از انرژی ورودی و اتلافی نسبت به قاب خمشی تنها کاسته شده است. به دلیل انتقال رفتار غیرخطی از اعضای سازهای به میراگرها تعداد مفاصل تانزدیک صفر کاهش داشته است. در بیشتر موارد قاب مجهز با حاشیه ایمنی بالا سطوح بالایعملکردی را برآورده است وبه طور کلی در قابهای کوتاهتر به نسبت رفتارو اثر بهتری داشته است.

با توجه به سیاست های کلان کشور در زمینه افزایش سطح زیر کشت محصولات گلخانه ای، نیاز به ساخت گلخانه به شدت افزایش یافته است. با توجه به وضع موجود، این نتیجه حاصل گردید که اکثر سازه های گلخانه ای موجود در کشور از یک نوع خاص می باشند ولی در کشورهای پیشرو در صنعت گلخانه، فرم ونلو را به عنوان مناسب ترین نوع گلخانه برای کشت صنعتی تشخیص داده اند. با کمی دقت به شرایط خاص اقلیمی کشور و کاربرد های متنوع سازه ی ونلو می توان نتیجه گرفت که سازه ی فرم ونلو دارای مزیت های بیشتری نسبت به دیگر سازه ها می باشد. بنابراین اقدام به بررسی سازه ونلو با توجه به شرایط ایران گردد. با توجه به سطح وسیع ساخت گلخانه همواره نیاز به بهینه بودن سازه احساس می شود و مشکل اصلی در ارائه یک طرح بهینه مجهول بودن فاصله دهانه قاب و فاصله قابها از یکدیگر و همچنین ارتفاع خرپا در شرایط مختلف بارگذاری می باشد . در این تحقیق ابتدا انواع بارگذاری ممکن برای سازه های گلخانه ای محاسبه شد، سپس حداکثر بازه ی ابعادی برای سازه گلخانه ای فرم ونلو مشخص گردید. سپس اقدام به ایجاد تابع هدف به وسیله ی شبکه عصبی گردید و برای مطالعه، دو روش طراحی حدی و تنش مجاز، برای هر حالت بارگذاری دو شبکه عصبی ایجاد گردید. سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک اقدام به بهینه یابی تابع هدف برای شرایط مختلف بارگذاری گردید. نتیجه این تحقیق منجر به جدولهایی شده، که با توجه به مقادیر مختلف بار باد و برف، مقدار بهینه دهانه قاب و فاصله قاب ها ازیکدیگر و ارتفاع خرپا را ارایه می کند و سپس مقایسه ای میان مقادیر بهینه دو روش طراحی صورت می گیرد و در نهایت دو سازه ونلو و سازه متداول با یکدیگر مورد مقایسه و ارزیابی قرار می گیرند.

زلزله یکی از حوادث طبیعی است که هرساله باعث به وجود آمدن خسارات جانی و مالی فراوانی می شود و آسیبهای فراوانی را به اماکن و شریانهای حیاتی وارد می سازد، از این رو طراحی لرزه ای ایمن سازه ها و مقاوم سازی سازه های موجود یکی از دغدغه های اصلی مهندسین سازه می باشد. از سوی دیگر پیشرفت های انجام شده صنعت ساختمان در قرن اخیر، گرایش روز افزونی در زمینه احداث ساختمان های بلند مرتبه در جهان به وجود آورده است. میراگر جرمی تنظیم شده نوع نسبتا جدیدی از سیستم های کنترل سازه می باشد که باعث افزایش اتلاف انرژی میرایی تحت نیروهای خارجی در سازه می گردد. در این مطالعه به بررسی تاثیر پارامترهای موثر میراگر جرمی بر روی پاسخ سازه پرداخته شده است. برای این منظور، سه قاب10 ، 15 و20 طبقه که معرف سازه بلند می باشند، مورد بررسی قرار گرفته است. آنالیز تاریخچه زمانی تحت هفت شتاب نگاشت زلزله برای بدست آوردن پارامتر های بهینه سیستم میراگرجرم متوازن بر روی قاب انجام شده است. نتایج نشان دهنده تاثیر میراگر جرمی تنظیم شده در کاهش پاسخ سازه و حساسیت بیشتر پاسخ سازه به نسبت جرمی میراگر تنظیم شده در مقایسه با دو پارامتر، نسبت میرایی و نسبت فرکانس میراگر، می باشد. افزایش ارتفاع موجب حساسیت میراگر کنترل جرمی به پارامترهای طراحی این نوع میراگر می-گردد. همچنین از نتایج می توان دریافت که در تمامی زلزله ها روند تغییر کاهش پاسخ سازه با افزایش میرایی تقریبا دارای شیب ثابتی می باشد و همزمان با افزایش ارتفاع این شیب تقریبا ثابت می باشد.همچنین افزایش نسبت فرکانس تنظیم در هر سه مدل و برای هرهفت زلزله در روند تغییر کاهش پاسخ سازه از روند ثابتی برخوردار نمی باشد و می توان گفت حساسیت پاسخ سازه به این پارامتر بسیار بیشتر می باشد و می توان این مساله را مربوط به محتوای فرکانسی متفاوت زلزله ها دانست.

چکیده آلیاژهای حافظه دار، به عنوان گروهی از جامدات، دارای خواصی منحصر به فرد نسبت به دیگر مواد معمول استفاده شده در زمینه ی مهندسی می باشند. این آلیاژها قادر به بازگشت شکل اولیه خود در تغییر شکل های بزرگ می باشد. این توانایی در ریز ساختار ماده، دو خاصیت اصلی آلیاژحافظه دار، یعنی اثر فوق الاستیک (سوپر الاستیسیته) و اثر حافظه داری را به دنبال دارد. همچنین مهاربندهای مقاوم در برابر کمانش، دارای خاصیت بالای جذب انرژی و منحنی های هیسترسیز پایداری در برابر نیروهای سیکلی همچون زلزله، هستند. این نوع مهاربندها دارای پوششی هستند که می توانند در مقابل کمانش مقاومت کنند. در این پایان نامه، عملکرد لرزه ای قاب های مهاربندی شده با آلیاژ حافظه دار فوق الاستیک و مهاربندهای مقاوم در برابر کمانش مقایسه و بررسی شده است. نتایج این مطالعه تحلیلی نشان داده است که مهاربندهای حافظه دار و مهاربندهای مقاوم در برابر کمانش می توانند در مقاوم سازی و طراحی لرزه ای سازه ها بسیار کارامد باشند. مهاربندهای بر پایه آلیاژ حافظه دار می توانند به منظور حداقل رساندن تلفات ناشی از خرابی های سازه ای در هنگام وقوع زلزله بکار روند. اگرچه مهاربندهای کمانش تاب ظرفیت اتلاف انرژی بیشتری دارند، برخی قابلیت های آلیاژ حافظه دار از جمله برگردانندگی شکل و داشتن خاصیت سخت شدگی کرنش، این آلیاژها را برای استفاده در زمینه کاهش پاسخ و ارتعاش مطلوب نشان داده است.

فروپاشی پیش رونده، گسترش خرابیهای زنجیروار در یک سازه می باشد، که از حداقل یک عضو بحرانی سازه ای شروع شده و بطور پیوسته به سایر اعضای سازه منتقل شده و باعث خرابی کلی یا بخش اعظمی از آن سازه می شود. این حادثه وحشتناک میتواند در اثر یک حادثه غیرعادی مانند انفجار بمب، انفجار کپسول گاز، برخورد وسایل نقلیه و یا یک گودبرداری غیراصولی که باعث حذف ناگهانی یک یا چند عضو بحرانی از سازه شود، به وجود آید. در این تحقیق، مقاومت یک قاب فولادی با سیستم دوگانه (قاب خمشی + مهاربندی) در برابر فروپاشی پیش رونده بررسی شده است. جهت انجام این کار، سه مدل از قابهای خمشی تنها و دوگانه(سه، هفت و دوازده طبقه)بر اساس ضوابط لرزه ای آیین نامه 2800 ایران، تحلیل و طراحی شده، سپس بر اساس ضوابط یکی از آیین نامه های مرتبط با موضوع فروپاشی پیش رونده(ufc) به روش مسیرجایگزین (apm) مقاومت سازه ها ارزیابی شده است. نتایج به دست آمده نشان میدهد که یک سازه مقاوم در برابر زلزله، لزوما توانایی مقابله با فروپاشی پیش رونده را نخواهد داشت. در سناریوهای حذف ستون در یک سازه، حذف ستون در بام بحرانی تر است. سیستم قاب خمشی تنها، نسبت به قاب خمشی دوگانه، به علت شکل پذیری بالاتر دارای عملکرد بهتری در فروپاشی پیش رونده می باشد و برای داشتن یک سازه مقاوم در برابر فروپاشی پیش رونده، شیوه آرایش مهاربندها خصوصا در اطراف سازه به گونه ای که ستون ثقلی(ستون غیرمتصل به مهاربندها) وجود نداشته باشد، بسیار موثر است.

در روش های متعارف طراحی لرزه ای، نحوه توزیع بار جانبی در ارتفاع سازه معمولا با استفاده از پاسخ دینامیکی خطی تعیین می شود. این در حالی است که سازه در حین وقوع زلزله های قوی جابجایی های غیرخطی بزرگی را تجربه می کند و پاسخ خطی نشان دهنده رفتار واقعی سازه در هنگام زلزله نخواهد بود. بنابراین الگوی بار جانبی پیشنهاد شده در آیین نامه های طراحی لرزه ای لزوما الگوی بهینه طراحی سازه نیست. در تحقیقاتی که در گذشته انجام شده است با یکنواخت کردن تغییر شکل نسبی طبقات، توزیع بهینه ای از مقاومت برای قاب ساده فولادی بدست آورده شده است. در این تحقیق چند مدل از قاب خمشی فولادی مطابق با آیین نامه های ایران طراحی شده و با انجام تحلیل های استاتیکی غیرخطی روی این مدل ها سختی طبقات براساس رفتار غیرخطی سازه محاسبه شده است. سپس با انجام تحلیل های دینامیکی غیرخطی متعدد تحت شتاب نگاشت های مختلف و با استفاده از تئوری تغییرشکل های یکنواخت توزیع بهینه ای از مقاومت تخمین زده شده بطوریکه سازه کمترین میزان خرابی را متحمل گردد. آنگاه برای سازه های کوتاه و بلند الگوی نیروی جانبی پیشنهاد شده است که در نهایت سازه تحت این الگوهای بار قرار گرفته و منحنی پوش اور بدست آمده از آن با منحنی پوش اور اولیه سازه مقایسه شده است و نتایج بدست آمده نشان دهنده عملکرد بهتر این سازه ها نسبت به سازه های اولیه می باشد.

با توجه به کاربرد فراوان ساختمانهای فولادی با اتصالات ساده در صنعت ساختمان سازی کشور و همچنین لرزه خیزی بالای اکثر مناطق کشور ، مقاوم سازی این ساختمانها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این راستا هر چه روش مقاوم سازی کم هزینه و اجرایی تر باشد ، از هدر رفتن سرمایه های ملی جلوگیری می شود. جاذب های انرژی (میراگرها) به منظور کاستن از پاسخ دینامیکی سازه در برابر بارگذاری باد و زلزله استفاده می شوند. میراگر ها با انجام تغییر شکل های ویژه و اعمال مکانیکی خاصی ، مقدار زیادی از انرژی ورودی به سازه بر اثر بارگذاری دینامیکی را جذب و مستهلک می سازند. عملکرد این وسایل موجب می گردد که انرژی دریافتی سایر اعضای سازه کاهش یافته و در نتیجه تغییر شکل و تنش زیادی در آنها ایجاد نگردد. در این تحقیق ساختمانهای فولادی 3 و 5 و 7 و 10 طبقه منظم فولادی با اتصالات ساده مجهز به میراگر اصطکاکی دورانی پیچ شده لغزشی(( rsbc ، با قاب خمشی مشابه ( با اتصالات صلب ) تحت سه جفت رکورد شتاب زلزله مقیاس شده طبق استاندارد 2800 ایران‏[1] ، تحلیل دینامیکی غیر خطی می گردند و نتایج ، مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرند . در این تحقیق با تعبیه میراگرها ی اصطکاکی در محل اتصالات(خارج از عرف معمول جانمایی میراگرها، که معمولا در اعضای مهار بندی جاسازی می گردند) ، علاوه بر حفظ عملکرد معماری ساختمان موجود ، یک روش نسبتاً جدید برای جانمایی میراگرهای اصطکاکی ارایه شده است، نتایج تحقیق نشان می دهد که، قاب مجهز به اتصالات اصطکاکی در اکثر حالت ها تغییر مکان جانبی، انرژی ورودی به سازه و شتاب بام کمتری نسبت به قاب خمشی دارد و در همه حالت ها، علیرغم تغییر مکان جانبی زیاد طبقات، اعضای اصلی سازه به محدوده غیر خطی وارد نمی شوند و برش پایه کمتری نسبت به قاب خمشی مشابه دارد. در قاب خمشی مشابه تعداد زیادی از اعضا به محدوده غیر خطی وارد ویا دچار گسیختگی می شوند.

میراگرهای جرمی سیستم هایی هستند متشکل از سه جزء جرم داخلی و فنرداخلی و دمپینگ که به صورت سیستم دینامیکی با یک درجه آزادی بر بالای سازه قرار می گیرند و به هنگام ارتعاش سازه این سیستم نیز شروع به ارتعاشی با فاز مخالف فرکانس ارتعاشی سازه می کند و نیروهای اینرسی آن باعث استهلاک ارتعاشات سازه می شود. در این پایان نامه به بررسی پارامترهای مهم در کارایی tmd و تاثیرات آن و همچنین بررسی پاسخ سازه در حالتهای مختلف قرارگیری در ارتفاع پرداخته شده است. بدین منظور سه قاب 15، 20 و 25 طبقه در نظر گرفته شده است که در آنها میراگر جرمی تنظیم شده با نسبت جرمی های مختلف و در ارتفاع های مختلف قرار گرفته است و تحت سه رکورد زلزله آنالیز تاریخچه زمانی غیرخطی صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که میراگر tmd عملکرد قابل ملاحظه ای در کاهش پاسخ سازه ها دارد و همچنین میزان کارایی آن بسیار حساس به نوع رکورد زلزله، نسبت جرمی و محل قرارگیری tmd می باشد. با افزایش ارتفاع قابها عملکرد مثبت tmd بهبود پیدا نموده است. در اکثر حالاتی که tmd بر روی بام قرار گرفته است افزایش نسبت جرمی کارایی را بالا برده است. اما در چند مورد که tmd به ارتفاع های پایین تر انتقال داده شده است رابطه ی معکوس بین افزایش نسبت جرمی و کارایی مثبت tmd دیده می شود. همچنین نصب میراگر در ارتفاع های پایین تر سبب یکنواختی کاهش پاسخ ها شده است، هر چند که با این انتقال در بیشتر موارد کارایی مثبت آن به خصوص در مورد جابجایی و شتاب بام کمتر شده است.

با توجه به ادامه ساخت و ساز ساختمان های مصالح بنایی در ایران، هزینه محدود و سهولت اجرای آن پیش بینی می شود نیاز به ساخت و ساز این ساختمان ها در کشور در سال های آتی نیز همچنان ادامه داشته باشد؛ از این رو ضرورت توجه به ارزیابی ساختمان های با مصالح بنایی، اجتناب ناپذیر است. اگرچه مدل های پیچیده المان محدود الزامات مدلسازی ساختمان های بنایی را ارضا می کند، نیاز به داده های وسیع آزمایشگاهی و تعریف رفتار مصالح و نیروی ماهر و منابع محاسباتی بالایی دارد. لذا استفاده از روشی ساده جهت برآورد لرزه ای این گونه ساختمان ها حائز اهمیت است. اخیرا؛ مدل های غیر خطی قاب معادل که با اختصاص مفاصل به المان های ایزوتروپ و همگن قاب معادل توسعه داده شده است، جهت مدلسازی غیر خطی ساختمان های غیر مسلح بنایی استفاده می گردد. ا گر چه ر و ش ها ی ا ر ز یا بی بر اساس عملکرد بیشتر بر ا ی ساختمان های بتن مسلح و فولادی تو سعه د ا د ه شد ه ا ند ، مطالعه حاضر در مورد ارزیابی لرزه ای عملکردی ساختمان های آجری غیر مسلح موجود در ایران بر اساس عملکرد از طریق تکنیک های مدلسازی غیرخطی قاب معادل می باشد. این روش بر پایه مطابقت سازه با یک قاب معادل و بر مبنای قوانین ساده تعادل در اجزای ساختمانی بوده و مطالعات اخیر نیز نشان داده که دقت کافی را جهت ارزیابی لرزه ای ساختمان های با مصالح بنایی دارا می باشد. در این روش دیوارهای سازه ای با استفاده از المان های تیر و ستون و تعریف پارامتر های مربوط به آن در نرم افزار sap2000 معادل سازی می شوند؛ سپس تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیر خطی بر روی آن ها انجام می گردد. نوع تحقیق، عددی تحلیل محتوا بوده و نتایج تحلیل با سازه آسیب دیده در زلزله مقایسه می شود. ساختمان های مورد مطالعه ساختمان های آزمایش شده و ساختمان های آسیب دیده در زلزله سیلاخور (بروجرد) می باشند. ساختمان های مورد مطالعه در موقعیت قرارگیری بازشوها و میزان خرابی با یکدیگر متفاوت بوده و عوامل مختلف جهت بررسی آسیب دیدگی در نظر گرفته شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که رفتار آسیب دیده ساختمان را می توان با کالیبراسیون مناسب ارائه شده مطابقت داد.