آبشکن¬ها سازه هایی هستند که از بنادر و سواحل در مقابل امواج و جریان¬های ساحلی محافظت می¬کنند. در آیین نامه های طراحی، نیروی غالب اینگونه سازه¬ها عمدتا نیروی امواج دریا می¬باشد و به مسئله نیروی جانبی مربوط به زلزله توجه خاصی نشده است. با توجه به اینکه سواحل طولانی در شمال و جنوب کشور در معرض خطر نسبی زلزله قرار دارند، در نتیجه به دلیل لرزه خیزی این مناطق، یکی از نیروهای عمده در طراحی سازه¬های ساحلی، نیروی زلزله می¬باشد. در این مقاله سعی بر این بوده است که علاوه بر نیروی امواج، عملکرد این نوع سازه¬ها در مقابل نیروی ناشی از زلزله نیز بررسی شود. یکی از عوامل مهم در طراحی اینگونه سازه¬ها، کنترل پایداری آنها می¬باشد و نشان داده شده است که نیروی زلزله می¬تواند تاثیر عمده ای روی این پایداری داشته باشد. در مقاله حاضر تاثیر شتاب زلزله طرح بر عملکرد آبشکن¬ها بررسی شده و ملاحظه گردیده که در بعضی موارد نیروی زلزله نسبت به نیروی موج، غالب بوده است. جهت بررسی تنش¬ها و تغییر مکان¬های ناشی از نیروهای جانبی، از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس 6/8 با تاکید بر داده¬های آبشکن¬های واقع در مصب رودخانه سفیدرود، استفاده شده است. نقاط بحرانی حاصل از بارگذاری که منجر به تخریب می¬شود تعیین شده و علاوه بر آن منحنی¬های مختلفی به منظور طراحی بهینه این سازه¬ها ارائه شده است. در پایان نیز اثر شیب¬های مختلف این سازه تحت تاثیر نیروهای زلزله و امواج مورد بررسی قرار گرفته است.

آبشستگی موضعی پایه ها یکی از مهم ترین پارامترهای کلیدی در ایجاد ناپایداری و گسیختگی در سازه هایی نظیر پل ها، اسکله ها و مانند آن ها است. به دلیل پیچیدگی مکانیزم آبشستگی پایه پل ها، این موضوع به عنوان یکی از مهم ترین زمینه های تحقیقی در میان پژوهشگران شناخته شده است که بیشتر این تحقیقات بصورت تجربی انجام یافته است. نظر به اهمیت پدیده آبشستگی در پایداری پل ها، روش های متعددی جهت کنترل این پدیده معرفی شده است. در سال های اخیر تاثیر توام برخی از ابزار ها مورد بررسی قرار گرفته اند. با توجه به نتایج این تحقیقات، استفاده از یک ابزار کنترل کننده فرسایش بستر در بسیاری از موارد کافی بنظر نمی رسد. از سویی دیگر، ترکیب ابزارهای مختلف نیز همواره نمی تواند منجربه حصول نتایج بهتری نسبت به استفاده منفرد از این ابزارها گردد. لذا در پژوهش حاضر چهار ابزار سکو، مقطع هندسی پایه، شکاف و شیب جانبی پایه، بصورت منفرد و نیز بصورت ترکیبی با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفته اند. در انتخاب این روش ها سعی بر آن بوده است تاثیر دو پارامتر مهم ایجاد کننده آبشستگی، (1) جریان رو به پایین و تشکیل گردابه های نعل اسبی، (2) جدایش جریان و تشکیل گردابه های برخاستگی، بر آغاز و گسترش آبشستگی به دو صورت تجربی و عددی تعیین گردد. ترکیبات مورد بررسی نیز بگونه ای انتخاب گردیده اند که هر روش بتواند یکی از عوامل ایجاد کننده فرسایش بستر را حذف نماید. این ترکیبات شامل موارد زیر می باشند: (1) پایه استوانه ای با سکو (2) مدل پایه پل با مقاطع هندسی مختلف (دایره ای، مستطیلی گرد گوشه، بیضی و عدسی) (3) ترکیب سکو با مقاطع هندسی مستطیل گرد گوشه، بیضی و عدسی (4) ترکیب سکو، مقطع هندسی پایه و شکاف میانی (5) ترکیب سکو، مقطع دایره ای و مستطیلی گرد گوشه با جفت شکاف کناری در سه موقعیت قرار گیری مختلف (6) سکو، مقطع هندسی دایره ای و شیب جانبی (7) ترکیب سکو، مقطع هندسی دایره ای، شیب جانبی و شکاف میانی. در گروه اول با بررسی چهار ارتفاع 5، 6، 7 و 8 سانتیمتر برای سکو، سکوی 6 سانتیمتری با کاهش 46 درصد عمق فرسایش موثرترین روش شناخته شد. در پایه-های گروه دوم مدل عدسی شکل با کاهش 60 درصد عمق فرسایش،عملکرد بهتری داشته است. در گروه سوم ترکیب مقطع هندسی با سکو، موجب کاهش 64 درصدی آبشستگی در پایه عدسی شکل شده ولی در مقاطع مستطیلی گرد گوشه و بیضی ازدیاد آبشستگی را به همراه داشته است. در گروه چهارم، ایجاد شکاف در پایه مستطیلی گرد گوشه قابل توجه بوده لیکن در سایر مدل ها تاثیر چندانی نداشته است. در پایه های با شکاف کناری، در مقطع دایره ای گرفتگی زود رس شکاف، کارایی آن را از بین برده، اما در مقطع مستطیلی گرد گوشه 43 درصد کاهش آبشستگی مشاهده شده است. در شبیه سازی عددی با فلوئنت، سه مدل آشفتگیstandard ، rsm و les مورد مطالعه قرار گرفته اند. در این راستا منحنی های سرعت، تراز سطح آب، گردابه های پیرامون پایه و نیز توزیع تنش های برشی مورد مقایسه قرار گرفتند. همچنین تنش های برشی بی بعد شده در اطراف مدل پایه های مستطیلی گرد گوشه، عدسی و بیضی مقایسه شده اند. شبیه سازی های انجام گرفته برای زمان های محدود نخستین تاثیر مثبت مقطع عرضی عدسی در کاهش میزان تنش-های برشی بحرانی و نیز کاهش میدان تاثیر آن ها را نشان دادند. میزان درصد کاهش تنش برشی بستر در این مقطع برابر 43 درصد نسبت به پایه دایره ای ساده می باشد. شکاف نیز نقش حفاظتی موثری در کاهش تنش های برشی بستر داشته و در تمامی مقاطع موجب کاهش مقدار آن گردیده است.

کاهش نیروهای هیدرودینامیکی و افزایش عمر خستگی سازه های جکتی همواره یکی از دغدغه های مهندسین و طراحان سازه های فراساحلی بوده است. یکی از مسائلی که در سال¬های اخیر در این زمینه مورد توجه قرار گرفته است، بررسی پدیده روئیدنیهای دریایی است. روئیدنیهای دریایی (رسوب های زیستی) به موجودات کوچک زنده داخل دریا گفته می شود که به مرور زمان به قسمت¬هایی از سازه که داخل آب قرار دارد می چسبند و می توانند تأثیرات نامطلوبی بر عمر، قابلیت اعتماد و عملکرد سکوهای نفت و گاز، اسکله ها، کشتی ها و مانند آن داشته باشند.

مطالعات اخیر نشان می دهد طی یک زلزله، نیروی بالابرنده درون درز تکیه گاه یک سد بتنی به شدت دستخوش تغییرات می شود که می تواند پایداری سازه سد و پاسخ لرزه ای آن را تحت تاثیر قرار دهد و باعث گسترش طول ترک ها شود. لذا در نظر گرفتن چنین تغییراتی در تحلیل دینامیکی سدهای بتنی وزنی ضروری به نظر می رسد. اما مدل سازی و پیش بینی این تغییرات با توجه به وابستگی آن به شتاب زمین لرزه، جابجایی های دیواره ترک، اندرکنش مخزن و سازه و نحوه پاسخ سازه به زمین لرزه، کار پیچیده و دشواری است. تلاش برای پیش بینی و منظور کردن تغییرات این نیرو در تکیه گاه سد تحت زلزله، توسط محققین مختلف انجام شده و آیین نامه های طراحی سدهای بتنی وزنی روش هایی را بدین منظور ارائه کرده اند. اما کارایی این روش ها با توجه به ساده سازی ها و تقریب های به کار رفته، برای کاربرد در عمل و ارزیابی عملکرد دقیق سد طی زلزله جای سوال دارد. در پژوهش حاضر برای بررسیتغییرات نیروی بالابرنده طی زلزله و تاثیر آن بر پاسخ لرزه ای سد بتنی وزنی، مدل سازی المان محدود سد و مخزن در نرم افزار abaqus انجام و پاسخ لرزه ای آن مورد بررسی قرار گرفته است. مدل مورد استفاده توانایی در نظر گرفتن انرکنش سازه و مخزن به روش اویلری و رفتار غیر خطی مصالح بتن را دارد. روشی ساده برای در نظر گرفتن نیروی بالابرنده طی زلزله در نرم افزار ارائه شده که از توانایی منظور کردن اثرات سرعت حرکت دیواره های ترک، شتاب زلزله، نیروهای هیدرواستاتیک و هیدرودینامیکی مخزن را به طور همزمان برخوردار می باشد.برای بررسی اثرات تغییرات نیروی بالابرنده بر پاسخ سازه از تحلیل سد وزنی تحت دو زلزله معمول و زلزله های شدید و بسیار شدید استفاده شده و نتایج جابجایی، تنش و ضریب پایداری لغزشی سد مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. اثرات تغییرات نیروی بالابرنده، تغییر طول ترک در فونداسیون و شدت زلزله با هم مقایسه و مورد بحث واقع شده اند. نتایج به دست آمده با استفاده از روش پیشنهادی باروش های دیگر ساده و پیچیده مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده انطباق مناسبی با نتایج روش های دقیق نشان می دهد. تغییرات الگوی پاسخ سازه ناشی از تغییرات نیروی بالابرنده در حالات خطی و غیرخطی مورد ارزیابی قرار گرفته و میزان دقت مفروضات آیین نامه های مختلف نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

چکیده ندارد.

بهره برداری روز افزون از سازه های شناور مهار شده نیاز به طراحی بهینه آرایه ها و تجهیزات مهاربندی را اقتضا می نماید. عدم توانایی در تثبیت موقعیت کارآمد، محدودیت هایی را در توان عملیاتی واحد شناور بوجود می آورد. از این رو نیاز به سیستم های مهاربندی مناسب برای تثبیت موقعیت موثر افزایش می یابد، که این مستلزم راه حل های مناسبی می باشد. در میان مولفه های یک واحد شناور سیستم مهاربندی شناور اهمیت ویژه ای دارد. برای طراحی سیستم های مهاربندی نیز پارامترهای مختلفی وجود دارد. از این رو برای تعریف سیستم مهاربندی بهینه، یعنی سیستمی که منجر به تغییر مکان های مینیمم واحد شناور شود جوانب متعددی می بایستی در نظر گرفته شود. یکی از این پارامترها الگوی مهاربندی می باشد. در این پژوهش الگوی سیستم مهاربندی که پاسخ سازه یا تغییر مکان های آن را مینیمم نماید به عنوان پارامتر بهینه سازی مورد توجه قرار می گیرد. پژوهش هایی در زمینه بهینه سازی سیستم های مهاربندی با استفاده از الگوریتم ژنتیک صورت گرفته است. صرفنظر از پارامترهای مورد نظر برای بهینه سازی، تمامی این تحقیقات با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام گرفته اند. البته در برخی تحقیقات اخیر روش فازی برای طراحی بهینه سکوهای ثابت مطرح شده است، لیکن برای بهینه نمودن سیستم مهاربندی سازه های شناور این روش مورد استفاده قرار نگرفته است. منطق فازی روشی توانمند برای بررسی مسائل تصمیم گیری می باشد، که به استفاده از متغیرهای زبانی در مسائل کاربردی می پردازد و قوانین موجود در یک سیستم را که در قالب عبارت ها و متغیرهای زبانی بیان می گردد، به صورت سیستم های فازی مدل سازی می نماید. در این پایان نامه با استفاده از منطق فازی الگویی بهینه برای سیستم مهاربندی شناور، در مجموعه ای از شرایط محیطی جهتدار و نامتقارن بدست می آید. این الگو در مقایسه با الگوی مهاربندی متداول منجر به تثبیت بهتر و کاهش تغییر مکان های سیستم شناور می گردد.