نام پژوهشگر: فرهاد دانشجو

مقاوم سازی تیرهای ترک خورده فولادی بوسیله ورقهای frp
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1389
  احسان دهقانی   فرهاد دانشجو

در این پژوهش رفتار خمشی تیرهای فولادی ترک خورده، قبل و بعد از بهسازی با ورقهای cfrp مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا رفتار تیرهای فولادی ترک خورده از نظر سختی و مقاومت بررسی شده و میزان تأثیر پارامترهای مختلف از جمله طول، عرض، زاویه و فواصل ترکها مطالعه گردیده است. این مطالعات با فرض ثابت بودن ابعاد ترک در حین بارگذاری استاتیکی مونوتونیک انجام شده است. بر اساس نتایج بدست آمده عرض و زاویه ترک تأثیر چندانی در سختی و مقاومت تیر ندارند. مطالعه طول ترکها نشان داده که ترکهایی که در محدوده بال کششی تیر می باشند، سختی تیر را چندان کاهش نمی دهند، اما ترکهایی که وارد جان تیر شده اند سختی تیر را بشدت تحت تأثیر قرار می دهند. مقاومت تیرهای ترک خورده با افزایش طول ترک، کاهش یافته است. مشاهده شده در تیرهای با ترکهای عمیق، بعلت جابجا شدن تارخنثی تیر در مقطع ترک، مقاومت نهایی تیر کمی بیشتر از مقدار محاسبه شده با روابط تحلیل پلاستیک تیر می باشد. روش مدلسازی ترک با فنر دورانی مورد مطالعه قرار گرفته و برای تحلیل غیرخطی تیرهای ترک خورده توسعه یافته است. مطالعات انجام شده در زمینه رفتار غیرخطی چسب نشان داده که مدلهای چسبندگی-لغزش دوخطی موجود در محاسبه سختی الاستیک و مقاومت نهایی اتصال چسبی مشکلاتی دارند. در این رساله یک مدل چسبندگی-لغزش جدید با افزودن شاخه پلاستیک به مدل قبلی، برای تحلیل اتصالات چسبی در سازه های فولادی پیشنهاد شده است. این مدل بر مبنای معادلات تئوریک حاکم بر مسأله و مطالعات قبلی در زمینه اتصال چسبی فولاد و frp ارائه گردیده است. مدل پیشنهادی در مورد شش نمونه عملی آزمایش شده توسط دیگر پژوهشگران پیاده سازی گردیده و نتایج بدست آمده نشان دهنده دقت بسیار خوب آن بوده اند. روش تحلیل اتصالات چسبی با فنرهای گسسته ارائه و پیاده سازی گردیده است. این روش نسبت به روشهای ریاضی و اجزاء محدود کنونی ساده تر و سریعتر به نتیجه می رسد. مقایسه نتایج تحلیل اتصالات چسبی با این روش و نتایج روش اجزاء محدود و همچنین آزمایشهای انجام شده توسط محققان قبلی تطابق خوبی را نشان داده است. روابط محاسبه نقاط مشخصه منحنی رفتاری یک اتصال چسبی و همچنین طول گیرایی اتصال در حالات الاستیک و غیرالاستیک بصورت فرمولهای بسته ریاضی بدست آمده اند. بر خلاف برخی تحقیقات قبلی که با فرض منحنی چسبندگی-لغزش دوخطی صورت گرفته بود، فرمولهای پیشنهاد شده برای انواع منحنی های چسبندگی-لغزش از جمله منحنی پیشنهادی قابل استفاده می باشند. با استفاده از روابط بدست آمده روش جدیدی برای مدلسازی ساده اتصالات چسبی در سازه های فولادی پیشنهاد گردیده است. در زمینه بهسازی سازه های فولادی ترک خورده، فرمولاسیون محاسبه سختی تیرهای فولادی ترک خورده پس از بهسازی با ورقهای cfrp-تحت اثر بارگذاری استاتیکی مونوتونیک که ورق cfrp را تحت کشش قرار می دهد- ارائه گردیده است. در این فرمولاسیون ترک و سیستم تقویت کننده با یک فنر دورانی معادل جایگزین گردیده و سختی مجموعه تیر و فنر دورانی بر اساس روابط حاکم بر سیستمهای فنرهای مرکب استخراج گردیده است. با استفاده روش پیشنهاد شده می توان بدون نیاز به استفاده از مدلهای پیچیده اجزاء محدود، مقدار مصالح مورد نیاز برای بهسازی سازه های فولادی را بسادگی و سرعت تعیین نمود. با توجه به نتایج بدست آمده، روش ساده شده ای نیز ارائه شده که در آن نیازی به تعیین سختی تیر ترک خورده و عمق ترک نمی باشد. این روش می تواند در کاربردهای عملی طرح بهسازی سازه های فولادی بسیار مفید واقع شود. مراحل گام به گام طرح بهسازی تیرهای ترک خورده فولادی با استفاده از روش ارائه شده شرح داده شده و در مورد یک نمونه عملی پیاده سازی گردیده است.

تقاضا و ظرفیت لرزه ای قاب های خمشی فولادی تحت تاثیر زلزله نزدیک گسل با استفاده از تحلیل فزاینده دینامیکی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1389
  ایمان برکاتی   فرهاد دانشجو

رکورد های نزدیک گسل یا اصطلاحاً رکورد های پالس گونه به عنوان رکورد هایی که باعث خسارات بسیار شدید در سازه ها می شوند و ممکن است بسیار قوی باشند، شناخته شده اند. مشخصات این رکورد ها متفاوت از مشخصات رکورد های معمولی می باشد بطوریکه اغلب شامل یک پالس با پریود بلند در ابتدای رکورد در بازه زمانی کوتاه می باشند. پالس یاد شده اکثر انرژی لرزه ای حاصل از فرایند گسیختگی را شامل شده و باعث بوجود آمدن شکلی نا متعارف در طیف پاسخ این نوع رکورد ها می شود. در بحث طراحی بر اساس عملکرد، یک جنبه مهم از مهندسی زلزله بر اساس عملکرد محاسبه ظرفیت های حالات حدی و مقادیر فراگذشت میانگین سالیانه متناظر با این حالات حدی می باشدکه از تحلیل استاتیکی غیر خطی بار افزون و تحلیل دینامیکی فزاینده برای تعیین تقاضا و ظرفیت لرزه ای قابهای خمشی فولادی استفاده می شود ولی برای رسیدن به این اهداف روش تحلیل دینامیکی فزاینده (مثل منحنی های ida) می تواند یک روش قابل اطمینان تر از تحلیل استاتیکی بار افزون ( مثل منحنی های spo) باشد. هر کدام از این روش های تحلیل حداقل با دو کمیت : الف) شاخص شدت و ب) شاخص خسارت ( یا همان پارامتر تقاضای مهندسی) مشخص می شوند. در این تحقیق با استفاده از 3 قاب خمشی ویژه فولادی که بر اساس آیین نامه های ایران طراحی شده اند، نشان داده شده است که چنانچه این منحنی ها در یک دستگاه مختصات رسم شوند تفاوت هایی بین حالت استفاده از رکورد های دور از گسل و نزدیک گسل وجود دارد. ida یک روش تحلیلی برای محاسبه عملکرد سازه تحت بارهای لرزه ای است که شامل بدست آوردن رفتار یک مدل سازه ای تحت یک یا چند شتابنگاشت مقیاس شده است. برای زلزله های دور از گسل، استفاده از شاخص های شدتی مانند شتاب ماکزیمم زمین یا شتاب طیفی اولین مود ارتعاش قاب با میرایی 5 درصد توصیه شده است ولی برای زلزله های نزدیک گسل در کنار این شاخص ها ضروریست شاخص های شدت مناسب دیگری نیز در نظر گرفته شود. به همین منظور در این تحقیق با در نظر گرفتن چند شاخص شدت دیگر که در ارزیابی عملکرد سازه های واقع در نزدیکی گسل و یا دور از گسل کاربرد دارند، به مقایسه بین این شاخص ها پرداخته شده است. مقایسه بین این شاخص های شدت نیز با استفاده از تعاریف معیار های "کارایی" و "کفایت" یک شاخص شدت انجام شده است. این معیار ها با استفاده از تحلیل های دینامیکی غیر خطی و تحلیل های رگرسیونی سنجیده می شوند. در نهایت مشاهده شده است که در مقایسه با شاخص شدت مرسوم sa(t1,%5) (یا معادل آن im1e)، نشان داده شد که شاخص شدت im1i&2e که مشارکت مد دوم و همچنین اثرات غیر ارتجاعی را در نظر می گیرد، بسیار کاراتر و با کفایت تر می باشد. از کفایت و کارایی شاخص شدت im1i&2e می توان نتیجه گرفت که چنانچه از این شاخص شدت استفاده شود، احتیاجی نیست که رکورد های نزدیک گسل را حالت خاصی در نظر بگیریم.

بررسی منحنی های هیسترزیس اتصالات و تأثیر آن بر رفتار قابهای خمشی فولادی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1389
  صادق دردایی جوقان   فرهاد دانشجو

در این تحقیق ابتدا، به بررسی اثرات بارگذاری زلزله بر مشخصات ظرفیتی اتصالات قابهای خمشی فولادی پرداخته شد. بدین منظور، برای تعیین معیاری جهت تشخیص ایجاد شکست در اتصالات، شاخصهای خسارت اتصالات شامل شاخصهای فشار، میسز، کرنش پلاستیک معادل، سه محوره، گسیختگی و شاخص خسارت خستگی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی این شاخصها، ضمن انجام تحلیل دینامیکی غیرخطی بر روی یک قاب فولادی، رفتار اتصالات آن با توجه به این شاخصها و توانایی این شاخصها برای تعیین شکست در اتصالات مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله بعد، از میان شاخصهای بررسی شده، شاخص خسارت خستگی به دلیل توانایی پیش بینی شکست در اتصالات تحت تأثیر بارگذاری لرزه ای، به عنوان معیاری برای تعیین شکست در اتصالات سازه های فولادی انتخاب گردید. در ادامه بعد از ارائه روش تعیین شاخص خسارت خستگی، جهت استفاده از معیار تعیین شکست، رابطه ای بین دوران اعمالی و تعداد سیکلها برای ایجاد شکست در اتصال، توسعه داده شد. سپس روشی برای تعیین اثرات بارگذاری لرزه ای بر ظرفیت اتصالات سازه های فولادی ارائه شد. روش ارائه شده اثرات بارگذاری لرزه ای بر ظرفیت اتصالات سازه های فولادی را به صورت تحلیلی تعیین می کند. به منظور شناخت بهتر این روش، سه قاب دو، چهار و شش طبقه بر اساس ضوابط آیین نامه 2800 و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان طراحی شده و سپس قابهای طراحی شده به همراه اجزای اتصالات مدلسازی شدند. در مدل تحلیلی مورد نظر تیر و ستون در نواحی بحرانی نزدیک به اتصال، به طور کامل و با استفاده از ریزالمانها و بقیه نواحی سازه (برای جلوگیری از افزایش زمان تحلیل) با استفاده از المانهای قابی ساخته شدند. در مرحله بعد، با اعمال رکوردهای زلزله های بم، چی چی و لوماپریتا تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی انجام و دامنه رکوردهای منتخب با اعمال ضرایبی جهت ایجاد شکست در اتصالات افزایش داده شد و بر این اساس ظرفیتهای خمشی و دورانی اتصالات تحت تأثیر بارهای اعمالی تعیین و مورد بررسی و تفسیر قرار گرفتند. بررسی مقادیر ظرفیتهای به دست آمده نشان داد، اگر چه ظرفیت خمشی اتصالات برای بارگذاریهای مختلف مشابه می باشد، ولی ظرفیت دورانی اتصال با توجه به نوع زلزله ها و همچنین قابهای مورد استفاده متفاوت از مقادیر ارائه شده توسط دستورالعمل به دست آمدند. در انتها، پروتکل بارگذاری برای اتصالات قابهای خمشی فولادی قرار گرفته بر روی خاک نرم، با استفاده از رکوردهای منتخب به همراه تشریح روش به دست آوردن، ارائه شد. در ادامه برای صحت سنجی، پروتکل پیشنهادی با پروتکل ارائه شده توسط sac مقایسه گردید. بر این اساس پروتکل پیشنهادی در مقایسه با پروتکل sac ظرفیت اتصالات قابهای واقع در خاکهای نرم را به صورت واقع بینانه تری تعیین می نماید.

بررسی اثر مولفه قائم زلزله های دور از گسل ونزدیک گسل بر روی پل های راه آهن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1389
  مضر فضه   حمید محرمی

پایان نامه حاضر اثر مولفه قائم زلزله را روی پل های راه آهن جعبه ای شکل مورد بررسی قرار داده است. در این تحقیق از 7 رکورد زلزله نزدیک گسل و 7 رکورد زلزله دور از گسل ثبت شده در نقاط مختلف جهان استفاده شده است. همچنین در این تحقیق تحلیل های دینامیکی خطی وغیر خطی روی هفت پل، یکبار با در نظر گرفتن اثر مولفه قائم وبار دیگر بدون در نظر گرفتن اثر مولفه قائم sdc انجام شد، ونتایج تحلیل ها در دو حالت مقایسه شدند. در نهایت نتایج بدست آمده با ضوابط 2006 در مورد لحاظ کردن اثرات مولفه قائم زلزله مقایسه شدند.در نهایت برای منظور کردن اثر مولفه قائم زلزله، ضریبی از بار مرده برای افزایش یاکاهش نیروی محوری، افزایش لنگر خمشی در عرشه در محل پایه ها ودر وسط دهانه ونیز افزایش برش حد اکثر عرشه پیشنهاد شده است.

بررسی رفتار تیرهای بتنی بکار رفته در پل ها که بوسیله مواد کامپوزیتی تقویت شده اند به روش اجزای محدود.
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1389
  رامی عبد الصمد   ابوالفضل عربزاده

در سال های اخیر، پلیمرهای مسلح شده با الیاف بیشتر از گذشته در مهندسی عمران و کاربردهای صنعت ساختمان به خصوص جهت تقویت سازه ها مورد توجه قرار گرفته اند. بسیاری از تکنیک ‎های تقویتی جدید از ورق frp به دلیل وزن کم، مقاومت کششی بالا، و مقاومت خوب در برابر خوردگی، استفاده کرده اند. طی چند سال گذشته، چند تحقیق آزمایشگاهی در زمینه مقاوم سازی خمشی تیرهای بتنی انجام گرفته، و نتایج حاصل از آن نشان می دهند که نتیجه ی تقویت خمشی تیرهای بتنی با frp رضایت بخش است. در حالی که روش های تجربی برای به دست آوردن آگاهی در مورد رفتار تیرهای بتنی تقویت شده با frp بسیار مفید هستند، همانطور که در این پایان نامه بررسی شد، استفاده از مدل سازی عددی علی رغم هزینه اندک آن، به درک مناسبی از رفتار تیرها بتنی تقویت شده با frp می انجامد. در این پایان نامه از تکنیک های روش چسباندن خارجی cfrp و جایگذاری نزدیک سطح برای تقویت تیرهای بتن مسلح به کار رفته در پل ها استفاده شده و میزان کارآمدی تکنیک های مذکور بر افزایش ظرفیت خمشی تیرهای بتنی ای که تحت بارهای یکنواخت قرار گرفته اند، ارزیابی شده است. برنامه اجزاء محدود غیر خطی ansys ویرایش 12 در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفت. در مرحله نخست، نمودار بار تغییرشکل به دست آمده از مدل عددی با نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی سه تیر دارای ویژگی های مختلف مقایسه شده، که این مقایسه نشان دهنده دقت مناسب پارامترهای در مدل های ساخته شده در ansys می باشد. سپس تیرهای بتن مسلح پل بزرگراه بین ایالتی (که در سال 2006 توسط aidoo و همکارانش، تحت عنوان نمونه کنترل و نمونه تقویت شده به روش eb و نمونه تقویت شده به روش nsm مورد آزمایش قرار گرفته بود)، با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ansys مدل سازی شدند. آنگاه با استفاده از مدل های که با نتایج آزمایشگاهی کالیبره شده اند تاثیر نحوه آرایش، تعداد لایه ها، مقدار ورق cfrp در روش eb، و تعداد شیارها و ابعاد شیار در روش nsm و تاثیر مقاوم سازی بر سازه های پیش بارگذاری شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آن نشان می دهد که با افزایش نسبت cfrp در مقطع، ظرفیت باربری نمونه تا حدودی افزایش یافته، و در یک نسبت یکسان از cfrp، تیرهای تقویت شده به روش nsm به مقاومت نهایی بیشتری از تیرهای تقویت شده به روش eb رسیده اند، و همچنین دیده شده که مقاومت نهایی تیرهای تقویت شده به پیش بارگذاری تیرها وابسته نیست.

بررسی رفتار اتصالات گیردار در قابهای خمشی فولادی ویژه در برابر زلزله های نزدیک گسل
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1388
  محمد رضا وفایی   فرهاد دانشجو

زلزله های نزدیک گسل به دلیل دارا بودن محتوای بالا فرکانسی با پهنای باند باریک، سبب انتقال پالسی با انرژی فوق العاده بالا (معمولا در ابتدای شتاب نگاشت) به سیستم می شود. آسیب های کلی و جزئی به وجود آمده در سازه های مدرن تحت اثر زلزله های نزدیک گسل، جدا از نقص اتصالات، به مشخصه های لرزه ای این زلزله ها ارتباط دارد. مشخصاتی هم چون وجود پالس-های پریود بلند در ابتدای رکوردها و اعمال نیروی ضربه گونه به سازه های موجود در مسیر پیشرو گسیختگی گسل، آسیب هایی در اتصالات قاب های خمشی ایجاد می کند؛ چرا که قاب های خمشی تحت اثر زلزله های نزدیک گسل به نسبت زلزله های دور از گسل، رفتار متفاوتی از خود نشان می دهند. به منظور شناخت بهتر رفتار اتصالات در قاب های خمشی، تحت تاثیر این نوع از زلزله ها 3 قاب 2، 4 و 6 طبقه بر اساس ضوابط آیین نامه 2800 و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان طراحی گردید. سپس قاب های طراحی شده به همراه تمام اجزای اتصالاتشان توسط روشی که طی آن تیر و ستون در نواحی بحرانی نزدیک به اتصال، ورق های اتصال و جوش ها به طور کامل و با استفاده از ریزالمان و بقیه نواحی سازه برای جلوگیری از افزایش زمان تحلیل با استفاده از المان های قابی ساخته شده است، در نرم افزار ansys مدل سازی و با اعمال رکوردهای دور و نزدیک-گسل زلزله های بم، چی چی، کوبه و لوماپریتا تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی شدند. نیازهای مقاومتی و چرخشی همه اتصالات به صورت منحنی های هیسترزیس لنگر-دوران ارائه و مورد بررسی و تفسیر قرار گرفتند. بررسی منحنی های لنگر-دوران اتصالات که از تحلیل قاب ها در این تحقیق به دست آمده، نشان دهنده تفاوت بسیار زیاد نیاز دورانی و شکل پذیری سازه های طراحی شده بر مبنای آیین نامه 2800 و مبحث دهم، تحت اثر این دو نوع رکورد می باشد. به طوری که حداکثر دوران اتصالات قاب ها تحت اثر رکوردهای نزدیک گسل به مراتب بزرگ تر از مقدار متناظر آن برای رکوردهای دور از گسل می باشد. این در حالی است که به دلیل هم پایه شدن رکوردها، نیاز مقاومتی (لنگر) تجربه شده توسط اتصال برای دو حالت اعمال رکورد نزدیک و دور از گسل، در اکثر موارد مقادیری تقریبا برابر و یا با اختلاف کم داشته است. همچنین بررسی ها نشان می-دهد اتصال خمشی با شکل پذیری ویژه مطابق با مبحث دهم مقررات ملی ساختمان می تواند بدون گسیختگی به دوران 04/0 رادیان برسد. حتی برخی از مدل ها دوران حدود 055/0 رادیان را نیز بدون گسیختگی تجربه کرده اند. اما در عین حال بررسی-های دیگر بر روی منحنی های نیاز لنگر-دوران نشان دهنده این مطلب است که اکثر اتصالات بعد از اعمال رکوردهای نزدیک-گسل دچار تغییرشکل های ماندگار شده اند، چراکه در حین بارگذاری و بعد از اعمال پالس موجود در رکورد، اتصالات حول نقطه جدیدی شروع به دوران کرده و در پایان بارگذاری تغییر شکل هایی تا 032/0 رادیان نیز در آن ها باقی مانده است. دسته دیگری از نتایج نشان می دهد با افزایش نسبت پریود سازه به پریود غالب زلزله ( ) در قاب های مورد بررسی تحت اثر رکوردهای حوزه نزدیک، نیاز دورانی اتصالات افزایش می یابد و این تاکیدی است بر لزوم طراحی سازه ها با ظرفیت دورانی بالا و شکل پذیری زیاد در نواحی نزدیک گسل.

تحلیل پارامتریک رفتار عرشه پل های بتنی شهری دارای قوس در پلان تحت تاثیر بار متحرک و بار زلزله
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1389
  علیرضا عربها نجف آبادی   فرهاد دانشجو

مهمترین مواردی که در مبحث دینامیک پل ها مورد توجه است نحوه اثرگذاری بارهای ترافیک و زلزله بر روی سازه پل است. در اکثر آیین نامه های طراحی پل جهت اعمال اثر دینامیکی بار وسیله نقلیه متحرک، مقدار بار استاتیکی را با یک ضریب بزرگنمایی دینامیکی بصورت تابعی از طول دهانه ارائه می کنند. تحقیقات صورت گرفته بیانگر این است که ضریب بزرگنمایی دینامیکی به پارامترهای دیگری از جمله هندسه پل و مشخصه های دینامیکی وسایل نقلیه عبوری نیز وابسته است. با توجه به اینکه تحقیقات بسیاری در زمینه رفتار دینامیکی پل های مستقیم انجام شده است ولی رفتار دینامیکی پل های خمیده با توجه به ماهیت پیچیده ی آنها کمتر مد نظر قرار گرفته است. بنابراین جهت طراحی ایمن و اقتصادی وکالیبره کردن روابط آیین نامه ای بایستی عوامل موثر بر ضریب بزرگنمایی دینامیکی در اینگونه پل ها، مورد بررسی بیشتر قرار گیرد. در این تحقیق با انجام یک مطالعه پارامتری، اثر میزان انحناء عرشه، سرعت و فاصله محورهای کامیون بر روی ضریب بزرگنمایی دینامیکی در 7 پل خمیده بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که اثر فاصله محورها بر روی ضریب دینامیکی ناچیز است ولیکن افزایش سرعت و میزان انحناء به ترتیب باعث افزایش و کاهش این ضریب می شوند. بر اساس اطلاعات حاصله، ضریب بزرگنمایی دینامیکی، برای پاسخ های جابجایی، نیروی واکنش تکیه گاهی، نیروی برش و خمش بصورت تابعی از سرعت و نسبت طول به شعاع قوس پل، ارائه شده است. روابط ارائه شده نشان می دهد که مقدار ضریب بزرگنمایی دینامیکی معرفی شده در آشتو برای جابجایی، نیروی برش و خمش، محافظ کارانه و برای نیروی تکیه گاهی غیر ایمن است. در ادامه اثر میزان انحناء عرشه پل بر روی پاسخ های لرزه ای حاصل از بارگذاری توصیه شده توسط آشتو و کالترانس بررسی و مشخص شده است که افزایش انحناء عرشه سبب افزایش نیروی ناشی از بارگذاری لرزه ای می شود.

تشخیص خسارت لرزه ای پایه های بتنی پلهای راه آهن با استفاده از تحلیلهای زمان-فرکانس
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده عمران و محیط زیست 1391
  حمیدرضا احمدی   فرهاد دانشجو

روش‏های ارتعاش-پایه سلامت سنجی، برمبنای تغییرات ایجاد شده در ویژگی‏های ارتعاشی و دینامیکی پس از بروز آسیب می باشند. در طول دو دهه گذشته تحقیقات مفصلی پیرامون روش‏های ارتعاش-پایه صورت گرفته که منجر به پیدایش تکنیکها، روش‏ها و الگوریتمهای متعددی شده است. این روش‏ها را می توان به روش‏های مودی و سیگنالی تقسیم بندی کرد. در روشهای سیگنالی در حوزه زمان و در حوزه فرکانس باید از سیگنالهای مانا و ترجیحاً خطی استفاده شود ولی پلها دارای پاسخ غیرمانا بوده و پاسخ دینامیکی آنها تحت تأثیر زلزله معمولاً متاثر از رفتار غیرخطی می باشند. لذا در این رساله برای اولین بار استفاده از روش سیگنالی حوزه زمان-فرکانس بر مبنای توابع زمان-فرکانس مربعی برای استخراج مشخصه و شناسایی پلها مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این رساله شش تابع زمان-فرکانس مربعی مورد ارزیابی قرار گرفته اند و تابع توزیع تداخلی کاهش یافته به عنوان تابع مطلوب برای پردازش سیگنالهای پاسخ پایه های بتنی پلها شناسایی گردیده است. با این وجود استخراج مشخصات دینامیکی سیگنالهای پاسخ پایه های بتنی پلها برای اولین بار با استفاده از تابع توزیع تداخلی کاهش یافته انجام شده و پلانهای زمان-فرکانس محاسبه گردیده اند. علاوه بر آن هفت طول پنجره مختلف برای استفاده در توابع زمان-فرکانس مربعی به منظور پردازش سیگنالهای پاسخ پایه های بتنی پلها مورد ارزیابی قرار گرفته و طول پنجره بهینه شناسایی شده است. بر حسب مشخصه های دینامیکی استخراج شده، روش تفاضل ماتریسی اصلاح شده، روش تفاضل ماتریسی اصلاح شده ارتقاء یافته و روش تانسوری پیشنهاد گردیده است. علاوه بر آن به منظور شناسایی آسیب و تشخیص محل آن، در این رساله الگوریتم سیگنالهای پاسخ لرزه ای و تابع زمان-فرکانس، الگوریتم نیروی محرک و تابع زمان-فرکانس، الگوریتم تابع زمان-فرکانس و روش تانسوری و الگوریتم شناسایی آسیب در پایه ها ارائه شده اند. در پیشنهاد الگوریتمها موارد متعددی از جمله سهولت کاربرد، عدم نیاز به مدل تحلیلی، به حداقل رساندن اطلاعات میدانی، کمینه کردن محاسبات دفتری، حداقل نمودن تعداد حسگرها و امکان بهره برداری به صورت درون خطی(on line) مورد نظر قرار گرفت. به منظور ارزیابی الگوریتمهای پیشنهادی و روشهای تفاضل ماتریسی اصلاح شده و تانسوری از مدل تحلیلی پل قطور و همچنین مدل تحلیلی پل w180 استفاده شده است. شایان ذکر است مصالح بکار رفته در پل قطور توسط اداره خط و سازه های فنی شرکت راه آهن جمهوری اسلامی ایران مورد آزمایشات جامع قرار گرفته است. علاوه بر آن با حفر چند گمانه و نمونه بردای و انجام آزمایشات متعدد، خاک محل سایت پل قطور مورد مطالعه قرار گرفته است. ساخت مدل تحلیلی پل قطور بنابر نتایج آزمایشات انجام شده صورت پذیرفته است. شایان ذکر است متناسب با الگوریتمها و روشهای پیشنهاد شده، تحقیقات جامع پیرامون سیگنالهای ثبت شده توسط حسگرهای جابجایی سنج، سرعت سنج و شتاب سنج انجام پذیرفته و نوع سیگنال بهینه برای بکارگیری در الگوریتمها و روشهای پیشنهادی تعیین گردیده است. علاوه بر آن الگوریتمها و روشهای پیشنهاد شده به طور گسترده مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده نشاندهنده توانایی بسیار بالای الگوریتمها و روشهای ارائه شده در تشخیص آسیب و شناسایی محل آن در پایه های بتنی پلها می باشند. لازم به ذکر است برای انجام مطالعات و ارزیابی الگوریتمها و روشهای پیشنهاد شده در رساله، یک برنامه در محیط نرم افزار matlab تحت عنوان ddcpb تدوین شده است.

تشخیص آسیب در عرشه پل های دهانه ساده بتنی بزرگراه بااستفاده از بار متحرک و پردازش پاسخ در حوزه فرکانس
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی عمران 1392
  سید علی طبائی   فرهاد دانشجو

در این پایان نامه ابتدا تاریخچه تحقیقات انجام شده و تئوری روش های موجود در زمینه شناسایی آسیب در حوزه فرکانس مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. برای شناسایی آسیب بر روی عرشه پل از روش های معیار اطمینان مودی مختصاتی (comac)، روش تغییر انحنای شکل مودی(cdf) ، روش تغییر انعطاف پذیری(cfm) ، روش تغییر انحنای انعطاف پذیری (cfcm) و روش نشانه آسیب(di) استفاده شده است. برای این منظور، سه مدل پل دو دهانه با عرشه جعبه ای و طول های برابر 15/66 ، 5/73 و 85/80 متر، سه مدل پل پنج دهانه با عرشه دال درجا و طول های برابر 5/67 ، 75 و 5/82 متر و یک مدل پل سه دهانه با عرشه جعبه ای (پل بزرگمهر شهر اصفهان) به طول 115 متر مورد استفاده قرار گرفته است. مدلسازی پل های اشاره شده با نرم افزار sapbridge و csi bridge انجام گرفته است. برای مدلسازی از المان های shell برای عرشه و المان frame برای ستون ها استفاده شده است. برای تأیید مدل تحلیلی پل بزرگمهر، فرکانس پنج مود ارتعاش عمودی پل تحت تحریک محیطی (عبور وسایل نقلیه)، با استفاده از شتاب سنج در چندین نقطه طولی پل بصورت تجربی بدست آمده و با فرکانس های حاصل از تحلیل مدل مقایسه شده اند. همچنین مدل های تحلیلی پل های دیگر با استفاده از نتایج تجربی و تحلیلی دیگر محققین، تأیید شده است. با توجه به نتایج تحقیقات و همچنین عبور بار متحرک از روی پل ها، سه مکان، یکی در وسط دهانه و دومی در کنار تکیه گاه و سومی در کنار ستون میانی به عنوان محل آسیب در نظر گرفته شده است. به منظور مدلسازی آسیب، سختی المان، با تغییر مدول الاستیسیته کاهش یافته است. تاکنون در استفاده از این روش ها تنها از شکل مود بدست آمده از یک مقطع طولی آسیب دیده استفاده می گردید که در این پایان نامه نشان داده شده است که در صورت استفاده از شکل مود دیگر مقاطع طولی، امکان تشخیص اشتباه محل آسیب وجود دارد. لذا روشی به منظور در نظرگرفتن تأثیر انتخاب مقطع طولی ارائه شده است.

رفتار دینامیکی پل های کابلی ایستای تک محوری تحت تاثیر بار وسیله نقلیه متحرک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده عمران و محیط زیست 1384
  هات حاجیان   فرهاد دانشجو

پلهای کابلی ایستا یکی از مناسب ترین و اقتصادی ترین پلها برای عبور از دهانه های بزرگ می باشد. که بدلیل وجود کابلهای انعطاف پذیر در سازه اصلی آنها رفتار غیر خطی هندسی از خود نشان می دهند.هرچند که محاسبات مربوط به این پلها از نظر مقاومت بخوبی انجام شده و همچنین معیارهای کنترل تغییر شکل آیین نامه ها به خوبی صورت گرفته باشد،باز در حین عبور وسیله نقلیه،ممکن است دچار نوساناتی گردند که مطالعه این ارتعاشات ناشی از عبور وسایل نقلیه بدلیل افزایش تنشها در مقاطع سازه نسبت به حالت بارگذاری استاتیکی،ضروری بنظر می آید(این عامل توسط ضریب بار دینامیکی در طراحی پلها ملحوظ می شود) . همچنین به منظور کنترل ظرفیت پلهای کابلی موجود برای حمل ترافیک سنگین تر و برای طراحی جدید مناسب این نوع پلها،مهندسین طراح پل نیاز به تکنیک های تحلیلی اصلاح شده ای دارند که اندر کنش پل- وسیله نقلیه را در نظر بگیرد،که این مورد یکی از اهداف این پروژه را در بر می گیرد. لذا در این تحقیق برای نیل به این هدف،روشهای تحلیلی جامع برای بررسی اندر کنش پل-وسیله نقلیه ارائه شده و در ادامه بر روی سه مدل شبیه سازی شده اثر پارامتر های مختلف در ارتعاش عرشه پلهای کابلی ایستا نظیر سرعت حرکت وسیله نقلیه متحرک روی پل، میرایی پلها،سختی اولیه کابلهاو طول دهانه میانی پل بررسی شده ونتایج هر یک از این بررسی ها بصورت نمودارهایی بیان شده است.

توسعه روش تحلیل لرزه ای استاتیکی غیر خطی پل های دارای انحنا در پلان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده عمران و محیط زیست 1393
  علی گل افشار   فرهاد دانشجو

در این رساله جهت رسم طیف ظرفیت و تعیین تغییر مکان هدف در پلهای دارای انحنا در پلان در تحلیل های استاتیکی غیر خطی فزاینده سه روش پیشنهادی با درنظر گیری نقطه کنترل و بدون درنظرگیری نقطه کنترل ارائه شده است و کاربرد روشهای پیشنهادی در خصوص پلهای دارای انحنا با هندسه های متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفته و با نتایج تحلیل دینامیکی فزاینده و روش متداول مقایسه شده است. در روشهای پیشنهادی اثر همزمان بردار جابه جایی، ماتریس جرم و بردار نیرو لحاظ شده و بررسی نتایج نشان می دهد روشهای پیشنهادی در تعیین جابه جایی در راس پایه بحرانی و سایر پایه ها در پلهای مورد مطالعه گزینه های مناسبی هستند.

تاثیر مقیدکننده های کابلی بر بهسازی لرزه ای پلهای چنددهانه ساده با شاهتیر فولادی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1385
  بابک صادقی طباطبایی   فرهاد دانشجو

چکیده ندارد.

رفتار لرزه ای ضربه گیرهای کناری پلهای فلزی ساده دارای تکیه گاههای الاستومریک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1385
  علی خسروی   فرهاد دانشجو

چکیده ندارد.

اثر اتصال rbs در سطح عملکرد لرزه ای قابهای فولادی خمشی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1387
  علی طاهری   فرهاد دانشجو

چکیده ندارد.

ارزیابی آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای پایه های بتنی پل ها با استفاده از غلاف فولادی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1387
  جعفر چاوشان   فرهاد دانشجو

چکیده ندارد.

رفتار دینامیکی پل های فولادی راه آهن تحت تاثیر حرکت سریع قطار
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1387
  سجاداحمد حمیدی   فرهاد دانشجو

چکیده ندارد.

تحلیل دینامیکی و ارائه روش استاتیکی معادل برای دکل های مشبک مخابراتی خودایستا
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی مهندسی 1388
  صادق الکایی لاشکی   فرهاد دانشجو

موضوع این تحقیق، ارائه روش استاتیکی معادل برای دکل های مخابراتی خودایستای 3 پایه، تحت بارهای طیف طرح آیین نامه استاندارد 2800 ایران می باشد. در بیشتر موارد دکل ها در برابر بار باد طراحی می شوند. تنها در برخی آیین نامه ها، تحت شرایط خاص و بسته به موقعیت محل، ارتفاع و جرم دکل، کنترل این سازه ها در برابر بارهای لرزه ای ضروری دانسته شده است. در آیین نامه ایران، جهت تحلیل دکل ها در برابر بارهای لرزه ای به صورت استاتیکی معادل، از روشی که برای ساختمان ها ارائه شده است، استفاده می شود. این روش، برای دکل های خودایستا که اغلب بیش از یک مد در پاسخ لرزه ای آن ها تاثیر دارد و همچنین به دلیل ماهیت هندسی و اعضای سازه ای آن ها (که در آن، اعضا در دو امتداد طولی و عرضی به-تنهایی قابل بیان نمی باشند)، مناسب نیست. با توجه به این موضوع، در این تحقیق، روشی جهت تحلیل استاتیکی معادل دکل های خودایستای 3 پایه ارائه شده است. این روش، به سه مرحله؛ محاسبه دوره تناوب طبیعی سازه، محاسبه برش پایه تحت بارهای لرزه ای و نحوه توزیع نیروهای جانبی (طیف های طرح زلزله ایران) در ارتفاع سازه تقسیم می شود. با مدل-سازی 12 نمونه دکل خودایستا در محدوده ارتفاعی 30 تا 121 متر و تحلیل مدل ها، براساس خصوصیات هندسی، مقاطع بکار رفته در دکل و همچنین مشخصه های طیف شتاب طرح زلزله، فرمول هایی برای انجام سه مرحله ذکرشده پیشنهاد شده است. در ادامه، وارسی های دکل (جابجایی ها، اثر ثانویه وزن و ترکیبات بارگذاری) و منحنی های رفتاری سازه در برابر طیف طرح زلزله بررسی شده است. همچنین با مقایسه نتایج حاصل از تحلیل نمونه ها تحت بارگذاری باد و طیف طرح متناسب با منطقه ایران (با خطر لرزه خیزی بالا) مشخص می شود که برای این منطقه نیز، کنترل دکل های خودایستا در برابر بارهای لرزه ای ضروری می باشد.

تحلیل دکلهای فولادی مهار شده توسط کابل تحت اثر باد
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1378
  رضا ملک   فرهاد دانشجو

دکلهای فولادی مهارشده، با کابل، کاربردهای مختلفی در فرستنده های رادیو و تلویزیون و آنتن های مخابراتی دارد. این دکلها به دلیل وزن کم، در مقابل باد حساسیت بیشتری نسبت به زلزله دارند، مگر در مواردی که وزن متمرکز بالایی دکل قابل ملاحظه باشد. هدف از انجام این تحقیق بررسی رفتار دینامیکی دکلهای فولادی مهار شده توسط کابل، تحت اثر باد می باشد.

بررسی پارامتر یک رفتار دینامیکی تیرهای طره ای با مقطع دایره های تو خالی و غیر یکنواخت
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1377
  محمدرضا فرزانه   فرهاد دانشجو

با توجه به پیشرفت روز افزون کشور در امر صنعت و کشاورزی و تاسیسات شهری لوزم احداث سازه هایی که در این ارتباط می باشند فزونی یافته است . از جمله سازه های که می توان در این خصوص به آنها اشاره نمود، منابع هوایی آب ، سیلوها، دودکشها، شافتهای توربین ها، برجهای خنک کننده و موارد بسیار دیگر که بدلیل اهمیت سازه های فوق میبایست عملکرد مناسبی در هنگام وقوع زلزله و همچنین قابلیت بهربرداری بعد وقوع زلزله را دارا باشند. با یک مشابه سازی مناسب می توان اینگونه سازه ها را مشابه سازه های دانست که دارای زمان تناوب نسبتا بالایی می باشند. مدل تیر طره رفتار خیلی مشابهی با رفتار و خصوصیات اینگونه سازه ها را دارد. لذا در این تحقیق روی رفتار دینامیکی تیرهای طره با خصوصیات جرم و سختی متغییر با مقطع دایره ای تو خالی بحث و بررسی صورت گرفته است . اجسام پیوسته به هنگام ارتعاش دارای تعداد بی شمار فرکانسهای طبیعی هستند. کوچکترین فرکانس های طبیعی هستند. کوچکترین فرکانس را فرکانس اصلی ارتعاش می نامند. از آنجا که فرکانس اصلی ارتعاش مرز اولین تشدید بر اثر تحریک نیروهای خارجی است از اهمیت زیادی برخوردار است . در این تحقیق ارتعاش آزاد تیر طره به کمک روش های ریاضی بصورت پارامتری مورد بررسی قرار گرفته است . مشخصه های بدون بعد فرکانس به کمک برنامه ای در محیط نرم افزار ریاضی mathematica به صورت پارامتری تعیین شده اند. با داشتن خصوصیات جرم، طول و سختی خمش تیر به کمک جداول نمودارهای ارائه شده می توان فرکانس های طبیعی ارتعاش را تعیین نمود. میزان تاثیر جرم متمرکزی در انتهای آزاد تیر طره با استفاده از روش های دقیق و پارامتری مورد بررسی قرار گرفته است . با استفاده از نمودارهای ارائه شده می توان تاثیر جرم متمرکز انتها بر فرکانس های ارتعاش ، جرم موثر مدی و توزیع نیروی برشی ولنگرخمشی را بررسی نمود. میزان تاثیر وزن بر فرکانس های طبیعی ارتعاش عرضی تیر طره با استفاده از روش های دقیق ریاضی بصورت پارامتری مورد بررسی قرار گرفت ، نتیجه نشان می دهد که وزن سازه با توجه به اینکه به صورت گسترده در طول تیر توزیع می گردد، تاثیر حائز اهمیتی بر فرکانس های طبیع ارتعاش ندارد. در این تحقیق اثر نیروی محوری در انتهای آزاد تیر طره با توجه به مشخصه پایداری تیر به کمک روابط دقیق و پارامتری مورد بررسی قرار گرفت . با تدوین برنامه کامپیوتری مشخصه بدون بعد فرکانس ها با توجه به نسبت نیروی محوری به بار بحرانی تعیین که در جداولی ارائه شده است . برای مطالعه موارد فوق بصورت پارامتری چهار برنامه کامپیوتری در محیط برنامه نویسی mathematica تهیه گردید.

بررسی رفتار دینامیکی خطی و غیرخطی (هندی) پلهای کابلی معلق زوج صفحه تحت نیروی زلزله
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1378
  علیرضا طاهری   فرهاد دانشجو

پلهای کابلی معلق برای دهانه های بیش از چند صد متر کاربرد فراوانی دارند. به دلیل دارا بودن سیستم باربری مناسب ، ممان خمشی در تیر اصلی (عرشه) بسیگی مستقیم به طول دهانه نداشته و در حد معقولی نثبیت می گردد. مساله اساسی در تحلیل این سیستم، رفتار غیرخطی کل سازه می باشد. در این تحقیق، رفتار دینامیکی خطی و غیرخطی هندسی پلهای معلق زوج صفحه تحت تاثیر نیروی زلزله بررسی می گردد. رفتار غیرخطی هندسی در این سازه ناشی از دو عامل، شکم دادگی کابلها در اثر وزن خود المان و تغییر شکلهای بزرگ سازه به دلیل تغییر دائمی نقاط مختلف پل با توجه به نوع بارگذاری می باشد. همچنین در این نوع سازه ها، به دلیل فاصله زیاد بین برجها، تحریک تکیه گاهها با یک اختلاف فاز زمانی و به صورت غیرهمزمان (asynchronous) صورت می گیرد. برای این منظور ابتدا تئوری مربوط به اختلاف فاز زمانی و همچنین حرکت نسبی تکیه گاهها که باعث ایجاد تنشهای شبه استاتیکی می گردد و در ادامه آن فرمولاسیون رفتار غیرخطی هندسی ارائه شده است . سپس معادلات دینامیکی روش انرژی، با در نظر گرفتن موارد مذکور تعیمیم داده شده و مطابق با آن، یک برنامه کامپیوتری تهیه گردیده است . برای بررسی تاثیر رفتار غیرخطی هندسی و همچنین تحریک غیرهمزمان تکیه گاهها در پاسخ پلهای معلق، یک پل نمونه تحت سه شتابنگاشت با در نظر گرفتن مقادیر متفاوتی برای سرعت امواج طولی زلزله مورد تحلیل قرار گرفته و پارامترهایی از قبیل تغییرات نیروی داخلی اعضای کابلی لنگر خمشی و نیروی برشی عرشه و برج - جابجایی قائم و افقی برج و کابل اصلی و ... بررسی گردیده است . نتایج حاکی از آن است که لحاظ نمون تحریک غیرهمزمان تکیه گاهها برای سازه هایی که فاصله بین تکیه گاههای آنها زیاد است ، ضروری می باشد. همچنین تحلیل غیرخطی ناشی از اثر توام شکم دادگی کابلها و تغییر شکلهای بزرگ باعث افزایش مقادیر پاسخ می گردد.

رفتار استاتیکی تیر ورقهای فلزی خمیده i شکل تحت بارهای متمرکز و گسترده
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1378
  عباس شمیوند   فرهاد دانشجو

تیر ورقهای قوسی اعضاء سازه ای هستند که بیشترین کاربرد آنها در پلهایی است که در پلان قوسی اند. اهداف این مجموعه شامل بررسی پارامتریکی بر رفتار استاتیکی تیر ورقهای قوسی در زمینه آثار بارهای متمرکز و متحرک و گسترده و تاثیر انحناء و لنگرهای جانبی ناشی از پیچش می باشد. همچنین معادلات خطوط تاثیر در این اعضاء بررسی شده است . از آنجایی که نیروی پیچشی جزء این تیر ورقها میباشد، بیشترین جهت گیری، بررسی شرایط و آثار این نیروهای داخلی بر رفتار تیر ورقهای تحت بارگذاریهای مذکور میباشد. ابتدا مدلی مناسب و کاربردی که از جنبه اجزاء نیز با آنچه در عالم عمل است مطابقت داشته باشد، ارائه شده است بعد آنالیز پیچشی تیر ورق تحت بارگذاریهای متمرکز و گسترده انجام شده است . بعد از یافتن معادله پیچش در طول دهانه تیر ورق از معادله دیفرنسیل مربوطه، معادله دوران تیر ورق حول محور طولی تیر ورق بدست آمده است سپس با استفاده از روابط مربوطه فرمولهایی استخراج شده است که بیان کننده رابطه بین لنگر جانبی ناشی از پیچش با نوع و مقدار یا سرعت حرکت بار، همچنین مشخصات تیرورق مانند زاویه مرکزی می باشد. برای واضح تر شدن روابط، این فرمولها در نمودارهایی نیز ارایه شده اند. برای مطالعه کمانش جانبی در تیرورقها ابتدا تئوری کمانش جانبی در تیر ورقهای مستقیم ارائه شده و بعد نحوه کمانش جانبی در تیر ورقهای قوسی با روش تشابه سازی با ستونهای دارای انحناء اولیه و حل معادله دیفرانسیل مربوطه بررسی شده است . در تیر ورق های قوسی مانند آنچه که در تیر ورقهای مستقیم وجود دارد کمانش جانبی موجود نیست و تغییر شکل جانبی وجود دارد، تغییر شکل جانبی از لحظه شروع بارگذاری، شروع شده و سرانجام با افزایش بار در محدوده مشخصی، تغییر شکلها بقدری بزرگ می شوند که می توان گفت تیر ورق شرایط بهره برداری را از دست داده است .

تحلیل غیر خطی ساختمانهای فولادی به روش بار افزون (‏‎pushover‎‏)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1362
  محمد مجید قوامی ماسوله   فرهاد دانشجو

در این تحقیق بررسی گسترده ای بر روی شکل های توزیع بار جانبی اعم از توزیع بار آیین نامه 2800 ایران توزیع طیفی ، توزیع های ‏‎fema-273‎‏ توزیع بار آیین نامه ژاپن و دو توزیع بار تعدیل شده ‏‎smm ‎‏ و ‏‎cmm‎‏ در تحلیل بار افزون انجام گرفت. به این منظور سه مدل قاب خمشی فولادی با تعداد 2 ، 5 و 15 طبقه ارتفاع که بر مبنای آیین نامه 2800 ایران طراحی شده اند تحت اثر شکل های توزیع بار مذکور و روش بار افزون ، تحلیل گردیدند. در ادامه ، شتابنگاشت سه زلزله طبس ، ناغان و السنترو انتخاب شده و به دو روش آیین نامه 2800 ایران و ‏‎ubc-97‎‏ به مقیاس درآمدند. و سپس به کمک برنامه ‏‎ansys‎‏ تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی بر روی سه مدل و بر اساس شتابنگاشتهای مقیاس شده صورت پذیرفت. در نتیجه بازتابهای مختلف تحلیل های شامل توزیع ماکزیمم برش طبقات ، توزیع ماکزیمم تغییر مکان نسبی طبقات و شکل توزیع مفاصل پلاستیک در مدلها و ... بدست آمده و بازتابهای مورد نظر با نتایج حاصل از تحلیل های بار افزون مدلها مقایسه گردید. به این ترتیب اشکال توزیع بار مناسب بازگو شده و همچنین محدوده قاب اطمینان پاسخ ها و پیشنهاداتی جهت بهبود نتایج روش بار افزون ارائه گردید.

بررسی رفتار دینامیکی پلهای با سیستم جداسازی لرزه ای
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1380
  حسین صادقی   فرهاد دانشجو

پل ها شاهرگهای حیاتی امداد رسانی در مواقع بروز سوانح هستندو جزو سازه های مهم دسته بندی می گردند. علاوهبر روشهایی مانند افزایش مقاومت و ظرفیت سازه، امروزه از سیستم های کنترل فعال و غیرفعال نیز برای کنترل پاسخ پلها تحت تاثیر زلزله استفاده می شود. جداسازی لرزه ای سازه از جمهل روشهای کنترل غیرفعال می باشد که باعث افزایش پریود طبیعی و میرایی سازه شده و به طور موثری نیروی وارد بر سازه را کاهش می دهند.سیستم های جداسازی لرزه ای متعددی برای کنترل سازه ها وجود دارد که از مهمترین آنها می توان به تکیه گاه لاستیکی لایه ای و تکیه گاه سربی - لاستیکی اشاره نمود که به علت شکل خاص و نصب آسان امروزه بیشترین استفاده را در پل ها دارد. در این پروژه پس از شناخت سیستمهای جداسازی لرزه ایو مدل سازی پل به همراه این سیستمها، به تحلیل دینامیکی مدل های پیشنهادی با استفاده ازنرم افزار ‏‎ansys‎‏ پرداخته می شود. بیشتر تحلیل ها بر روی پلهای با سیستم تکیه گاه لاستیکی لایه ای انجام شدهاست. در پایان نیز به مقایسه دو سیستم تکیه گاه لاستیکی لایه ای و لاستیکی - سربی پرداخته می شود. نتایج نشان می دهد که افزایش سختی و میرایی جدا سازها ماکزیمم تغییر مکان عرشه را کاهش می دهد و سیستم تکیه گاه لاستیکی - سربی به خاطر خاصیت غیرخطی بیشتر و جذب انرژی بیشتر، عملکرد بهتری نسبت به سیستم تکیه گاه لاستیکی لایه ای دارد.

تاثیر پارامترهای مختلف در تغییر شکل درون صفحه ای کف طبقات ساختمانها تحت تاثیر زلزله
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1380
  امیرحسین رهبانیان   فرهاد دانشجو

در تحلیل ساختمانهای چند طبقه تحت اثر بارهای جانبی، فرض صلب بودن کف طبقات بسیار معمول میباشد. این فرض بدلیل کاهش تعداد درجات آزادی سیستم، انجام تحلیل سازه را چه بصورت دستی یا به کمک کامپیوتر بسیار ساده مینماید. مدل نمودن کف طبقات به صورت سه بعدی و با روش عناصر محدود با وجود پیشرفتهای زیاد در ظرفیت کامپیوترها، حتی امروزه نیز مسئله ای طولانی و دشوار محسوب میگردد. در نتیجه باید راهنمائی برای طراحان وجود داشته باشد تا با استفاده از آن میزان خطای ناشی از تحلیل با فرض کف صلب، تخمین زده شود و با توجه به آن، جهت انجام تحلیل سه بعدی با فرض کف ارتجاعی تصمیم گرفته شود. در تحقیق حاضر سعی شده تا در بخش اول با تحلیل دینامیکی تعدادی ساختمان با فرض مف صلب و با فرض کف ارتجاعی (در نظر گرفتن سختی واقعی کف طبقات) تحت اثر زلزله های السنترو، طبس و ناغان، تاثیر پارامترهای تعداد طبقات، ارتفاع طبقات و نسبت اصلاع پلان بر خطای ناشی از تحلیل با فرض کف صلب بررسی وشد. سپس با استفاده از نتایج بدست آمده رابطه ای جهت تخمین خطای ناشی از فرض کف صلب ارائه شده است. در بخش دوم تعدادی ساختمان ‏‎l‎‏ شکل تحت اثر زمین لرزه ای السنترو، طبس و ناغان مورد بررسی قرار گرفته اند. سپس با تعریف دو پارامتر که نشاندهنده میزان تمرکز تنش و پخش تنش در دال میباشد، بهبود در پاسخ لرزه ای سازه ها در اثر انطباق مرکز جرم و مرکز سختی مورد بررسی قرار گرفته است. و در بخش سوم تاثیر حضور بازشوها در پاسخ لرزه ای یک سازه مورد بررسی قرار گرفته است. پنج بازشو با ابعاد مختلف و در سه موقعیت مختلف در نظر گرفته شده است و میزان خطای بوجود آمده در اثر حذف بازشوها در مدل تحلیلی سازه مورد بررسی قرار گرفته است.

بررسی پارامتری مقاومت افزون و رفتار دینامیکی غیرخطی قابهای فولادی خمشی با مهاربندی برون محور
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1381
  مهدی حجری محمدزاده   فرهاد دانشجو

قابهای فولادی مهاربند شده برون محور ‏‎ebf‎‏ ، یک سیستم مقاوم بار جانبی را فراهم می آورند که مزیتهای قابهای مقاوم خمشی ‏‎mrf‎‏ و بادبندی هم محور‏‎cbf‎‏ را تواما دارا می باشد.

تاثیر نحوه تشکیل مفاصل پلاستیک دررفتار لرزه ای قابهای خمشی فولادی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1381
  کاوه وثوقی   فرهاد دانشجو

تشکیل مفاصل پلاستیک و نحوه توزیع آنها و مکانیزم شکست نقش بسیار مهمی را در طراحی لرزه ای سازه می تواند ایفا نماید. نوع مکانیزم بر حساسیت قاب نسبت به اثرات ثانویه و مقدار شکل پذیری کلی و موضعی و میزان جذب انرژی و پایداری سازه تا قبل از خسارت و ناپایداری کلی و انهدام اثر می گذارد.مکانیزم شکست قابهای خمشی تحت اثر زلزله را می توان در سه نوع عمده(اول و دوم و سوم) در نظر گرفت. مکانیزم نوع اول مکانیزم حاصل از ایجاد مفاصل در تیرها و ستونهای چند طبقه اول به بالا و مکانیزم نوع دوم مکانیزم حاصل از ایجاد مفاصل در تیرها و ستونهای چند طبقه فوقانی و مکانیزم نوع سوم مکانیزم یک طبقه میانی را شامل می شود.مکانیزم شکست نوع سراسری یا کلی یک حالت خاص مکانیزم نوع دوم می باشد که در آن مفاصل پلاستیک در دو انتهای تیرها و در ستونهای طبقه اول در نزدیکی اتصال به شالوده می باشد این نوع مکانیزم براساس تحقیقات انجام شده بیشترین میزان جذب انرژی را در برابر زلزله از خود نشان می دهد .