عناوین پایان‌نامه و سمینارهای کارشناسی ارشد
رشته مهندسی عمران – مهندسی زلزله

دوره نهم سال تحصیلی ۱۳۸۲-۱۳۸۱

امید نوروزی
بررسی پتانسیل روانگرایی خاک های ماسه ای لای دار با استفاده از آزمایشهای سه محوری تناوبی

بررسی تحقیقات گذشته نشان می دهد که تاکنون مطالعات جامع (آزمایشگاهی و صحرایی) برروی شناخت تأثیر ریزدانه غیر چسبنده بر مقاومت روانگرایی ماسه‌ها صورت نپذیرفته است. اگرچه مطالعات انجام یافته نیز بعضاً نتایج متناقضی در برداشته است. به منظور شناخت بهتر و کاملتر تأثیر ریزدانه غیرچسبنده بر مقاومت روانگرایی ماسه‌ها، یک پروژه تحقیقاتی مشترک بین پژوهشگاه بین‌المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله و دانشگاه علم و صنعت تحت عنوان ” بررسی پتانسیل روانگرایی خاک های ماسه ای لای دار سست با استفاده از آزمایش های سه محوری تناوبی و آزمون نفوذ مخروط CPT” تعریف گردید. در این پروژه که در قالب رساله دکتری آقای مهدی اثنی عشری در دانشگاه علم و صنعت نیز تعریف شده بود، مقرر گردید که آزمایش های سه محوری دینامیکی در پژوهشگاه بین‌المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله و آزمایش های CPT دردانشگاه علم و صنعت انجام پذیرد. به همین منظور آزمون های سه محوری تناوبی در آزمایشگاه دینامیک خاک پژوهشگاه بر روی نمونه‌های دست نخورده اخذ شده به روش انجماد از محفظه کالیبراسیون(تهیه شده بوسیله آقای مهندس اثنی عشری در دانشگاه علم و صنعت) و نیز بر روی نمونه‌های باز سازی شده به روش ریزش خشک(ساخته شده در پژوهشگاه بوسیله مهندس اثنی عشری) انجام پذیرفت. کلیه آزمایشهای سه محوری دینامیکی بر روی نمونه‌های دست نخورده و نمونه‌های بازسازی شده از ترکیب ماسه با به ترتیب ۰، ۱۰، ۲۰، ۳۰، ۴۰ و ۵۰ درصد سلیت و درتنش های همه جانبه اولیه ۱۰۰، ۲۰۰ و ۳۰۰ کیلو پاسکال انجام گردید.
هدف از انجام این پایان‌نامه تفسایر و تحلیل نتایج آزمایش های سه محوری دینامیکی انجام شده(به شرح فوق) از دیدگاهی مجزا از مباحث مطروحه در پایان‌نامه دکتری آقای مهندس اثنی عشری می باشد. به همین منظور نتایج آزمون های سه محوری دینامیکی از دیدگاه پارامترهای معرف بافت خاک مانند نسبت تخلخل دانه ای، نسبت تخلخل اسکلت ماسه و دانسایته نسبی ویژه خاک (که برای تعیین آن حداکثر و حداقل نسبت تخلخل برای ترکیبات مختلف ماسه و سیلت اندازه گیری گردید) مورد بررسی قرارگرفت. همچنین تغییرات فشار آب منفذی (در حین و بعد از آزمایش) و تغییرات کرنش حجمی (به علت زائل شدن فشار آب منفذی بعد از وقوع روانگرایی که می تواند به عنوان معیاری از نشست ناشی از روانگرایی تلقی گردد) در ترکیبات مختلف ماسه و سیلت مورد بررسی قرارگرفت. نهایتاض مقایسه ای بین نتایج آزمایش های سه محوری دینامیکی و نتایج آزمایش های CPT(قبلاً انتشار یافته توسط ضیایی و بازیار، ۲۰۰۳) برروی مصالح مشابه انجام پذیرفته است.
نتایج آزمایش های سه محوری دینامیکی بر روی نمونه‌های دست نخورده نشان می دهد که با کمی افزایش در میزان ریزدانه مقاومت تناوبی افزایش می یابد. با افزایش مجدد میزان ریزدانه تا حدود ۳۰ و ۴۰ درصد ساختار خاک سست تر شده که این امر کاهش مقاومت تناوبی را به همراه خواهد داشت. نهایتاً هنگامی که میزان ریزدانه به بیش از حدود ۴۰ درصد افزایش یابد، ساختار دانه‌ها یخاک از حالت کنترل شونده توسط ماتریس ماسه به حالت کنترل شونده توسط ماتریس سیلت درآمده و رو به پایداری بیشتر رفته که باعث افزایش مقاومت تناوبی می گردد. علاوه بر این به علت پراکندگی زیاد در نتایج بدست آمده از آزمایش های سه محوری دینامیکی بر روی نمونه‌های بازسازی شده عملاً امکان اینکه بتون روند مشخصی را بر حسب هریک از پارامترهای مورد بحث (مانند میزان ریزدانه، نسبت تخلخل دانه ای یا نسبت تخلخل اسکلت ماسه) برای رفتار ماسه‌های سیلت دار بدست آورد، میسر نمی باشد. نتایج ارائه شده به خوبی مزیت نمونه گیری به روش دست نخورده را بر روش بازسازی شده ریزشی خشک نشان می دهد.
همچنین بررسی تغییرات فشار آب منفذی و نیز تغییرات کرنش حجمی (بعد از وقوع روانگرایی) نشان می دهد که با افزایش میزان ریزدانه نه تنها فشار آب منفذی ایجاد شده در اثر وقوع روانگرایی دیرتر زائل می گردد بلکه مقدار کرنش حجمی نهایی اندازه گیری نیز افزایش می یابد. بعبارت دیگر با افزایش میزان ریزدانه غیر چسبنده بافت خاک سست تر و تغییر شکل پذیرتر می گردد.
نهایتاً مقایسه نتایج آزمایش های سه محوری دینامیکی بر روی نمونه‌های دست نخورده و نتایج آزمایش های نفوذ مخروط (CPT) می تواند تفسایری بر علت افزایش مقاومت در برابر روانگرایی با افزایش ریز دانه که در آزمون های صحرایی مشاهده شده بود ارائه دهد. براساس نتایج بدست آمده با توجه به اینکه در آزمایشهای سه محوری دینامیکی در مقایسه با آزمایشهای نفوذ مخروط، افزایش سیلت سبب کاهش شدید مقاومت نمی گردد، بنابراین اگر دو نمونه ماسه ای تمیز و ماسه ای سیلت دار دارای مقاومت نوک اصلاح شده، یکسانی باشند (یعنی نمونه ماسه ای تمیز بافتی بسیار سست تر از بافت نمونه ماسه ای سیلت دار دارد) آنگاه مسلما مقاومت تناوبی ماسه سیلت دار، با توجه به بافت پایدارتر آن بیشتر از ماسه تمیز خواهد بود.

سعید رحیم زاده
بررسی اثر ساختگاهی و طبقه بندی ساختگاه با استفاده از نگاشتهای زمینلرزه کجور- فیروزآباد

تأثیرات مشخصات خاک حین زمین‌لرزه یکی از عوامل و فاکتورهای مهم درمهندسی زلزله می باشد. پوشش رسوبی نرم می تواند تحت تأثیر زمین‌لرزه بشدت تشدید گردد. باند فرکانسی تحت تأثیر چنین پدیده ای وابسته به ضخامت و سرعت امواج لایه‌های خاک می باشد و زمانی که فرکانس غالب ساختگاه نزدیک به فرکانس ارتعاش سازه‌های واقع در آن باشد خسارت بسیار بزرگی قابل پیش‌بینی می باشد. در سالهای اخیر بررسی تأثیرات ساختگاه یکی از موضوعات مورد توجه در مهندسی زلزله بود و مطلعات گسترده ای در این خصوص صورت گرفته است. در این راستا روشهای مختلفی از جمله روش نسبت طیفی مولفه‌های افقی یا روش ایستگاه مرجع در حوزه فرکانس مورد استفاده قرار می گیرد. بطور معمول در مطالعات اثر ساختگاهی از نسبت طیفی مولفه‌های ساختگاه رسوبی به سنگی به بروش ایستگاه مرجع موسوم می باشد استفاده می گردد. امروزه نسبت طیفی مولفه افقی به قائم H/V نیز به منظور تعیین اثر ساختگاه مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه مبنای فیزیکی این روش با استفاده از نگاشتهای زلزله چندان واضح نیست، اما کارائی این روش در تعیین مشخصات بزرگنمایی تابع ساختگاه توسط محققان مختلف به اثبات رسیده است. بدین ترتیب فرکانس غالب تابع بزرگنمایی ساختگاه براساس مدل یک بعدی که با نسبت طیفی H/V همخوانی دارد محاسبه می گردد. براساس فرکانس غالب شناسایی شده در هر ساختگاه، می توان ساختگاههای مورد مطالعه را طبقه بندی و اثر ساختگاه را در آن بررسی نمود.
در این پایان‌نامه با استفاده از نگاشتهای ثبت شده حین زمین‌لرزه کجور- فیروز آباد در ۱۲۰ ایستگاه شتابنگاری واقع در محدوده ۵۴- ۴۸ درجه ، طول ‌جغرافیایی و ۳۸-۳۵ درجه، عرض ‌جغرافیایی و با استفاده از روشهای نسبت طیفی اثر ساختگاه بررسی و با استفاده از فرکانسهای غالب بدست آمده، طبقه بندی هریک از ساختگاههای مورد مطالعه تعیین گردید. در خصوص ساختگاه شهر تهران طبقه بندی حاصله با نتایج مطالعات ریز پهنه بندی لرزه ای تهران مقایسه و در برخی نقاط نتایج جدیدی حاصل آمد. سپس بر اساس طبقه بندی صورت گرفته، طیف پاسخ شتاب هر طبقه ساختگاهی محاسبه و با طیف طرح آیین نامه ۲۸۰۰ ویرایش اول و دوم مقایسه گردید. براساس این بررسی طیف طرح ویرایش دوم آئین نامه، همپوشانی مناسبی با نتایج حاصله دارد

مهران غیاثی راد
بررسی رفتار لرزه ای ستونهای توخالی پرشده با بتن(CFT)

پیشتر برای بشر ثابت شده است که استفاده از دو یا چند مصالح به صورت مرکب (Composite) در ساخت انواع سازه‌ها منجر به طراحی بهینه ، کارا و اقتصادی می گردد و لذا کاربرد سیستمهای هیبریدی(Hybrid system) و اعضاء مرکب پیش ساخته در ساخت انواع ابنیه معمولی گردید. اعضای بتن آرمه که ترکیبی از فلز و بتن می باشند از جمله سازه‌های مرکبی هستند که در ساخت انواع ابنیه عمومیت دارند. و نمونه‌های بسیار زیادی در سراسر دنیا از جمله ایران از ستونهای بتنی مسلح(RC) وجود دارند. با بررسی گسیختگی های ستونهای(RC) در زلزله‌های گذشته و اخیر به یک نتیجه مهم از عدم شکل پذیری و مقاومت ناکافی ستونهای RC در مقابل بارهای زلزله می رسیم و با توجه به مقاومت و شکل پذیری بالا و ظرفیت جذب انرژی بالای ستونهای فلزی پرشده با بتن(CFT) در این پروژه به کار بردن ستونهای CFT به عنوان یکی از روشهای ارتقاء رفتار لرزه ای ستونهای RC پرداخته شده است.
در این کار تحقیقی با انجام یکسری آزمایشات آنالیزی با استفاده از نرم افزارAnsys5.4 به مطالعه برخی از پارامترهای موثر بر رفتار لرزه ای ستونهای CFT از جمله: نسبت عرض به ضخامت، نسبت لاغری، شکل مقطع تیوب، نسبت بار محوری، مقاومت فشاری و کششی مصالح بکار گرفته شده، طول بتن پرشده وجود و عدم وجود دیافراگم بالای بتن پرشده با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی و تحلیل سیکلی مورد بررسی قرارگرفته است و در نهایت نمودارهای هیسترزیس و نیرو- تغییرمکان این نوع از ستونها تحت بارهای جانبی رسم شده و رفتارهای لرزه ای آنها مورد مطالعه قرارگرفته است.

علیرضا نوجوان
بررسی اثر خطی و غیرخطی ساختگاه و طبقه بندی ساختگاه شبکه شتابنگاری با استفاده از نگاشتهای زلزله‌های آوج، بم و زرند

اهمیت تأثیر ساختگاه بر مشخصات زمینلرزه با مطالعه پراکندگی خسارت در زلزله‌های مختلف آشکار گردیده است(زلزله‌های لوما پریتا کالیفرنیا، ۱۹۸۹؛ منجیل ۱۹۹۰؛ کوبه ژاپن، ۱۹۹۵؛ کوجالی ترکیه،۱۹۹۹). امواج زلزله در هنگام انتشار از سنگ بستر به سرح زمین تحت اثر خصوصیات دینامیکی آبرفت در فرکانسهای خاصی تقویت و یا تضعیف می شوند. در صورت برابری این فرکانس با فرکانس طبیعی سازه، پدیده تشدید اتفاق خواهد افتاد. این اثر اولین بار در سال ۱۹۷۵ در زلزله سان فرانسیسکو توسط سیدوادریس مورد توجه قرارگرفت. در سالهای اخیر بررسی تأثیرات ساختگاه یکی از موضوعات مورد توجه در مهندسی زلزله بوده و مطالعات گسترده ای در این خصوص صورت گرفته است. در این راستا روشهای مختلفی از جمله روش ایستگاه مرجع در حوزه فرکانس مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه از روش نسبت طیفی مولفه افقی به قائم(H/V) نیز به منظور تعیین اثر ساختگاه استفاده یم شود. روش نسبت طیفی(H/V) به خصوص جهت عیین فرکانس غالب ساختگاه درمناطقی که اطلاعات دقیق ژئوتکنیکی و ژئوفیزیکی موجود نبوده و فقط نگاشت زلزله در سطح زمین ثبت شده است کاربرد فراوان دارد. اگرچه مبنای فیزیکی این روش با استفاده از نگاشتهای زلزله چندان واضح نیست اما کارائی این روش در تعیین شمخصات بزرگنمایی تابع ساختگاه توسط محققان مختلف به اثبات رسیده است. بدین ترتیب فرکانس غالب تابع بزرگنمایی ساختگاه براساس مدل یک بعدی که با نسبت طیفی(H/V) همخوانی نشان می دهد قابل محاسبه است. براساس فرکانس غالب شناسایی شده در هر ساختگاه می توان ساختگاههای مورد مطالعه را طبقه بندی و اثر ساختگاه را در تحلیل های بعدی لحاظ نمود.
در این تحقیق با تعیین فرکانس غالب در ساختگاههایی از زلزله آوج که شتاب بیشینه حرکات توانمند زمین(PGA) قابل توجهی را ثبت نمودند، اثر غیرخطی ساختگاه بررسی شده است. اثر غیرخطی ساختگاه با کاهش فرکانس غالب در مقابل افزایش سطح بارگذاری (افزایشPGA) قابل بررسی است. بدین ترتیب ساختگاههای آب گرم، آوج، کبودرآهنگ و شیرین سو با توجه به کاهش فرکانس غالب با افزایش سطح بارگذاری(افزایش PGA)، اثرغیرخطی و ساختگاههای رزن و درسچین رفتار خطی ازخود نشان دادند. در ایستگاه چنگوره روندی دو گانه ملاحظه می شود و رفتار خطی یا غیرخطی در این ساختگاه به وضوح مشخص نیست و با توجه به نسبت پایین سیگنال به نویز و عدم ثبت زلزله اصلی این ایستگاه، نتایج بدست آمده قابل اعتماد نمی باشد. سپس با استفاده از آنالیز بازگشتی و با توجه به فرکانس غالب، برای ساختگاههای با رفتار غیرخطی، مدول برشی خاک محاسبه شده و روند تغییرات نسبت مدل برشی با PGA بررسی شده است. در این پایان‌نامه اثر ساختگاه با استفاده از نگاشتهای ثبت شده در سه زمینلرزه چنگوره- آوج، بم و داهوییه (زرند) در ۱۱۵ ایستگاه شتابنگاری واقع در محدوده ۵۲-۴۶ درجه طول و ۳۷-۳۴ درجه عرض ‌جغرافیایی برای زمینلرزه آوج و ۶۰-۵۴ درجه طول و ۳۲ -۲۷ درجه عرض ‌جغرافیایی برای زمینلرزه‌های بم و زرند بررسی شده است. سپس با استفاده تابع بزرگنمایی محاسبه شده در هر ساختگاه فرکانس غالب ساختگاه تعیین شده و ساختگاههای مورد مطالعه طبقه بندی گردیده است. روشهای مختلفی جهت طبقه بندی ساختگاه وجود دارد که از بین آنها روشهای کمک پناه و همکاران(۲۰۰۲)، آیین نامه ۲۸۰۰ ، UBC1997 و روش Zare et al.(1999) تشریح گردیده و طبقه بندی ساختگاههای مورد مطالعه براساس آنها ارائه شده است. در روش ارائه شده توسط کمک پناه و همکاران، ساختگاهها از نظر فرکانس غالب به چهارنوع تقسیم می شوند. سپس طیف پاسخ شتاب برای مولفه‌های افقی و قائم نگاشت ثبت شده در هر ایستگاه شتابنگاری در زمینلرزه‌های آوج، بم و زرند محاسبه شده است. جهت مقایسه طیف های پاسخ محاسبه شده برای مولفه افقی در ساختگاههای هرطبقه، از طیف های طراحی ارائه شده در آیین نامه ۲۸۰۰ ویرایش اول(مصوب ۱۳۶۶)، ویرایش دوم(مصوب آذرماه ۱۳۷۸) و ویرایش سوم(مصوب ۱۳۸۴) استفاده شده است. ملاحظه می شود طیف های ارائه شده در ویرایش سوم آیین نامه ۲۸۰۰، به خصوص برای ساختگاههای گروههای III و IV که تعداد رکوردها زیاد است، همخوانی خوبی با نتایج بدست آمده نشان می دهند.
با توجه به اینکه در آیین نامه ۲۸۰۰ برای مولفه قائم زمینلرزه طیف طراحی ارائه نشده است، و از آنجایی که تأثیر امواج قائم در رفتار لرزه ای سازه‌ها در برخی از زلزله‌های اخیر به وضوح مشاهده گردیده است، توجه بیشتر به این مسئله و ارائه راهکار جدی تری در زمینه طراحی مقاوم در برابر زمینلرزه ضروری به نظر می رسد. لذا براساس نتایج مطالعات حاصل از این بررسی، طیف طرح مطابق با رابطه ۱ به عنوان یک گزینه برای مولفه قائم پیشنهاد می گردد.

کامران خدمتی آذر
بررسی اثر مولفه قائم زلزله و انعطاف پذیری پی در آسیب‌پذیری پلهای بتنی

پل های با پایه بتن آرمه در ایران و نقاط دیگر جهان مانند ژاپن آمریکا به دلیل تراکم خودروها و نیاز جاده‌ها گسترش یافته است و تخریب پل های عظیم در کشورهای ایالات متحده ژاپن و نیوزیلند نشان از نقصان در آیین نامه‌های این کشور بوده است. درطی زلزله سال ۱۹۹۵و خسارات به بار آمده محققین به اثر مولفه قائم شتاب زلزله علاوه بر مولفه افقی پی برده و در آیین نامه‌های کشورهای خود آن را اعمال نمودند و این تحقیقات گامی دیگر در جهت بهبود طراحی و تحلیل پل ها بوده است. در این پایان‌نامه سعی خواهد شد اثر مولفه قائم شتاب زلزله را در پایه پلهای بتن آرمه علاوه بر مولفه افقی بررسی و مدلسازی دقیق گردد. همچنین نقش آن در تخریب نمونه‌هایی از پلهای تخریب شده در زلزله‌های گذشته ارائه می گردد. به دلیل استفاده از پل های بتن آرمه در ایران نیاز به تجربیات بیشتر و نیز تحقیقاتی گسترده در این زمینه لازم است، همچنانکه در کشورهای پیشرو در این زمینه مانند ژاپن- ایالات متحده- نیوزیلند- ایتالیا و … با بهره گیری از یافته‌های عینی و تجربی زلزله و خسارات مربوطه، در آیین نامه‌های خود بازنگری های لازم را به عمل می آورند و تغییرات بنیادین و مهمی در این آیین نامه‌ها انجام پذیرفته است. در این پایان‌نامه اثر شتاب قائم زلزله با اثرات گهواره ای عرشه( با مدلسازی سه بعدی که رفتار دقیق تر از سازه در اختیار ما می گذارد) در پل های تک ستونه مطرح خواهد بود و همچنین اثر انعطاف پذیری پی در رفتار پل های مدل شده مورد ارزیابی قرارخواهد گرفت و طول دهانه از نوع متوسط می باشد که از نوع رایج آن بوده و مقطع ستون(پایه) نیز از یکی از مقالات برگرفته شده است.
علت و هدف از انتخاب این موضوع مدل سازی سه بعدی از یک پل بتنی می باشد که در ایران مدل های دو بعدی مطرح بوده است و تأثیرات مولفه افقی توام با مولفه قائم بر لنگر خمشی و نیروی برشی و نیروی محوری مقطع و بیشترین تغییرمکان افقی سازه ارائه می گردد. از نتایج مهم این پایان‌نامه و مدلسازی می توان به اثر ۳۰ درصدی مولفه قائم در افزایش نیروی محوری پایه پل های بتنی اشاره نمود. همچنین اثر انعطاف پذیری پایه‌ها، تغییر مکان افقی سازه را ۲۵% افزایش می دهد و توصیه می شود در طراحی پل های بتنی در نقاط زلزله خیز و نیز در سایت های دارای خاک ضعیف و ناپایدار موارد فوق اعمال و بررسی گردد.

مهدی وجودی
مطالعه جنبش شدید زمین در زلزله بم با بررسی عدم قطعیت در برآورد خطر

با وجود تلاش گسترده دانشمندان علم زلزله شناسی و مهندسی زلزله، که با هدف ارائه راهکارهای عملی در جهت کاهش خسارتهای ناشی از زلزله و نیز شناخت این پدیده انجام پذیرفته و می پذیرد، ولی هنوز ناشناخته‌های بسیاری در مورد زلزله برای بشر باقی مانده است. و این عدم شناخت از چنین پدیده ای، باعث گردیده تا همواره محاسبات و اندازه گیریها با خطاهای بیشماری همراه باشند. از سوی دیگر به دلیل حضور پارامترهای بسیار زیاد در تحلیلهای مهندسی، شاهدیم که هنوز مدل سازیهای شایسته ای که بتواند به صورت دقیق رفتار زلزله را مدل سازی و پیش‌بینی نماید تولید و توسعه نیافته اند. ولی باید در نظر گرفت که اصولا وجود عدم قطعیت در پدیده‌های فیزیکی یک احتمال یا بر اثر وجود اشتباه نیست، بلکه یک قانون است.
با در کنار هم قرار دادن مطالب فوق و اینکه برآورد جنبش شدید زمین در زندگی ما انسانها نقش بسیار زیادی دارد، تعیین دقیق اینکه چه مقدار عدم قطعیت در محاسبات ما وارد بوده است امری است بسیار مهم. هدف اصلی مطالعه حاضر، بررسی نقش عدم قطعیتها در نتایج حاصل از تحلیل خطر می باشد که به منظور استفاده از مثالهای عینی و مقایسه نتایج با واقعیت، زمین‌لرزه ۵ دی ماه ۱۳۸۲ شهر بم به عنوان مبنای کار قرار گرفته است. لذا ابتدا به صورت اجمالی روشهای متفاوت تخمین جنبش شدید زمین را مورد مطالعه قرار می دهیم و سپس به معرفی عدم قطعیتها پرداخته و زمینه‌های ورود آنها را در محاسبات جنبش شدید زمین بررسی میکنیم. عدم قطعیتهایی که مربوط به مدل انتخابی و ناقص بودن دانش بشری هستند (Epistemic) و نیز عدم قطعیتهای وابسته به طبیعت تصادفی پدیده زلزله (Aleatory) شناخته می شود و تاثیر آنها در نتیجه نهایی برآورد خطر به تفکیک پارامترهای مختلف مورد بررسی قرار می گیرد.
به منظور شناخت هر پدیده و کاربردی کردن نتایج حاصل از محاسبات انجام شده باید دقت نتایج کاملا مشخص گردد. در پدیده‌هایی که پارامترها و عوامل مختلفی در آنها دخالت دارند، بدلیل خطایی که در پارامترهای ورودی و نیز مدلهای ساخته شده برای پیش‌بینی نتایج پیشنهاد گردیده است، همواره شاهد خطای زیادی در نتایج هستیم. هر کدام از پارامترهای ورودی ذاتا دارای عدم قطعیت هایی هستند که این عدم قطعیتها با عدم قطعیتهای ناشی از دانش ناقص ما ترکیب می شوند و در نهایت در پاسخ های نهایی شاهد مقادیری پیچیده و ناقص از عدم قطعیتها هستیم. شناخت عدم قطعیتها شامل شناخت منابع ورودی و تاثیر آنها در پاسخ نهایی است بدین ترتیب خواهیم توانست بازه نهایی از جوابهای ممکن و احتمال یا ضریب مربوط به هرکدام از آنها را تعیین نماییم. بدین ترتیب حاشیه اطمینان دقیق برای پاسخ انتخابی برای ادامه روند طراحی و تحلیل و یا تصمیم گیری خواهیم داشت.
فصل دوم شامل مطالعه بر روی تحلیل خطر زلزله بوده و روشهای مختلف و مرسوم تحلیل خطر معرفی میگردند. در فصل سوم تحلیل خطر کلی و معمول شهر بم با استفاده از روش تعیینی و احتمالاتی بر اساس داده‌های قبل از زلزله انجام پذیرفته است تا بتوانیم بر اساس نتایج حاصل از آن در فصل بعدی با مقایسه انتخاب پارامترهای مختلف تاثیر هرکدام را در پاسخ نهایی بدست آوریم. در واقعنتایج فصل سوم برای در دست داشتن چهارچوبی برای مقایسه می باشد.
در فصل چهارم مقدمات مطالعات عدم قطعیت با استفاده از روش درخت منطقی و نیز منطق فازی را فراهم می گردد و بحثهایی پیرامون نتایج حاصل از این دو روش انجام می پذیرد.
فصل پنجم ماحصل مطالعات انجام گرفته است که علاوه بر جمع بندی و نتیجه گیری از مباحث مطرح شده در چهار فصل قبلی به معرفی دو روش جدید می پردازد. روش اول ترکیبی ارائه میدهد از درخت منطقی و منطق فازی تحت عنوان “درخت منطقی فازی” که امکان اصتفاده همزمان از این دو روش را با تکیه بر سرعتهای بالای رایانه‌ها فراهم می آورد.
روش دوم به عنوان روش ابتکاری در تحلیل خطر زلزله می باشد که با بهره گیری از عدم قطعیت موجود در پارامترهای زلزله متغیرهای زبانی منطق فازی برای تعیین سطح خطر زلزله استفاده می کند. این روش تحت عنوان “روش ساده شده زبانی تحلیل خطر” معرفی میگردد که با توجه به مطالعات انجام شده معلوم گردید که این روش میتواند به نتایج خوبی برای تحلیل خطر زلزله و با جمع بندی تمام نظرات افراد خبره بیانجامد. در پایان داده‌های مورد استفاده، متن نرم افزارهای نوشته شده و خلاصه ای از مبحث “سامانه اطلاعات مکانی” به پیوست ارائه گردیده است.

وحید زنجانی زاده
بررسی آزمایشگاهی و تحلیلی تعمیر و تقویت لرزه ای ستون های بتن آرمه

عوامل مختلفی منجر به افزایش تقاضا برای تقویت سازه ه شده است که می توان به زوال و بالا رفتن سن سازه‌های بتنی، ضعف سازه‌ها د رمقابل ارتعاشات و نیروهای وارده از طرف زلزله، تغییر کاربری سازه، عدم رضایت ضوابط اجرایی، تغییرات ضوابط آیین نامه‌ها، خوردگی فولاد و بتن و … اشاره نمود. ب این توصیف تقویت سازه‌ها از موارد بسیار ضروری می باشد در اغلب سازه‌های بتنی، ستون ها به دلیل ناکارآمدی در شکل پذیری خمشی و ضعف مقاومت برشی یا خمشی در مقاطع بحرانی که عمدتاً ناشی از کمبود فولاد عرضی و یا طول وصله فولاد می باشد، آسیب پذیرترین اعضا بوده اند بخصوص اگر ستون ها لاغر وبلند باشند این نگرانی ها د و چندان می شود. به همین دلیل تکنیک های ترمیم و تقویت ستون ها و همچنین آزمایش نمونه‌های واقعی و مدل های مقیاس شده از آنهاف توجه محققین را به خود معطوف داشته است. تکنیک هایی که از نظر کاربردی و اجرایی مناسب ترین تشخیص داده شده اند شامل دورپیچ کردن با فولاد، افزایش سطح مقطع با بتن ریزی و اضافه کردن آرماتور، تقویت با ورقهای فولادی. تزریق اپوکسی، بخیه زدن، ایجاد یکپارچگی با کابل های پیش تنیدگی و پوشش مواد مرکب اعم از الیاف شیشه ای و الیاف کربن با چسب مخصوص و بهره گیری از تکنیک های لرزه ای مانند (Lead Rubber Bearing) LRB و (Friction Pendulum System) FPS می باشند.
اما در چند سال اخیر استفاده از الیاف FRP بعنوان روشی مناسب جهت تقویت و تعمیر اعضای بتن آرمه در دنیا مورد توجه قرارگرفته است و در دانشگاههای معتبر دنیا آزمایشات گوناگونی برروی عملکرد اعضای بتن آرمه تقویت شده ب این الیاف در مقابل بارهای زلزله انجام گرفته است و لی از مقالات و تحقیقات گوناگون چنان برمی آید که زمینه کاری در این مورد بسیار زیاد است.
در این تحقیق با استفاده از روش های آزمایشگاهی و تحلیلی و عددی به بررسی تقویبت و تعمیر ستونهای بتن آرمه بلند و لاغر با الیاف GFRP که طبق آیین نامه ACI قبل ازسال ۱۹۷۱ ساخته شده اند و تأثیر آن در مشخصه‌های ستون از قبیل شکل پذیری، مقاومت و به طور کلی عملرد این چنین ستون ها در هنگام اعمال بارهای سیکلی پرداخته شده است و در مورد اثر با رمحوری بر عملکرد ستونهای تقویت شده و نشده بحث شده است. البته با آزمایش ستون های تقویت نشده به بررسی آسیب‌پذیری ستونهای ساخته شده طبق آیین نامه ACI قبل از سال ۱۹۷۱ و آیین نامه آبا پرداخته شده و درنهایت نتایج بدست آمده از روشهای تحلیلی با نتایج بدست آمده از آزمایش مقایسه شده است.

نجمه جلالی

بررسی ضریب اطمینان لرزه ای در برابر لغزش در سدهای خاکی متشکل از هسته ای از جنس مخلوط با ملحوظ نمودن تأثیر تغییرات فشار آب منفذی

سدهای خاکی به لحاظ مزایای آنها از جمله استفاده از مصالح طبیعی موجود، روش اجرای نسبتاً ساده و هزینه ساخت کمتر، همواره مورد توجه بسیار بوده اند. معمول ترین نوع سدهای خاکی، سدهای با هسته رسی آب بند می باشد. اما بعضاً وجود برخی مشکلات در اجرای اینگونه سدها سبب گردید که انواع دیگری از عناصر آب بند در هسته سدهای خاکی مانند مصالح مخلوط چسبنده مورد توجه قرارگیرند. در اینجا لازم است از بزرگترین پروژه عمرانی سالهای اخیر کشور از جهات عملیات خاکی یعنی پروژه سد مخزنی کرخه بدلیل استفاده از مصالح مخلوط در هسته رسی آن نام برده شود. نتایج آزمایشهای سه محوری تناوبی(جعفری و شفیعی، ۱۹۹۸، ۲۰۰۴) بر روی مصالح مخلوط نشان داد که فشار آب منفذی بیشتری در بارگذاریهای تناوبی در مصالح مخلوط نسبت به رس خالص ایجاد می گردد که این امر به رسیدن سریعتر تنش موثر در مصالح مخلوط به حد مقاومت نهایی منجر می شود. نکته مهمی که از ارزیابی نتایج این آزمایشات به دست می آید لزوم بررسی دقیقتر رفتار سد تشکیل شده از هسته رس مخلوط د ربرابر نیرو ها یلرزه ای و کنترل تغییر شکل ها و پایداری آن در مقابل زلله می باشد، چرا که افزایش فشار آب حفره ای در بارگذاری های دینامیکی و متعاقباض کاه شمقاومت مصالح از عوامل خطر انداز پایداری سدهای خاکی محسوب می گردد. دراین پایان نامه برای بررسی دقیق تر نتایج به دست آمده از تحقیقات آزمایشگاهی ذکر شده بر روی رفتار رسهای مخلوط مدل سازی عددی رفتار سدهای خاکی متشکل از رس مخلوط و در نهایت بررسی تأثیر فشار آب حفره‌ای بر پایداری لرزه‌ای آنها انجام گرفته است. بدین منظور سد کرخه جهت بررسی تأثیر فشار آب حفره‌ای (تولید شده در حین بارگذاری لرزه‌ای ) بر ضریب اطمینان در برابر لغزش مدل سازی شده است. برای مدل‌سازی‌های انجام شد از نرم‌افزار Flac2d (بدلیل امکان آنالیز غیر کوپله برای مدل کردن صحیح تولید فشار آب حفره ای اضافی در بارگذاری زلزله) استفاده شده است.

محمدرضا رضایی

بررسی اثرات تغییر آرایش مهاربندی در رفتار قابهای EBF به کمک تحلیل دینامیکی غیرخطی

قابلیت انعطاف پذیری بالا و جذب انرژی و یکسان بودن مقاومت در کشش و فشار از جمله خواص مطلوب فولاد است که منجر به استفاده از قابهای فولادی در احداث سازه های ساختمانی و صنعتی، جهت ارائه رفتاری مطلوب در مقابل جنبش های زمین شده است. در این میان، قاب های با مهاربندی برون محور به دلیل دارا بودن توامان خصوصیات مطلوب قابهای خمشی و هم محورف رفتار بسیار مناسبتری را هنگام وقوع یک زلزله شدید ارائه می کنند. از سوی دیگر عدم وجود ضابطه ای جهت کنترل رفتار این قابها در استاندارد ۲۸۰۰ لزوم مطالعات جدی تری دراین زمینه را مشخص می سازد.
در این پژوهش رفتار قابهای با مهاربندی برون محور نوع K با اعمال تغییر در طول تیر پیوند، موقعیت قرارگیری مهاربندها و ارتفاع قاب ها مورد بررسی قرارگرفته است. به این منظور ۷ قاب در دو نوع، با طول تیر پیوند ثابت و متغیر، در سه ارتفاع مختلف در نظر گرفته شده است. برروی قابهای مذکور با استفاده از ۵ شتابنگاشت و سه شتاب بیشینه، تحلیل تاریخچه زمانی صورت گرفته است که در مجموع ۶۳۰ تحلیل دینامیکی برروی قابهای EBF انجام شده است.
از نرم افزارهای ETABS جهت طراحی و تحلیل استاتیکی قابها و DRAIN-2DX جهت تحلیل تاریخچه زمانی استفاده شده است. جهت سرعت بخشیدن به روند مراحل تاریخچه زمانی، نرم افزاری تحتMATLAB نوشته شده است که خروجیETABS را پس از پردازش به ورودی برنامه DRAIN تبدیل کرده و سپس خروجی این برنامه را به شکلی گرافیکی پردازش می نماید. از قابلیت های این نرم افزار می توان به موارد زیر اشاره کرد:
تعیین تاریخچه و پوش تغییرمکان و برش طبقات، محاسبه تاریخچه انرژیهای هیسترتیک، میرایی، جنبشی و انرژی کل وارد برقاب، مدلسازی رفتار برشی تیرهای پیوند به طور مجزا از رفتار خمشی این تیرها، مدلسازی رفتار کلی تیرهای پیوند، محاسبه تاریخچه انرژی هیسترتیک طبقات و انرژی برشی و خمشی مستهلک شده توسط تیرهای پیوند، نمایش تغییرشکل پلاستیک قاب به همراه محل تشکیل مفاصل پلاستیک.
نتایج این پژوهش نشان می دهد که نحوه آرایش مهاربندها برروی رفتار قابهای EBF تأثر چشمگیری دارد و در این زمینه بهترین نتیجه در عملکرد قابهای EBF زماین حاصل می شود که محل قرارگیری مهاربندها در دهانه های مجاور هم باشد. از دیگر عوامل تأثیرگذار در عملکرد قابهای EBF تغییر طول تیر پیوند می باشد. توصیه می شود که در قابهای با ارتفاع کم به دلیل جذب انرژی نزدیک به هم طبقات، از تیرهای پیوند به طول ثابت استفاده گردد. همچنین استفاده از طول پیوند متغیر با توجه به تشکیل طبقه نرم در طبقات با سختی کمتر(طبقات پایین تر)، بایستی با احتیاط صورت پذیرد. در قاب های بلند تر به دلیل ترکیب سختی ناشی از وزن قاب و سختی ناشی از کاهش طول تیر پیوند و همچنین استفاده بیشتر از رفتار برشی تیرهای پیوند، قابهای با طول تیر پیوند متغیر رفتار بهتری را نسبت به قابهای با طول تیر پیوند ثابت از خود نشان می دهند. لازم به ذکر است که توزیع نامناسب مفاصل پلاستیک در طبقات قاب نشان دهنده کاستی هایی درزمینه طراحی قاب های برون محور با ارتفاع زیاد می باشد.

غلامرضا علی حسین زاده مقدم

ارزیابی اتصالات صلب با استفاده از مدلسازی عددی که با نتایج تجربی کالیبره شده است

کاهش خسارات جبران ناپذیر پدیده زلزله همواره هدف نهایی محققین و دانشمند ان علم مهندسی زلزله بوده است. طی زلزله نرتریج آمریکا(۱۹۹۴) و کوبه ژاپن، اتصالات قابهای مقاوم خمشی به مقدار زیادی آسیب دیدند. پس از وقوع این زلزله ها پیشنهادات زیادی در خصوص اتصالات خمشی متنوع برای اجرای ساختمانهای جدید فولادی و ترمیم قابهای خمشی موجود ارائه شدند. که از این اتصالات می توان به اتصالات بال جوشی و جان بولت شده با جوش بهبود یافته، اتصالات ماهیچه ای، اتصالات بال جوشی و جان بولت شده تقویت شده با ورق پوششی و اتصالات استخوانی اشاره کرد. نظر به اینکه قابهای خمشی به عنوان سیستم مقاوم در برابر زلزله هستند و اعتبار این سیستم ها به اتصالات آن می باشد، بنابراین لزوم معرفی و بررسی عملکرد اتصالاتی که نقایص مراحل اجرا را تا حدی تعدیل نماید و دارای مزایایی از نظر مقاومت، شکل پذیری، هزینه و…. باشد مفید به نظر می رسد. لذا با توجه به لرزه خیزی کشورایران و اجرای اکثر سازه ها به صورت فولادی لزوم تحقیق و بررسی در عملکرد اتصالات سازه های فولادی و ارائه راهکارهای مناسب برای پیشگیری از خطرات زلزله ضروری به نظر می رسد. قابهای مقاوم خمش فولادی در ایران اکثراً در سازه هایی با ارتفاع متوسط و بلند استفاده می شود. و ستونهای این سازه ها اغلب از نوع قوطی و تیرهای مورد استفاده از نوع پروفیلIPE می باشند. لذا دراین تحقیق جهت مدلسازی و بررسی رفتار غیرخطی این اتصالات از نرم‌افزار ANSYS5.4 استفاده شده است. در این تحقیق پارامترهای موثر در عملکرد اتصالات خمشی نظیر طول ورق پوششی بال تیر، فاصله ناحیه کاهش یافته بال تیر از بر ستون، طول ناحیه کاهش یافته بال تیر مورد مطالعه قرارگرفته است. تحقیقات نشان داد که در اتصال تیرهای متداولIEPJ به ستون قوطی، تقویت این اتصالات باعث کاهش زوال مقاومت و شکل پذیری می شود. و همچنین افزایش مقطع ستون باعث بهبود عملکرد اتصال نسبت به نمونه مشابه آن(بدون افزایش مقطع ستون) می شود. در خصوص اتصالات با مقاطع کاهش یافته بال تیر می توان گفت که پارامتر عمق برش بال(C) کنترل کننده حداکثر لنگر ایجاد شده در بر ستون می باشد. و پارامتر طول ناحیه کاهش یافته بال تیر(B) کننترل کننده طول مفصل پلاستیک تشکیل شده و مقدار انرژی تلف شده می باشد. همچنین پارامتر فاصله ناحیه کاهش یافته بال تیر از برستون (A) کنترل کننده توزیع تنش در بر ستون می باشد.