مهندسی سازه و ساخت
سال:1399 | دوره:7 | شماره:ویژه نامه 3 |تعداد مقالات:14

در این مقاله به تحلیل پایداری خطی و ناخطی یک قاب فولادی ساده دو عضوی با پیوند نیمه سخت و تکیه گاه های کشسان دورانی و انتقالی پرداخته می شود. تیر سازه، منشوری می باشد. با وجود این، ستون قاب، دارای مقطع I-شکل نامنشوری با ضریب های شکل متفاوت است که زیر اثر بار برون محور قایم قرار دارد. سختی پیوند نیمه سخت تیر به ستون، سختی جانبی قاب و سختی دورانی تکیه-گاه پای ستون، به ترتیب، با فنرهای خطی دورانی، انتقالی و دورانی الگوسازی می شوند. بر این پایه، نخست، با بهره جویی از نگره تیر اولر− برنولی، رابطه کارمایه نهفته کل سازه به دست می آید. در این راستا، کرنش ها کوچک پنداشته می شوند ولی تغییرمکان ها می-توانند بزرگ باشند. سپس، با بهره گیری از اصل پایستاری کارمایه نهفته و وارد نمودن شرط های مرزی طبیعی و هندسی در تغییرمکان-های محوری و جانبی، رابطه های تعادل خطی و ناخطی مسیر ایستایی پیش کمانشی و پس کمانشی قاب در دسترس قرار می گیرد. در ادامه، پس از صحت سنجی رابطه سازی پیشنهادی، به ارزیابی اثر عامل های ضریب شکل نامنشوری ستون، سختی تکیه گاه های کشسان، سختی پیوند نیمه سخت، برون محوری بار و نسبت لاغری عضوها، بر مسیر ایستایی و بار بحرانی قاب ساده پرداخته خواهد شد. یافته ها نشان می دهد هر یک از عامل های یاد شده، اثر قابل توجهی بر مسیر ایستایی و بار کمانشی سازه دارند. به سخن دیگر، با افزایش نسبت لاغری عضوها، ضریب شکل و سختی پیوندهای تکیه گاهی و عضوی، بار کمانشی ناخطی سازه افزایش می یابد. در این میان، سختی انتقالی تکیه گاه جانبی و نسبت لاغری عضوها، به ترتیب، بیشترین و کمترین اثر را در این افزایش دارند. با وجود این، افزایش برون محوری، کاهش بار بحرانی را در پی خواهد داشت. همچنین، ناخطی پنداشتن تحلیل پایداری، سبب کاهش بار کمانشی سازه نسبت به تحلیل خطی می گردد

در دیوار برشی فولادی متعارف، ورق فولادی به همه عضوهای مرزی متصل می باشد، ولی در دیوار برشی فولادی متصل به تیر، ورق فولادی به ستون ها اتصال ندارد. جداسازی ورق فولادی از ستون ها، سبب کاهش لنگر خمشی در ستون ها می شود که این موضوع از گسترش رفتار غیر خطی در این عضوها و شکست زودهنگام آنها جلوگیری می کند. در این پژوهش، اثر مشخصات بازشو بر رفتار لرزه ای دیوار برشی فولادی متصل به تیر، با استفاده از مد ل سازی و تحلیل اجزای محدود، مورد مطالعه قرار گرفته است. نخست، مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی موجود راستی آزمایی شد. سپس، اثر پارامترهای شکل، ابعاد و موقعیت بازشو و همچنین ضخامت ورق فولادی، با تحلیل مدل های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. تغییر شکل بازشو از دایره به مربع، باعث افزایش مقدارهای سختی نخستین، مقاومت بیشینه و انرژی مستهلک شده گردید. افزایش ابعاد بازشو، باعث ایجاد انحراف در مسیر میدان کشش، از روی قطر به سمت گوشه های بازشو و افت عملکرد لرزه ای دیوار برشی فولادی شد. بحرانی ترین موقعیت بازشو مربوط به حالتی بود که بازشو در مرکز پانل قرار داشت؛ چنین شرایطی بیشترین اختلال را در انتقال بار از طریق عمل میدان کشش ایجاد می کرد. سرانجام، با استفاده از نتایج تحلیل مدل های مختلف، روشی برای تخمین سختی و مقاومت دیوار برشی فولادی متصل به تیر دارای بازشو، با استفاده از ضرایب کاهش سختی و مقاومت، بر مبنای مقدارهای متناظر در دیوار برشی بدون بازشو پیشنهاد گردید.

امروزه، کنترل ارتعاشات سازه در حین زلزله و همچنین کاهش پاسخ سازه از اهمیت بالایی برخوردار است. میراگرها یکی از انواع سیستم های کنترلی به منظور جذب انرژی زلزله و اتلاف آن جهت کاهش پاسخ سازه می باشند. هدف اصلی این مقاله، یافتن مشخصه های بهینه برای میراگر غیرخطی ویسکوز است که در قاب بتنی یک دهانه سه طبقه به صورت ضربدری در تمامی طبقات قرار دارد. فرض بر این است که سازه تحت زلزله ای مشخص قرارگرفته و هر دو نوع رفتار خطی و غیرخطی حین زلزله برای سازه در نظر گرفته می شود. جهت مدل سازی قاب بتنی و میراگرهای غیرخطی ویسکوز از نرم افزار اپنسیس استفاده می شود و پاسخ های سازه در گام های زمانی متفاوت با استفاده از روش عددی نیومارک، محاسبه می شوند. قیدهایی در نظر گرفته شده در حین فرآیند بهینه سازی شامل محدوده هایی برای پارامترهای میراگر غیرخطی ویسکوز (ضریب میرایی، سختی محوری و توان سرعت) و همچنین بیشینه قدر مطلق مقدار برش پایه می باشند و هدف یافتن مقادیر بهینه برای این پارامترها است به گونه ای که تحت بار زلزله های در نظر گرفته شده، بیشینه قدر مطلق جابجایی بام سازه کمینه شود. نتایج نشان می دهند که این میراگر جهت کنترل سازه در ناحیه ی خطی بسیار مناسب می باشد و به ترتیب بیشینه جابجایی بام و بیشینه برش پایه را تحت زلزله ی السنترو به میزان 51/37 و 39/43 درصد کاهش می دهد درحالی که جهت بهبود رفتار سازه در ناحیه ی غیرخطی چندان مناسب نمی باشد.

یکی از مهمترین پارامترهای تعیین کننده در مقاومت فنر و مقاومت بتن حاوی فنر، طول گام آن می باشد. بنابراین در این مقاله با افزودن فنرهای فولادی کم کربن از جنس گالوانیزه با قطر، تعداد گام و درصدهای اختلاط مختلف به بتن خودتراکم، سعی در بهبود خواص مکانیکی آن شده است. بدین منظور فنرهایی با قطر 8، 12 و 16 میلی متر و با ضخامت 8/0 میلی متر، با تعداد گام های دو، چهار و شش در درصدهای حجمی 2/0 و 4/0 به بتن خودتراکم افزوده شده و آزمایشات مقاومت فشاری (نمونه استوانه ای به ابعاد 10*20 سانتی متر)، کششی (نمونه استوانه ای به ابعاد 10*20 سانتی متر) و خمشی (تیر منشوری به ابعاد 10*10*50 سانتی متر) بر روی آن ها انجام شد. نتایج حاکی از آن است که استفاده از فنر با قطر 12 میلی متر مقاومت فشاری، کششی و خمشی بتن خودتراکم را به ترتیب تا 29، 52 و 36 درصد افزایش داده اما استفاده از فنر با قطر 16 میلی متر نه تنها خصوصیات مکانیکی بتن خودتراکم را افزایش نداده بلکه کاهش نیز می دهد. بعلت سختی بالا و قرار داشتن قطر فنر 8 میلی متر در محدوده مابین سایز سنگدانه ها، استفاده از آن در جهت بهبود خواص مکانیکی بتن خودتراکم نیازمند تحقیقات و شناخت بیشتر می باشد. همچنین نقش اصلی در تعیین مقاومت بتن حاوی فنر را قطر فنرها ایفا کرده و تعداد گام فنر الزاما نمی تواند ملاک تعیین افزایش یا کاهش مقاومت بتن باشد. بعنوان جمع بندی کلی می توان بیان نمود که استفاده از فنرهای با تعداد شش گام، عملکرد مناسبی ندارند اما استفاده از فنرهای با دو و چهار گام با توجه به درصد استفاده و همچنین قطر فنر مورد استفاده، می توانند مقاومت فشاری، کششی و خمشی را افزایش دهند.

افزایش سریع جمعیت، محدودیت فضا، عوامل اقتصادی و اجتماعی از دلایلی هستند که باعث احداث ساختمان های بلند شده است. از طرفی، ابداع مصالح سبک و مقاوم باعث شده است که ساختمان های بلند دارای میرایی کم و پریود ارتعاشی زیاد باشند. بدین سبب، بررسی و آنالیز ساختمان های بلند تحت اثر نیروهای باد ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش، با استفاده از روش دینامیک سیال محاسباتی (CFD) و دینامیک سازه محاسباتی (CSD)، اثر اندرکنش باد و سازه بر روی ساختمان بلند استاندارد CARRC، با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس انجام شده است. پروفیل سرعت میانگین باد در لایه مرزی اتمسفر با فرمول نمایی و آشفتگی جریان با استفاده از روش پیچک های بزرگ ضمنی (ILES) شبیه سازی شد و یک روش هم-شبیه سازی برای انتقال بارهای غیریکنواخت از قلمرو سیال به گره های سازه ای به کار برده شد. میرایی سازه ای نیز توسط روش رایلی تعیین شد و صحت سنجی مدل سازی ها با نتایج آزمایشگاهی و عددی معتبر انجام شدند. نتایج حاصل نشان می دهند که پاسخ سازه های فاقد میرایی در برابر باد، به طور قابل توجهی بیشتر از پاسخ سازه های دارای میرایی است. نتیجه گیری شد که مشخصات متوسط سرعت باد بر توزیع فشار میانگین باد روی ساختمان های بلند خیلی تاثیر گذار است، لذا به منظور اطمینان در طراحی ساختمان های بلند در برابر باد مسیله اندرکنش باد و سازه باید مد نظر قرار بگیرد.

با توجه به اهمیت زیاد خطوط لوله های مدفون حامل انرژی در شبکه شریان های حیاتی، بررسی رفتار اینگونه سازه ها در برابر تحریکات دینامیکی ناشی از حرکت شدید زمین لازم می باشد. در این مقاله رفتار لرزه ای بخشی از یک لوله مدفون با خم افقی تحت اثر رکورد زلزله بم به صورت آزمایشگاهی و مدلسازی عددی با نرم افزار ABAQUS مورد مطالعه قرار گرفته است. لوله با استفاده از المان سه بعدی چهار گره ای پوسته ای (Shell) و خاک با خواص الاستو پلاستیک مدلسازی شده است. در پی تحلیل های دینامیکی غیرخطی با اعمال رکورد زمین لرزه بم، مطالعات پارامتریک گسترده ای با توجه به قطر وضخامت های مختلف لوله فولادی انجام و مقادیر کرنش محوری و پلاستیک لوله خم دار افقی در محل نصب کرنش سنج ها با نتایج عددی در طول لوله مقایسه شده اند. همچنین فاصله تشکیل مفصل پلاستیک در لوله ها تا امتداد خط گسل نسبت به پارامترهای قطر و ضخامت بررسی و رابطه ریاضی برای تعیین محل مفصل پلاستیک ارایه گردیده است. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و عددی نشان می دهند غالبا در لوله های مدفون با خم افقی، بیشترین میزان کرنش محوری، کرنش پلاستیک و تنش در لوله، در گوه ثابت خاک و در نزدیکی محل گسل رخ می دهد. در لوله خم دار افقی با افزایش نسبت قطر به ضخامت(D/t)، فاصله تشکیل محل مفصل پلاستیک از محل گسل دورتر و نسبت کرنش محوری لوله فولادی به کرنش برشی خاک (p/sε )، کمتر می شود. مقدارکرنش های برشی در خاک با افزایش نسبت D/t لوله کاهش ولی وسعت توزیع آنها در قسمت میانی لوله و در محل تلاقی با گسل افزایش می یابد. با توجه به تحلیل نیروها و کرنش های حاصل از آزمایشات و مدل های عددی مشخص می-گردد مکانیسم خرابی لوله های مورد مطالعه به سبب کرنش محوری در لوله ها می باشد. تغییرشکل های طولیبوجود آمده در مدل ها به صورت S شکل و با افزایش نسبتD/t، کاهش می یابد

یکی از اهداف پدافند غیرعامل، طراحی سازه های ایمن در برابر انفجار است. امروزه با گسترش حملات انفجاری وارد به ساختمان ها، بررسی رفتار ساختمان ها تحت بارهای انفجاری یک ضرورت محسوب می شود. در سال های اخیر به طور مکرر دیوارهای برشی فولادی به عنوان سامانه مقاوم در برابر بارهای جانبی در طراحی و مقاوم سازی سازه های فلزی به کاربرده می شوند. هزینه ساخت کم، نصب سریع و پتانسیل جذب انرژی بالا، دیوار برشی فولادی را به یک سامانه بسیار مناسب جهت مقاوم سازی سازه های موجود تبدیل ساخته است. همچنین با توجه به ویژگی های برجسته دیوار برشی با فولاد نرم در برابر بارهای جانبی نظیر جذب انرژی بالا، شکل پذیری مناسب و افزایش سختی و کاهش تغییرمکان، مطالعه رفتار چنین سامانه هایی در برابر بارهای انفجاری ضروری به نظر می رسد. بدین منظور، در این پژوهش با استفاده از نرم افزار اجزاء محدودی ABAQUS و مدل سازی یک نمونه آزمایشی، صحت مدل سازی و کارکرد نرم افزار در مقام قیاس با داده های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. پس از آن دیوار برشی فولادی با ورق فولاد معمولی و فولاد نرم، با استفاده از AISC 20 Design Guide طراحی شد و هر دو سامانه با ضخامت های 1، 5/1، 2 و 5/2 برابر ضخامت طراحی شده برای ورق، تحت انفجارهای حوزه دور و نزدیک مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بیانگر کاهش تغییرمکان قاب فولادی در صورت استفاده از فولاد نرم است. همچنین با افزایش ضخامت در هر دو حالت فولاد نرم و فولاد معمولی، تحت انفجارهای حوزه دور و نزدیک، تغییرمکان کاهش می یابد.

رفتار غیرخطی سیستم خاک-سازه با تحمیل انعطاف پذیری مازاد بر سیستم و نیز اتلاف انرژی چرخه ای در فصل مشترک خاک و شالوده تقاضای لرزه ای سازه را تغییر می دهد. لیکن، در طراحی های رایج تمایلی به در نظرگرفتن اثرات غیرخطی سیستم خاک-شالوده، خصوصا بدلیل عدم وجود تکنیکی قابل اعتماد، وجود ندارد. در این مطالعه، اثرات اندرکنش غیرخطی خاک-سازه بر پاسخ لرزه ای ساختمان های قاب خمشی ویژه فولادی مورد ارزیابی قرار می گیرد. ابتدا، یک مجموعه از سازه های متقارن فلزی با قاب خمشی ویژه 4، 8، 12 و 16 طبقه سه دهانه دارای پی سطحی واقع بر سه نوع خاک سخت، نرم وخیلی نرم طراحی می شوند. سپس، برای تحلیل اندرکنش از روش ساده و کاربردی فنر-میراگر معادل بر اساس مدل وینکلر استفاده می شود. در تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی سیستم خاک و سازه از بیست و یک رکورد زلزله در سطوح خطر مختلف استفاده می شود. نتایج تحلیل نشان می دهد که اندرکنش دینامیکی خاک-سازه بخصوص با نرم تر شدن خاک، افزایش سطح خطر زلزله و افزایش تعداد طبقات ساختمان می تواند نقشی اساسی در رفتار لرزه ای قاب های خمشی ساختمانی فولادی شامل افزایش پریود سیستم، افزایش قابل توجه در تغییر مکان جانبی و دریفت طبقات، افزایش برش درون طبقه و برش پایه و به دنبال آن کاهش سطح عملکرد سازه داشته باشد. بر اساس نتایج بدست آمده چنانچه اندرکنش دینامیکی خاک و سازه بطور مناسبی در تحلیل و طراحی لحاظ نشود دقت ارزیابی ایمنی سازه در مواجه با زلزله نمی تواند مورد اعتماد باشد.

پژوهش حاضر به ارایه ی مدل آسیب شناسی فرآیند تشریک مساعی بخش دولتی و غیردولتی، به عنوان یکی از عوامل کلیدی موثر بر عملکرد پروژه با استفاده از روش تحقیق چندموردی و با بهره گیری از ابزار نظریه داده بنیاد برای تجزیه و تحلیل داده ها می پردازد. این پژوهش، به دنبال یافتن رانه های کیفیت تشریک مساعی در اجرای پروژه هایی است که سیستم تحویل آنها از گونه BOT می باشد. این رانه ها شامل شرایط علی، ساختارها، فرآیندها، و سازوکارهای کنشگران تشریک مساعی بخش دولتی و غیردولتی خواهد بود. بر این اساس در ابتدا با مرور ادبیات، رویکرد کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه و نحوه تعامل طرفین مشارکت در بسترهای مختلف بررسی می شود. سپس با رجوع به مورد های موفق و ناموفق در تشریک مساعی بین طرفین مشارکت از بخش دولتی و غیردولتی و انجام مصاحبه با افراد مختلف از سطوح مدیریتی متفاوت از دو بخش دولتی و غیردولتی، شرکت در جلسات کمیته شرکت های سرمایه گذار در ساخت آزادراه های ایران و یادداشت برداری از مشاهدات خود از نحوه ی گفتگو، رفتار و تعامل طرفین مشارکت، داده های مورد نیاز جهت کاربست نظریه داده بنیاد جمع آوری می شود. آن گاه از طریق تجزیه و تحلیل داده ها، مدل آسیب شناسی فرآیند تشریک مساعی مشارکت بین بخش دولتی و غیردولتی در پرو ژه های آزادراهی از گونه ی BOT تدوین و ارایه می شود. بر اساس نتایج پژوهش حاضر، فقدان احترام، عدم پوشش ریسک، و عدم تصمیم گیری مشترک شرایط علی پدیده ی تشریک مساعی نامطلوب را تشکیل می دهند. در نهایت ضمن مقایسه ی یافته های پژوهش با ادبیات موجود، پیشنهادات اجرایی جهت کاهش آسیب ها و ارتقاء تشریک مساعی موجود ارایه می شود.

سازه های فولادی یکی از رایج ترین نوع سازه ها هستند. ممکن است که برخی از سازه های فولادی به دلایل مختلف نیاز به مقاوم سازی داشته باشند. روش های مختلفی برای مقاوم سازی این گونه سازه ها وجود دارد. مقاوم سازی سازه های فولادی با استفاده از پلیمرهای مسلح شده به فیبر (FRP) در سالهای اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه به بررسی مقاوم سازی برشی تیرهای فولادی با استفاده از پلیمرهای مسلح شده به فیبر کربن (CFRP) با چیدمان های مختلف آنها در یک یا دو طرف جان و با زاویه های متفاوت و تاثیر آنها بر ظرفیت تیر پرداخته می شود. 5 عدد نمونه به صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. روش انجام آزمایش، خمش چهار نقطه ای بود. به این صورت که یک بار متمرکز توسط جک هیدرولیکی روی یک تیر واسط قرار گرفته به روی تیر اصلی، بار اعمال نموده و بار توسط تکیه گاه های تیر واسط، به صورت دو بار متمرکز مساوی به تیر اصلی وارد می گردید. دو تکیه گاه ساده نیز در دو سر تیر اصلی وجود داشت. بارگذاری نیز از نوع استاتیکی تدریجی بود. ابعاد تیرها به گونه ای انتخاب شده بود که به صورت برشی عمل کنند. بدین معنی که گسیختگی آنها توسط تنش های برشی اتفاق بیافتد. یک نمونه تیر بدون مقاوم سازی، دو نمونه تیر دارای مقاوم سازی عمودی در ناحیه برشی به صورت یک طرفه و دو طرفه و دو نمونه تیر دارای مقاوم سازی مورب به صورت یک طرفه و دو طرفه بررسی شدند. نتایج این پژوهش نشان دهنده عملکرد مناسب ورق های CFRP در بالا بردن ظرفیت باربری بود. نحوه مقاوم سازی برشی به صورت مورب و در هر دو طرف جان بهترین افزایش ظرفیت را نشان داد.

تخمین پاسخ لرزه ای سازه ها در روش تحلیل تاریخچه ی زمانی تحت تاثیر رکوردهای حرکت زمین قرار دارد. با توجه به اینکه پیش بینی دقیق مشخصات زلزله های آینده امکان پذیر نیست، نحوه ی انتخاب رکوردهای حرکت زمین همواره به عنوان یک چالش در مهندسی زلزله مطرح بوده است. در این مطالعه، یک روش برای انتخاب مجموعه ی مناسب از حرکات شدید زمین با توجه به ویژگی های زمین شناسی و ژیوتکنیکی یک ساختگاه خاص معرفی و مورد بررسی قرار می گیرد. از مجموعه رکوردهایی که در این مطالعه پیشنهاد می-شود، می توان برای تحلیل انواع سازه ها بدون توجه به پریود ارتعاشی آن ها، حتی در ساختگاه هایی که در معرض حرکات پالس-گونه ی حوزه ی نزدیک قرار دارند، استفاده کرد. رکورد های حرکت زمین به نحوی انتخاب می شود که میانگین و انحراف معیار طیف های پاسخ آن ها با طیف طراحی هدف مطابقت داشته باشد. بدین منظور از طیف های پاسخی که بر مبنای مشخصات آماری طیف طراحی هدف شبیه سازی می شوند، استفاده می شود. در نظر گرفتن انحراف معیار طیف طراحی در انتخاب رکوردها، به طور مناسب عدم قطعیت ذاتی در رکوردهای زلزله را در نظر می گیرد. از بین حدود 300 رکورد، یک مجموعه ی30 تایی و یک مجموعه ی 7 تایی از شتاب نگاشت های زلزله که دارای بیشترین مطابقت با پارامترهای آماری طیف هدف می باشند، برای خاک های I، II و III پیشنهاد می شود. در این مطالعه، همچنین یک روش مناسب با عنوان حداقل مجموع مربعات خطاها برای تعیین ضرایب مقیاس رکوردها، مطابق ضوابط استاندارد 2800 ایران پیشنهاد می شود. نتایج نشان می دهد که استفاده از روش های مختلف برای مقیاس کردن رکوردها، علیرغم رعایت ضوابط آیین نامه می تواند منجر به ضرایب مقیاس مختلف برای رکوردهای مختلف و در نتیجه برآورد متفاوت از پاسخ سازه ها در تحلیل تاریخچه ی زمانی شود.

با توجه به این که رسالت مدیریت سازمان پروژه، ایجاد تعهد در قبال برنامه زمان بندی است، که مانع از به تاخیر افتادن پروژه و افزایش هزینه های مرتبط می گردد و قبول این واقعیت که تاخیر در اتمام به موقع پروژه موجب غیر اقتصادی شدن پروژه می-گردد، بنابراین لزوم استفاده از روش های برنامه ریزی و کنترل پروژه مناسب، ضروری به نظر می رسد. یکی از روش های نوین مورد استفاده در زمینه برنامه ریزی و کنترل پروژه که امروزه توجه بسیاری از محققان را به خود معطوف کرده است، روش مدیریت زنجیره بحرانی می باشد. در این تحقیق برنامه ریزی چند پروژه ای با منابع محدود در مدل زنجیره بحرانی مورد بررسی قرار گرفته است. به طور کلی، RCMPSP در پی یافتن توالی مناسبی برای انجام فعالیتهای پروژه است، به نحوی که محدودیتهای تقدم و تاخر شبکهی پروژه و انواع مختلف محدودیت های منبعی موجود در پروژه، به طور همزمان ارضا شوند. برای این منظور، یک مدل بهینه سازی چند-هدفه برای حل این مشکل ارایه شده است که اهداف تعیین شده ی آن، زمان اتمام کل پروژه، هزینه ی اجرای کل پروژه و کیفیت اجرای فعالیت های پروژه می باشند. همچنین از رویکرد زنجیره بحرانی، به عنوان روش جدید مدیریت پروژه، برای برنامه ریزی پروژه و از الگوریتم فرا ابتکاری انبوه ذرات برای حل مدل پیشنهادی این تحقیق، استفاده شده است.

استفاده از سخت کننده در دیوارهای برشی فولادی باعث بهبود رفتار لرزه ای سیستم می گردد. میزان نیروی انتقالی از ورق فولادی به قاب پیرامونی، از موضوعات مورد بحث طراحان ساختمان در طراحی بهینه دیوارهای برشی فولادی می باشد. بخصوص با تعبیه سخت کننده ها، مقدار نیروی انتقالی به ستونها به میزان چشم گیری توسط روابط طراحی آیین نامه ها کاهش داده می شود که موضوع بحث در این مقاله می باشد. در این مقاله رفتار لرزه ای یک ساختمان 10 طبقه با سیستم دیوار برشی فولادی با سخت کننده در سه حالت متفاوت طراحی بررسی گردیده است. در حالت اول، طراحی با رعایت الزامات آیین نامه طراحی لرزه ای ساختمان های فولادی آمریکا و رعایت حداکثر فاصله ی مجاز بین سخت کننده ها انجام گردیده است. در حالت دوم، از اثرات کاهشی مد نظر آیین نامه بر قاب پیرامونی صرف نظر شده و در عوض، حداقل سختی مشابه دیوارهای بدون سخت کننده تامین شده است. در حالت سوم، حداکثر فاصله ی مجاز بین سخت کننده ها بیشتر از معیارهای ارایه شده توسط آیین نامه در نظر گرفته شده و طراحی بهینه ارایه گردیده است. بدین ترتیب طراح می تواند زمان بین تسلیم ورق فولادی و کمانش آن را مدیریت کند. در این حالت، ظرفیت طبقه ترکیبی از ظرفیت کمانش برشی و تسلیم برشی خواهد بود. با استفاده از روابط تیوری اندرکنش ورق و قاب (PFI) و مدل های المان محدود، مشخص گردید که میزان مشارکت قاب پیرامونی و نیروهای انتقالی به آن با توجه به فاصله سخت کننده ها تغییر می نماید.

در این پژوهش، رفتار پایداری و ارتعاش آزاد تیر تیموشنکو غیرمنشوری ساخته شده از مصالح مدرج تابعی (FGM) مورد مطالعه قرار گرفته است. ترکیب خصوصیات اعضای غیرمنشوری و مصالح مدرج تابعی باعث استفاده بهینه از تمام ظرفیت مقطع، کاهش چشمگیر وزن سازه و درنهایت سبب ایجاد بهترین حالت طراحی برای سیستم های ارتجاعی می شود. همچنین، تعیین فرکانس طبیعی ارتعاش اعضای سازه ای در تحلیل مسایل دینامیکی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از سوی دیگر مسیله پایداری یکی از معیارهای اصلی طراحی اعضا است. بنابراین، در این پژوهش با استفاده از روش تفاضل محدود پیش رو، مرکزی و پس رو با دقت مرتبه دو، فرکانس طبیعی ارتعاش و بار کمانش بحرانی تیر تیموشنکو غیرمنشوری ساخته شده از مصالح مدرج تابعی با در نظر گرفتن سه نوع شرایط مرزی: دو سر گیردار، یک سر گیردار-یک سر آزاد و دو سر مفصلی تعیین شده است. خصوصیات مصالح در راستای طولی به صورت پیوسته و براساس قانون توزیع توانی تغییر می کند. درحالی که؛ خواص مواد در راستای ضخامت تیر ثابت و بدون تغییر باقی می ماند. همچنین به علت تغییر اندک ضریب پوآسون مصالح در طول تیر، مقدار آن ثابت در نظر گرفته شده است. در انتها با مقایسه نتایج حاصل با نتایج مقاله های معتبر و همچنین مقادیر حاصل از نرم افزار آباکوس، صحت و دقت روش مذکور تایید شده است. همچنین، تاثیر عوامل مختلفی مانند توان ماده مدرج تابعی، ضریب باریک شوندگی مقطع و نوع تکیه گاه بر بار کمانش بحرانی و فرکانس طبیعی ارتعاش تیر ماهیچه ای به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته است و نشان داده شد که توان ماده تابعی تاثیر عمده ای بر رفتار پایداری و ارتعاشی تیر ماهیچه ای می گذارد.