روش های استاتیکی غیرخطی بدلیل سادگی به عنوان یکی از محبوبترین ابزارهای تحلیل در برآورد تقاضای سازه می باشند. این رویکردها یک نمایش گرافیکی موثر از پاسخ کلی سازه از طریق منحنی پوش اور ارائه می دهند. این نوع از نمایش پاسخ کلی، اجازه یک ایده آل سازی مستقیم از سازه به عنوان سیستم یک درجه آزاد را فراهم می سازد. در این پژوهش گام اول هر تحلیل استاتیکی غیرخطی یا به عبارتی دیگر انجام یک آنالیز پوش اور مورد بررسی قرار گرفته است. الگوی بار اعمال شده به سازه نه تنها در پاسخ کلی سازه از طریق منحنی ظرفیت سازه اثر گذار است، بلکه پاسخ های موضعی سازه را مستقیما تحت تاثیر قرار می دهد. بمنظور ارزیابی الگوهای بار جانبی، سازه های فولادی مهاربندی همگرای کمانش تاب با استفاده از روش های پوش اور مودال پیشرفته مورد بررسی قرار خواهند گرفت. نتایج بدست آمده از این تحلیل ها با تحلیل دقیق دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی به عنوان دقیق ترین روش موجود مقایسه خواهند شد، که در انتها کاراترین روش موجود در این سازه ها مشخص و معرفی شود. تحلیل های انجام شده در این سازه ها نشان می دهد که الگوی بار بهنگام براساس برش طبقات نتایج مطلوبی از پاسخ بیشینه سازه ارائه می دهد.

در بخش اول، تیوری طراحی مهاربندهای ضربدری با گریدهای مختلف فولاد ارایه و قابهای مختلف با استفاده از تحلیلهای استاتیکی غیرخطی بررسی گردید. مشخص گردید که استفاده از فولاد نرم در مهاربندهای ضربدری منجر به افزایش سختی، کاهش دریفت سازه، جذب انرژی و میرایی بیشتر و افزایش شکل پذیری سیستم می گردد. به منظور ارزیابی کاملتر رفتار سازه های فولادی با مهاربند ضربدری در طراحی با گریدهای مختلف فولاد و در نظر گرفتن رفتار دینامیکی مهاربندها، قاب های با ارتفاع های مختلف با استفاده از آنالیزهای استاتیکی پیشرفته غیرخطی و نیز آنالیزهای دینامیکی غیرخطی افزایشی (IDA) بررسی گردیده اند و نتایج برای سازه های با ارتفاعات مختلف بصورت مقایسه ای ارایه گردیده اند. در انتخاب شتاب نگاشت ها از زلزله های نزدیک و دور برای ارزیابی کارایی لرزه ای با استفاده از پارامترهای سختی و حداکثر تغییرمکان نسبی طبقات استفاده گردیده اند. بنابراین تحقیق حاضر می تواند منجر به ارایه راهکارهایی برای ارزیابی بهتر پارامترهای لرزه ای سیستم های طراحی شده با گریدهای مختلف گردد. آنچه از تحلیلهای انجام شده و تیوری طراحی مهاربندهای ضربدری نتیجه می شود این است که آیین نامه های طراحی لرزه ای ساختمان های فولادی می توانند اثرات استفاده از انواع مختلف فولادها را در اختصاص پارامترهای لرزه ای سازه ها در نظر بگیرند. نتایج بدست آمده بیانگر بهبود رفتار لرزه ای سیستم های مهاربندی طراحی شده با فولادهای از گریدهای پایین تر تحت تحلیلهای انجام شده می باشد. ضمن اینکه پاسخهای سازه ها تحت زلزله های حوزه نزدیک بزرگتر می باشد. همچنین با افزایش ارتفاع قاب ها و غالب شدن رفتار خمشی بر رفتار برشی و تاثیر بیشتر ستونها بر تغییرمکانهای کلی قاب ها، اثرات استفاده از فولاد نرم در رفتار کلی سازه ها به تدریج کاسته می گردد.

مقاله حاضر به ارایه یک فرمول بندی اجزای محدود برای المان یک بعدی (دوگرهی) قاب های بتن مسلح مسطح می پردازد که در آن، آثار غیرخطی مصالح فشرده شده است. رفتار غیرخطی مصالح بتن و فولاد در کشش و فشار و اثر نرم شدگی کرنش بتن با استفاده از مدل های تنش - کرنش یک بعدی در فرمول بندی ها گنجانیده شده است. سازگاری کرنش ها در مقاطع مختلف المان با پذیرش صحت فرض ناویه - برنولی ارضا شده و پیوستگی بین بتن و فولاد کامل فرض می شود. در شیوه ارایه شده با انتگرالگیری از مدول مماسی مصالح در ارتفاع هر مقطع، ماتریس نرمی و ماتریس سختی مقاطع به دست می آیند. سپس بر مبنای اصل بار مجازی و ارضای دقیق تعادل، با انتگرالگیری از ماتریس نرمی و بردار بار باقیمانده مقاطع مختلف در طول عضو، ماتریس نرمی و به تبع آن ماتریس سختی و بردار بارهای باقیمانده گرهی اعضا تعیین شده و نهایتا همگرایی با تکرار رویه فوق حاصل می شود. روش حاضر، برخلاف سایر فرمول بندی های اجزای محدود (روش های مبتنی بر سختی)، فاقد تقریب ذاتی مربوط به کاربرد توابع شکل است. در نهایت با تحلیل چند نمونه و مقایسه نتایج حاصل از فرمول بندی حاضر با دیگر فرمول بندی ها و نتایج آزمایشگاهی موجود، صحت فرضیات و دقت و کارآیی روش ارایه شده بررسی می شود.

مهندسان سازه همیشه به دنبال طراحی سازه هایی بودند که بتوانند عملکردشان را هنگام زلزله پیش بینی کنند. با استفاده از روش طراحی مبتنی برعملکرد می توان سازه ها را مورد بررسی قرارداد تا رفتاری که در برخورد با زلزله مورد انتظار از خود نشان می دهند را مشاهده کرد. امروزه بهینه سازی در طراحی سازه ها از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. زیرا میزان هزینه برای اجرای یک سازه که از نظر اقتصادی بصرفه باشد بر اهمیت این موضوع تاثیر می گذارد. در این مطالعه بهینه سازی وزن قاب های مهاربندی همگرا بر اساس روش طراحی مبتنی بر عملکرد مورد سنجش قرار گرفته است. به دلیل آنکه یکی از مرسوم ترین روش های تحلیل برای ارزیابی عملکرد لرزه ای روش تحلیل استاتیکی غیرخطی می باشد در این مطالعه این روش به عنوان مبنای تحلیل به کارگرفته شده است. مباحث بهینه سازی به دو زیرمجموعه تابع هدف و محدودیت ها تقسیم بندی می شود. تابع هدف این پژوهش براساس معیاری از وزن سازه نوشته شده است. قیود مسئله بهینه سازی نیز شامل معیارهای پذیرش برای اعضای کنترل شونده توسط نیرو و کنترل شونده توسط تغییرشکل و سایر قیود طراحی در سطوح عملکردی مورد نظر هستند. به منظور امکان سنجی طراحی بهینه براساس مسئله تعریف شده بهینه سازی وزن دو قاب مهاربندی همگرای فولادی دوبعدی بااستفاده از الگوریتم فراابتکاری مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج حاصل از بهینه سازی نشان می دهد که می توان قاب مهاربندی همگرا را براساس روش مبتنی برعملکرد و با استفاده از الگوریتم فراابتکاری طراحی بهینه کرد.

در این نوشتار ناپایداری کششی و جابه جایی میکروسوئیچ های میکروالکترومکانیک بررسی می شود. یک مدل غیر خطی استاتیکی همراه با در نظر گرفتن اثرات میدان های حاشیه یی و نظریه ی غیر کلاسیک کوپل تنش اصلاحی برای میکروسوئیچ ارائه شده است. این مدل از یک میکروتیر یک سرگیردار تشکیل شده که با یک فاصله ی اولیه نسبت به یک الکترود ثابت قرار گرفته و با اعمال ولتاژ به سمت آن خمیده می شود. معادلات استاتیکی حاکم با استفاده از روش کمینه سازی انرژی پتانسیل استخراج شده و با کمک روش های گلرکین، عددی و اجزاء محدود اقدام به حل معادلات می شود. اثرات پارامترهای مختلف بر ناپایداری استاتیکی میکروسوئیچ بررسی می شود و خطاهای ناشی از در نظر گرفتن مدل خطی یا نظریه های غیر کلاسیک محاسبه می شود. نتایج نشان می دهد که مدل ارائه شده به خوبی قادر به پیش بینی رفتار استاتیکی سازه و محدوده ی ناپایداری استاتیکی است.

روش های متداول تحلیل و طراحی سازه ها براساس تحلیل ارتجاعی و کاهش نیروی زلزله پایه گذاری شده اند. این کاهش بار طراحی در آیین نامه ها به وسیله اعمال ضریب رفتار انجام می شود. به کار گیری تحلیل استاتیکی غیر خطی و ایده آل نمودن منحنی بارافزون بدست آمده از آن، از جمله روش های رایج در تعیین ضریب رفتار است. هدف این پژوهش ارزیابی دقت تحلیل استاتیکی غیرخطی در تعیین ضریب رفتار قاب های خمشی بتن مسلح با استفاده از روش پوش آور دینامیکی که یک تحلیل دقیق تر به دلیل لحاظ نمودن اثر مدهای بالاتر، تغییرات سختی و ماهیت دینامیکی بار نسبت به روش استاتیکی بارافزون است، می باشد. نتایج این پژوهش نشان داد مقادیر ضریب رفتار محاسبه شده با استفاده از روش تحلیل دینامیکی افزایشی با مقادیر ارائه شده از تحلیل بارآفزون حدود 13% اختلاف دارد. همچنین این روش مقادیر ضریب رفتار بیش تر از تحلیل استاتیکی بارآفزون محاسبه نموده است.