در چند دهۀ اخیر استفاده از قاب خمشی خرپایی ویژه به عنوان یک نمونۀ نسبتاً جدید از سیستم قاب فولادی برای مناطق زلزله خیز توسعه یافته است. این قاب ها انرژی زمین لرزه را از طریق بخش های ویژۀ شکل پذیر که در وسط تیر خرپایی تعبیه شده است، مستهلک می کنند. در این تحقیق رفتار لرزه ای قاب خمشی خرپایی با ستون خرپایی به کمک سه تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش آور)، تحلیل چرخه ای (سیکلیک) و تحلیل تاریخچه زمانی مورد بررسی قرار گرفته و با قاب خمشی خرپایی ویژه مقایسه شده است. برای نیل به این هدف دو مدل دوبعدی با ویژگی یکسان بر اساس ضوابط طراحی لرزه ای، طراحی و به کمک روش پلاستیسیتۀ متمرکز به مدل غیرخطی تبدیل شدند. در محدودۀ فرض های این پژوهش، نتایج نشان می دهد که قاب خمشی خرپایی ویژه با ستون خرپایی دارای عملکرد لرزه ای مناسب تری نسبت به قاب خمشی خرپایی ویژه می باشد؛ در قاب با ستون خرپایی، ضریب شکل پذیری، انرژی مستهلک شدۀ بیش تر، توزیع یکنواخت مفاصل پلاستیک با تأمین سطح عملکرد بالاتر، توزیع دریفت یکنواخت تر و همگن در مقایسه با قاب خمشی خرپایی ویژه مشاهده شد. همچنین این قاب ها به دلیل وزن کم تر از نظر اقتصادی مطلوب تر هستند و در آن ها برای عبور لوله های تأسیساتی نیز از جان ستون استفاده می شود.

در چند دهه اخیر استفاده از قاب های خمشی خرپایی ویژه به عنوان یک نمونه نسبتا جدید از سیستم قاب فولادی برای مناطق زلزله خیز توسعه یافته است. این قاب ها انرژی زمین لرزه را از طریق بخش های ویژه شکل پذیر واقع شده در نزدیکی وسط دهانه شاهتیر خرپایی مستهلک می کنند. در این تحقیق ضریب رفتار قاب های خمشی فولادی با تیرهای خرپایی ویژه ناشی از شکل پذیری و اضافه مقاومت با مدل سازی به روش اجزا محدود به کمک تحلیل استاتیکی فزاینده غیرخطی (pushover) تعیین شده است. به منظور در نظر گرفتن رفتار غیرخطی مصالح در تشکیل مفاصل پلاستک از مدل الاستو پلاستیک استفاده شده است. محل تشکیل مفاصل پلاستیک در ابتدا و انتهای تیرها و ستون ها فرض گردیده است. تحلیل ها برای دو حالت با قطری های ضربدری و ویراندیل از قاب های دو و سه دهانه برای سازه های 3 الی 8 طبقه صورت پذیرفته و مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که ضریب رفتار قاب ویراندیل بیشتر از ضریب رفتار قاب ضربدری است که معرف عملکرد لرزه ای مناسب تر این سازه ها می باشد. همچنین نتایج نشان می دهند که ضریب رفتار در حالت کلی به شدت وابسته به ارتفاع سازه است به طوری که با افزایش ارتفاع سازه این ضریب به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

قاب های خمشی خرپایی ویژه ( STMF) جلوه ای از یک سیستم قاب خمشی فولادی را نشان می دهد که به دلیل وجود تیرهای خرپایی عمیق، سختی جانبی بالا داشته و می تواند عرض دهانه طولانی را پوشش دهد. هنگامی که یک قاب STMF در معرض بارگذاری چرخه ای قرار می گیرد، اتلاف انرژی از طریق شکل پذیری قسمت ویژه که در میانه دهانه تیر خرپایی قرار دارد صورت می گیرد. در این تحقیق مروری بر نتایج عددی یک قاب STMF با دهانه ویرندل ارائه می شود که قسمت ویژه آن به منظور اتلاف انرژی بیشتر توسط میراگرهای تسلیمی به عنوان ابزار افزاینده سختی و میرایی تقویت خواهد شد. برای این منظور از میراگر لوله ای X شکل (XPD ) استفاده شده و تاثیر پارامترهای این میراگر بر رفتار چرخه ای قاب های STMF بررسی خواهد شد. افزودن این میراگرها در دو حالت با اعضای یال بالا و پایین دارای انتهای گیردار و مفصلی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل های اجزای محدود بر اساس پارامترهای چرخه ای (حد باربری و سختی اولیه و نهایی)، مقدار بیشینه کرنش پلاستیک تجمعی و همچنین اتلاف انرژی صورت گرفته در طی بارگذاری با هم مقایسه شده است. طبق نتایج حاصل شده از تحلیل مدل های عددی قاب خمشی با تیر خرپایی دارای اتصال مفصلی در دو انتهای قسمت ویژه که به مجموعه میراگر پیشنهادی مجهز شده است، استفاده از این میراگر باعث افزایش اتلاف انرژی تا 70% می شود. افزایش ضخامت میراگر لوله ای X شکل باعث افزایش باربری اعم از نیروی تسلیم و نهایی می شود. علاوه بر این، تمرکز تنش و کرنش در اعضا به میزان زیادی کاهش می یابد که در نتیجه از آسیب در اعضا اجتناب می شود.

امروزه به منظور ارزیابی لرزه ای سازه ها روش های تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیر خطی به سرعت درحال گسترش است. روش های تحلیل دینامیکی غیر خطی به حجم زیاد محاسبات نیازمند بوده و بیشتر زمان بر هستند. این موضوع باعث پدید آمدن روش های نوین براساس مفاهیم مربوط به تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیر خطی شده است. یکی از فرم های سازه ای پرکاربرد در سازه های بلند استفاده از ترکیب دو قاب خمشی محیطی دسته شده و کمربند سخت کننده خرپایی می باشد. این فرم سازه ای در کاهش پاسخ سازه دربرابر بارهای جانبی تاثیر دارد. در این پژوهش به ارزیابی مدل های مطالعاتی سازه 20 طبقه با قاب خمشی محیطی دسته شده با دو آرایش اسکلت مقاوم کمربند خرپایی در طبقات 19 و 20 سازه با استفاده از 7 رکورد مقیاس شده حوزه دور و نزدیک گسل، دارای پالس های بزرگ سرعت، تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده (IDA) و تحلیل استاتیکی غیر خطی اصلاح شده فزاینده (IMPA) و تحلیل استاتیکی غیر خطی مودال (MPA) و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی انجام گرفته است. دقت روش IMPA نسبت به روش تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA) مقایسه گردیده و همچنین مقایسه ای بین رفتار جانبی غیر خطی مدل ها، با مهار کمربند خرپایی و بدون مهار کمربند خرپایی با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی بار افزون انجام گرفته است؛ نتایج حاصله نشان دهنده تفاوت معنا دار پارامتر دریفت بین سه پیکربندی یاد شده تحت پالس های پر دامنه سرعت می باشد. سازه های مجهز به مهار کمربند خرپایی در تراز بالاتری از PGA دچار گسیختگی شده و ظرفیت شدت لرزه ای قاب در طبقات بالایی افزایش داده است. تغییر مکان نسبی بیشینه در ناحیه پاسخ غیر الاستیک در حوالی طبقات میانی رخ داده است.

طراحی فرم با عملکرد سازه ا ی بهینه همواره توجّه تعداد زیادی از متخصصین را به خود جلب کرده است؛ در این زمینه، علم بایونیک (bionic) نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در موجودات زنده، استخوان ها، عناصر سازه ای اصلی بدن هستند که به نسبت وزن خود نیروی زیادی را تحمل می کنند. این عناصر که دارای ساختار مارپیچ هستند، در این تحقیق مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفته اند؛ در این مقاله، تلاش شده تا مکانیزم انتقال نیرو در آن ها شناسایی گردد؛ سپس با کاربست اصول سازه ای موجود در آن، مجموعه ای از ستون های مارپیچ با زوایای چرخش مختلف، طراحی شده است. در ادامه ی مقاله، با استفاده از مدل سازی و بارگذاری ستون ها و تحلیل یافته ها توسط نرم افزار SAP2000، به روش شبیه سازی، به تجزیه و تحلیل فرم های مختلف پرداخته شده است. بر پایه ی یافته های این پژوهش، ساختار مارپیچ برای یک ستون، به ازای زوایای چرخش مشخص، در کنار رفع الزامات سازه ای، وزن کمتری نسبت به خرپا ی متعارف داشته، مصالح کمتری در آن مورد استفاده قرار می گیرد و از این رو ضمن برآورده کردن اقتضائات اقتصادی می تواند منجر به فرمی بهینه شود؛ این فرم می تواند در ایجاد یک فضای معماری همچون نظرگاه مورد استفاده واقع شود.

امروزه تحلیل های دینامیکی غیرخطی در حوزه ی تحقیقات و طراحی مهندسی سازه و زلزله کاربرد فراوانی داشته و به طور گسترده در طراحی براساس عملکرد سازه ها، طراحی براساس تاب آوری، و همچنین سایر زمینه های احتمالاتی و بهینه سازی، مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجایی که این تحلیل ها، هزینه ی محاسباتی بالایی را به محققان تحمیل می کند، در بسیاری از این تحلیل ها از مدل های ساده شده استفاده می شود. قاب جایگزین یک مدل ساده شده برای قاب های خمشی فولادی و بتنی است که از طرفی پاسخ های تغییرمکانی قاب را با دقت خیلی خوبی پیش بینی می کند و از طرف دیگر، زمان تحلیل را تا چند برابر کاهش می دهد. علی رغم ارزیابی های متعدد مدل قاب جایگزین در تحلیل های دینامیکی غیرخطی، تحلیل های دینامیکی فزاینده و تعیین منحنی های شکنندگی، دقت این مدل جهت پیش بینی پاسخ های نیرویی مورد بررسی قرار نگرفته است. از آنجایی که در ارزیابی عملکردی سازه ها، بررسی اعضای نیرو کنترل جهت جلوگیری از ایجاد مکانیزم نامطلوب شکست، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق ابتدا پاسخ های نیرویی ستون های قاب اصلی تحت رکورد زلزله با استفاده از یک روش تحلیلی از پاسخ های قاب جایگزین به دست آمد. سپس، دقت پاسخ های به دست آمده، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی های انجام شده نشان داد که مدل قاب جایگزین لنگر خمشی، نیروی برشی، و نیروی محوری را به طور میانگین بین 0.8 تا 1.2 پاسخ ستون های قاب اصلی پیش بینی می کند که میزان پراکندگی پاسخ ها نیز برای رکوردهای مختلف کمتر از 0.2 است.