Zanyar Mirzaei

One of the main challenges in civil engineering is to design better structures that can resist lateral loads caused by earthquakes and strong winds, along with their destructive effects. Conventional structures, even when designed according to current standard codes, may experience permanent deformations in structural members under large earthquakes. To achieve resilient and cost-effective buildings, structures must be designed to absorb and dissipate a significant amount of seismic energy. Since repairing and retrofitting earthquake-damaged structures is often expensive, time-consuming, or even impossible in some cases, and demolishing and rebuilding structures leads to resource waste, finding ways to improve structural performance and develop better design methods is of great importance. Over the past decades, numerous methods have been proposed and investigated by researchers to enhance the seismic performance of structures. Among the lateral load-resisting systems used in both low-rise and high-rise buildings, braced frame systems are among the most common and efficient. A fundamental drawback of conventional braces is buckling under compressive forces, which can lead to out-of-plane buckling during major earthquakes. This buckling reduces the lateral stiffness and strength of the structure and consequently diminishes its ductility. Devastating earthquakes have led researchers to focus on approaches that protect primary structural elements and localize damage to specific components, enabling better control of structural responses during strong ground motions. Given the importance of structural safety, improving system strength and ductility against lateral loads is crucial. However, this approach is costly, and it is more practical to use seismic response control systems and energy-dissipating dampers. Recently, innovative systems have been proposed and investigated by researchers to control damage caused by lateral forces on structures. In this study, the effect of the Rubber-Steel Core Damper (RSCD), a viscoelastic damper, on the performance of braced frames is examined. This metal damper can be used to reduce damage from strong earthquakes and allow for smaller primary structural elements. It consists of a combination of steel cores and a rubber layer and exhibits viscoplastic behavior. Under minor earthquakes, it operates in the elastic phase utilizing viscoelastic properties, while under large vibrations it yields and dissipates energy through its plastic behavior. The proposed system allows for easy replacement or repair after damage from lateral forces without requiring special procedures. The rubber layer, with high damping capacity, absorbs and eliminates small oscillations, while the ductile steel core limits damage to primary structural members by concentrating it within the core. This is the expected performance of this damper when installed in braced frame connections. After a major earthquake, the steel core can be replaced without the need to remove the entire damper and without additional labor. In this research, the effect of incorporating RSCDs in structures is studied through Incremental Dynamic Analysis (IDA) on two case study buildings. Fragility curves are then generated to evaluate and compare the performance of the structures.

In recent years, the growing emphasis on sustainable construction has led to an increasing body of research on the life cycle assessment (LCA) of buildings. While many studies have analyzed the environmental, economic, and social impacts of buildings throughout their life cycles, limited attention has been given to the sustainability implications of earthquake-induced repair activities. These repair activities significantly influence all three pillars of sustainability by causing economic losses due to repair costs and downtime, environmental damage through resource consumption and waste generation, and social impacts such as injuries and fatalities. Assessing the expected seismic damage of buildings requires understanding their structural behavior under seismic events, as insufficient resilience can lead to substantial damage and high repair demands. To minimize these impacts, researchers have examined various structural systems, often conducting comparative studies to identify those with lower economic and environmental costs and greater structural resilience. In the Iranian construction industry, a shift from steel structures to concrete structures has been observed in recent years due to factors such as material availability, cost, and advances in construction techniques. This transition underscores the importance of assessing the sustainability of these systems. This study aims to perform a comparative analysis of steel moment frames (SMF) and concrete moment frames (CMF) under seismic conditions, focusing on their environmental and structural performance. The findings will contribute to understanding which structural system offers superior sustainability, providing insights for future construction practices in earthquake-prone regions.

The fatigue of concrete structures is related to various environmental factors and external loads such as earthquakes, wind, and other forces. The formation of cracks in concrete structures has been a significant challenge in civil engineering and has garnered considerable attention from re-searchers. Artificial intelligence has opened new horizons in estimating and predicting cracks in this context. Machine learning, facilitated by extensive databases, including crack shape, size, and the load that caused it, processes data to estimate the load that created the crack based on its shape. Specifically, crack detection begins by using standard edge detection filters with appropriate ac-curacy to extract the crack shape. This research combines manual crack detection processes with machine vision algorithms and analyzes images taken from the shear walls of two buildings at the University of Kurdistan. For this purpose, the Otsu and Canny methods are employed for crack detection. In addition, studying crack patterns and determining properties of cracks, such as length, width, and angle, using standard equations and mathematical representations of cracks, are also used to understand their nature and cause. Combining the investigated methods is ultimately ap-plied to concrete structures considered real-world examples. The results obtained from these samples provide valuable information. The analysis results for these samples show that all observed cracks result from poorly executed concrete casting processes and thermal changes.

پل های بزرگراهی یکی از اجزای اصلی زیرساخت ها و شریان های حمل و نقل کشورها هستند. صرف زمان و هزینه زیاد و همچنین نیاز به نیروی کار زیاد برای تعمیر و نگهداری پل ها، اهمیت مدیریت زیرساخت های موجود و دوام و ماندگاری این زیرساخت را افزایش می دهد. از این رو نیاز به روشی برای ایجاد یک برنامه ریزی دقیق و کامل برای نگهداری پل ها حیاتی به نظر می رسد.. از آنجایی که بیشتر پل های ملی باید سالانه بازرسی شوند، حجم زیادی از داده های مربوطه وجود دارد که باید جمع آوری، ذخیره و تجزیه و تحلیل شوند. این مقدار داده می‌تواند منجر به عملکرد ضعیف در جمع‌آوری و ذخیره‌سازی شود و همچنین می‌تواند بر فرآیند تصمیم‌گیری برای تعمیر، بازسازی و ارزیابی پل تأثیر منفی بگذارد.. ایجاد یک نمایش دیجیتال قابل اعتماد از یک ساختمان یا زیرساخت موجود برای طراحی و تصمیم گیری، برنامه ریزی، پیش بینی، مدیریت عملکرد پل و امکان به روز رسانی اطلاعات و دسترسی به پروژه ها برای ذینفعان آنها در یک محیط دیجیتال از مزایای آن است. مدل سازی اطلاعات ساختمان زمینه را برای همه طرف های درگیر در پروژه برای تصمیم گیری مناسب فراهم می کند. مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) یک فناوری مدل سازی است که در دهه های اخیر توسعه یافته و به طور فزاینده ای در طراحی، ساخت و مدیریت سازه های عمرانی به کار گرفته شده است. این فناوری نمایش دیجیتالی از ویژگی‌های سیستم ساخت و ساز را ارائه می‌کند که مبنایی قابل اعتماد برای تصمیم‌گیری در طول چرخه عمر پروژه ایجاد می‌کند و به ذینفعان زیرساخت کمک می‌کند تا تصمیم‌گیری کنند. مدل‌سازی اطلاعات ساختمان فرصت‌های جدیدی را برای ردیابی و بهره‌برداری از اطلاعات باز می‌کند و اطلاعات دقیقی را برای پیشبرد اهداف ارزیابی، نگهداری و مدیریت به طور کلی در اختیار کاربران قرار می‌دهد.یکی از کاربردهای BIM درنگهداری پل‌ها را می‌توان استفاده از این رویکرد در تعیین وضعیت المان‌های سازه ای مبتنی بر روش تحلیل ظرفیت به تقاضا برای المان‌های سازه‌ای و تاثیرنقش پایگاه داده در این امر اشاره کرد. در این پایان نامه تهیه ی مدل BIM از مطالعه ی موردی یک پل انجام شده است. به منظور بررسی و احراز شرایط سازه ای المانها و همچنین نیاز انها به تعمیر و نگهداری ، از تحلیل غیر خطی برای نمونه ی مورد بحث استفاده شده است. در پایان با توجه به نتایج به دست امده از تحلیل ، ظرفیت هر المان با توجه به شرایط موجود و نیاز پروژه مورد بحث قرار گرفته است و تصمیم برای تعمیر و نگهداری اتخاذ شده است.

There is scarcity in the fresh water supply across the globe. Due to the growth of the world population, water supply and demand balance should be restricted. The incremental demand for water, because of population growth and global urbanisation in recent years, has complicated water supply. On the other hand, infrastructures such as pipes are falling out of use due to erosion. The high rate of water demand and the population density in urban areas lead to the increase of water infrastructure loads which end in infrastructure deterioration. Also there a rise in the customer’s request for fresh water with high quality and low price. Therefore, new technologies are required in water infrastructures in order to provide customers with high quality, secure and affordable water. The functions of smart structure management system and structural condition monitoring are naturally interwoven and should be taken into account. However, most of the scientific studies in the filed of smart structure management system and structural condition monitoring are conducted independently. So an integrated framework is needed to fill the gap between these two fields of study and such an integration is vital to guarantee the best stable civil structure. The current study proposes a decision-making plan based on risk for infrastructure management according to structural reliability analysis. The potential performance is simulated by means of mechanical models which includes uncertainty by using variants or proper random processes. The successful accomplishment of this mission is a progressive step toward a transformation in the traditional methods based on visual review. As a result, providing structural managers with efficient tools for intelligent and timely decisions in monitoring, evaluating and maintaining obsolete civil structures means progress and a cut-down in the costs.

سطح جزئیات در مدلسازی اطلاعات ساختمان برای مراحل کلیدی پروژه ساخت تعریف می شود و به ذینفعان پروژه اجازه می دهد که مطابق با نیاز پروژه، میزان تبادل اطلاعات سازگار با پروژه را تعیین کنند و آن ها را قادر می سازد در مورد مراحل بعدی پروژه تصمیم بگیرند. سطح جزئیات مربوط به جزییات مولفههای مدل سازه می باشد و در مراحل پیشرفت پروژه از پایینترین سطح نمایش تقریبی (یعنی نمایش مفهومی) به بالاترین سطح نمایش (یعنی نمایش چون ساخت) تعریف می شود. در مرحله طراحی سازه ای ساختمانی به صورت سنتی، معمولا مدلی از سازه با جزییات مینیمم برای مدلسازی در نظر گرفته می شود. واضح نیست که آیا در نظر گرفتن پایین ترین سطح جزییات در طراحی سازه ای بهینه است یا خیر. هدف از انجام این تحقیق، بررسی تاثیر در نظر گرفتن سطح جزئیات مد لسازی BIM در تحلیل رفتار سازه تحت تاثیر بارهای لرزه ای است. در این مطالعه ابتدا آیین نامهها و استاندارهای مورد نیاز جهت مشخص نمودن سطوح LOD و تحلیل سازه بررسی و مقایسه شدند. مفاهیم و مدل هایی بر اساس استاندارهای موجود انتخاب شده و به عنوان مطالعه موردی مدل های ساختمانی مربوط به یک پروژه واقعی در سه سطح 200 LOD، 300 LOD و 350 LOD ایجاد و بررسی شدند. بر اساس تحلیل استاتیکی، طیفی و پوش اور نتایج مربوط به این مدل ها مقایسه گردیده و سطحLOD بهینه بر اساس پارامترهای برش پایه، منحنی ظرفیت، دریفت و دوره تناوب تعیین شد. مطابق نتایج به دست آمده در این تحقیق، پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده ارائه گردید.

تحلیل و طراحی انواع مختلف سازههای عمرانی بر اساس عملکرد و مبتنی بر نظریه ی قابلیت اعتماد، به دلیل ماهیت تصادفی پارامترهای سازه ای درچند سال اخیر به صورت گسترده مورد توجه محققان قرارگرفته است. این نظریه به عنوان شاخه ای از تئوری عمومی احتمالات، دارای چارچوبی منطقی است که با احتساب و تجزیه و تحلیل عدم قطعیت های ناشی از طبیعت آماری مسائل مهندسی با استفاده از روش های عددی، امکان ارزیابی عملکرد و ایمنی یک سیستم سازه ای را فراهم می سازد. در این میان، روش های عددی از جمله روش اجزا محدود تصادفی نقش به سزایی در مکانیک محاسباتی تصادفی دارند. این روش در واقع بسطی از روشهای اجزا محدود کلاسیک با ماهیت تصادفی می باشد که برای کمی سازی عدم قطعیت یک مسئله به کار می رود و خروجی را به صورت شاخصهای آماری همچون مقدار متوسط، انحراف معیار و توزیع احتمالاتی پاسخ بیان می کند.در این پایان نامه، قابلیت اعتماد دیوارهای برشی بتن آرمه براساس نتایج تحلیل اجزا محدود غیرخطی تصادفی تحت بارگذاری یکنواخت و دوره ای ارزیابی شده است. جهت برآورد احتمال وقوع خرابی بر اساس تحلیل اجزا محدود تصادفی روش های متفاوتی وجود دارد .در این مطالعه روش مونت کارلو به عنوان یکی از مؤثرترین روش ها در شبیه سازی استفاده شده است. در ارزیابی قابلیت اعتماد دیوارهای برشی، پارامترهای مرتبط با خصوصیات مصالح بتنی، میلگردهای فولادی و بارگذاری بصورت تصادفی با توزیع های احتمالاتی نرمال و غیرنرمال در نظرگرفته شده و نتایج در سطوح عملکرد ایمنی جانی و آستانه ی فروریزش بدست آمده است. همچنین ضریب کاهش مقاومت بر اساس شاخص قابلیت اعتماد بدست آمده برای دیوارهای مورد مطالعه، پیشنهاد شده است. در ادامه تحلیل حساسیت پارامترهای تصادفی به منظور بررسی میزان تاثیر پارامترهای مختلف بر روی منحنی پاسخ بارجانبی-تغییرمکان دیوارهای بتن آرمه، ارائه شده است. بر اساس نتایج بدست آمده در این پایان نامه، بیشترین میزان حساسیت منحنی پاسخ، از میان پارامترهای تصادفی، مربوط به بارگذاری است. همچنین نتایج بدست آمده نشان می دهد که حساسیت منحنی پاسخ نسبت به بار جانبی بیشتر از بار مرده و زنده می باشد.