زانیار میرزائی

یکی از چالشهای اصلی مهندسی عمران، طراحی بهتر سازه‌ها برای مقاومت در برابر بارهای جانبی وارده بر سازه ناشی از زلزله و بادهای شدید و اثرات مخرب آنها میباشد. سازه‌های معمولی حتی اگر براساس معیارهای استاندارد رایج طراحی شده باشند، ممکن است تحت تاثیر زمینلرزههای بزرگ دچار تغییرشکلهای دائمی در اعضای سازه شوند .برای رسیدن به ساختمانهایی مقاوم و اقتصادی، باید سازه‌هایی ساخته شوند که مقدار زیادی انرژی ناشی از زلزله را جذب و تلف کنند. از آنجایی که تعمیر و ترمیم سازه‌های آسیب دیده از زلزله بسیار پرهزینه و زمانبر و حتی در مواردی غیرممکن میباشد، همچنین تخریب و بازسازی مجدد ساختمانها نیز اتلاف منابع است، بنابراین پیدا کردن راهی برای بهبود عملکرد و رفتار سازه و روش بهتری برای طراحی سازه‌ها بسیار موضوع با اهمیتی میباشد. در طول دهههای اخیر روشهای زیادی برای بهبود عملکرد سازه‌ها تحت زلزله توسط محققان پیشنهاد و بررسی شد. از میان سیستم‌های مقاوم در برابر بارهای جانبی که در طراحی ساختمانهای کوتاه و بلند مرتبه مورد استفاده قرار میگیرند، سیستم قابهای مهاربندی شده از متداولترین و کارآمدترین سیستمها هستند. کمبود ذاتی مهاربندهای معمولی، کمانش در فشار است که باعث کمانش خارج از صفحه تحت زلزلههای بزرگ میشود. این کمانش، سختی و مقاومت جانبی سازه را کاهش داده و به دنبال آن شکلپذیری سازه را نیز کاهش میدهد. زلزلههای ویرانگر منجر به متمرکز کردن محققان بر روی برخی رویکردها برای نجات عناصر اصلی سازه و موضعی کردن آسیبها به برخی عناصر خاص شده تا بتوان پاسخ‌های سازه را تحت زلزلههای شدید کنترل کرد. باتوجه به دغدغهی اصلی که امنیت سازه‌ها میباشد مقاومت سیستم و شکل پذیری آن باید در برابر بارهای جانبی افزایش یابد که این رویکرد بسیار پرهزینه است و بهتر است از سیستم‌های کنترل پاسخ لرزهای و دمپرهای جاذب انرژی استفاده شود. سیستم‌های نوینی در این اواخر برای کنترل میزان خسارت ناشی از بارهای جانبی وارد بر سازه‌ها توسط پژوهشگران و محققان مختلف، بررسی و پیشنهاد شده است. در این پژوهش به بررسی و ارزیابی تاثیر دمپر ویسکوالاستیک Rubber-Steel Core Damper (RSCD) بر روی عملکرد قاب مهاربندی پرداخته میشود. این میراگر فلزی مورد مطالعه را میتوان برای کاهش خسارت ناشی از زلزلههای شدید و کاهش ابعاد عناصر اصلی سازه استفاده کرد که شامل ترکیبی از هسته‌های فولادی و یک لایهی لاستیکی است و دارای رفتار ویسکوپلاستیک میباشد که در فاز الاستیک تحت زمینلرزههای خفیف، از خاصیت مواد ویسکوالاستیک بهره میبرد و با وارد شدن به ناحیهی پلاستیک و تسلیم شدن مصالح فولادی تحت ارتعاشات بزرگ، از خاصیت پلاستیکی خود برای اتلاف انرژیهای وارد شده به سازه استفاده میکند. سیستم توصیه شده بعد از ایجاد آسیبهای ناشی از نیروهای جانبی وارده بر سازه، قابلیت تعویض و یا تعمیر راحت بدون تمهیدات خاصی را دارند. لایهی لاستیکی دمپر، با میرایی بالا نوسانات کوچک را جذب و از بین میبرد و هستهی فولادی شکلپذیر آسیب به اعضای اصلی سازه را محدود و در هستهی فولادی متمرکز میکند و این همان انتظاری است که از کاربرد این دمپر در اتصالات قاب مهاربندی شده میرود و بدون هیچگونه نیروی انسانی اضافی امکان تعویض هستهی فولادی بعد از زلزلههای شدید وجود دارد و نیازی به تعویض کل دمپر نیست. در ادامه، در این تحقیق برای بررسی اثر حضور دمپر RSCD در سازه‌ها با انجام تحلیل دینامیکی افزایشی بر روی دو سازه مورد مطالعه و با ترسیم منحنی‌های شکست نتایج مورد نیاز را دریافت و عملکرد سازه‌ها با هم مقایسه میشوند

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 تاثیر 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.

آب شیرین موجود در سطح زمین یک منبع کمیاب است. انتظار میرود که از این پس به دلیل رشد جمعیت در سراسر جهان، تعادل عرضه و تقاضای آب محدود شود. تقاضای فزاینده برای آب ناشی از رشد جمعیت و شهرنشینی جهانی در سال‌های اخیر، عرضه آب را تا حد امکان تحت فشار قرار داده است. از سوی دیگر، زیرساخت‌های آب مانند لوله‌ها به دلیل کهنگی رو به زوال بوده است. افزایش تقاضای آب و تمرکز جمعیت در مناطق شهری باعث افزایش بارهای زیربنایی آب می‌شود که موجب تخریب زیرساخت‌ها می‌شود. در نتیجه هزینه نگهداری یا تجدید زیرساخت افزایش خواهد یافت. از سوی دیگر، تقاضای مشتری برای آب با کیفیت بالا وجود دارد که باید با قیمت پایین عرضه شود. در این شرایط، فناوری‌های جدید در زیرساخت‌های آب مورد نیاز است تا از منظر استفاده بهینه از منابع گرانبهای آبی جهان، توزیع آب با کیفیت بالا به کاربران را به شیوه‌ای ایمن و مقرون‌به‌صرفه ممکن سازد. کارکردهای سیستم مدیریت ساختار هوشمند و نظارت بر سلامت ساختاری به طور طبیعی در هم تنیده شده‌اند و باید به آن‌ها اهمیت داد. با این حال، اکثر فعالیت‌های پژوهشی و عملی موجود در سیستم مدیریت ساختار هوشمند و نظارت بر سلامت ساختاری، به‌صورت مجزا انجام می‌شوند. بنابراین، یک چارچوب یکپارچه برای پر کردن شکاف بین این دو حوزه تحقیقاتی ضروری است و این امر برای تضمین بهترین زیرساخت عمرانی پایدار بسیار مهم است. مطالعه حاضر، یک برنامه تصمیم‌گیری مبتنی بر ریسک را برای مدیریت زیرساخت بر اساس تحلیل قابلیت اطمینان ساختاری انجام می‌دهد. عملکرد احتمالی دارایی با استفاده از مدل‌های مکانیکی، مدل‌سازی می‌شود که عدم قطعیت را از طریق استفاده از متغیرها یا فرآیندهای تصادفی مناسب در بر می‌گیرد. تکمیل موفقیت‌آمیز این ماموریت گامی مهم به جلو برای ایجاد انقلابی در روش‌های سنتی مبتنی بر بازرسی بصری خواهد بود. در نتیجه، با ارائه ابزاری کارآمد به مدیران ساختار برای تصمیم گیری به موقع و هوشمندانه در زمینه نظارت، ارزیابی و نگهداری زیرساخت‌های عمرانی رو به زوال، موجب پیشرفت و کاهش هزینههای آتی خواهد شد.

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 موثرترین 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.