برگزاری دفاعیه دکتری آقای مهندس مهدی اقبالی

چکیده این رساله به شرح زیر می‌باشد:

تعیین وضعیت سازه‎های موجود یکی از اولویت‎های اصلی در زمینه ارزیابی آسیب‎پذیری و مدیریت خطرپذیری است. برای این منظور ابزار‌ها و روش‎های گوناگونی ارائه شده است. منحنی‎های شکنندگی به عنوان یکی از ابزارهای تعیین وضعیت سازه‎های موجود هستند. تحقیقات مربوط به تحلیل‎های شکنندگی همواره مورد توجه پژوهشگران مختلف بوده و مطالعات ارزشمندی در این زمینه انجام گرفته است. این پژوهش‎‌ها هم اکنون نیز بر اساس دیدگاه‎های جدید نظیر ارزیابی بر مبنای سطوح عملکرد، خطرپذیری، تشخیص آسیب‎های کلی سازه‎ و قابلیت اعتماد سازه‎‌ها در حال گسترش می‌‎باشند. منحنی‎های شکنندگی بر اساس روش‎های تحلیلی، تجربی، آزمایشگاهی یا ترکیبی از روش‎های مختلف تولید می‌‎شوند. روش‎های تحلیلی به علت لحاظ نمودن کلیه شرایط ساختگاهی و مشخصات سازه‎ای و ارائه نتایج دقیق دارای کاربردهای زیادی هستند.
در این پژوهش، روشی موثر مبتنی بر تحلیل‎های غیرخطی و منحنی‎های شکنندگی بهینه در ارزیابی آسیب‎پذیری ارائه شده است. برای این منظور علاوه بر استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده دقیق IDA از تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده مودال، تحلیل استاتیکی غیرخطی اصلاح شده و تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده مودال اصلاح شده برای تهیه پاسخ سازه‎‌ها استفاده شده است. برای در نظر گرفتن شرایط مختلف تحلیل، مشخصات سازه و بررسی اهمیت ناپایداری دینامیکی در ارزیابی بر اساس عملکرد از سازه یک درجه آزاد با مشخصات دینامیکی مختلف استفاده شده است. یک نمونه پل بتنی مسلح موجود برای ارزیابی دقت منحنی‎های شکنندگی و حساسیت‎سنجی این منحنی‎‌ها تحت اثر زلزله‎های حوزه نزدیک بررسی شده است. به منظور بررسی کارایی روش‎های تحلیل‎ دینامیکی اصلاح شده در ارزیابی لرزه‎ای سازه‎‌ها از دو نوع سیستم نوین باربر جانبی قابل اجرا در کشور شامل قاب‎های فولادی با سیستم مهاربندهای کمانش‌گریز و مهاربندهای زانویی استفاده شده است. قاب‎های خمشی فولادی برای انتخاب و ارزیابی روش‎های موثر برای تولید منحنی‎های شکنندگی بررسی شده‎اند. به دلیل انجام تحلیل‎های دینامیکی و ارزیابی اثرات ناشی از مشخصات زمین‎لرزه‎‌ها در منحنی‎های شکنندگی از رکوردهای مختلف زلزله‎‌ها با مشخصات ساختگاه منطبق با شرایط طراحی سازه‎های مورد مطالعه استفاده و نتایج در سه سطح عملکرد مختلف ارائه شده است. برای استخراج منحنی‎های شکنندگی از نتایج تحلیل‎‌ها، علاوه بر استفاده از روش‎های محاسباتی مرسوم از دو نوع روش تخمین و نمونه‌برداری احتمالاتی و روش‎های محاسباتی نرم بهره گرفته شده است. در روش‌های احتمالاتی از تابع برآورد درست‎نمایی بیشینه و نمونه‎گیری مکعب لاتین و در روش‌های محاسباتی نرم از دو الگوریتم بهینه‎سازی فراکاوشی جستجوی هماهنگی و الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات استفاده شده است.
به دلیل استفاده از ساده‎سازی‎های مختلف در تحلیل‎های غیرخطی بهینه نظیر استفاده از سازه‎های یک درجه آزاد معادل، بنابراین ضروری است در ارزیابی لرزه‎ای سازه‎‌ها بر اساس این تحلیل‎‌ها کلیه مشخصات سازه‌های مورد مطالعه شامل مصالح، هندسه، رفتار اجزای تشکیل‎دهنده و خواص دینامیکی سازه‎‌ها در مدلسازی لحاظ گردد. در ارزیابی پل‎‌ها، مشخصات مربوط به زلزله‌های انتخاب شده تاثیر بسزایی در پاسخ‌ها دارد. بنابراین انتخاب زلزله‎هایی با ویژگی‌های مبتنی بر فاصله از گسل با لحاظ نمودن اثرات مولفه‎های‌ قائم و افقی جنبش‌های زمین لرزه‌ای در ارائه نتایج تاثیرگذار خواهند بود. همچنین در ارزیابی پل‎‌ها به دلیل اهمیت و رفتار مختلف اجزای تشکیل دهنده تحت اثر بارهای جانبی لازم است اعضای مختلف به طور جداگانه مورد ارزیابی قرار گیرند. ضرورت مدلسازی کامل سیستم‎های نوین باربر جانبی به دلیل امکان در نظر گرفتن رفتار لرزه‎ای بهینه این سیستم‎‌ها باعث گردیده که ساده‎سازی‎های موجود در تحلیل‎های غیرخطی با دقت بیشتری مدنظر قرار گیرد و در صورتیکه استفاده از ساده‎سازی‎‌ها باعث حصول نتایج غیرقابل انطباق با رفتار مورد انتظار این سیستم‎های سازه‎ای گردد آنگاه از روش‎های تحلیلی دقیق برای تهیه پاسخ سازه‎‌ها استفاده شود.
قاب‎های خمشی فولادی به عنوان سازه‎های مرجع مورد مطالعه قرار گرفته‎اند. وجود درجات نامعینی زیاد در این نوع سازه‌ها موجب شده که مشخصه‎های مربوط به سطوح عملکرد مختلف به دقت مورد بررسی قرار گیرند و امکان استفاده از معیارهای مختلف برای ارزیابی سطوح عملکرد مربوط به این نوع سازه‎‌ها فراهم گردد. مشخصات اجزای تشکیل دهنده قاب‎های خمشی و نحوه مدلسازی تاثیر عمده‎ای در نتایج داشته است. بنابراین تعیین مدل مناسب برای قاب‎های خمشی در تعیین روش بهینه آسیب‎پذیری تاثیرگذار بوده است. علاوه بر آن، تغییر مشخصات دینامیکی سازه‌ها در قاب‌های کوتاه و میان مرتبه باعث گردیده که ساده‎سازی‎های موجود در تحلیل‎های غیرخطی به عنوان یکی از عوامل مهم در تعیین میزان کارایی این تحلیل‎‌ها در نظر گرفته شوند. استفاده از یک روش تخمین و نمونه‎برداری مناسب باعث استفاده از مجموعه محدودی از داده‎‌ها برای تولید منحنی‎های شکنندگی شده است.
نتایج برای سازه‎های مختلف مورد مطالعه نشان‎دهنده کارایی روش‎های جدید احتمالاتی و همچنین ایجاد زمینه‎های کاربردی برای استفاده از روش‎های محاسباتی نرم در ارزیابی آسیب‎پذیری سازه‎‌ها می‌‎باشد. همچنین پیشنهاداتی برای کاربرد انواع تحلیل‎های غیرخطی دینامیکی به عنوان جایگزین تحلیل‎های دینامیکی غیرخطی فزاینده دقیق IDA ارائه شده است. بنابراین با نتایج بدست آمده می‌‎توان چارچوبی موثر جهت ارزیابی آسیب‎پذیری لرزه‎ای سازه‎های موجود با استفاده از منحنی‎های شکنندگی بهینه مبتنی بر تحلیل‎های غیرخطی و روش‎های محاسباتی نرم پیشنهاد نمود.
واژه‌های کلیدی: منحنی‎های شکنندگی، تحلیل دینامیکی‎ غیرخطی، روش‎های احتمالاتی، روش‌های محاسباتی نرم.

رایانامه جهت ارتباط با دانشجوی فوق: m_eghbali [AT] iust.ac.ir