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.

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.

در هر سازه ی عمرانی ممکن است در اثر بارگذاری حدی، مانند زلزله و بادهای شدید، آسیب های سازه یی ایجاد شود که این آسیب ها می توانند منجر به شکست های سازه یی فاجعه بار شوند. این در حالی است که اهمیت ارزیابی ایمنی در سازه هایی نظیر سدهای بتنی بزرگ که حضور آسیب در آن ها علاوه بر ایجاد خسارت های اقتصادی، ایمنی ساکنان پایین دست سدها را نیز به خطر می اندازد، بیش از پیش اهمیت می یابد. رویکرد کنترلی سازه، پایش سلامت سازه نامیده شده است. یکی از روش های جدید و مفید برای تشخیص آسیب در فرایند پایش سلامت سازه، روش تبدیل موجک است. در پژوهش حاضر، به منظور کارآمدی روش ارائه شده برای تشخیص موقعیت آسیب در سدهای بتنی وزنی، نتایج حاصل از تحلیل های استاتیکی و مودال سد بتنی وزنی کوینا، تحت تبدیل موجک قرار گرفته و موقعیت آسیب های فرضی در نظر گرفته شده در سد، شناسایی شده اند. براساس نتایج به دست آمده، مشاهده شد که در فرایند شناسایی آسیب بر روی داده های استاتیکی، عواملی همچون نزدیکی ترک به موقعیت نقاط نمونه بردای در میزان ضرایب موجک تأثیر گذار است.

با توسعه کاربرد تحلیل پوش آور در سال های اخیر روش های پوش آور پیشرفته متعددی برای لحاظ کردن اثر مودهای بالاتر و همچنین اثر تغییر مشخصات مودال سازه در طول تحلیل ناشی از تسلیم اعضا پیشنهاد شده است. روش های پیشنهادی عموما برای لحاظ کردن اثرات مودهای بالاتر از چندین تحلیل پوش آور با الگوی بارهای متناسب با اشکال مودی سازه استفاده می نمایند و نتایج حاصل از این تحلیل ها با یکدیگر ترکیب می شوند (به صورت چندبار اجرا). از آنجاییکه در ناحیه غیر خطی مودهای مختلف یک سازه را نمی توان مستقل از یکدیگر فرض کرد لذا تجزیه یک سازه چند درجه آزادی به چند سازه یک درجه آزادی در ناحیه غیر خطی از لحاظ تئوریکی با مشکلاتی روبرو است. روش های تحلیل پوش آور مودال با چند بار اجرا نمی توانند اثرات اندرکنش بین مودها در ناحیه غیر خطی را لحاظ نمایند. به همین منظور برخی از محققین روش های مودال با یک بار اجرا را پیشنهاد داده اند که در آنها الگوهای بار متناسب با مودهای مختلف با یکدیگر ترکیب شده و به صورت یک الگوی بار واحد بر سازه اعمال می شوند (به صورت یک بار اجرا). در این مقاله به منظور بهبود و افزایش دقت روش های تحلیل پوش آور با یک بار اجرا یک روش جدید تحلیل پوش آور مودال با یک بار اجرا با الگوی بار به هنگام شونده ارایه شده است. روش پیشنهادی بر روی یک نمونه سازه 9 طبقه فولادی تحت اثر زلزله کوبه به کار گرفته شده و مشاهده شده است که روش مذکور با دقت مناسبی می تواند پاسخ های حاصل از تحلیل دینامیکی غیرخطی را تقریب بزند.

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.

امروزه نیازهای موجود در طراحی سازه ها از جمله وزن کم و استحکام بالا در علم مهندسی سازه، امکان ایجاد ارتعاشات ناخواسته و مخرب را در این سیستم ها افزایش داده است. همچنین استفاده از نرم افزار های کامپیوتری برای مدل سازی نمی تواند به تنهایی به طور دقیق رفتار دینامیکی سازه ساختمانی را پیش بینی نماید. به همین دلیل رویکردی اساسی به تکنیک های تجربی ایجاد شد و سبب ایجاد پیشرفت در زمینه آنالیز مودال گردید. در سال های اخیر آنالیز مودال به عنوان ابزاری جهت تعیین و ارتقا مشخصات دینامیکی سازه ها استفاده شده است: مدهای ارتعاشی بدست آمده از تحلیل مودال برای فهم صحیح رفتار سازه مفید می باشد. همچنین از مدهای بدست آمده از آنالیز مودال در تحلیل های تاریخچه زمانی مودال و تحلیل شبه دینامیکی طیف پاسخ نیز استفاده می گردد. نکته قابل توجه در تحلیل مودال این مطلب می باشد که در هنگام استفاده از تحلیل مودال دو نوع حالت تحلیلی با نام های حالت بردار ویژه و حالت بردار ریتز وجود دارد. یافتن بهترین روش بین دو حالت در تحلیل مودال بر روی پاسخ های سازه ها بسیار مهم می باشد، تا به امروز مطالعاتی گسترده و جامع در این زمینه صورت نگرفته است. با توجه به اهمیت این موضوع، در این پژوهش به بررسی ارزیابی دقت بین دو حالت بردار (ریتز) و (ایگن) در تحلیل مودال پرداخته خواهد شد. در انتها مشاهده شد که تحلیل مودال ناشی از بردار ایگن دقت بیشتری نسبت به بردار ریتز دارد و نتایج حاصل از تحلیل مودال ایگن به واقعیت نزدیکتر است.