فرکانس طبیعی پارامتری است که نقش کلیدی در طراحی دینامیکی سازه ها و ارزیابی آسیب پذیری ساختمان ها دارد. در استانداردهای زلزله برای تخمین فرکانس طبیعی از روش های تحلیلی و روابط تجربی استفاده شده است، ولی با توجه به تاثیر عوامل مختلف مانند شیوه طراحی، مصالح ساختمان، شرایط ساختگاه، این روابط هنوز از اعتماد کافی برخوردار نیستند. برای تخمین فرکانس طبیعی ساختمان می توان از تحلیل عددی سازه و یا روابط تجربی حاصل از تحلیل نسبت طیفی میکروترمورها استفاده کرد. تحقیق حاضر به بررسی عوامل موثر بر تغییر فرکانس طبیعی سازه مانند عمر سازه و مسایل اجرایی پرداخته است. بدین منظور از دو روش تجربی و عددی استفاده شد. در ابتدا مقادیر فرکانس طبیعی حاصل از محاسبه نسبت طیفی H/V میکروترمور مربوط به 12 ساختمان شامل 6 ساختمان نوساز و 6 ساختمان قدیمی در شهر شیراز تخمین زده شد و از دو روش تحلیلی و تجربی روابط همبستگی میان فرکانس تشدید با طبقات تخمین زده شد. نتایج نشان می دهد که از داده های میکروترمور می توان برای تحلیل پاسخ لرزه ای ساختمان ها استفاده کرد. به علاوه نتایج محاسبات سازه به روش تحلیل عددی در مقایسه با تحلیل های نسبت طیفی H/V به دلیل اعمال ضرایب ایمنی در استانداردها محافظه کارانه است. همچنین تغییرات فرکانس ساختمان با افزایش طبقات به صورت توابع توانی و یا دو جمله ای کاهشی است. عمر سازه و تغییر ضوابط آیین نامه ای تغییرات حدود 40 الی 50 درصدی را در مقدار فرکانس ایجاد می کند.

هدف اصلی این مطالعه آشکارسازی رفتار دوره ای خشکسالی های ماهانه ایران است. برای دستیابی به این هدف از آمار بارش ماهانه 41 ایستگاه همدیدی کشور برای یک دوره آماری 31 ساله (2013– 1983) و برای شناسایی فراوانی درجات مختلف خشکسالی ها از شاخص خشکسالی موثر (EDI) استفاده شد. هدف اصلی این شاخص اختصاص یک ارزش عددی به هر رویداد بارندگی در مقیاس زمانی ماهانه می باشد. در تحلیل طیفی و شناسایی دوره های غالب موجود در سری های زمانی خشکسالی ایستگاه های مورد مطالعه از تبدیل فوریه سریع (FFT) تقسیمات بسامدی با مبنای دو استفاده شد. نتایج نشان داد که دوره های غالب موجود در سری های زمانی خشکسالی های ایران بسیار متنوع بوده و از دوره های 2 تا 30 ساله را شامل می شوند. به طور کلی برای دوره های بلندمدت، می توان در کل ایران دو دوره 10 ساله و 30 ساله را به عنوان دوره های غالب در نظر گرفت. در دوره های بلند مدت، فراوانی این دو دوره در مولفه اول بیشینه است و در دو مولفه دیگر کاهش می یابد. اما درخصوص دوره های کوتاه مدت، نمی توان برای کل ایران یک دوره غالب مشخص کرد. نکته حائز اهمیت در مورد دوره های کوتاه مدت عدم وجود دوره های درون سالی، به استثنای یک ایستگاه (ایستگاه بابلسر)، در کل ایستگاه های مورد مطالعه است.

تحلیل های خطی در شرایط مناسب می توانند تقریب قابل قبولی از ویژگی ها و رفتار حقیقی سازه ها ارائه دهند که انواع مختلف آن ها شامل تحلیل های استاتیکی معادل مود اول، دینامیکی طیفی مودال و تاریخچه زمانی می باشد. در این مقاله با انجام تحلیل های خطی استاتیکی، دینامیکی مودال طیفی و تاریخچه زمانی با 7 رکورد مختلف بر روی یک ساختمان 8 طبقه قاب خمشی بتن آرمه با نامنظمی در ارتفاع و پلان، مقادیر برش و دریفت طبقات و لنگر های واژگونی در قالب نمودار باهم مقایسه شد. روش مودال طیفی در حالت های مجموعه کامل مودها و مجموعه جزیی از مود ها با 90 درصد جرم مؤثر بررسی شد که اختلاف در نتایج آن ها بسیار جزیی بود. در نتیجه پژوهش متغییر های برش، دریفت و لنگر واژگونی طبقات به ترتیب در روش های تاریخچه زمانی، استاتیکی معادل مود اول و مودال طیفی دارای بیشترین مقدار بودند.

هدف از بهینه سازی سازه ها در مهندسی عمران به طراحی سازه برای رسیدن به کم ترین وزن و هزینه اجرایی است، به طوری که مسایل فنی مساله نیز رعایت گردد. قاب های بادبندی شده یکی از انواع سازه هایی است که کاربرد روز افزونی در مهندسی عمران دارد. محل قرارگیری بادبند در دهانه های مختلف، همراه با طول تیر پیوند نقش موثری در عملکرد قاب دارد؛ به همین دلیل در این پژوهش این نوع قاب ها تحت اثر بار مرده و زنده و طیف زلزله به روش تحلیل دینامیکی، بهینه سازی گردیده اند. روش به کار رفته برای بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک مهاجرتی است. اساس این نوع الگوریتم این است که با الهام از طبیعت موجودات زنده و نحوه انتقال وراثت میان نسل های مختلف آن ها بهینه توابع ریاضی را محاسبه می نماید. مدل بر روی قاب های دو بعدی و سه بعدی بادبند دار اجرا گردید. نتایج نشان داد که با تعریف تابع هدف و قیود و ضوابط مناسب این قاب ها به عنوان ورودی مدل، می توان طرح بهینه دقیقی را به عنوان خروجی از آن دریافت نمود.

مدارک مستند فراوانی براساس مطالعات دفتری و مشاهدات میدانی وجود دارد که نشان می دهند هنگام وقوع زلزله، محیط خاکی زیر سازه ها و پدیده اندرکنش خاک و سازه، نیروهای لرزه ای وارد به سازه را افزایش داده به طوری که این افزایش، در موارد زیادی به خرابی و فروریزش سازه ها منجر شده است. مشاهدات عینی زلزله های گذشته، تجربیات و مدل سازی ها نشان می دهند که شدت و محتوای فرکانسی امواج زلزله ثبت شده روی سطح زمین، تحت تأثیر رفتار غیرخطی خاک ساختگاه قرار دارد. اطلاع از شدت و چگونگی این تأثیر برای ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه ها و شریان های حیاتی ضروری است؛ ازاین رو در این پژوهش برای ارزیابی رفتار غیرخطی خاک، تحلیل های دینامیکی خطی معادل و غیرخطی در حوزه ی زمان روی مدل های یک بعدی از لایه ی خاک زیرسطحی با استفاده از اطلاعات گمانه های حفر شده در شهر ارومیه انجام و نتایج دو تحلیل با یکدیگر مقایسه شده است. در این تحلیل ها، از یازده شتاب نگاشت به عنوان حرکت ورودی برای تحلیل استفاده شد. با مقایسه شتاب های طیفی در سطح زمین در دوره تناوب های مختلف با مقادیر متناظر روی سنگ بستر لرزه ای، ضریب بزرگ نمایی شتاب طیفی در دوره تناوب های مختلف ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که در دوره تناوب های 1/0 تا 1 ثانیه، بیشترین مقدار بزرگ نمایی و بیشترین تفاوت بین دو تحلیل وجود دارد. به علاوه، مقدار ضریب بزرگ نمایی خاک بر اثر رخداد زلزله هایی با دوره بازگشت بزرگ تر، به علت شدیدتر شدن رفتار غیرخطی خاک، کمتر است و این بزرگ نمایی ها در دوره تناوب های بیشتری رخ می دهند.

در این پژوهش، فرمول بندی روش المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک برای آنالیز زمانی و بسامدی (فرکانسی) تیر تیموشنکوی زیر نیروی کششی یا فشاری محوری ثابت (پیش تنیده) ارایه می گردد. معادله های دیفرانسیل پاره ای وابسته به مکان و زمان حاکم بر این سامانه، به کمک تابع های مقیاس داوبچیز، به معادله های دیفرانسیل معمولی کوپله و وابسته به مکان تبدیل می شوند. این معادله ها، به کمک آنالیز مقدارهای ویژه، دکوپله می شوند. از حل دقیق این معادله ها در سامانه های یک بعدی، برای استخراج تابع های شکل دینامیکی و ماتریس سختی دینامیکی بهره گرفته می شود. این سامانه به کمک روش المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک می تواند تنها به یک المان تقسیم شود، ولی در روش المان محدود کلاسیک، المان های بیشتری به کار گرفته می شود. دقت پاسخ های به دست آمده از روش المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک، با پاسخ های روش المان محدود کلاسیک، راستی آزمایی (صحه گذاری) می شوند. نتیجه های عددی گویای برتری این روش، در کاهش تعداد المان ها و افزایش دقت، در مقایسه با روش المان محدود کلاسیک می باشد. این برتری در سامانه های با محتوای بسامدی بالاتر، نمایان تر است. هم چنین، تاثیر نیروی کششی یا فشاری محوری ثابت روی پاسخ های دینامیکی و بسامدهای طبیعی سامانه، بررسی می گردد. ناپایداری دیورژانس سامانه، زیر نیروی فشاری محوری بحرانی نیز بررسی می شود.