در نوشتار حاضر، تاثیر نامنظمی های جرم، سختی، مقاومت و ترکیب سختی و مقاومت در عملکرد لرزه یی سازه های فولادی با سیستم باربر جانبی دوگانه متشکل از قاب خمشی ویژه و قاب مهاربندی همگرای ویژه با رویکرد مهندسی زلزله ی عملکردی احتمالاتی ارزیابی شده است. در این راستا، نیاز و ظرفیت لرزه یی 21 ساختمان 10 طبقه که براساس استاندارد 2800 دارای نامنظمی های اشاره شده هستند، با استفاده از روش تحلیل دینامیکی فزاینده استخراج و با مقادیر نظیر از ساختمان های منظم مقایسه شده اند. در مدل سازی سازه های مورد مطالعه، افت مقاومت و سختی ناشی از رفتار غیرخطی و چرخه یی تیرها و ستون ها و رفتار پس کمانشی و شکست ناشی از خستگی کم چرخه ی مهاربندها و مشارکت ورق اتصال مهاربندها در رفتار لرزه یی مهاربندها در نظر گرفته شده است. وجود نامنظمی عمدتا باعث کاهش ظرفیت لرزه یی سازه در محدوده ی رفتار غیرخطی (تا 25 و 21 درصد به ترتیب در سطوح عملکرد CP و GI)، افزایش نیاز لرزه یی در بخش نامنظم، افزایش احتمال عبور از حالت های حدی، کاهش ظرفیت شکل پذیری تا 19٪ ، و کاهش سطح اطمینان در دست یابی به هدف عملکردی IO شده است. سطح اطمینان تامین هدف عملکردی CP متاثر از وجود نامنظمی نشده است. وجود نامنظمی مرکب سختی و مقاومت و نامنظمی جرم به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را در عملکرد لرزه یی سازه نشان داده اند.

در مقاله حاضر به بررسی تاثیر نامنظمی جرمی در ارتفاع ساختمان پرداخته شده است. برای نیل به این هدف دو قاب خمشی بتنی 5 و 10 طبقه به صورت دو بعدی در نرم افزار سایزمواستراکت مدلسازی شده و تحت تحریک 7 شتابنگاشت مختلف قرار گرفته است. برای ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه ها از تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده استفاده شده است. نتایج بدست آمده بیانگر کاهش ظرفیت لرزه ای سازه های با نا منظمی جرمی در ارتفاع گشته است و بنابراین پیشنهاد میگردد تا حد امکان از ایجاد نامنظمی جرمی در ارتفاع احتراز شود.

عملکرد ضعیف و فروریزش ساختمان های نامنظم سختی در ارتفاع، در طول زلزله های گذشته منجر به بروز خسارات مالی و جانی جبران ناپذیری شده است. از این رو ارزیابی دقیق تر این نوع سازه ها به ویژه در سطح عملکردی فروریزش، حائز اهمیت است. در این مطالعه قاب خمشی بتنی ویژه منظم شش طبقه، به عنوان مدل مرجع، مطابق با ضوابط آیین نامه های داخلی طراحی شده است. سپس 12 قاب نامنظم سختی در ارتفاع با مقادیر و محل های وقوع متفاوت در ارتفاع، ساخته شده است. جهت ارزیابی فروریزش، رفتار غیرخطی اعضا به روش پلاستیسیته متمرکز، در نرم افزار Opensees مدل سازی شده است. عملکرد احتمالاتی لرزه ای قاب های مورد مطالعه، مبتنی بر روش دستورالعمل FEMAP695 مورد مقایسه قرار گرفته است. در این ارزیابی، پارامترهای متداول طراحی از جمله ضریب رفتار، ضریب اضافه مقاومت و شکل پذیری و نیز نسبت حاشیه ایمنی فروریزش1 و همچنین منحنی های شکنندگی بررسی شده است. نتایج نشان داد که وجود نامنظمی باعث کاهش ضریب رفتار و ضریب شکل پذیری می شود. بیشترین کاهش در ضریب رفتار نسبت به قاب منظم، مربوط به مقدار فاکتور نامنظمی 4/0 واقع در طبقه اول می باشد که در حدود 24 درصد تخمین زده شده است. هنگامی که فاکتور نامنظمی برابر با 4/0 و در بخش پایینی سازه قرار گیرد، نسبت حاشیه ایمنی فروریزش اصلاح شده، در حدود 30 درصد نسبت به حالت قاب منظم کاهش و احتمال شکست در این قاب برای یک سطح مشخص از نیاز سازه، نسبت به سایر مدل ها، افزایش می یابد. لازم به ذکر است که تغییرات در نسبت حاشیه ایمنی اصلاح شده و احتمال شکست در مدل های با نامنظمی واقع در ارتفاع میانی سازه در مقایسه با سایر حالات کمتر است. وجود نامنظمی سختی2 در ارتفاع بنا بر مقدار فاکتور نامنظمی و محل وقوع نامنظمی، بر عملکرد احتمالاتی لرزه ای سازه ها در سطح فروریزش تاثیرگذار می باشد. بنابراین ضروری است در تعریف محدودیت های آیین نامه ای برای این نوع سازه ها علاوه بر فاکتور نامنظمی، محل اثر نامنظمی نیز به نحو مقتضی در نظر گرفته شود.

احاطه کردن هسته مرکزی یک المان بتنی از طریق یک عامل درونی و یا بیرونی مانند آرماتورهای عرضی (خاموت) در داخل بتن،   الیاف کربنی و پلیمری دورپیچ خارجی و ورقه های فولادی موجب محصورشدگی بتن می شود. محصورشدگی معمولا موجب افزایش مقاومت و شکل­پذیری بتن شده و در پی آن، با بهبود رفتار المان ها موجب ارتفا عملکرد کلی سازه خواهد شد. امروزه تمایل به ساخت سازه های نامنظم روبه افزایش است و وجود نامنظمی در سازه همواره یکی از مشکلات پیش روی مهندسین بوده است. در این تحقیق اثر محصورشدگی بر عملکرد لرزه­ای (خسارت و ضریب رفتار) قاب های خمشی بتن مسلح دارای نامنظمی در ارتفاع بررسی شده است. بدین منظور، تعداد 31 قاب نامنظم در ارتفاع در 4 گروه 3، 6، 9 و 12 طبقه، دسته بندی شده و به وسیله ی تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش­آور) یک بار در حالت محصورشده و بار دیگر در حالت محصور نشده مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن است که محصور­شدگی می تواند سبب بهبود عملکرد لرزه ای و کاهش میزان خسارت وارد بر سازه گردد. مقایسه ضرایب رفتار به دست آمده در این تحقیق و ضریب رفتار پیشنهادی آئین نامه 2800 نشان می دهد که ضریب رفتار پیشنهادی آئین نامه در سازه های کوتاه مرتبه، تقریباً منطقی و محافظه کارانه می باشد اما با افزایش ارتفاع سازه ضریب رفتار پیشنهادی آیین نامه 2800، تأمین نشده است.

در تقاطع­­های راست گوشه سه شاخه یا چهار شاخه کانال­های روباز، مطالعه جدایی جریان بسیار حائز اهمیت می­باشد. برخی پارامترهای موثر در این زمینه نسبت دبی ورودی و عمق جریان می­باشد که در این تحقیق تاثیر نسبت دبی ورودی و نسبت ارتفاع سرریزها (عمق جریان) در الگوی جریان و ابعاد ناحیه جداشدگی به صورت عددی شبیه­سازی شده است. بررسی نتایج مدل عددی نشان داد که مدل k-ω بیشترین مطابقت را با نتایج آزمایشگاهی دارد، به طوریکه میزان خطای شبیه­سازی کمتر از 20% بود. ابعاد ناحیه جداشدگی در کانال­­های اصلی و فرعی با نسبت دبی ورودی رابطه مستقیم داشت. همچنین با افزایش ارتفاع سرریزهای خروجی، عمق جریان افزایش یافت و منجر به کاهش ابعاد ناحیه جداشدگی شد. مطابق نتایج عددی، ابعاد ناحیه جداشدگی در راستای قائم از کف کانال به سطح آب افزایش یافت، به­طوری­که برای نسبت دبی 6/0 و نسبت ارتفاع سرریز 377/0، طول ناحیه جداشدگی در کف کانال، فاصله 1/0 متر از کف و در سطح آب به ترتیب در حدود 60 سانتیمتر، 75 سانتیمتر و 85 سانتیمتر بود. بنابراین از سطح آب به سمت کف کانال طول ناحیه جداشدگی در حدود 29% کاهش یافت.

آیین نامه های مختلف طراحی سازه ها در برابر زلزله، روابط گوناگونی را جهت محاسبه دوره تناوب اصلی ارتعاش ساختمان ها ارائه می نمایند. این روابط تجربی معمولاً از انجام آزمایش های گوناگون بر روی ساختمان های موجود و اندازه گیری دوره تناوب آن ها به دست می آیند و عمدتا بر مبنای ارتفاع سازه می باشند. به دلیل رابطه مستقیم پارامترهای طراحی همچون برش پایه و جابجایی ساختمان با دوره تناوب سازه، برآورد دقیق تر دوره تناوب از روابط آیین نامه از اهمیت بالایی برخودار است. این مقاله به ارائه رابطه تجربی برای تخمین دقیق تر زمان تناوب اصلی قاب های خمشی فولادی با در نظر گرفتن اثرات نامنظمی در پلان و ارتفاع و اندرکنش خاک و سازه پرداخته است. در همین راستا پایگاهی متشکل از 45 داده میدانی زمان تناوب، اطلاعات معماری و ژئوتکنیک برای ساختمان های با قاب خمشی فولادی استخراج گردیده است. سپس رابطه ای تجربی برای تخمین زمان تناوب اصلی با در نظر گرفتن اثرات نامنظمی و اندرکنش خاک و سازه با استفاده از برازش کمّیتی پیشنهاد گردیده و با نتایج حاصل از رابطه استانداردهای 2800، ASCE7-16 و  UBC-97مقایسه شده است. رابطه پیشنهادی با استفاده از 10 زمان تناوب طبیعی حاصل از مدل سازی تحلیلی سازه های واقعی شهر تهران، صحت سنجی شده است. نتایج حاصل از رابطه پیشنهادی با دقت خوبی، میزان زمان تناوب طبیعی را پیش بینی می نمایند. داده های حاصل از روابط پیشنهادی استاندارد 2800، ASCE7-16 و  UBC-97برای زمان تناوب سازه های با ارتفاع متوسط و زیاد با مقادیر واقعی اختلاف قابل ملاحظه ای دارند.

در نتیجه تمایل حرفه مهندسی سازه برای حرکت به سمت طراحی بر اساس عملکرد، برآورد تقاضاهای لرزه ای سازه، اهمیت تازه ای بدست آورده است. ازاین رو در سال های اخیر، روش های تحلیل استاتیکی غیرخطی معادل متعددی برای تخمین نیازهای لرزه ای سازه ها ارایه شده است؛ اما تعداد پژوهش هایی که توسط پژوهشگران مستقل برای بررسی دقت و کفایت این روش ها رهبری شده، بسیار اندک است. بنابراین هدایت پژوهش هایی جامع برای شناسایی محدودیت ها و کاستی های احتمالی این روش ها و مقایسه کارآیی آنها نسبت به یکدیگر، ضروری است. در این مقاله، دقت یک روش پیشرفته تحلیل استاتیکی غیرخطی معادل در مقایسه با روش شناخته شده FEMA356 در برآورد تقاضاهای لرزه ای قاب های خمشی فولادی کوتاه مرتبه با نامنظمی هندسی در ارتفاع، مورد ارزیابی قرار گرفته است. روش مذکور، تحلیل استاتیکی غیرخطی بهنگام شونده براساس جابجایی ترکیب شده با روش طیف ظرفیت FEMA440 است؛ که به اختصار روش CSM-DAP نامیده می شود. روش های CSM-DAP و FEMA356 بر روی یک نمونه آماری متشکل از 44 قاب خمشی 5 طبقه که تحت اثر 14 شتابنگاشت زلزله دور از گسل قرار گرفته اند، اعمال شده و نتایج حاصل از آنها با نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی غیرخطی به عنوان جواب صحیح، مقایسه گردیده است. این نمونه آماری، دامنه گسترده ای از نامنظمی هندسی در ارتفاع را برای سازه های کوتاه مرتبه پوشش می دهد. پاسخ های لرزه ای مورد بررسی در این پژوهش، جابجایی بام، دریفت نسبی طبقه و برش پایه می باشند. نظر به حجم محاسبات روش CSM-DAP و نتایج این پژوهش مشاهده شد که برای قاب های کوتاه مرتبه، این روش مزیت چندانی نسبت به روش FEMA356 برای برآورد تقاضاهای لرزه ای ندارد.