هنگام وقوع زلزله در ساختمان‌های اسکلت فولادی، اگر سیستم باربر جانبی ساختمان قاب خمشی باشد، این تیرها هستند که نیروی زلزله را مستهلک می کنند و دو سر تیر مفصل می شوند؛ اما این عمل نیازمند یک اتصال قوی می باشد که باید در طراحی سازه های فولادی مدنظر قرار بگیرد. ناحیه‌ای از اتصال تیر و ستون که در معرض تنش‌های خمشی و برشی قرار دارد. این ناحیه را ناحیه حساس قاب خمشی تلقی می کنند؛ اگر این ناحیه کار خود را به درستی انجام ندهد انتقال نیرو بین تیر و ستون به درستی انجام نمی شود و سازه آسیب جدی خواهد دید. آیین‌نامه‌های معتبر جهان ضوابط خاصی را برای این ناحیه در نظر گرفته‌اند و آن را چشمه اتصال می نامند. در این پژوهش برای بررسی مکانیزم نیرویی این قسمت، چهار مدل را طراحی نموده و رفتار این قسمت بررسی می شود. برخلاف انتظار سهم عظیمی از برش در ورقهای روسری و زیرسری انتقال پیدا می کند. در مرحله ی بعد مدلی طراحی می شود براین مبنا که چشمه ی اتصال تسلیم شود. در این حالت ورق برشگیر، برش منفی را به ورقهای روسری و زیرسری انتقال می دهد.

اتصالات خمشی تیر به ستون­ صلیبی در کشور ایران روبه افزایش می­باشد. ستون­های معمولی مانند ستون­های I و H شکل قابلیت اتصال دو تیر ولی ستون­های صلیبی قابلیت اتصال ۳ و ۴ تیر را دارد. این عمل نیازمند یک اتصال قوی می‌باشد که باید در طراحی سازه‌های فولادی مدنظر قرار بگیرد. یکی از اعضای اتصال چشمه اتصال می­باشد. در آئین نامه ­های معتبر جهان برای تعیین مقاومت تسلیم و نهایی چشمه اتصال در ستون­های H شکل روابطی را ارائه دادند. در این پژوهش هدف بررسی رفتار و مقاومت چشمه اتصال در ستون­های صلیبی می­باشد. بدین منظور از مدلسازی توسط نرم افزار ABAQUS استفاده شده است. در مرحله­ی اول با صحت سنجی و تأیید نمونه­ی آزمایشگاهی، مدلسازی عددی مورد تأیید قرار گرفته است. در ادامه با طراحی و مدلسازی ۲۰ مدل عددی، مقاومت چشمه اتصال مورد بررسی قرار می­گیرد. باتوجه به نتایج این مدل­ها، مشخص شد که برای ستون­های صلیبی نمی­توان از روابط ارائه شده­ برای ستون­های H شکل استفاده نمود. در نتیجه روابطی برای تعیین مقاومت چشمه اتصال در حالت الاستیک و غیرالاستیک به شرطی که چرخش چشمه اتصال از چهار برابر حد الاستیک بیشتر نشود ارائه شد.

دیوارهای برشی یکی از سیستم­های بسیار مقاوم در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله می­باشند که به علت جذب نیروی برشی بسیار زیاد به این نام معروف شده­اند. تغییر شکل­های خمشی این سازه ­ها بسیار قابل توجه است و این موضوع باعث ایجاد تنش­های بسیار بزرگی در پای دیوارها می­شود. این دیوارها به دو دسته­ ی بتن مسلح و فولادی تقسیم می­شوند که مکانیزم رفتاری آنها با یکدیگر متفاوت است. دیوارهای برشی بتن مسلح از سختی برون صفحه بسیار بالایی برخوردار می­باشند و به همین علت هیچ کمانشی در آنها رخ نمی­دهد ولی دیوارهای برشی فولادی از سختی برون صفحه بسیار کمی برخوردار هستند و رفتار آنها متاثر از میدان­های کشش قطری است به طوری که این موضوع باعث کاهش ظرفیت برشی این سیستم می­شود. برای جلوگیری از کمانش این دیوارها، ورق­های فولادی را توسط برشگیرهایی به پانل بتنی متصل می­کنند. با مرکب شدن دیوارهای برشی فولادی، مکانیزم رفتاری آنها تغییر می­کند و ورق­های فولادی به ظرفیت نهایی خود می­رسند. بنابراین در پژوهش حاضر به رفتار غیرخطی استاتیکی و پارامترهای لرزه­ای سیستم دیوار برشی مرکب پرداخته شده است. در ابتدای پژوهش برای اطمینان از نحوه­ ی مدل­سازی دیوار برشی مرکب در محدوده رفتار غیرخطی، یک نمونه مدل­ آزمایشگاهی صحت­ سنجی شده است. در ادامه پژوهش یک سیستم دوگانه قاب خمشی فولادی و دیوارهای برشی مرکب 5 طبقه به صورت صفحه­ای بر اساس یک ضریب رفتار معقول طراحی شده و در نرم­ افزار آباکوس مدل­سازی و تحلیل ­استاتیکی­ غیر­خطی گردیده است و پارامترهای لرزه­ ای این سیستم شامل ضریب­ رفتار و شکل­ پذیری آن محاسبه شده است. نتایج پارامترهای لرزه­ ای حاصل از این مدل، مطابقت خوبی با پژوهش­های پیشین دارد.

بر اساس پژوهش­ها و آزمایش­های انجام شده توسط محققان، این واقعیت پذیرفته شده که دیوار­های برشی پارامترهای سازه­ ای نظیر سختی جانبی، ظرفیت برشی و جذب انرژی قابل توجهی دارند. این دیوارها به علت جذب نیروی برشی بسیار زیاد به این نام معروف شده ­اند در حالی که تغییر شکل­های خمشی از خود بروز می­دهند و تنش­های ناشی از لنگر خمشی در پای آنها بسیار قابل توجه است. حال در صورتی که دو دیوار برشی مجاور و مجزا از هم را با تیرهایی با سختی بسیار زیاد به همدیگر همبند کنیم، خصوصیات مقاومتی و رفتاری این دیوارها به شدت تغییر خواهد کرد. بنابراین برای واضح شدن این موضوع، در ابتدای پژوهش حاضر روابط مربوط به تحلیل الاستیک این سیستم بر اساس روش محیط پیوسته مرور شده است. در ادامه پژوهش یک سیستم دیوار برشی همبند 10 طبقه بر اساس روش محیط ­پیوسته تحلیل الاستیک شده و با نتایج حاصل از نرم­ افزار آباکوس مقایسه شده است. بر اساس مطالعات انجام شده، جابجایی جانبی در سیستم دیوارهای برشی همبند نسبت به مجزا کاهش و سختی جانبی افزایش می­ یابد. همچنین لنگر خمشی در دیوارهای برشی همبند نسبت به دیوارهای برشی مجزا به شدت کاهش می­یابد ولی نیروی برشی در هر یک از دیوارها تغییری نمی­کند اما برش­های بسیار بزرگی در تیرهای همبند ایجاد می­گردد که این برش­ها به صورت نیروی محوری به دیوارها منتقل می­شوند. در حالت کلی حضور تیرهای همبند در سیستم دیوارهای برشی مجزا باعث کاهش قابل ملاحظه­ای تنش، در پای دیوارها می­شود و تغییر شکل­های جانبی ایجاد شده در دیوارها را از خمشی به سمت برشی میل می­دهد.