فهرست مطالب
مجله مهندسی عمران شریف
سال بیست و هفتم شماره 1 (بهار 1390)
- 148 صفحه، بهای روی جلد: 70,000ريال
- تاریخ انتشار: 1390/04/10
- تعداد عناوین: 14
-
- مقالات پژوهشی
-
صفحه 3با توچه به اهمیت منحنی های شکنندگی در ارزیابی خسارات لرزه یی ساختمان ها، در این نوشتار به منظور تعیین میزان احتمال خسارت وارده در شدت های مختلف زمین لرزه، منحنی های شکنندگی برای ساختمان های دارای قاب های فولادی با مهاربندی ضربدری با نوع پلان $4t i m e s2$ و $6t i m e s4$ دهانه و تعداد طبقات 3، 5 و 7 تولید شده اند. تولید این منحنی ها از طریق انجام بیش از 42 تحلیل دینامیکی غیرخطی برای هر قاب با اعمال شتاب نگاشت هایی با شدت ها و محتواهای فرکانسی مختلف، به کارگیری توابع آماری و احتمالاتی، و بهره گیری از دو شاخص شکست «تغییرشکل محوری خمیری» و «تغییرمکان بین طبقه یی» میسر شد. نتایج حاصله بیان گر این نکته است که اولا سازه های مطالعه شده در شتاب بیشینه ی بالاتر از g0٫5 عمدتا دچار شکست می شوند، ثانیا شاخص «تغییرشکل محوری خمیری»، در مقایسه با «تغییر مکان بین طبقه یی»، برای تولید منحنی های شکنندگی مناسب تر است.
کلیدواژگان: منحنی شکنندگی، قاب های فولادی دارای مهاربندی ضربدری، تحلیل دینامیکی غیر خطی، تغییر شکل محوری، تغییر مکان بین طبقه یی -
صفحه 15با توجه به موفقیت کاربرد الیاف بسپاری مرکب در تقویت و مرمت سازه های بتنی، ایده ی کاربرد آنها در سازه های فولادی نیز در چند سال اخیر با انجام آزمایش ها و تحقیقات گسترده توسعه یافته است. هدف از این تحقیق، بررسی عملکرد تیرهای فولادی خمشی تقویت شده با ورق های کامپوزیت است. در این تحقیق تیرهای فلزی با مقطع I به طول 2000 میلی متر مورد آزمایش قرار گرفتند. از 6 تیر مورد نظر 2 نمونه در تمام طول خود و 2 نمونه ی دیگر فقط در بخشی از طول خود با ورق های کامپوزیتی تقویت شدند و 2 نمونه تیر نیز بدون تقویت به عنوان تیرهای شاهد تحت بارگذاری قرار داده شد. تیرهای شاهد و تقویت شده تحت بارگذاری استاتیکی قرار گرفتند که ضمن تهیه ی نمودار نیرو تغییر مکان، مقدار بار حد تسلیم تیرها و میزان بار گسیختگی ورق های کامپوزیتی مشخص و مطالعه شد. به منظور اعتبارسنجی نتایج، یک مدل از تیرهای آزمایشی با استفاده از نرم افزار A N S Y S مدل سازی و به روش اجزاء محدود تحلیل شد. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که ظرفیت خمشی تیرهای تقویت شده با ورق کامپوزیت افزایش می یابد، و مقاومت تیرهایی که در تمام طول خود تقویت شده اند نسبت به تیرهایی که فقط در میانه ی طول خود مورد تقویت قرار گرفته اند نیز افزایش قابل توجهی داشته است.
کلیدواژگان: مقاوم سازی، تیر فلزی، الیاف بسپاری مرکب (FRP) -
صفحه 21در اغلب روش های تحلیل حدی پایداری، انتخاب مکانیسم گسیختگی اولین و مهم ترین مرحله محسوب می شود. مکانیسم های گسیختگی که تاکنون مورد استفاده قرار گرفته اند، در یکی از دو گروه مکانیسم های دارای حرکت دورانی یا حرکت انتقالی جای گرفته اند و در حالات ترکیبی قادر به ارائه ی پاسخ مناسب نبوده اند. علاوه بر این، مکانیسم های دورانی پیشنهادی فقط از یک بلوک صلب تشکیل شده و استفاده از سیستم های چندبلوکی در یک مکانیسم گسیختگی دورانی میسر نبوده است. برای رفع این محدودیت ها، در نوشتار حاضر فرمول بندی سطوح گسیختگی دارای حرکت های انتقالی و دورانی استخراج شده و برای اولین بار، مکانیسم گسیختگی حاصل از ترکیب بلوک های صلب با حرکت های انتقالی و دورانی بر پایه ی روش تحلیل حدی مرز بالا معرفی شده است. برای تعیین مکانیسم گسیختگی بحرانی، الگوریتمی مبتنی بر روش الگوریتم ژنتیک توسعه یافته و در نرم افزار تدوین شده مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور بررسی صحت و دقت الگوریتم حاضر، نتایج تحلیل ظرفیت باربری پی های نواری تحت اثر بار مایل خارج از محور با نتایج دیگر روش های موجود مقایسه شده است. نتایج حاصله بیان گر دقت مناسب روش پیشنهادی در عین سادگی است. مسئله ی تعیین ظرفیت باربری پی های تحت اثر بار خارج از محور واقع بر لایه های خاک متکی بر سنگ بستر، به عنوان نمونه یی از قابلیت های خاص مکانیسم پیشنهادی، مورد بررسی قرار گرفته استکلیدواژگان: مکانیسم گسیختگی انتقالی دورانی، ظرفیت باربری، تحلیل حدی مرز بالا
-
صفحه 33وقوع چند مورد روان گرایی در ماسه های دارای مقادیر متنوعی از رس، در سال های گذشته، نشان داده است که علاوه بر ماسه های سیلت دار، ماسه های رس دار نیزتا حد زیادی پتانسیل روان گرایی دارند. از همین رو ضروری است درمورد خصوصیات این ترکیبات و مشخصات رفتاری آنها تحقیقات بیشتری صورت گیرد. در این نوشتار تاثیر درصد رس و خاصیت خمیری(پلاستیسیته) آن بر روی مشخصات رفتاری ماسه های رس دار در شرایط مختلف تراکم و فشار همه جانبه مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور با انجام حدود 100 آزمایش سه محوری استاتیکی بر روی نمونه های بازسازی شده ی ماسه ی دارای مقادیر متنوع رس های با خاصیت خمیری بالا و پایین، مطالعه ی جامعی در این زمینه صورت گرفته است. نتایج حاصل از این آزمایش ها نشان داده است که درصد رس و خاصیت خمیری آن به نحو محسوسی بر مقاومت بیشینه، مقاومت حالت پایدار، زاویه ی اصطکاک داخلی و سایر مشخصات رفتاری ماسه ها تاثیرگذار است. علاوه بر این، نتایج مهمی درخصوص مقایسه ی میزان تاثیر درصد ریزدانه با میزان تاثیر خاصیت خمیری آن به دست آمده استکلیدواژگان: روان گرایی، ماسه، رس، خاصیت خمیری، سه محوری، استاتیک (مونوتنیک)
-
صفحه 45با استفاده از روش قطعات افقی، راهکاری تحلیلی برای تعیین ظرفیت باربری نهایی پی های سطحی واقع بر خاک ماسه یی مسلح ارائه شده است. برای این منظور براساس تعادل نیروها و لنگرها در باریکه های افقی مفروض در زیر پی، فرمول بندی جدیدی شامل $5N+1$ معادله و $5N+1$ مجهول ارائه، و با استفاده از این فرمول بندی ظرفیت باربری نهایی پی های نواری واقع بر خاک مسلح با وجود یک عامل مسلح کننده تعیین شده است. سازوکار گسیختگی مطابق پیشنهاد محققین مختلف به صورت مارپیچ لگاریتمی در نظر گرفته شده است که مشخصات هندسی سطح گسیختگی، با تقسیم گوه گسیختگی به 3 ناحیه و پارامترهای هندسی مربوط به هر ناحیه، برای رسیدن به نتایج دقیق تر در هر ناحیه به دست آمده است. سپس با استفاده از نظریه ی کشسانی اضافه تنش های عمودی وارد بر قطعات محاسبه شده و در نهایت با استفاده از فرمول بندی پیشنهادی ظرفیت باربری پی مسلح، در دو حالت ایستا و نیمه ایستا مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه ی نتایج حاصله با نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی محققین پیشین نشان می دهدکه روش تحلیلی پیشنهادی با نتایج محققین پیشین به خوبی مطابقت داردکلیدواژگان: پی نواری، خاک مسلح، ظرفیت باربری نهایی، روش قطعات افقی
-
صفحه 55در این نوشتار به منظور مقایسه ی اثر جانمایی مهاربندها در میزان احتمال خسارات وارده به ساختمان های فولادی در شدت های مختلف زمین لرزه، با درنظر گرفتن دو حالت جانمایی جدا و به هم چسبیده ی دهانه های مهاربندی در قاب ها، منحنی های شکنندگی برای چند ساختمان با پلان $6t i m e s4$ دهانه و تعداد طبقات 3 و 5 و 7 تولید شده است. منحنی های شکنندگی با انجام بیش از 42 تحلیل پویای غیرخطی برای هر قاب با اعمال شتاب نگاشت هایی با شدت ها و محتواهای فرکانسی مختلف و به کارگیری توابع آماری و احتمالاتی، و بهره گیری از دو شاخص شکست «تغییرشکل محوری خمیری» و «تغییرمکان بین طبقه یی» تولید شده اند. بررسی منحنی های حاصله نشان می دهد که اولا شاخص شکست «تغییرشکل محوری خمیری» معیار بهتری برای ارزیابی شکنندگی است، ثانیا قاب های با دهانه ی مهاربندی به هم چسبیده شکنندگی کم تری نسبت به جانمایی جدا ازهم نشان می دهند.
کلیدواژگان: منحنی شکنندگی، قاب های فولادی مهاربندی ضربدری، تحلیل پویای غیر خطی، تغییر شکل محوری، تغییر مکان بین طبقه یی، قاب با دهانه های مهاربندی شده جدا، قاب با دهانه مهاربندی شده به هم چسبیده -
صفحه 65به دلیل برخی مشکلات فنی و اجرایی، امروزه در هسته ی سدهای خاکی از خاک رسی مخلوط به جای خاک رسی خالص استفاده می شود. در این نوشتار سدهای خاکی با هسته ی رسی و سدهای خاکی با هسته ی مخلوط مورد تحلیل عددی قرار گرفته و با هم مقایسه شدند. نتایج حاصله حاکی از آن است که در حین ساخت سد با هسته ی مخلوط در مقایسه با ساخت سد با هسته ی رسی فشار آب حفره یی مازاد کم تری ایجاد می شود؛ اما در بارگذاری تناوبی فرضی بر روی تاج سد فشار آب حفره یی بیشتری در هسته ی مخلوط ایجاد می شود. بررسی نتایج همچنین نشان می دهد که مجموع فشار آب حفره یی تولیدشده در حین ساخت، آبگیری و بارگذاری تناوبی فرضی در هسته ی رسی بیشتر از هسته ی مخلوط است. بنابراین در سد خاکی با هسته ی مخلوط در مقایسه با هسته ی رسی علاوه بر بهبود خواص مقاومتی، فشار آب حفره یی مازاد کم تری تولید می شود.
کلیدواژگان: هسته سد خاکی، خاک رس مخلوط، بارگذاری یکنواخت، بارگذاری تناوبی، تحلیل عددی -
صفحه 75در این نوشتار به منظور برآورد تغییرات سختی خاک در قالب $E$ از داده های آزمایش نفوذ مخروط)$C P T$(استفاده شده که پروفیل پیوسته در خاک زیر پی، به خصوص خاک های نرم و شل که معضلات نشست درمورد آنها جدی است، را فراهم می کند. برای یکنواختی در محاسبات نشست از روابط اصلاح شده ی تنشکرنش جانبو)1967(با تغییرات پیشنهادی در توان تنش)$m$(و مدول سختی)$j$(استفاده شده که براساس چارت های طبقه بندی رفتاری خاک و داده های مقاومت نوک مخروط)$q_c$(، اصطکاک جداری)$f_s$(و فشار آب حفره یی)$u$(ناشی از آزمایش $C P T$ و $C P T u$ اصلاح شده اند. برای ارزیابی دقیق تر رابطه ی پیشنهادی، یک بانک اطلاعاتی شامل 52 مورد عملی متشکل از نتایج آزمایش بارگذاری پی ها به همراه داده های آزمایش $C P T$ جمع آوری شد. نتایج حاصل از مقایسه ها به کمک روش های آماری و احتمال و با استفاده از روابط جانبو، ایرهوف و اشمرتمن نشان می دهد که رابطه ی پیشنهادی برای برآورد نشست بر پایه ی رابطه ی اصلاح شده ی جانبو و نیز استفاده از داده های پیوسته ی $C P T$ به میزان قابل توجهی توانسته مقادیر نشست را نسبت به روش های متداول دیگر با دقت بیشتر و پراکندگی کم تر پیش بینی کند.
کلیدواژگان: آزمایش نفوذ مخروط (CPT)، نشست، تنش کرنش، مدول سختی، طبقه بندی رفتاری خاک، موارد عملی -
صفحه 87با بهره گیری از فن جداسازی از پایه، نیروهای ناشی از زمین لرزه ی انتقالی به روسازه را تا حد بسیار زیادی می توان کاهش داد کاهش تقاضا؛ همچنین با کاربرد هم زمان روش طراحی براساس عملکرد و استفاده از ظرفیت خمیری سازه و به دنبال آن کاهش نیاز به ظرفیت کشسانپانویس{e l a s t i c c a p a c i t y} مقطع، به مقاطعی به مراتب سبک تر و ظریف تر می توان دست یافت. در این پژوهش، با بررسی رفتار غیرخطی روسازه در دو سازه ی جداسازی شده ی فولادی 5 و 8 طبقه با قاب خمشی ویژه ی سه بعدی، و طراحی شده به روش مقاومت نهایی)براساس ضوابط طرح سازه های جداسازی شده در آیین نامه های A S C E$07$ و A I S C$360-05$(، در برابر زمین لرزه های حوزه ی نزدیک با دوره ی بازگشت 475 و 2475 سال، تغییرات مورد نیاز در اعضا و مقاطع ساختمان برای کاهش سطح عملکرد سازه های یادشده از خدمت رسان در سطح خطر یک (475 سال) و استفاده ی بی وقفه در سطح خطر دو (2475 سال)، به استفاده ی بی وقفه در سطح خطر یک و ایمنی جانی در سطح خطر دو، بر پایه ی معیارهای موجود در دستورالعمل F E M A$356$ ارائه می شودکلیدواژگان: جداسازی از پایه، طراحی بر اساس عملکرد، حوزه ی نزدیک به گسل، روسازه ی غیر خطی
-
صفحه 95در این تحقیق ضمن ارزیابی اثرات بلندمدت سیاست های آبی بر منافع ذی نفعان، ساخت و کاربرد یک مدل تخصیص بهینه ی آب که تاثیر متقابل عرضه و تقاضای آب بخش های صنعت و کشاورزی را در نظر می گیرد، معرفی می شود. یکی از موارد مورد توجه سیاست گزاران بخش آب، ارزیابی و کاهش اثرات بلندمدت سیاست ها بر شرایط حوضه ی آبریز و بیشینه سازی منافع ذی نفعان در صورت کاربرد یک سیاست خاص است. برای بررسی این موضوع، مدلی مورد نیاز است که بتواند با در نظر گرفتن به هم پیوستگی بخش عرضه و تقاضای آب، تاثیر بلندمدت عملکرد یک بخش بر بخش های دیگر را نشان دهد. تحقیقات صورت گرفته در این زمینه معمولا به مدل سازی های کوتاه مدت در حد یک سال منحصر شده است، لذا فقط برای بررسی کوتاه مدت سیاست ها می توان از آن بهره جست. در این تحقیق مسئله ی تخصیص آب با هدف بیشینه سازی درآمد خالص بخش صنعت از تولید صنعتی، درآمد خالص بخش کشاورزی از تولید کشاورزی، درآمد خالص تخصیص دهنده ی آب، بیشینه سازی اشتغال در بخش های صنعت و کشاورزی (پارامترهای اقتصادی اجتماعی) به همراه تامین قید کم ترین جریان زیست محیطی رودخانه حل می شود. مدل مقدار بهینه ی رشد سطح زیرکشت، تولید کشاورزی، اشتغال در بخش کشاورزی، تولید صنعتی، اشتغال در بخش صنعت، مقدار تخصیص به هریک از بخش های متقاضی آب و مقدار تخصیص به تقاضای زیست محیطی رودخانه را تعیین می کند. در این تحقیق کاربرد مدل در ارزیابی دو سیاست متفاوت برای یک حوضه ی آبریز فرضی در افق 30 سال نشان داده می شودکلیدواژگان: منابع آب، تقاضاهای آبی، پارامترهای اقتصادی اجتماعی، عرضه و تقاضا، بهینه سازی
-
صفحه 107تکان های شدید زمین حین رخداد زلزله یکی از مهم ترین خطراتی استکه مهندس محاسب برای تحلیل و طراحی ساختمان ناگزیر از احتساب آن است. در این راستا دست یابی به عملکرد مورد انتظار سازه، حین زلزله و پس از آن، با توجه به سطح عملکرد مورد نظر ضروری است. از این میان، بررسی جنبش نیرومند زمین در حوزه ی نزدیک گسل که دارای ویژگی های متفاوت و منحصر به فردی مانند جهت پذیری پیش ران است، در طراحی و بررسی عملکرد سازه ها در حوزه ی نزدیک گسل بسیار ضروری است. همچنین از آنجا که آیین نامه های زلزله ضوابط مناسبی برای طراحی ساختمان ها در حوزه ی نزدیک گسل ارائه نمی دهند، دست یابی به ابزار طراحی مناسب و جواب گوی نیازهای طراحی در این ناحیه ضرورت می یابد. در ناحیه ی گسل، گذشته از اثر پالس جهت پذیری پیش ران، به علت عدم کاهیدگی قابل توجه، جنبش زمین دارای انرژی بیشتری است. لذا علاوه بر احتساب شتاب حرکت زمین در حوزه ی نزدیک گسل در برآورد طیف طراحی، باید اثرات ناشی از پالس جهت پذیری پیش ران در تقویت طیف و پاسخ لرزه یی مد نظر قرار گیرد.
کلیدواژگان: حوزه ی نزدیک گسل، جهت پذیری، طیف طراحی، پالس سرعت - یادداشت فنی
-
صفحه 115روش تحلیل استاتیکی فزاینده غیرخطی مودی)M P A(که به تازگی برای تخمین عملکرد سازه ها در هنگام زلزله ارائه شده در مقایسه با روش های تحلیل دینامیکی غیرخطی بسیار ساده تر است. باتوجه به اینکه در سازه های فولادی اتصالات مفصلی درصدی لنگر انتقال داده و اتصالات صلب نیز کاملا صلب عمل نمی کنند، می توان این اتصالات را نیمه صلب با درصدهای گیرداری گوناگون درنظر گرفت. از آنجایی که دقت و درستی روش M P A برای قاب های خمشی فولادی با اتصالات نیمه صلب بررسی نشده است، در این نوشتار با انجام روش M P A بر روی قاب های فولادی صلب و نیمه صلب با درصدهای گیرداری مختلف و مقایسه آن با تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخجه پاسخ)N L-R H A(به عنوان روش دقیق به این موضوع پرداخته می شود براساس بررسی نتایج این روش دقت قابل قبولی در تخمین تقاضاهای لرزه یی دارد.
کلیدواژگان: عملکرد سازه، تحلیل استاتیکی فزاینده ی غیر خطی مودی، تقاضاهای لرزه یی، اتصالات نیمه صلب -
صفحه 123در این نوشتار، به منظور طراحی قاب های فولادی مهاربندی شده ی واگرای خمشی، با استفاده از روش انرژی به تشریح نیروهای طراحی لرزه یی پرداخته ایم. برش پایه ی نهایی طراحی با استفاده از انرژی ورودی زلزله از طیف سرعت و سازوکار تسلیم فرضی و تغییرمکان جانبی هدف فرضی و زاویه ی چرخش غیرارتجاعی تیر پیوند فرضی به دست آورده می شود. در این روش کنترل تغییر مکان جانبی سازه پس از طراحی آن براساس مقاومت ضرورتی ندارد. این روش تشکیل سازوکار فرض شده را در حالت نهایی برای سازه تضمین می کند. به منظور مقایسه ی پاسخ لرزه یی سازه ی طراحی شده به روش انرژی و استاتیکی معادل، یک قاب 10 طبقه به دو روش فوق طراحی شده و نتایج تحلیل استاتیکی غیرخطی آن ها با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که طراحی به روش انرژی باعث افزایش جذب و استهلاک انرژی زلزله و نهایتا شکل پذیری بیشتر سازه می شودکلیدواژگان: روش انرژی، طراحی لرزه یی، پاسخ لرزه یی، سازوکار تسلیم، مفاصل خمیری، مهاربندی واگرای خمشی
-
صفحه 133امروزه پیشرفت های علمی بشر در زمینه های مختلف به سطحی رسیده که توانسته بسیاری از موانع و مشکلات خود را از سر راه بردارد. علوم ساختمانی نیز از این امر مستثنی نیست و به جرات می توان گفت شیوه های جدید ارائه شده در زمینه ی بهسازی لرزه یی و سیستم های نوین ساختمانی مانند دیوارهای برشی فولادی نیز در این پیشرفت ها سهم قابل توجهی را به خود اختصاص داده اند. اصولا دیوارهای برشی فولادی که از دهه ی 70 میلادی مورد استفاده قرار گرفته دارای خصوصیات مثبت زیادی نظیر شکل پذیری بالا، مقاومت کافی، ظرفیت جذب انرژی زیاد، اجرای آسان و از همه مهم تر هزینه ی ساخت مناسب هستند. هم اکنون بسیاری از کشورها نظیر آمریکا، کانادا، انگلستان، ژاپن، مکزیک برای ساخت بناهای جدید یا بهسازی ساختمان های قدیمی از این سیستم بهره ی فراوان می برند. در این مطالعه ابتدا روش های مختلف مدل سازی دیوار برش فولادی را برپایه ی یکی از آزمایش های انجام شده که اطلاعات جامعی از آن موجود بود بررسی کرده و سپس از میان آن روش ها، روش بهینه را پیشنهاد خواهیم کرد. در نهایت برای سه قاب با تعداد تراز 4، 8 و 12 این روش را به کار برده و به ارائه ی نتایج مهم خواهیم پرداخت.
کلیدواژگان: المان های مرزی، دیوار برشی فلزی (SPW)، دیوار برشی فلزی ویژه (SPSW)، تحلیل ایستای غیر خطی
-
Page 3Fragility curves are important in the seismic damage assessment of buildings. In this study, with the aim of damage evaluation at various levels of earthquake intensity, fragility curves have been developed for some sets of steel buildings; having Concentrically Braced Frames (CBFs) as their load bearing system. The buildings sets include a set of 2- by 4-bay and another set of 4- by 6-bay plans, having 3, 5, or 7 stories. The buildings have been assumed to be regular in both plan and elevation to avoid torsion effects. For developing the fragility curve, Nonlinear Time History Analyses have been used, by applying 42 different recorded accelerograms to each building, with various Peak Ground Acceleration (PGA) values and, also, different frequency contents. Two different damage indices, the values of ``story drifts'' and the amount of ``axial plastic deformation'' of bracing elements, have been used. The numerical results show that when PGA$>$0.5g, the variation of fragility curves is less than the variation corresponding to PGA$<$0.5g.The results also show that tthe second index is more reliable for developing the fragility curves of steel buildings with CBFs.
-
Page 15Regarding the vast and suitable application of fiber reinforced polymer (FRP) in the strengthening of concrete structures, the recent idea of using fiber reinforced polymer composites in steel structures has been formed and extended by doing experiments and extensive research. The aim of this present research is to study the strengthening of bending steel beams by composite plates and, also, the rate of increasing the length of the FRP plate on the performance of the strengthened beam. All beams are selected in 1 shape with a length of 2000 mm. So, 6 beams have been tested in this research; 2 beams strengthened with composite plates in the whole length, 2 beams strengthened only in the middle of their length and the other beams loaded without composite plates as the control beams. The retrofitted and control beams were tested under static loading, so, besides preparing the diagram of the force-distance, the yielding load of beams and the failure of composite plates are determined. To verify the results of the experiments, a beam was modeled by the existing finite element software and its force-displacement diagram was compared with the results of the experiment. According to the results, application of composite plates increases the bending capacity of steel beams. Moreover, force-distance diagrams indicate the desirable performance of strengthened beams.
-
Page 21This paper proposes a new rotato-translational collapse mechanism consisting of three rigid blocks with both translational and rotational movements, based on the upper-bound limit analysis theorem. It is revealed that the rotational collapse mechanisms somewhat over- estimates the bearing capacity values of foundations, just as the translational collapse mechanisms. By applying the proposed mechanism to evaluate the bearing capacity of a strip footing subjected to combined loading, it became possible to improve the results of the bearing capacity analysis, particularly in constrained conditions. Comparisons are made with other analytical results to evaluate the ability of the proposed collapse mechanism and the correctness of solutions. Based on comparisons with known solutions, the method was generally found to predict the bearing capacity of foundations precisely. To specify the ability of the proposed mechanism, the bearing capacity of strip footings under combined loading over thin layer foundation soils is investigated.
-
Page 33As, in recent years, liquefaction phenomena have occurred in sandy soils containing different amounts of clay content, it was concluded that, in addition to silty sands, clayey sands are also vulnerable to the liquefactionphenomenon. So, the urge for comprehensive study was aroused to cover the issue.In this paper, the effect of clay content and its plasticity properties on the behavioural characteristics of clayey sands under various density and confining pressure values has been investigated. To achieve the goal, about a hundred monotonic triaxial tests were performed on remolded specimens of sandy soil containing different clay content with different plasticity values. Based on the results, the latter factors affect peak strength, steady state strength and angle of internal friction, considerably. Furthermore, great results were obtained regarding the issue of whether clay content or plasticity property variations are more effective.
-
Page 45A new analytical approach, based on the horizontal slices method, has been proposed for calculating the ultimate bearing capacity of shallow foundations on reinforced sandy soils. The equilibrium of forces and moments in hypothetical horizontal slices beneath the foundation has led to a new formulation consisting of 5N+1 equations and 5N+1 unknowns. With the aid of the suggested method, the ultimate bearing capacity has been calculated for strip foundations constructed on soils being reinforced with only one reinforcing element. A logarithmic spiral failure mechanism has been accepted, as proposed by several researchers. For the purpose of obtaining more accurate results, the geometrical properties of a failure surface have been determined by dividing the failure wedge into 3 zones and analyzing each one's related parameters. Using the elasticity theory, additional vertical stresses acting on slices are then calculated. Finally, the bearing capacity of a reinforced foundation has been studied under two different static and pseudo-static conditions. A comparison of results with experimental and analytical studies available in literature shows an acceptable agreement between this method and previous ones.
-
Page 55To compare the effect of the bracing pattern on the fragility of steel buildings with Concentrically Braced Frames (CBFs), two patterns, one with bracing in adjacent bays and the other with bracing in non-adjacent bays, were used. Fragility curves were developed by nonlinear time history analyses of buildings with 4- by 6-bay plans and 3, 5, and 7 stories, subjected to 42 different recorded accelerograms, with various peak ground acceleration and different frequency content. Two different damage indices, including ``story drifts'', and the ``axial plastic deformation'' of bracing elements were used. Results showed that bracing in adjacent bays leads to a lower fragility of around 10% compared to bracing in non-adjacent bays. Results also show that the second index is more reliable for developing the fragility curves of steel buildings with CBFs.
-
Page 65At the core of some earth dams, mixed clayey soil is used instead of clayey soils for some economical, technical, and workability reasons. In this paper, hypothetical earth dams, once containing clay core and then containing mixed clayey core, have been compared and analyzed numerically.The results show that during the course of dam construction with the mixed core, less excess pore water pressure is produced, as compared to the clay core. But, during a hypothetical cyclic loading on the dam crest, more pore water pressure is produced in the mixed core. Result collation also showed that the total pore water pressure induced during construction, impounding, and hypothetical cyclic loading in the clay core, is more than in the mixed core. As a result, in earth dams with a mixed core, in addition to improvement in resistance properties, less excess pore water pressure is produced compared to dams with a clay core.
-
Page 75In this paper CPT data has been used for evaluation of soil stiffness (E). The CPTu records are continuous and accurate in soft soils which suffer settlement problems. In 1967, Janbu presented a relation to determine the settlement for cohesive and non-cohesive soils, regarding a stress-strain approach, based on two parameters that are called (m) and (j); modulus number and stress component, respectively. In this study, it has been attempted to correct the m and j parameters using CPT data in the form of soil behavior classification charts. A data bank has been compiled containing fifty two practical case histories, including shallow foundation full scale load tests and CPT performed close to them. The results of validation indicate that the proposed approach is able to predict the settlement close to their real values and its accuracy is more than other common methods, such as Janbu, Meyerhof and Schmertmann methods.
-
Page 87Seismic isolation is an outstanding achievement in earthquake engineering, leading to the design of important structures and life lines, with operational to immediate occupancy levels of performance, after strong ground motions. However, taking into account technological advances in the design and manufacturing process of different kinds of isolators, base-isolation will no longer be a design strategy applicable only to very important structures; with a decline in cost, it will be used in ordinary buildings. In the latter category, there is no need to prevent the structure from nonlinear behavior under every kind of ground motion, and the designer can take advantage of both isolation technology, in order to reduce the seismic demand, and a performance-based design approach, using the inelastic capacity of the structural members, which will lead to a more economical structure with lighter frames. In this research, taking into account the nonlinear behavior of two 5 and 8 story base-isolated buildings with special moment steel frames and designed in accordance with ASCE 7-05 and AISC 360-05 seismic and structural regulations for base-isolated structures under near-field earthquakes compatible with BSE-1 and BSE-2 seismic hazard levels, the performance levels of the structures under very strong near-field motion (BSE-2) are changed from immediate occupancy to life safety, with respect to the acceptance criteria of FEMA 356 guidelines.
-
Page 95Water sector policy makers are interested in assessing the long-term impacts of adopted policies on water allocation for stakeholder benefits. To assess the impacts of policies on stakeholders, a model that considers water supply-demand interaction is necessary. Research in this field mostly deals with the short term modeling of water supply-demand interaction. In this research, a dynamic water allocation model is developed, which considers long-term water supply-demand interaction through the inclusion of socio-economic parameters representing water allocation problems and stakeholder benefits.In this research, the net income of takeholders, employment of a labor force and the allocated water to minimum river flow requirements, are socio-economic and environmental parameters included in the objective function to be maximized. Agricultural and industrial water demands are considered to interact with the water supply and with each other. Stakeholders are comprised of agricultural, industrial, water allocation and environmental sectors. This model is used for assessment of the long-term impacts of two policies; the first considers 5% improvement in efficiencies and the second considers the present state continuing without improvement in efficiency. Policies are applied to and assessed for an example water basin comprised of multi-reservoirs and different water demands for a 30 year planning horizon. Criteria are defined for summarizing the long-term impact of policies in the water basin. Based on these criteria values, the second policy is favored in comparison with the first.
-
Page 107Strong ground motion during an earthquake is one of the most important effects that engineers have to face. Hence, achieving a prospected performance during and after an event is necessary. Since present seismic design codes are not proper enough in near-fault conditions, an appropriate design procedure (like proper design spectra) is strongly needed. In near-fault, not only forward directivity is important, but, also, because of less attenuation, strong ground motion has much more energy.
-
Page 123The use of energy, as means to derive seismic design forces, to design eccentrically braced frames with a moment link, is presented in this paper. The ultimate design forces are derived from input energy for a selected design pseudovelocity spectrum, a selected plastic yield mechanism, a selected target deformation level, and a selected plastic angle of link beam. This method eliminates the need for a drift check after the structure is designed for strength. This method can lead to a desirable yield mechanism for structures in an ultimate state. For comparison between the seismic response of structures designed with an equivalent static method and an energy-based method, a 10 story frame is designed considering the above two methods, from which, the results from nonlinear analyses of the frames, are compared. The results indicate that a design by an energy-based method can lead to more dissipation of input energy and more ductility of structures.
-
Page 133Nowadays, the increasing demands of seismic retrofitting result in further usage of ``SPSW''.``SPSW'' has been used since 1970 and has many advantages, such as ductility, strength, good energy dissipation, good performance and economic desirability, and easy instalation. In this study, first, the varieties of ``SPSW'' modelings are evaluated, based on specific testing with adequate data. Second, the optimum method of modeling is supposed from those results. At the end; the optimum method is applied to a frame with 4, 8 and 12 levels.