فهرست مطالب

نشریه آنالیز سازه - زلزله
سال پانزدهم شماره 4 (زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/12/16
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مقاله پژوهشی
  • اشکان خدابنده لو *، حمید سعیدیان صفحات 1-11
    ایده جداسازی ساختمان از اثرات مخرب حرکت زمین که توسط یک زلزله قوی ایجاد شده است، از بیش از یک قرن پیش توسط مخترعان و مهندسان انجام شده است. جداسازی لرزه ای در کاهش تقاضای لرزه ای ساختمان ها و کاهش هزینه های آسیب لرزه ای موثر است. امروزه این مفهوم به یک واقعیت عملی متکامل شده است و جای خود را به عنوان یک جایگزین قابل اعتماد برای ساخت و ساز مقاوم در برابر لرزه ای متعارف (ثابت) می باشد. هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر استفاده از جداساز لرزه ای بر بهسازی لرزه ای قاب های فولادی می باشد. که برای این منظور از تحلیل غیر خطی پوش آور استفاده شده و قاب های خمشی و بادبندی مجهز به جداساز لرزه ای و بدون جداساز لرزه ای تحلیل شده اند و ضریب رفتار انواع قابها با ارتفاعات و خصوصیات مختلف بدست آمده و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج تحقیق نشان می دهد که ضریب رفتار قاب های فولادی مجهز به جداساز لرزه ای بیشتر از قاب های بدون جداساز می باشد. با مقایسه نتایج میتوان به تاثیر استفاده از جداساز بر روی رفتار لرزه ای قاب های فولادی پی برد.
    کلیدواژگان: جکت دریایی، امواج تصادفی، طیف موج، برش پایه
  • حمید ستاریان کرج آباد، احمد ملکی * صفحات 13-22
    کشور ایران بدلیل وجود گسل های متعدد و اعمال تنش توسط صفحات پوسته مرزی، همواره شاهد رخداد زلزله های متعددی در طول سال می باشد. بنابراین ارائه ی سیستم های مقاوم برای پایداری سازه ها در برابر نیروهای جانبی از دغدغه های اصلی مهندسی عمران در کشور می باشد. از سیستم های مقاوم جانبی، مدل قاب مهاربند واگرا می باشد که با تکیه بر دوران تیر پیوند باعث جذب نیروی زلزله در سازه می شود، در حالیکه دوران بیش از حد در ناحیه تیر پیوند می تواند سطح عملکرد سازه را دچار ضعف گرداند و باعث تشکیل ترک هایی قابل توجه در دال بتنی گردد. در تحقیق حاضر مدل نوینی از سیستم مهاربند واگرای مجهز به ورق فولادی در ناحیه تحتانی تیر پیوند و تیر خارج از پیوند ارائه شده است. مدلسازی عددی در نرم افزار آباکوس و پروتکل بارگذاری بر مبنای ATC-24 اعمال گردیده است. نتایج حاصل نشان می دهد مکانیابی بهینه ورق های فولادی و اعمال آن ها در ناحیه تحتانی تیر و تیر خارج از پیوند باعث بهبود عملکرد برشی سیستم مهاربندی در تشکیل مفاصل پلاستیک و افزایش مقاومت برشی و شکل پذیری مدل مهاربندی می گردد. در نهایت میزان جذب انرژی توسط مدل ها در مقایسه با مدل رایج دارای عملکرد مطلوب قابل توجهی می باشد.
    کلیدواژگان: مهاربند واگرا، ورق فولادی، تیر پیوند، مفصل پلاستیک، مقاومت برشی
  • عباس سرقلی، سید عبدالنبی رضوی*، مسعود عابدینی صفحات 23-36
    قاب های دارای اتصال خورجینی یکی از سیستم های رایج سازه ای در ایران می باشد. در این قاب ها تیرها از طرفین ستون گذشته و هر تیر روی یک نبشی زیرین قرار می گیرد. ستون ها از نوع دوبل تسمه دار بوده و در محل اتصال دارای یک ورق نسبتا بلند می باشند به طوری که نبشی های زیرین و بالایی را در خود جای می دهد. آنچه باعث شده است که این نوع اتصال استفاده فراوانی داشته باشد سرعت بالا و سهولت اجرای قاب های خورجینی است. مطالعات متعددی نشان داده که در زمان قرارگیری سازه در معرض آتش مقاومت آن دچار تغییر می گردد. بررسی حاضر به منظور بررسی رفتار تیرهای فولادی با اتصالات خورجینی در دما و زمان های مختلف است. نخست پس از مطالعات کتابخانه ای، صحت سنجی نمونه آزمایشگاهی توسط نرم افزار آباکوس، مورد بررسی قرار گرفت. با انجام مراحل کار با داده های مطابق داده های آزمایشگاهی نتایج حاصل از بررسی عددی با نتایج حاصل از بررسی آزمایشگاهی موجود در مقاله مقایسه گردید و نتایج حاصل از این مقایسه نشان داد که تطابق نتایج آزمایشگاهی و نتایج حاصل از بررسی عددی دارای درصد اختلافی کمتر از 10 درصد است. به منظور توسعه مدل عددی 17 مدل مختلف با تغییرات دما و زمان قرارگیری تیر در معرض آتش مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج این مطالعه نشان داد که افزایش دمای حرارت در اتصالات خورجینی باعث کاهش مقاومت نهایی، افزایش میزان خرابی و تغییر شکل در ناحیه اتصال می گردد. دیگر نتایج مطالعه نشان داد که هر چه زمان قرارگیری اتصالات خورجینی در معرض آتش بیشتر باشد، مقاومت نهایی کاهش، میزان خرابی افزایش و تغییر شکل سازه بیشتر خواهد بود.
    کلیدواژگان: اتصالات خورجینی، تیر فولادی، دمای تحمل اتصال خورجینی، زمان تحمل اتصال خورجینی، مقاومت نهایی اتصالات خورجینی
  • سیدعلی موسوی داودی، مرتضی نقی پور * صفحات 37-49
    در سالیان اخیر استفاده از مقاطع فولادی پر شده با بتن (CFST) به دلیل مزایای بسیار زیاد از جمله، عملکرد لرزه ای عالی، استحکام بالا، انعطاف پذیری بالا و ظرفیت جذب انرژی نسبت به مقاطع بتنی (RC) و فولادی در صنعت ساختمان سازی گسترش زیادی پیدا کرده است، این ستون ها اغلب بیشتر در اشکال دایره ایی اجرا می گردد. دلیل اصلی این موضوع این نکته هست، که مقاطع دایره ای محصور شدگی بیشتری را نسبت به مقاطع دیگر در بتن هسته ایجاد می کند. این مهم سبب گردیده که مقاطع دایره ای نسبت به مقاطع دیگر در ستون های (CFST) بیشتر مورد استفاده قرار گیرد. اما در بعضی از مواقع استفاده از مقاطع دایره ایی غیر ممکن خواهد شد، از جمله این موارد می توان رعایت ملاحظات معماری، اجرای اتصالات اقتصادی تر و آسان تر در مقاطع چهار گوش نسبت به مقاطع دایره ایی، را نام برد، این دلایل سبب می گردد، اشکال خاص از جمله مقاطع مربع و مسطیل و مقاطع با اشکال L و T شکل در بعضی از قسمت های ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به اهمیت این موضوع در این مقاله سعی گردید که به معرفی و بررسی رفتار مکانیکی ستون های کوتاه (CFST) با مقطع هندسی L شکل و بررسی اثر پارامتری ضخامت جدار فولاد، و تنش فشاری بتن، بر روی ظرفیت و رفتار مکانیکی این ستون ها پرداخته شود، که در انتها و بعد از انجام تحلیل نمونه های مطالعاتی تحت روش اجزای محدود (FEM) مشخص گردید که در ستون های (CFST) اثر ضخامت جدار فولادی پارامتر تاثیرگذارتری بر روی ظرفیت و رفتار مکانیکی ستون های (CFST) با مقطع هندسی L شکل خواهد بود.
    کلیدواژگان: ستون فولادی پر شده با بتن، نیروی محوری، تحلیل اجزای محدود، ستون کوتاه
  • محمدرضا برادران، مرتضی مدح خوان* صفحات 51-65
    الگوریتم ژنتیک یکی از پرکاربردترین الگوریتم های جستجوی تصادفی برای یافتن جواب بهینه در مسائل قاب های ساختمانی چند طبقه می باشد. در مقاله حاضر وزن بهینه قاب های چند طبقه فولادی تحت آنالیزهای دینامیکی طیفی و آنالیز استاتیکی معادل با استفاده از الگوریتم ژنتیک تعیین شده است و تاثیر آنالیز های دینامکی طیفی و استاتیکی معادل در مقدار وزن بهینه قاب مورد بررسی قرار گرفته است. طراحی اعضای قاب بر اساس روش LRFD و منطبق با آیین نامه AISC360-16 و AISC341-16 انجام گرفته است. همچنین در آنالیز دینامیکی طیفی، مودهای موثر قاب بر اساس آیین نامه ASCE 7-16 تعیین و نیروهای داخلی اعضا بر این اساس تعیین شده اند. آنالیز و بهینه سازی قاب با استفاده از برنامه نوشته شده با زبان برنامه نویسی متلب (MATLAB) انجام گرفته است. همچنین از سه نوع انتخاب تصادفی، انتخاب بر اساس شایستگی و انتخاب رقابتی جهت انتخاب مقاطع و سه الگوی ترکیب مختلف شامل ترکیب تک نقطه ای، دو نقطه ای و پیوسته به صورت همزمان استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهد استفاده همزمان از سه نوع ترکیب و سه نوع انتخاب منجر به همگرایی سریع تر به جواب بهینه می شود. همچنین با افزایش مقدار بار وارد بر قاب، اختلاف بین وزن بهینه حاصل از دو نوع آنالیز افزایش می یابد و با افزایش تعداد طبقات، آنالیز طیفی در بارهای کمتر وزن بهینه کمتری را نسبت به آنالیز استاتیکی معادل می دهد، اما با افزایش بار، آنالیز استاتیکی معادل وزن کمتری را به دست می دهد که نشان دهنده اهمیت آنالیز دینامیکی طیفی در طرح بهینه قاب های بلند مرتبه می باشد.
    کلیدواژگان: آنالیز دینامیکی طیفی، آنالیز استاتیکی معادل، طرح بهینه، الگوریتم ژنتیک، قاب فولادی
  • سینا خلیل زاده، حمید سعیدیان *، سعید سعیدیان صفحات 67-75
    بسیاری از ساختمان های معمول در مهندسی عمران تحت تاثیر فشار جانبی خاک قرار دارند. دیوارهای زیرزمینی، پایه های پل ها، دیواره های تونلی، دیوارهای مخازن زیرزمینی و غیره از جمله سازه هایی هستند که فشار جانبی جانبی خاک به آنها تاثیر می گذارد. بنابراین، برای محدود کردن این فشار، استفاده از دیوارهای حائل وزنی، طره ای، نیمه وزنی یا سپر ها و دیگر ساختمان های مشابه، معمول است. چنین دیوارها باید یک عامل ایمنی رضایت بخش برای جلوگیری از لغزش و لغزش، و همچنین برای کنترل ظرفیت تحمل بنیادها و کنترل پایداری کلی دیوار و خاک. علاوه بر تحمل بارهای استاتیک، دیوارهای نگهدارنده باید بارگیری را ناشی از نیروهای پویا مانند بارگذاری چرخه ای و همچنین نیروی ناشی از زلزله ایجاد کنند که ممکن است در طی دوره استفاده از این دیوار رخ دهد. برای مدل سازی دیوارهای نگهدارنده وزن در این تحقیق از نرم افزار Plaxis 8.6 استفاده شده و رفتار دیوار تحت بارگذاری دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که حداکثر جابجایی در بالای دیوار اتفاق می افتد و حداکثر استرس افقی در پایین یک سوم ارتفاع دیوار حائل ایجاد می شود. تجزیه و تحلیل همچنین نشان دهنده وابستگی شدید بین رفتار دیوار نگهدارنده و تغییرات خواص مکانیکی خاک است که پشت آن است. تجزیه و تحلیل با تغییرات خواص مکانیکی خاک و تغییرات ارتفاع دیوار انجام شد و افزایش قابل توجهی در استرس افقی مشاهده شد.
    کلیدواژگان: concrete Gravity walls، Lateral Pressure of Soil، Dynamic analys دیوار حائل وزنی، فشار جانبی خاک، آنالیز دینامیکی
|
  • ashkan khodabandehlou*, hamid saeidian Pages 1-11
    The idea that a building can be uncoupled from the damaging effects of the ground movement produced by a strong earthquake has appealed to inventors and engineers for more than a century. Seismic isolation is effective in reducing seismic demand for buildings and decreasing seismic damage costs. Today the concept has matured into a practical reality and is taking its place as a viable alternate to conventional (fixed base) seismic resistant construction. This study, three bracing frame and three spacial moment frame were modeled and analyzed and the capacity curve wase plotted.The finaly, response modification Factors for steel frames equipped with base isolation were compiled as a table.Finally, based on the results of the analysis, it was observed that the structures equipped with the surface separator have a more obtuse curve than the non-separating state.
    Keywords: base isolation, steel bracing frames, steel moment frames, Response modification factor
  • Hamid SattarianKarajAbad*, ahmad maleki Pages 13-22
    Country of Iran due to the existence of numerous faults and stresses by the borders of the shell,has been witnessing the occurrence of many earthquakes throughout the year. Thus providing resistant systems for structural stability against lateral forces of the main concerns of civil engineering in the country. The lateral resistant systems, Eccentrically Brace frame model, which relying on the rotation of link beam causes the absorption of structural earthquake force, while the excessive rotation of the link beam region can weaken the structural performance level, and makes some significant cracks in the concrete slab. In the present study, a new model of eccentrically brace system equipped with a steel plate in the lower link beam, and the beam out of the links provided. Numerical modeling in Abaqus software and protocol load is applied based on the ATC-24. The results show that the optimal positioning of steel plates and insert its plates in the lower link beam and the beam out of the links cause improve the shear performance of the bracing system in the development plastic hinges And increased shear strength and ductility of the bracing model. Finally, the energy absorption by the models has a significant performance in comparison with the current model.
    Keywords: Eccentric Braced, steel plate, link beam, Plastic hinge, Shear strength
  • abas sargholi, Seyyed Abdulnabi Razavi*, Masoud Abedini Pages 23-36
    Frames with a Khorjini connections is one of the most commonly used structural systems in Iran. In these frames, the beams are placed on the sides of the pillar and each beams are placed on a lower corridor. The columns are double-skinned and have a relatively long sheet at the Khorjini, so that the lower and upper corners are in place. What makes this type of connection a lot of use is the high speed and ease of execution of sophisticated frames. Several studies have shown that when exposed to the structure, the exposed fire will change its resistance. The purpose of this study is to investigate the behavior of steel beams with Khorjini connections at different temperatures and times. First, after the library studies, the laboratory test was verified by Abacus software. The results of the numerical investigation were compared with the results of the experimental study in the paper, and the results of this comparison showed that the matching of the experimental results and the results of the numerical study with a percentage difference of less than 10 Percentage. In order to develop a numerical model, 17 different models were investigated with temperature variations and exposure time of exposed beams. The results of this study showed that increasing the temperature of the heat in the Khorjini connection reduces the resistance, increases the amount of failure and deformation in the joint area. Other results of the study showed that as the Khorjini connections are exposed to more fire, the resistance will be reduced, the failure rate will increase and the structural deformation will be higher.
    Keywords: Khorjini connections, steel beam, fire, Tangential bonding bearing temperature, Tangential connection bearing time, Ultimate strength of Khorjini connections
  • seyed ali mousavi davoudi, morteza naghipour* Pages 37-49
    In recent years, the use of concrete-filled steel sections (CFST) has been widely used for many benefits, including excellent seismic performance, high strength, high flexibility and energy absorption capacity relative to concrete (RC) and steel sections in the construction industry. These columns are often more commonly used in the form of circles. The main reason for this is the point that circular sections create more enclosure than other sections in the core concrete. This makes the circular sections more widely used in columns (CFST) than in other sections. However, in some cases, the use of circular sections will be impossible, including architectural considerations, the implementation of more economical and easier connections in the quadratic sections than the circular sections, these causes certain shapes, including sections Square and flat sections and sections with L and T shape shapes are used in some parts of the building. considering the importance of this issue in this paper, we tried to introduce and investigate the mechanical behavior of short columns (CFST) with L-shaped geometric section and study the parametric effect of steel wall thickness and compressive stress of concrete on the capacity and mechanical behavior of these columns at the end and after analysis of the study samples, it was determined in the finite element analysis (FEM) that, in columns (CFST), the effect of the thickness of the steel structure was more effective on the capacity and mechanical behavior of the columns (CFST) with the geometric cross section L will be the shape.
    Keywords: Steel column filled with concrete, Axial force, Finite Element Analysis, Short column
  • Mohammadreza Baradaran, Morteza Madhkhan* Pages 51-65
    Genetic algorithm (GA) is one of the meta-heuristic optimization algorithms. In this paper, the effects of spectral dynamic and equivalent static analysis methods on the calculated optimum weight of the frame are investigated by the means of GA. In the equivalent static analysis, the applied lateral load and design constraints are considered according to ASCE and LRFD-AISC specifications. The internal forces of the frame members are calculated using finite element method. Analysis and optimization of the frame are performed using a program written in MATLAB programming language. Three types of selection including stochastic selection, tournament selection, and ranking selection as well as three different types of crossover, single point, two-point, and continuous crossover are utilized in this study. Moreover, a comparison between equivalent static analysis and spectral dynamic analysis is presented. The results indicate that the difference between the optimum weight of the structure analyzed by spectral dynamic and equivalent static methods increases as the applied load is increased
    Keywords: Spectral Dynamic Analysis, Equivalent Static Analysis, Optimal Design, Genetic Algorithm, Steel Frame
  • sina khililzadeh, hamid saeidian*, SAEID SAEIDIAN Pages 67-75
    Many of the common buildings in civil engineering are affected by lateral soil pressure. Basement walls, foundations of the bridges, tunnel walls, walls of underground tanks and etc. are such structures that the lateral pressure of soil has a significant effect on them. Therefore, in order to limit this pressure, using of gravity walls, cantilevers, buttressed cantilevers and other similar buildings are common. Such walls must have a satisfying safety factor to prevent sliding and overturning, and also in order to control bearing capacity of foundations and control general stability of the wall and the soil. In addition to endure static loads, Retaining walls must endure loading caused by dynamic forces such as cyclic loading and also the force that is caused by the earthquake, which is probable to occur during the using period of these wall. For the modeling of weight retaining walls in this research, Plaxis 8.6 software was used and retaining wall’s behavior under dynamic loading was evaluated. The results showed that the maximum displacement happens at the top of the wall and the maximum horizontal stress is created at the bottom one third of the retaining wall’s height. The analysis also showed a strong dependency between retaining wall’s behavior and changes of mechanical properties of the soil that is behind it. Analysis were done by changes in the mechanical properties of the soil and changes in height of the wall, and a sensible increase in the horizontal stress was observed.
    Keywords: concrete Gravity walls, Lateral Pressure of Soil, Dynamic analys