احسان دهقانی
-
با توجه به نقش حیاتی پل های ترکه ای و شرایط محیطی نامطلوب که اغلب برای این پل ها چالش برانگیز است، پایش سلامت آن ها از اهمیت بالایی برخوردار است. کابل های کششی، به عنوان اجزای اصلی باربر در پل های ترکه ای به دلیل شرایط محیطی، بسیار آسیب پذیر هستند. در این مقاله، به بررسی عملکرد روشی جهت ارزیابی کابل های پل ترکه ای توسط پاسخ های عرشه در قیاس با پارامترهای مودال پرداخته شد. این روش با استفاده از تحلیل فضای فاز پاسخ های تغییرمکان عرشه در حوزه زمان تحت عبور بار مشخص، از طریق یک شبیه سازی عددی از پل ترکه ای ماناوگات ارزیابی شد. سناریوهای آسیب با شدت های آسیب 20%، 30% و 40% برای سطح مقطع کابل ها در نظر گرفته شد. شناسایی آسیب از طریق بررسی تغییرات در توپولوژی فضای فاز پاسخ ها بین مدل های سالم و آسیب دیده و دو شاخصه معیار اطمینان مودال و انعطاف پذیری مودال انجام شد. بر اساس نتایج، شاخصه تغییر در توپولوژی فضای فاز برخلاف انعطاف پذیری مودال، کابل های آسیب دیده را در تمام سطوح آسیب درنظرگرفته شده به غیراز کابل های پشتیبان شناسایی کرد. تغییرات ایجاد شده در معیار اطمینان مودال برای سطح آسیب 40% نیز بسیار ناچیز بود. این روش می تواند به عنوان یک ایده اولیه برای پایش سریع و مستمر کابل ها در پل های ترکه ای با حداقل اختلال ترافیکی و تنها با تکیه بر پاسخ های تغییرمکان عرشه مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: پل ترکه ای, پایش سلامت کابل, پاسخ های حوزه زمان, فضای فاز, پارامترهای مودالGiven the crucial role of cable-stayed bridges and the challenging environmental conditions they often face, monitoring their health is essential. Stay cables, which are the primary load-bearing elements in cable-stayed bridges, are prone to damage due to environmental conditions. This paper investigated the performance of a method for evaluating the cables of a cable-stayed bridge using deck responses, compared to modal parameters. The technique utilized phase space analysis of deck displacement responses in the time domain under a specific moving load. This method was evaluated through a numerical simulation of the Manavgat cable-stayed bridge. Damage scenarios with intensities of 20%, 30%, and 40% were applied to the cross-sections of the cables. Damage identification was carried out by analyzing the changes in phase space topology (CPST) of the responses between the healthy and damaged models, along with two indicators, the modal assurance criterion (MAC) and modal flexibility. The results showed that the CPST index, unlike modal flexibility, identified the damaged cables at all damage levels except for the back-stay cables. The changes in the modal assurance criterion (MAC) at the 40% damage level were also very insignificant. This method can serve as a preliminary approach for fast and continuous monitoring of cables in cable-stayed bridges, minimizing traffic disruption while relying solely on the displacement responses of the deck.
Keywords: Cable-Stayed Bridge, Cable Health Monitoring, Time-Domain Responses, Phase Space, Modal Parameters -
در این مقاله پس از مطالعه رفتار مهاربند های کمانش ناپذیر و قاب خمشی با مطالعات عددی سعی بر حل مشکل استفاده از مهاربند های لوزی شکل شده است. با توجه به اینکه رفتار مهاربند کمانش ناپذیر در فشار و کشش نسبتا مشابه است؛ می تواند نیروی نامتعادل کننده را در سیستم مهاربندی لوزی شکل برطرف کند. باتوجه به انعطاف معماری که سیستم لوزی شکل مهاربند در سازه ایجاد می کند این سیستم با مهاربند کمانش ناپذیر می تواند عملکرد مطلوبی داشته باشد. ترکیب این سیستم با قاب خمشی به عنوان یک سیستم دوگانه به منظور بررسی امکان استفاده از مهاربند های لوزی شکل در سیستم قاب خمشی بتنی باعث کاهش تغییرشکل های ماندگار در حالت سیستم دوگانه می شود که مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور مجموعه ای از ساختمان ها در سه سیستم سازه ای قاب خمشی بتنی، قاب دوگانه با مهاربند کمانش ناپذیر و قاب ساده ساختمانی با مهاربند کمانش ناپذیر طبق آیین نامه های معتبر مربوطه، تحلیل و طراحی شده است. آنالیز پوش آور و تاریخچه زمانی تحت زلزله های دور از گسل انجام شده است. زلزله های اعمالی به g35/0 مقیاس شده اند. منحنی های ظرفیت، برش پایه و مفاصل تشکیل شده در نقطه هدف قاب خمشی بررسی و مطالعه گردیده است. افزودن مهاربند کمانش ناپذیر به قاب خمشی بتنی و استفاده به صورت دوگانه ظرفیت سازه را افزایش داد. این افزایش، ناشی از اندرکنش قاب خمشی بتنی و مهاربند کمانش ناپذیر به صورت دوگانه است که در سازه های مورد بررسی از 84٪ افزایش ظرفیت در سازه 4 طبقه تا 94٪ افزایش ظرفیت در سازه 12 طبقه اتفاق افتاده است. همچنین میزان جذب برش توسط قاب خمشی در حالت غیر خطی نسبت به مهاربند ها کاهش پیدا کرد. استفاده از مهاربندهای کمانش ناپذیر باعث تعمیر پذیری سازه شده است؛ زیرا که در سازه بتنی قاب خمشی و سازه مفصلی خرابی ها به ترتیب در تیرها و اندکی در پای ستون ها تمرکز داشتند ولی در سازه با مهاربند کمانش ناپذیر دوگانه خرابی ها عمدتا به مهاربندها انتقال یافت که به راحتی تعویض پذیرند.از عوامل دیگر کاهش هزینه، کاهش تغییر شکل های ماندگار سازه است. همین موضوع باعث کاهش هزینه های تعمیر و بازسازی در سازه می شود. بررسی ها از تشکیل مفاصل نشان دادند که در وسط ستون ها مفصلی به جهت مهاربند لوزی شکل تشکیل نشده اند.
کلید واژگان: مهاربند کمانش ناپذیر, پوش آور, قاب خمشی بتنی, قاب دوگانه, قاب مفصلی, تغییر شکل باقیماندهDue to the mechanical behavior of brb braces and concrete frames differing, combining these shows complex behavior in a seismic. It can be used to dual system Brb-Rcf in a concrete moment frame to Improve structural responses. Considering that the behavior of the BRB brace in compression and tension is similar; It can solve the unbalanced force in the Double-K bracing system. The desirability of the Double-K arrangement and its combination with the RCF system as a dual system should be investigated in order to investigate the possibility of using Double-K braces in the RCF system and reducing residual deformations in the case of the dual system. For this purpose, a series of buildings have been analyzed and designed in three structural systems: Rcf, dual frame with brb brace, and bare frame with brb brace according to relevant valid regulations. The pushover and time history analysis have been done, and the capacity curves, base shear, and residual deformation have been investigated and studied. Adding brb braces to the concrete moment frame and dually using them increased the structure's capacity. In the studied structures, from 84% increase capacity in 4-story structure to 94% increase capacity in 12-story structure. This increase is due to the interaction of the concrete moment frame and the brb braces in a dual system. Also, the use of brb braces has made the structure repairable. Because in the concrete structure of the moment frame and the bare frame, the failures were concentrated in the beams and a little in the columns, respectively, but in the structure with Brb-Rcf, the losses were mainly transferred to the braces, which are easily replaceable. Also, the reduction of residual deformation of the structure reduces causes the cost of repair and reconstruction in the structure. Investigations on the formation of hinge showed Due to the Double-K brace that no hinge was formed in the middle of the columns. the losses were mainly transferred to the braces, which are easily replaceable. Also, the reduction of residual deformation of the structure reduces causes the cost of repair and reconstruction in the structure. It was also observed that the structure in combination with the brace in the Brb-Rcf system is designed more economically and with fewer consumables. It is shown in the structure of 8, 4 & 12 story; that the base shear has increased in the frames with brb braces and this increase has been greater in the dual system due to the bending frame and the brb braces. Also, in the hinge, it was observed that the failures of the double structure were less and the types of failures were better according to the replaceability. In general, due to less failure and more base shear that the dual system structure has, it can be said that the stiffness and resistance due to the interaction of the bending frame and the non-buckling brace has increased, which is the result of the good performance of the dual structure. By comparing the base shear, the suitability of these values with the bearing analysis is clear, so that there also the results showed the increase of the base shear due to the interaction of the frame and the non-buckling brace.
Keywords: BRB brace, pushover, RCF System, Dual System, Bare frame, residual deformation -
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال پنجاه و سوم شماره 4 (پیاپی 113، زمستان 1402)، صص 216 -231در این تحقیق به موضوع شتاب معادل زلزله در مخازن بیضوی روزمینی پرداخته شده است. اساسا مخزن سازه ای است که برای ذخیره انواع مایع به کار می رود و در انواع زمینی و هوایی و نیز بتنی و فولادی، کاربرد گسترده ای در تصفیه خانه ها، پالایشگاه ها و کارخانه ها دارد. با توجه به اعمال نیروهای دینامیکی و هیدرودینامیکی عظیم به یک مخزن بزرگ در هنگام زلزله و اهمیت زیاد تداوم عملکرد کامل سازه مذکور در شرایط بحرانی، مطالعه رفتار لرزه ای آن از اهمیت بالایی برخوردار است. در بارگذاری لرزه ای مخازن با استفاده از روابط نظریه هازنر (Housner)، پارامترهای شتاب معادل زلزله افقی و قائم مورد نیاز هستند لذا هدف تحقیق حاضر به دست آوردن روابطی با دقت مناسب برای پارامترهای مذکور در مخازن بیضوی می باشد. برای حصول به هدف مذکور، مخازن بیضوی مختلف با تکنیک اجزای محدود در نرم افزار آنسیس (ANSYS) مدل سازی و تحت زلزله های گوناگون تحلیل دینامیکی گردیده اند. سپس با استفاده از روش برازش آماری بر اساس نتایج روش اجزای محدود، روابطی غیرخطی برای پارامترهای مذکور به دست آمده اند. از تحقیق حاضر نتیجه گردید که دقت میانگین روابط شتاب معادل زلزله افقی و قائم پیشنهادی این تحقیق، به ترتیب 16 درصد و 26 درصد از دقت میانگین رابطه شتاب معادل زلزله آیین نامه طراحی نیروگاه های اتمی بالاتر می باشد.کلید واژگان: مخازن بیضوی, روابط هیدرودینامیک, نظریه هازنر, اجزای محدود, برازش آماریJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:53 Issue: 4, 2024, PP 216 -231Modification of equivalent acceleration relation of horizontal and vertical earthquakes in ground elliptical tanks was done in the current study. The seismic analysis of the tank is highly important because by investigating the results obtained from this analysis, a useful recognition of the tank behavior quality can be obtained at the time of a real earthquake. The results of the seismic analysis include the impulsive pressure and the wave height of fluid on different points of the tank. In Housner theory, earthquake equivalent acceleration is a key parameter in calculation of impulsive vibration mode parameters such as impulsive pressure and impulsive force. US nuclear reactors and earthquakes code presented a simple relation to calculate earthquake equivalent acceleration. To obtain more calculation accuracy in the ground elliptical tanks, a suitable equation was provided in the current study for the earthquake equivalent acceleration, by the use of principles of statistical regression. Because of less average error, the use of the equation proposed by this study instead of the equation presented by US nuclear reactors and earthquakes code, provides more accuracy in the tank design applications. By the study of the conclusions of this research, it was revealed that the accuracy index of horizontal and vertical earthquake equivalent acceleration relations developed by this research is 16% and 26% more than that of the corresponding relations of US nuclear reactors and earthquakes code, respectively.Keywords: Elliptical tanks, Hydrodynamic relations, Housner theory, Finite Elements, Statistical regression
-
با توجه به تحولات در حوزه حمل ونقل سریع، افزایش سرعت مجاز و ظرفیت باری، بارهای متحرک می توانند تاثیرات چشم گیری بر نیروهای دینامیکی پل ها داشته باشند. برای مد نظر گرفتن اثر دینامیکی در طراحی سازه، ضریب ضربه دینامیکی به عنوان نسبت بی بعد پاسخ دینامیکی به پاسخ استاتیکی معرفی شده است. ارزیابی دقیق این ضرایب به طراحی های ایمن و اقتصادی برای پل های جدید کمک می کند. با این حال، ارزیابی ضریب تاثیر دینامیکی به دلیل مکانیزم پیچیده تعامل وسیله نقلیه- پل و تاثیر پارامترهای زیادی که بر ضریب تاثیر دینامیکی اثر می گذارند، از جمله ویژگی های دینامیکی پل و وسیله نقلیه، شرایط سطح جاده، سرعت وسیله نقلیه، شرایط ترافیکی و غیره، موجب پیچیدگی بسیاری در مسیله می شود. در این تحقیق با اعمال بار زنده وسایل نقلیه به صورت گام به گام و انجام تحلیل تاریخچه زمانی، تحلیل دینامیکی تحت بار متحرک صورت گرفته است. این مطالعه به صورت موردی سه نوع مختلف از پل های کابلی با دهانه ها و چیدمان کابل های متفاوت به صورت مدل های دوبعدی مورد بررسی قرار گرفته اند. این مطالعه به تحلیل ضریب ضربه نیروهای خمشی و برشی اجزای عرشه و پایلون ها و همچنین نیروهای محوری کابل ها می پردازد و نتایج حاصل از آن با ضرایب پیشنهادی آیین نامه های طراحی مقایسه می شوند. همچنین تاثیر تغییرات سرعت عبور بار بر ضریب ضربه دینامیکی در پل های کابل ایستا نیز مورد ارزیابی و مطالعه قرار گرفته است. این پژوهش تلاش دارد تا با توجه به مطالعات انجام شده، بهبود و بهینه سازی در طراحی و عملکرد پل های کابلی ایستا را به منظور مقابله با تغییرات دینامیکی و افزایش سرعت بارها ارایه دهد.کلید واژگان: پل های کابل ایستا, تحلیل دینامیکی بار متحرک, ضریب ضربه (IM), بار دینامیکی مجاز (DLA), ضریب تقویت دینامیکی (DAF)Due to developments in the field of fast transportation, increase in permitted speed and load capacity, moving loads can have significant effects on the dynamic forces of bridges. To consider the dynamic effect in the design of the structure, the dynamic impact factor is introduced as ratio of the dynamic response to the static response. Accurate evaluation of these coefficients helps in safe and economic designs for new bridges. However, the evaluation of the dynamic impact factor is difficult due to the vehicle-bridge interaction and the influence of many parameters that affect the dynamic impact factor, including the dynamic characteristics of the bridge and the vehicle, road surface conditions, vehicle speed, traffic conditions,. In this research, by applying live load of vehicles step by step and performing time history analysis, dynamic analysis under moving load has been done. Three different types of cable-stayed bridges with different spans and cable layouts have been investigated in the form of two-dimensional models. This study analyzes the impact coefficient of bending and shear forces of deck components and pylons, as well as the axial forces of cables, and the results are compared with the coefficients proposed in the design regulations. Also, the effect of changes in load passing speed on the dynamic impact factor in cable-stayed bridges has also been evaluated and studied. This research tries to improve and optimize the design and performance of cable-stayed bridges in order to deal with dynamic changes and increase the speed of loads.Keywords: cable-stayed bridges, dynamic analysis of moving load, impact factor (IM), allowable dynamic load (DLA), dynamic amplification factor (DAF)
-
روش اجرای گود می تواند تاثیر قابل توجهی در میزان فشارهای وارده بر دیوارهای حایل داشته باشد؛ بدین منظور و ازآنجایی که روش اجرای بالا به پایین امروزه به شکل گسترده ای مورداستفاده قرار می گیرد، در این تحقیق مطالعه عددی در نرم افزار Plaxis به منظور بررسی تاثیرات شیوه ی خاک برداری و چینش المان های سازه ای در فشار خاک وارد بر دیوارهای زیرزمین، انجام شده است. به شکل کلی، در کاربردهای مهندسی جهت تعیین فشار خاک عموما از فشار خاک حالت سکون و یا فعال و برای دیوارهای مهارشده از دیاگرام های ظاهری فشار استفاده می شود. نتایج نشان می دهند که برخلاف توزیع فشار خاک حالت سکون و فعال، توزیع فشار وارد بر دیوارهای حایل درروش ساخت از بالا هیچ گونه قرابتی با توزیع مثلثی نداشته و توزیع فشار ظاهری پک تخمین قابل قبولی از اندازه فشار خاک و توزیع آن ارایه می دهد. همچنین نتایج حاکی از تاثیرگذاری بالای تغییر شکل ها در فشار وارده بر دیوارها می باشد؛ و به عنوان نمونه در یک حالت افزایش 60 درصدی تغییرشکل ها منجر به کاهش حدود 15 درصدی کل فشار وارد بر دیوار شده است. مدل سازی انجام شده در این تحقیق صرفا بر اساس یک نوع از خاک ماسه ای بوده که می بایست در تحلیل و استفاده از نتایج، به این امر توجه داشت.
کلید واژگان: فشار جانبی خاک, خاک برداری بالا به پایین, توزیع پک, اثرات قوس زدگیThe method for retaining the excavated pit could have a significant effect on the soil pressure acting on the retaining walls; For this purpose, since the Top-Down construction method is widely used, In this study, a series of numerical analyses has been conducted to investigate the effect of the excavation method and the distribution of the structural elements on the soil pressure distribution. Generally, for engineering purposes, active and at-rest soil pressure distribution and the Peck apparent pressure distribution (in the case of retained walls) are used for soil pressure determination. The results of the study suggest that in contrast to the at-rest and active soil pressure distribution, the pressure distribution on retaining walls has no similarity with the triangular distribution and the Peck's APD provides an acceptable estimation of soil pressure and its distribution. The results also show that with the increase of deformation due to the construction of the wall, as an example in one case, a 60% increase in ground settlement reduced the soil pressure acting on the walls by up to 15%. It's also noteworthy that this study focuses only on a special type of soil, So the result might be inapplicable to other circum-stances.
Keywords: Lateral soil pressure, Top-Down method, Peck's APD, Arching effect -
مقدمه
سکته مغزی سومین علت شایع مرگ در کشورهای توسعه یافته و شایع ترین بیماری ناتوان کننده نورولوژیک است. مطالعه حاضر با هدف بررسی بررسی شیوع اپیدمیولوژیک 5 ساله موارد سکته مغزی در اهواز صورت گرفت.
روش بررسیدر این مطالعه توصیفی مقطعی پرونده 384 بیمار بستری در بخش نورولوژی بیمارستان آموزشی درمانی گلستان اهواز که برای آنان تشخیص سکته مغزی بر اساس علایم بالینی و CT اسکن در طی سال های 1394 تا 1398 گذاشته شده بود، بررسی گردید. داده های مربوطه پس از گردآوری با نرم افزار SPSS مورد تحلیل قرار گرفت.
یافته هامیانگین سنی بیماران 31/14 ± 58/66 سال و 2/55 درصد مرد بودند. 9/22 درصد بیماران استعمال سیگار، 4/4 درصد مصرف مشروب و 9/10 مصرف مواد اوپیوییدی داشتند. همچنین 1/95 درصد بیماران فاقد فعالیت بدنی منظم بوده اند. از نظر بیماری های همراه 68 درصد فشارخون بالا، 4/42 درصد دیابت و 19 درصد دیس لیپیدمی و 1/8 درصد بیماری خودایمنی داشته اند. علاوه بر این 3/26 درصد بیماران سابقه سکته مغزی، 1/34 درصد سابقه سکته قلبی و 5/43 درصد بیماران سابقه خانوادگی سکته مغزی داشته اند. سکته مغزی در بیماران مجدد ارتباط معنی داری با سابقه خانوادگی سکته مغزی داشت (05/0P<) ولی ارتباط معنی داری با جنسیت و سن نداشت.
نتیجه گیریدر بیماران مبتلا به سکته مغزی فعالیت بدنی کم، فشارخون بالا و دیابت شیوع بالایی داشت که اهمیت توجه و اصلاح این ریسک فاکتورها جهت پیشگیری از سکته مغزی را نشان می دهد.
کلید واژگان: اپیدمیولوژی, عوامل خطر, سکته مغزیForensic Medicine, Volume:28 Issue: 3, 2022, PP 178 -185IntroductionStroke is the third most common cause of death in developed countries and the most common neurologically debilitating disease. The aim of this study was to investigate the 5-year epidemiological prevalence of stroke cases in Ahvaz, Iran.
MethodsIn this descriptive cross-sectional study, the files of patients admitted to the neurology ward of Golestan Hospital in Ahvaz, Iran who were diagnosed with stroke based on clinical symptoms and CT scan during the years 2015-2019 were reviewed. Relevant data were analyzed by SPSS software and statistical tests.
ResultsThe mean age of patients was 66.58±14.31 years and 55.2% were male. 22.9% of patients were smoker, 4.4% consumed alcohol and 10.9% consumed opioids. Also, 95.1% of patients lacked regular physical activity. In terms of comorbidities, 68% of patients had hypertension, 42.4% had diabetes, 19% had dyslipidemia and 8.1% had autoimmune diseases. In addition, 26.3% of patients had a previous history of stroke, 34.1% had a history of heart attack and 43.5% of patients had a family history of stroke. Re-stroke was significantly associated with family history of stroke (P<0.05) but was not significantly associated with gender and age.
ConclusionIn patients with stroke, low physical activity, high blood pressure and diabetes were high, which shows the importance of attention and correction of these risk factors to prevent stroke.
Keywords: Epidemiology, Risk factors, Stroke -
در این تحقیق،تاثیر شکل هندسی مخازن مایع بر رفتار لرزه ای آنها با احتساب اندرکنشهای سیال و سازه و خاک و سازه مورد مطالعه قرار گرفته است. اساسا مخزن سازه ای است که برای ذخیره انواع مایع به کار می رود و در انواع زمینی و هوایی و نیز بتنی و فولادی کاربرد گسترده ای در تصفیه خانه ها و پالایشگاه ها و کارخانه ها دارد. با توجه به اعمال نیروهای دینامیکی و هیدرودینامیکی عظیم به یک مخزن بزرگ در هنگام زلزله و اهمیت زیاد تداوم عملکرد کامل سازه مذکور در شرایط بحرانی، مطالعه رفتار لرزه ای آن از اهمیت بالایی برخوردار است. در میان تحلیله ای گوناگون، تحلیل لرزه ای مخزن دارای اهمیت قابل ملاحظه ای است زیرا با بررسی نتایج حاصل از آن می توان شناخت مفیدی را از کیفیت رفتار مخزن در هنگام وقوع یک زلزله واقعی به دست آورد.در این تحقیق مخازن مایع مدفون مستطیلی و لوزوی و بیضوی معادل، تحت مولفه های طولی و عرضی زلزله های السنترو و منجیل و کیپ به طور همزمان تحت تحلیل دینامیکی قرار گرفته اند و پارامترهای لرزه ای مختلف سیستم مانند ارتفاع ماکزیمم موج، جابه جایی ماکزیمم دیوار، تنشهای کششی ماکزیمم بتن و تنش فشاری ماکزیمم خاک در حالت های مذکور با هم مقایسه شده اند.بابررسی نتایج حاصل ازاین تحقیق،مشخص گردیدکه در شرایط یکسان، شکل هندسی مخازن مایع بر روی رفتار لرزه ای آنها تاثیر قابل ملاحظه ای می گذارد. همچنین مشخص شد که نوع تاثیر شکل های هندسی مختلف بر روی پارامترهای لرزه ای گوناگون، یکسان نمی باشد.
کلید واژگان: مخازن مایع, رفتار لرزه ای, اندرکنش سیال و سازه, اندرکنش خاک و سازه, تموجThe effect of liquid tanks shape on their seismic behavior considering fluid – structure and soil – structure interactions has been investigated in the current study. Basically, the tank is a structure used to store different types of fluid, and it is also widely used in refineries, sewage treatment plants and factories in the form of on ground and elevated tanks made from concrete and steel. Regarding the application of the huge dynamic and hydrodynamic loads on a tank at the time of earthquake and the great importance of the structure’s complete function continuity in the critical situations, it is highly important to study its seismic behavior. Among the different analyses, the seismic analysis of the tank is highly important because by investigating the results obtained from this analysis, a useful recognition of the quality of the tank’s behavior at the time of a real earthquake can be obtained. The equivalent rectangular and diamond and ellipticalburiedliquid tanks have been dinamicallyanalyzedunder Elcentro andManjil and Cape earthquakes simoultaneously in the longitudinal and transverse directions and the variousseismicparametersof the system such as thewave maximum height,wallmaximumdrift,concrete maximum tensile stresses and soil maximum compressive stress have been compared with eachother in above mentioned cases in the current research. By study of the computed results of current research, it was revealed that the liquid tanks shape has a considerable effecton their seismic behavior in the same conditions. It also was revealed that the effecttype of variousshapes is not same on the various seismic parameters.
Keywords: Liquidtanks, Seismicbehavior, Fluid &ndash, Soil &ndash, structure, interaction, sloshing -
از مهم ترین ویژگی های سازههای بتنی رفتار شکل پذیر آنها در برابر زلزله است. شکل پذیری یک سازه شامل تحمل تغییرشکل های غیرارتجاعی نسبتا زیاد بدون کاهش چشمگیر مقاومت سازه و نیز مستهلک نمودن و جذب مقدار قابل توجهی از انرژی زلزله از طریق چرخه های رفتاری پایدار است. آیین نامه های مختلف برای شکلپذیری انواع المانهای سازه ای، محدودیت ها و ضوابطی را در نظر گرفته اند. هدف از این پژوهش بررسی رابطه بهینه طراحی آرماتور برشی محصورکننده در شکل پذیری تیرستون های بتن مسلح است. در این مقاله با استفاده از روش عددی، آرماتورهای برشی محصورکننده برای سه نوع ستون با مقطع دایره ای با قطر 750 میلیمتر و مربع مستطیلی به ابعاد 1000×1000 و 500 ×500 میلیمتر در حالت های شکل پذیری متوسط و زیاد، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به منظور بررسی اثر مقاومت بتن دو نوع مقاومت 30 و 60 مگاپاسکال در نظر گرفته شده است. مقادیر آرماتور طراحی از طریق روابط پیشنهادی با روابط مقررات ملی ساختمان ایران و نیز انجمن بتن آمریکا مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین شبیه سازی عددی با استفاده از نرمافزار آباکوس برای حالت شکل پذیری متوسط و زیاد با استفاده از روابط مذکور انجام گرفته است. در نهایت با توجه به شکل پذیری های محوری و دورانی و همچنین آنالیز اقتصادی بر مبنای تحلیل ریاضی DBA و Vikor، در شکل پذیری متوسط روابط پیشنهادی بهینه ترین روش طراحی در تمامی ستون ها محسوب می شود. در شکل پذیری زیاد نیز، روابط پیشنهادی در ستون های دایرهای و مربع مستطیلی با مقاومت بتن 30 مگاپاسکال بهینه ترین روش طراحی است.
کلید واژگان: شکل پذیری, آرماتورهای برشی محصورکننده, ستون بتن مسلح, آباکوس, DBA, VIKOROne of the most important properties of concrete structures is their ductile behavior against earthquakes. The ductility of a structure includes resisting relatively high plastic deflection without significant reduction of structural strength and absorption of earthquake energy through hysteresis behavior. Different design codes have considered requirements for the ductility of various structural elements. The purpose of this study is to investigate the optimal design equation for stirrups used in ductile reinforced concrete columns. In this investigation, stirrups for three types of columns including the circular column with 750 mm diameter and rectangular columns with dimensions 1000×1000 and 500×500 mm in medium and high ductility were studied. Also, two types of concrete strength 30 and 60 MPa were considered to evaluate the effect of concrete strength. The required stirrups obtained from the proposed equations were compared with IR code and ACI. Moreover, numerical simulation using ABAQUS software for the aforementioned situations was performed. Finally, the results obtained from DBA and Vikor methods considering axial and rotational ductility, and cost showed that the proposed equations are the most optimal design equation in medium ductility. Also, the proposed equations are the best in high ductility when they were used to columns with concrete strength of 30 MPa. In concrete strength 60 MPa, the equations suggested by ACI and IR code are the most optimum as they were applied to the circular column and the rectangular column with cross-section 1000×1000 in high ductility, respectively.
Keywords: Ductility, Stirrup, reinforced concrete column, Abaqus, DBA -
در این تحقیق، رفتار لرزه ای مخازن بیضویروزمینی چهارقلو مورد مطالعه قرار گرفته است. اساسا مخزن سازه ای است که برای ذخیره انواع مایع به کار می رود و در انواع زمینی و هوایی و نیز بتنی و فولادی کاربرد گسترده ای در تصفیه خانه ها و پالایشگاه ها و کارخانه ها دارد. با توجه به اعمال نیروهای دینامیکی و هیدرودینامیکی عظیم به یک مخزن بزرگ در هنگام زلزله و اهمیت زیاد تداوم عملکرد کامل سازه مذکور در شرایط بحرانی، مطالعه رفتار لرزه ای آن از اهمیت بالایی برخوردار است. در میان تحلیلهای گوناگون، تحلیل لرزه ای مخزن دارای اهمیت قابل ملاحظه ای است زیرا با بررسی نتایج حاصل از آن می توان شناخت مفیدی را از کیفیت رفتار مخزن در هنگام وقوع یک زلزله واقعی به دست آورد. در این تحقیق مخازن بیضوی روزمینی یک قلو و چهارقلو در حالتهای مختلف کشیدگی و لاغری مخزن تحت زلزله های کیپو طبس و منجیل به طور همزمان در جهات طولی و عرضی تحت تحلیل دینامیکی قرار گرفته اند و پارامترهای فشار ماکزیمم صلب و ارتفاع ماکزیمم موج حالتهای متناظر با هم مقایسه شده اند. با بررسی نمودارهای حاصله مشخص شد که درصد کاهش پارامترهای فشار ماکزیمم صلب و ارتفاع ماکزیمم موج به واسطه تقسیم مخزن در مخازن لاغرتر بیشتر است. همچنین مشخص گردید که درصد کاهش پارامترهای فشار ماکزیمم صلب و ارتفاع ماکزیمم موج به واسطه تقسیم مخزن در مخازن کشیده تر کمتر می باشد.کلید واژگان: تحلیل لرزه ای, مخزن بیضوی, تقسیم مخزن, کاهش تموج, اندرکنش آب و سازهThe seismicbehavior of the on ground quadroplete elliptical tanks has been investigated in the current study. Basically, the tank is a structure used to store different types of fluid, and it is also widely used in refineries, sewage treatment plants and factories in the form of on ground and elevated tanks made from concrete and steel. Regarding the application of the huge dynamic and hydrodynamic loads on a tank at the time of earthquake and the great importance of the structure’s complete function continuity in the critical situations, it is highly important to study its seismic behavior. Among the different analyses, the seismic analysis of the tank is highly important because by investigating the results obtained from this analysis, a useful recognition of the quality of the tank’s behavior at the time of a real earthquake can be obtained. The monoplete and quadroplete on ground elliptical tanks have been dinamicallyanalyzedunder Cape and Tabas and Manjil earthquakes simoultaneously in the longitudinal and transverse directions in various conditions of prolateness and slenderness of the tankand the maximum impulsive pressure and the maximum wave height parameters of corresponding cases have been compared with eachother in the current research. By study of the concluded diagrams, it was revealed that the reductionpercent of the maximum impulsive pressure and the maximum wave height parameters due to partitioning of the tank is higher in the more slender tanks. It also was revealed that the reductionpercent of the maximum impulsive pressure and the maximum wave height parameters due to partitioning of the tank is lower in the more prolate tanks.Keywords: seismic analysis, Elliptical tank, Tank partitioning, Sloshing mitigation, Fluid, structure interaction
-
در این تحقیق، رفتار لرزه ای مخازن روزمینی بیضوی دوقلو مورد مطالعه قرار گرفته است. اساسا مخزن سازه ای است که برای ذخیره ی انواع مایع به کار می رود و در انواع زمینی و هوایی و نیز بتنی و فولادی کاربرد گسترده ای در تصفیه خانه ها و پالایشگاه ها و کارخانه ها دارد. در این تحقیق مخازن بیضوی روزمینی یک قلو و دوقلو در حالت های مختلف کشیدگی و لاغری مخزن، تحت زلزله های کیپ و طبس به طور هم زمان در جهات طولی و عرضی بااستفاده از نرم افزار فلوینت به روش حجم محدود، تحت تحلیل دینامیکی قرار گرفته اند و پارامترهای فشار ماکزیمم ضربه ای و ارتفاع ماکزیمم موج حالت های متناظر با هم مقایسه شده اند. با بررسی نمودارهای به دست آمده مشخص شد که درصد کاهش پارامترهای فشار ماکزیمم ضربه ای و ارتفاع ماکزیمم موج به واسطه ی تقسیم مخزن، در مخازن لاغرتر بیشتر است. هم چنین مشخص گردید که درصد کاهش پارامترهای فشار ماکزیمم ضربه ای و ارتفاع ماکزیمم موج به واسطه ی تقسیم مخزن، در مخازن کشیده تر بیشتر می باشد.کلید واژگان: تحلیل لرزه ای, مخزن بیضوی, تقسیم مخزن, کاهش تلاطمThe seismic behavior of the on ground bipartite elliptical tanks has been investigated in the current study. Basically, the tank is a structure used to store different types of fluid, and it is also widely used in refineries, sewage treatment plants and factories in the form of on ground and elevated tanks made from concrete and steel. The monoplete and double on ground elliptical tanks have been dinamically analyzed under Cape and Tabas earthquakes simoultaneously in the longitudinal and transverse directions in various conditions of prolateness and slenderness of the tank and the maximum impulsive pressure and the maximum wave height parameters of corresponding cases have been compared with eachother in the current research. By study of the concluded diagrams, it was revealed that the reduction percent of the maximum impulsive pressure and the maximum wave height parameters due to partitioning of the tank is higher in more slender tanks. It also was revealed that the reduction percent of the maximum impulsive pressure and the maximum wave height parameters due to partitioning of the tank is higher in more prolate tanks.Keywords: Seismic analysis, Elliptical tank, Tank partitioning, Sloshing mitigation
-
افزایش مقاومت اعضاء و یا اضافه نمودن قید به سازه، ایمنی کلی سازه را به خطر نمی اندازد. این موضوع تحت بارهای استاتیکی مشخص با استناد بر قضیه ایمن از مجموعه قضایای بنیادین تحلیل پلاستیک قابل اثبات می باشد. ازآنجا که این قضیه در حالت بارهای دینامیکی اثبات نشده، ولیکن از نتیجه آن در طراحی روزمره تحت بارهای دینامیکی استفاده می شود؛ این پژوهش سعی بر بررسی عددی این نتایج تحت بارهای دینامیکی دارد. با توجه به این که تحت بارهای گذرا مفهوم مکانیزم و فروریختگی قابل بررسی نمی باشد، به منظور اطمینان از ایمنی سازه، میزان تقاضای شکل پذیری اجزاء سازه مد نظر قرار گرفته است. بدین منظور با انجام تحلیل دینامیکی روی 29 شتاب نگاشت، چرخش پلاستیک اعضا پس از تغییرات جزیی مقاومت و سختی تیرها، در یک قاب خمشی دوبعدی پنج طبقه فولادی، استخراج شده است. محدوده این تغییرات بین 80 الی 150 درصد مقدار اولیه عضو موردنظر می باشد. به منظور مقایسه تقاضای شکل پذیری در تحلیل دینامیکی با مقادیر معیار، تمامی تغییرات تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی نیزبررسی شده است. نتایج حاصل از تحلیل های دینامیکی غیرخطی نشان می دهد، با افزایش مقاومت تیر، در بیش تر موارد تقاضای شکل پذیری کاهش یافته و در مواردی حداکثر 3/7 درصد افزایش می یابد. با افزایش سختی نیز شکل پذیری موردنیاز اعضا حداکثر 16 درصد افزایش یافته است. از مقایسه نتایج تحلیل دینامیکی و استاتیکی می توان نتیجه گرفت به طور کلی با افزایش مشخصات تیرها، تقاضای شکل پذیری ناشی از تحلیل دینامیکی کمتر از تحلیل استاتیکی می باشد. بنابراین افزایش سختی و مقاومت جزیی تیرها در قاب مورد نظر تحت بارهای دینامیکی، باعث فروریختگی سازه نشده است.
کلید واژگان: قضیه ایمن, تحلیل دینامیکی غیرخطی, مقاومت, سختی, تقاضای شکل پذیریIncreasing the resistance of members or adding constraints to the structure does not jeopardize the overall safety of the structure. This can be proved under certain static loads by the safe theorem which is one of the fundamental theories of plastic analysis. Although this theorem has not proved in the condition of dynamic loads, its results are used in the everyday design under dynamic loads, so this paper attempts to numerically study these results under dynamic loads. Since the concept of mechanism and collapse cannot be investigated under transient loads, the level of ductility demand of structural components is considered to ensure the safety of the structure. For this purpose, the plastic rotation of the members was extracted after a minor variation in resistance and stiffness of the beams in a 2D-five-story steel moment frame by performing dynamic analysis. To compare ductility demand in dynamic analysis with criteria values, the evaluation was surveyed under nonlinear static analysis. The results analysis shows that with the increasing resistance, in most cases the ductility demand decreases, and in some cases the maximum increases by 7.3%. With increasing stiffness, the ductility demand has increased by a maximum of 16%.By comparing the results of dynamic and static analysis, it can be concluded that the required ductility in the dynamic analysis by increasing characteristics has been lower than the corresponding value in static analysis. Therefore, the increase in the partial stiffness and resistance of the beams under dynamic loads has not caused the structural collapse.
Keywords: safe theorem, nonlinear dynamic analysis, Resistance, stiffness, Ductility Demand -
بر اساس قضایای بنیادین تحلیل خمیری سازه ها، افزایش مقاومت یا سختی بخشی از سازه موجب تضعیف آن تحت یک بار ایستا مشخص نمی شود. از این نتیجه برای ساده سازی مدل سازی و طراحی سازه ها استفاده های فراوانی می شود؛ در عین حال این قضایا تحت بارگذاری دینامیکی و متغیر اثبات نشده اند. این پژوهش نتایج قضیه ی ایمن را به صورت عددی در یک قاب خمشی دوبعدی پنج طبقه ی فولادی طی تحلیل پویا غیرخطی با 29 شتاب نگاشت مختلف بررسی می کند. به دلیل این که تحت این شرایط مکانیزم یا فروریختگی در سازه رخ نمی دهد، برای اطمینان از ایمنی سازه با تغییر مشخصات اعم از سختی و مقاومت موضعی اعضا در محدوده ی مشخص، بیش ترین تقاضای شکل پذیری چرخشی اعضا استخراج شده است. در پایان پس از بررسی نتایج، ایمنی سازه ی مورد نظر پس از افزایش موضعی سختی و مقاومت اعضا، تحت بارهای دینامیکی حفظ شده است.
کلید واژگان: قضیه ی ایمن, تحلیل دینامیکی غیرخطی, مقاومت, سختی, تقاضای شکل پذیریAccording to the basic theorems of plastic analysis of structures, increasing the strength or stiffness of a part of the structure does not weaken it under a specific static load. This result is widely used to simplify the modeling and design of structures, but these theorems have not been proven under dynamic loading like earthquake excitations. This study applies the results of the safe theorem numerically in a two-dimensional steel moment-frame structure with five stories under nonlinear dynamic analysis with 29 different earthquake ground motion records. Under transient dynamic loading conditions, because the mechanism or collapse does not occur in the structure, the safety of the structure is investigated by maximum rotational deformation of the members. By changing the characteristics such as local stiffness and strength of the members in the range of 0.8 to 1.5 times the initial value, the maximum deformation demand of the members has been compared. The results of the dynamic analysis show that upon increasing strength, in most cases, the demand for ductility decreases and with increasing stiffness, in almost all cases, the ductility demand increases. The results of nonlinear static analysis are compared with the nonlinear dynamic analysis in cases where increasing stiffness has increased the ductility demand. From this comparison, it can be concluded that upon increasing the stiffness of the members locally, the demand for ductility in the dynamic analysis is less than its corresponding value in static analysis. As a result, it can be said that by increasing the stiffness of the structure, observing the limitations of the codes for the ductility capacity of members and connections leads to the safety of the structure. Generally, it is concluded that the safety of the structure is not compromised by minor increase in the strength and minor increase in stiffness of some members of the structure under dynamic loading if regular limitations of the codes for the ductility capacity have been observed.
Keywords: Safe theorem, nonlinear dynamic analysis, Resistance, Stiffness, ductility demand -
یکی از معیارهای مهم در تعیین مقاومت خمشی تیرهای فولادی کمانش جانبی پیچشی است. در سیستم تیر و دال مختلط، بال فوقانی توسط برشگیرها به دال بتنی متصل شده اند و در برابر کمانش جانبی مهار شده است. در قاب های خمشی که تیر تحت لنگر مضاعف قرار می گیرد علاوه بر بال فوقانی بال تحتانی نیز تحت فشار قرار گرفته و احتمال کمانش جانبی آن وجود دارد. برای جلوگیری از رخداد این نوع کمانش تدابیری از جمله اتصال دو تیر مجاور هم بوسیله دیافراگم و المانهای خرپایی که بال تحتانی را به دال بتنی متصل می کنند اتخاذ می شود. در این مقاله با استفاده از مدلسازی به روش اجزاء محدود، یک جزییات جدید برای مهار جانبی بال تحتانی تیرها در سیستم تیر و دال مختلط بررسی شده است. در این جزییات بال تحتانی بوسیله یک جفت سخت کننده عرضی به دال بتنی متصل می شود و بوسیله یک جفت برشگیر عرضی از دوران آن جلوگیری می شود. نتایج حاصل از این مقاله نشان می دهدکه اعمال جزییات ذکر شده سبب کنترل ضوابط کمانش پیچشی جانبی در تیر شده و مانع ایجاد این نوع کمانش در بال تحتانی خواهد شد.
کلید واژگان: کمانش پیچشی جانبی, سخت کننده عرضی جان, تیر و دال مختلط, برشگیر, روش اجزای محدودLateral torsional buckling is one of the important criterion for determining the flexural strength in steel beam design. probability of it increases when laterally unbraced length is long. On one hand, lateral bracing should have sufficient stiffness to provide lateral support for compression flange of beam. On the other hand, this support must has enough strength. Composite beams consist of reinforced concrete slab and steel beam. To join the reinforced concrete and steel beam, stud has been used to transfer the horizontal force from concrete to steel beams. In fact, it plays role of lateral bracing for top flange. Bottom flange is also under pressure in the case of double curvature bending and there is probability of lateral torsional buckling. Common methods of beam lateral bracing are connecting two adjacent beams to each other and connectig bottom flange to concrete slab. In this study a new detail has been introduced for lateral bracing of the beam-slab composite system. In this study, bottom flange is connected to concrete slab by a pair of transverse web stiffeners and its rotation is prevented by a pair of transverse studs. Finite element analysis results show that this detail can prevent bottom flange from lateral torsional buckling.
Keywords: Lateral torsional buckling, web stiffener, beam-slab composite, stud, Finite Element Method -
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال پنجاهم شماره 4 (پیاپی 101، زمستان 1399)، صص 45 -60هنگامی که یک قطعه بتنی تحت اثر افزایش دما و یا حریق قرار می گیرد، چندین پدیده در بتن رخ می دهد که شامل انتقال حرارت، تبخیر آب موجود در حفرات، انتقال آب و بخار آب، دی هیدراته شدن سیمان و در نهایت انبساط حجمی ساختار جامد بتن می شود. همه این فرایند ها منجر به شکل گیری فشارحفره ای و ایجاد تنش های حرارتی در قطعه بتنی شده که اگر این تنش ها و یا فشارحفره ای به اندازه کافی بزرگ باشد منجر به شکست در بتن و کاهش سطح مقطع بتن از لایه های در معرض حرارت می شود که این موضوع به عنوان تورق در بتن شناخته می شود. در تحقیق پیش رو یک بررسی عددی در مورد توزیع دما، فشارحفره ای در بتن و تنش های حرارتی که منجر به پدیده تورق در بتن می شود، صورت می گیرد. در این مقاله سه نوع از بتن مورد بررسی قرار گرفته است: بتن با سنگ دانه های کوارتزی، بتن با سنگ دانه های آهکی و بتن با سنگ دانه های بازالتی. همه انواع این سنگ دانه ها در کشور ما فراوان بوده و در ساختار بتن از آن استفاده می شود. نتایج گویای این حقیقت است که احتمال تورق در قطعه بتنی با سنگ دانه های کوارتزی بیشتر از انواع دیگر بوده و این نوع بتن در معرض خطرات کاهش مقاومت بیشتری در برابر حریق می باشد که البته با افزایش ضخامت قطعه بتنی و یا افزودن حداقل 75/1 کیلوگرم فیبر پلی پروپیلن در هر مترمکعب مخلوط بتنی، می توان منجر به کاهش این خطر شد. علاوه بر این، بررسی صورت گرفته موید افزایش سرعت تورق در قطعات بتنی تحت حریق هیدروکربنی نسبت به دیگر انواع حریق بوده است.کلید واژگان: قطعه بتنی, انتقال حرارت, فشار حفره ای, تورق, فیبر پلی پروپیلنJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:50 Issue: 4, 2021, PP 45 -60In the present paper, a numerical investigation aimed at determining the significance of temperature distribution, pore pressures, and thermally induced stresses for spalling of concrete under fire conditions is performed. In this paper three types of concrete are evaluated: concrete with quartz aggregate, concrete with limestone aggregate, concrete with basalt aggregate. All of these aggregates are abundant in our country and are used in concrete admixtures. Results show that spalling in Quartz-based concrete is higher than others and this concrete exposes to decreasing in strength under fire in comparison to others, and increasing concrete segment depth or adding the specified amount of polypropylene fiber in concrete mix can improve the fire performance of concrete pieces.Keywords: The concrete segment, Heat conduction, pore pressure, spalling, Polypropylene fiber
-
امروزه افزایش تقاضا مشتقات نفتی علاوه بر نیاز به مدیریت زنجیره تامین آن، می بایست به ملاحظات زیست محیطی فرآیندهای مرتبط با تولید، توزیع و بازیافت آن توجه ویژه ای داشت. در این رابطه، این پژوهش به طراحی و برنامه ریزی شبکه زنجیره تامین حلقه بسته سبز برای محصول روغن موتور در شرایط عدم قطعیت پرداخته است. مدل ارایه شده متشکل از دو هدف می باشد که تابع هدف اول هزینه ها و تابع هدف دوم اثرات نامطلوب زیست محیطی شامل آلاینده های ناشی از بازیافت، حمل ونقل مواد بین مراکز مختلف و آلاینده های ناشی از انهدام مواد غیرقابل بازیافت را کمینه سازی می کند. با توجه به چندهدفه بودن مدل از روش اپسیلون-محدودیت جهت حل مدل استفاده شده است. در مدل موردنظر دو پارامتر میزان تقاضا محصول اصلی و میزان مواد بازگشتی از بازارهای تقاضا به صورت غیر قطعی در نظر گرفته شده است که به منظور مقابله با آن از روش بهینه سازی استوار مولوی استفاده شده است. همچنین، در مدل ارایه شده، روش های نوین در زمینه بازیافت مواد بازگشتی و انهدام مواد غیرقابل بازیافت موردبحث قرارگرفته است. درنهایت، با استفاده از داده های شرکت نفت بهران، اعتبار مدل ارایه شده مورد ارزیابی قرارگرفته است.
کلید واژگان: زنجیره تامین, حلقه بسته, سبز, آلاینده, عدم قطعیت, روش اپسیلون-محدودیت, روش بهینه سازی استوارRecently, an increase in the demand of petroleum derivatives has caused to pay particularattention to environmental issues of processes pertaining to its production, distribution andrecovery in addition to the need to manage its supply chain. In this regard, this study has designedand planned a green closed-loop supply chain network for an engine oil product underuncertainty. The proposed model encompasses two objectives in such a way the first objectivefunction aims at minimizing the costs of supply chain and the second one considersenvironmental effects of the related activities. In accordance with the multi objectives of themodel, the ε-constraint method is deployed to solve the concerned model. Likewise, the demandof the main product and the amount of recyclables from the demand markets are presumed to behemmed in by uncertainty. To cope with the considered uncertainty, the Mulvey optimizationmethod is exploited. Meanwhile, new methods for recycling and disposal of non-recyclablematerials are discussed in the proposed model. Eventually, the validation of the proposed modelis evaluated using data from Behran Oil Company.
Keywords: Green closed-looped supply chain, Contaminant, Uncertainty, ε-Constraint Method, Robust Optimization -
بتن یکی از مصالح پرکاربرد در صنایع امروزی می باشد که نیاز است رفتار آن در برابر پدیده های محیطی و از جمله حریق مورد بررسی قرار گیرد. هنگامی که قطعه ی بتنی تحت افزایش دمای ناشی از حریق قرار می گیرد، فشارحفره ای در آن تشکیل شده و این حرارت منجر به ایجاد تنش هایی در بتن می گردد که با افزایش این تنش ها، لایه ای از سطح بتن کنده می شود و تورق صورت می گیرد. در تحقیق پیش رو با ارائه ی یک مدل تحلیلی برمبنای نرم افزار آباکوس، به بررسی رفتار قطعات بتنی در برابر حریق پرداخته می شود. در مدل مذکور پس از تحلیل حرارتی اولیه، با ورود نفوذپذیری و دیگر مشخصه های بتن و نیز با الحاق سابروتین های مدنظر در تحلیل ‘Soils’ از آباکوس، میزان فشارحفره ای و تورق در بتن مشخص می گردد. نتایج گویای این مهم است که اعمال حریق هیدروکربنی نسبت به حریق استاندارد، می تواند بیش از دو برابر حداکثر فشارحفره ای بتن را افزایش دهد و روند تورق در بتن را تسریع کند و نیز با افزایش ده برابری نفوذپذیری بتن (از 5×10-17 m2 به 5×10-16 m2)، میزان حداکثر فشارحفره ای بتن حین حریق استاندارد، به نزدیک یکدهم تقلیل یافته که این تغییر می تواند منجر به جلوگیری از پدیده ی تورق در قطعه ی بتنی گردد.
کلید واژگان: قطعه ی بتنی, حریق, فشارحفره ای, تورق, نفوذپذیریConcrete is a useful material in today industry that must be known behavior against environmental phenomenon including fire concurrent using this material in various industries. Generally, in concrete two phases being visible, the solid phase includes cement paste with other aggregates and additives, and liquid phase includes water placing in concrete pores. When applying the fire in the concrete segments, in addition to some reactions occur in the solid phase, some changes are seen in the liquid phase and gradually gas phase including vapor in the concrete pores will be built. Usually, evaporation starts in concrete pores water at the 100 °C temperature and since concrete temperature passes 150 °C all of the water in pores changes to vapor and flows in the colder side of concrete and accumulate at this portion. When 100 °C front temperature further progresses in the concrete, evaporation speed increases and flows in the colder side and accumulation zone of water grows until this zone becomes full of vapor and creates a saturated layer in pores that prevents from fluid flowing. After this layer saturated by vapor invasion from the hot side, pore pressure gradually develops and with this event tension stresses at this side of concrete will increase. With continue increasing fire intensity, saturated layer creation speed increases and pore pressure and tension stress increment occur. In the following of this process, if tension stress is becoming bigger than tensile strength, fracturing and loss of material from this layer are caused, i.e. spalling occurs. This paper present an analytical modeling using ABAQUS software to evaluating concrete fire behavior. Modeling and analysis of concrete slab under fire in this study includes some steps. In the first step, heat transfer modeling and analysis of solid part is done. In the following "soils" analysis based on initial heat transfer analysis result is accomplished, that vapor flowing between pores, the saturated layer forming and pore pressure developing occur in this step. Concurrent soils analysis, using USDFLD and UMESHMOTION subroutines that joined to software, pore pressure, and tension stress value are controlled and if spalling occurs in the concrete slab, spalled layer depth and time of spalling are determined and saved. One of the most important issues facing in the fire at structures is elevated temperature patterns subject and especially fire curves types. Because of the importance of this issue, some of these fire curves placed in the famous codes. One of the most popular fire curves in the structure is the ISO834 fire curve that based on cellulose fire. Although many researchers use the ISO834 fire curve in their research, when a fire occurs in structure with petroleum and hydrocarbons products, elevated temperature speed is higher than ISO834. So the fire curve based on low petroleum product in the structure presented, is named hydrocarbon (HC) curve. Results show that applying Hydrocarbon fire in concrete increase pore pressure more than double and accelerate spalling process in comparison to ISO834 fire and by modifying permeability of concrete from 5x10-17m2 to 5x10-16m2, pore pressure decrease less than one tenth even prevent spalling phenomenon.
Keywords: Concrete elements, Fire, Pore Pressure, Spalling, Permeability -
توانایی هسته بتن یک ستون بتن مسلح جهت مقاومت در برابر کرنش های فشاری با فشار ناشی از محصورشدگی افزایش می یابد. به منظور تضمین ظرفیت تغییر شکل جانبی مناسب ستون های بتن آرمه بایستی میلگردهای محصورکننده را با توجه به بار محوری افزایش داد. از طرفی مقاومت و انعطاف پذیری هر ستون بتن مسلح از طریق بهبود محصورشدگی مناطق لولای پلاستیک ارتقاء می یابد. این بهبود تضمین پایداری لرزه ای سازه در طول یک زلزله است. یکی از مهمترین ویژگی های سازه های بتنی در مقابل نیروهای ناشی از زلزله رفتار شکل پذیر آنها است. یافتن مقادیری برای معیار شکل پذیری به دلیل پیچیدگی های رفتار سازه ها و مشخص نبودن صریح همه عوامل موثر بر آن، با مشکلات زیادی همراه است. آئین نامه های مختلف نیز معیارهای متفاوتی برای شکل پذیری بیان می کنند. هدف از پژوهش حاضر ارائه یک معیار محصورشدگی بر مبنای نیاز شکل پذیری است. در این مقاله ضمن بررسی آئین نامه های مختلف، روابطی برای طراحی آرماتورهای عرضی محصورکننده دو نوع ستون با مقطع دایره ای و مستطیلی در حالت شکل پذیری زیاد و متوسط استخراج شده است. جهت صحت سنجی روابط، مقادیر آرماتور طراحی ستون های بتن آرمه با مقادیر به دست آمده از روابط مقررات ملی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج استفاده از روابط پیشنهادی نشان می دهد که مقادیر آرماتورهای طراحی مقاطع مورد بررسی در هر دو حالت، شکل پذیری کاهش یافته را در بر داردکلید واژگان: طراحی میلگردهای محصور کننده عرضی, ستون بتن مسلح, سطوح شکل پذیری, طول مفصل پلاستیک, ضریب شکل پذیری انحناییConcrete core capability of a reinforced concrete columns to withstand compressive strain caused by the confinement pressure increases. In order to ensure proper lateral deformation capacity of reinforced concrete columns enclosing the bars should be increased according to the axial load. On the other hand, the strength and flexibility of each reinforced concrete is enhanced by improving the enclosure of plastic hinge areas. This ensures improved seismic stability during an earthquake. One of the most important characteristics of concrete structures against the forces of earthquake is their ductile behavior. Finding the values for standard plasticity due to the complexity of the structural behavior and the lack of explicit all its influencing factors, is associated with many problems. Also various regulations are expressing the different criteria for ductility. The purpose of the present study is to provide a confinement criterion based on the need for ductility. In this article, we review the various regulations, is extracted relations for design of enclosed transverse reinforcement of two type of columns, with circular and rectangular sections, In the case of medium and high ductility. In order to verify the relations, reinforcement values for designing reinforced concrete columns evaluated with the values obtained from Iranian national regulations relations. The results of the proposed relations show that the values of the design reinforcement of sections for both levels of ductility is reduced .Keywords: Design of confining transverse reinforcement, concrete reinforcement columns, ductility surfaces, plastic hinge length, curvature ductility factor
-
وجود تیر پیوند در قاب های مهاربندی واگرا مهم ترین عامل تفاوت رفتاری این قاب با سایر سیستم های سازه ای، است. به همین دلیل، مدل سازی رفتار تیر پیوند اهمیت بسیاری دارد. مطابق آیین نامه FEMA 356 برای ارزیابی عملکرد تیر پیوند در تمام محدوده های رفتاری آن، نیاز به چرخش خمیری مفاصل خمیری است. در بسیاری از مطالعات، برای مدل سازی تیر پیوند، در محل تشکیل مفصل خمیری، دو مفصل خمشی و برشی متمرکز را به صورت همزمان مدل می کنند. در این روش، در صورت حاکم شدن رفتار برشی در تیر پیوند، دورانی در دو طرف مفصل خمیری به وجود نمی آید. به همین دلیل، نمی توان به مدل سازی رفتار تعمیم یافته تیر پیوند و ارزیابی عملکردی آن مطابق آیین نامه FEMA 356، پرداخت. در این مقاله روش جدیدی برای مدل سازی رفتار تیر پیوند ارائه شده است. طبق این روش، در محل تشکیل مفصل خمیری، تنها یک مفصل خمیری خمشی مدل می شود و رفتار آن به گونه ای تعیین می گردد که معادل رفتار تیر پیوند باشد. علاوه بر ارائه روش جدید مدل سازی تیر پیوند، فرآیند محاسبه تغییرمکان هدف هر سطح عملکرد نیز در این مقاله شرح داده می شود. به منظور مدل سازی و تحلیل استاتیکی غیرخطی از نرم افزار OpenSees استفاده شده است. در انتها، برای صحت سنجی فرآیند محاسبه تغییرمکان هدف هر سطح عملکرد و روش مدل سازی ارائه شده، نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی غیرخطی یک قاب مهاربندی واگرای فولادی دوبعدی ارائه گردیده و با نتایج نرم افزار SAP2000 مقایسه شده است. مقایسه نتایج، صحت مدل سازی و فرآیند محاسبه تغییرمکان هدف را تایید می کند.کلید واژگان: تیر پیوند, تحلیل استاتیکی غیرخطی, مدل سازی, ارزیابی عملکرد سازهThe presence of the link beam in eccentrically braced frames is primarily responsible for different behavior of this frame with other structural systems. In accordance with the FEMA 356, for the evaluation of the performance of the link beam in all of its behavioral areas, the plastic rotation of the plastic hinges is required. In many studies, for the modeling of the link beam, at two end of an elastic beam, two bending and shear plastic hinge are modeled simultaneously. In this method, it is not possible to model the generalized behavior of the beam and evaluate its performance in accordance with the FEMA 356. In this paper, a new method for modeling the behavior of the link beam is presented. According to this method, at the location of the joint formation, only one flexural joint is modeled and its behavior is determined to be equivalent to the behavior of the link beam. In addition to presenting a new method for link beam modeling, the process of calculating the target displacement for each level of performance is described. OpenSees software has been utilized to model and analyze. Finally, for verifying the process of calculating the target displacement of performance levels and the proposed modeling method, the results of nonlinear static analysis of a 2D eccentrically braced frame are presented and compared with the results of the SAP2000. Comparison of the results confirms the accuracy of the modeling and the process of calculating the target displacement.Keywords: link beam, Nonlinear Static Analysis, Modeling, Evaluation of the Structure performance
-
امروزه یکی از سیستم های متداول برای مقابله با نیروهای جانبی (زلزله و باد) استفاده از سیستم قاب های مهاربندی ویژه (SCBF) می باشد. کمانش خارج از صفحه مهاربند در فشار باعث تغییر شکل های غیر الاستیک زیادی در ورق اتصال (گاست پلیت) می گردد. آیین نامه های لرزه ای موجود به منظور تامین ظرفیت تغییر شکل های غیر الاستیک در ورق های اتصال، پیشنهاد به رعایت فاصله آزاد خطی داده اند. اخیرا تحقیقاتی به منظور بهبود رفتار لرزه ای اتصالات قاب های مهاربندی انجام شده است که نشان می دهد، استفاده از یک الگوی فاصله آزاد بیضوی شکل نتایج بهتری نسبت به الگوی فاصله آزاد خطی دارد. در تحقیق حاضر با استفاده از روش اجزا محدود، یک قاب یک دهانه و یک طبقه تحت بار چرخه ای و با در نظر گرفتن اثرات غیر خطی مادی و هندسی مدل سازی و صحت سنجی شده است. پارامتر های مورد بررسی شامل تاثیر الگوی فاصله آزاد (خطی، بیضوی و عدم رعایت فاصله آزاد) در زوایای مختلف و فاصله آزاد در الگوی بیضوی شکل می باشد. نتایج حاصل از بررسی منحنی هیسترزیس نمونه ها، مقامت فشاری و کششی و همچنین تنش و کرنش به وجود آمده در مدل ها نشان داد که تاثیر فاصله آزاد در مقاومت قاب مهاربندی شده چندان زیاد نبوده و بین 86/2 درصد تا 5/13 متغیر می باشد. شکل پذیری اتصال نیز در حالت عدم رعایت فاصله آزاد در زوایای 30 تا 60 درجه، موجب کاهش 30 تا 60 درصدی آن نسبت به فاصله آزاد بیضوی گون می شود. همچنین در حالت استفاده از منحنی آزاد بیضی گون فاصله 8 برابر ضخامت ورق بعنوان فاصله بهینه بدست آمده است.کلید واژگان: قاب مهاربندی همگرا, کمانش خارج از صفحه, ورق اتصال, فاصله آزاد, رفتار لرزه ای
Today one of the most common systems for resisting lateral forces (wind and earthquake) is special concentrically braced frames (SCBF). Out of plane buckling in compression causes large inelastic flexural deformations in gusset plate. In order to supply the capacity of inelastic deformations in gusset plate, current design practice recommends a “2t” linear geometric offset to be used. Recent research has been done to improve the seismic behavior of connections for braced frames shown that the use of a clearance by elliptical pattern has better results than linear pattern clearance.
In this paper using the finite element method, a one-story frame under cyclic loads and considering the nonlinear effects of material and geometric has been modeled and verified. The parameters that considered are effect of clearance (linear, elliptical and lack of clearance) at different angles and clearance in an elliptical pattern. The results of the samples, hysteresis curve, compressive and tensile resistance, as well as stress and strain showed that the clearance effect on tensile strength and compressive is between 2.86 to 13.5 percent for different angles of connected braces. Ductility in the case of lack of clearance between angles of 30 to 60 degrees reduced 30 to 60 percent relative to the elliptical clearanceKeywords: concentrically braced frame, out of plan buckling, gusset plate, clearance, seismic behavior -
با توجه به اهمیت سامانه ی قطار شهری، در طراحی قطعات بتنی تونل های قطار شهری علاوه بر عوامل لرزه ای، عواملی مثل حریق نیز باید در نظر گرفته شود تا سرویس دهی این سامانه بدون وقفه صورت گیرد و دچار اختلال نشود. در ساخت قطعات بتنی تونل ها از رده ی بتن های پرمقاومت بهره گرفته می شود که علی رغم رفتار لرزه ای مناسب، در برابر افزایش دما و حریق، عملکرد مناسبی ندارد. آتش سوزی طی یکسری فعل و انفعلات می تواند منجر به کاهش ضخامت قطعات بتنی تونل ها شده و ایمنی این قطعات را تحت تاثیر خود قرار دهد. در تحقیق پیش رو با معرفی یک مدل مبتنی بر نرم افزار اجزای محدود آباکوس، رفتار قطعات بتنی تونل ها در برابر حریق مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ادامه در جهت اطمینان از نتایج تحقیق با معرفی و اعمال انواع منحنی های حریق بر قطعه ی بتنی، اثر اضافه کردن فیبر پلی پروپیلن بر مخلوط بتنی، تحت بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق بیانگر این موضوع است که اضافه کردن حداقل 0.9 کیلوگرم فیبر پلی پروپیلن، بصورت یکنواخت، در هر متر مکعب مخلوط بتنی درقطعات بتنی تونل ها، تا حد زیادی منجر به بهبود رفتار این قطعات در برابر انواع حریق های مورد انتظار شده و از تورق و کاهش ضخامت این قطعات جلوگیری می کند.کلید واژگان: قطعات بتنی, حریق, فیبر پلی پروپیلن, نرم افزار آباکوس, تورقIn today`s world urban railway is one of the important transportation systems that should be examined against various environmental phenomena including fire condition to service permanent citizens. Usually construction of concrete segments of the tunnel simultaneous to used high strength concrete (HSC) that have bad reaction under fire in spite of good seismic reaction. When a fire occurs in tunnel surrounding, some interaction occurred in concrete segments of the tunnel that can reduce the thickness and decrease the safety of these segments. Most of the researches in applying heat effect on concrete segments of the tunnel are experimental and under this situation and analytical or numerical researches in this issue are low. This paper presents an analytical model using ABAQUS software based on the finite element for evaluating concrete segments of tunnel behaviour under fire condition. To ensure the safety of results, some fire curves are applied and effect of Polypropylene fiber in the concrete mix is evaluated. Results show that adding minimum 0.9 Kg per cubic meter of concrete mix in concrete segments of tunnel causing loss of spalling and improve fire behavior interaction.Keywords: Concrete segments, fire, Polypropylene fiber, Abaqus software, Spalling
-
جرم گسترده شده در نقاط مختلف سازه پل قوسی یکی از عواملی است که موجب پیچیدگی تحلیل لرزه ای آن ها می شود. در این پژوهش رفتار لرزه ای یک پل قوسی فولادی به دهانه 300 متر، در جهت طولی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از تحلیل دینامیکی فزاینده به عنوان جامع ترین روش و معیار ارزیابی رفتار لرزه ای استفاده شده است. همچنین نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی فزاینده با نتایج تحلیل های غیرخطی استاتیکی و تحلیل دینامیکی فزاینده با استفاده از شتاب نگاشت هارمونیک مورد مقایسه قرار گرفته است. تحلیل دینامیکی فزاینده با استفاده از 17 شتاب نگاشت لرزه ای و تحلیل پوش اور استاتیکی تحت دو الگوی بار توزیع بار اینرسی و توزیع بار مودال انجام پذیرفته است. نتایج بدست آمده نشان داده اند پل قوسی موردنظر به علت جرم گسترده سازه، در جهت طولی پل مود غالب حرکتی نداشته و رفتار لرزه ای آن تحت شتاب نگاشت های مختلف با توجه به تحریک مودهای مختلف متفاوت می باشد. با توجه به عدم وجود یک مود غالب حرکتی، تعیین الگوی بارگذاری تحلیل پوش اور امکان پذیر نبوده و به همین علت نتایج تحلیل پوش اور از دقت کافی جهت ارزیابی رفتار غیرخطی سازه برخوردار نمی باشند. با حذف جرم قوس فولادی و تبدیل این سازه به یک سازه منظم جرمی نتایج تحلیل پوش اور استاتیکی و تحلیل دینامیکی فزاینده با دقت قابل قبول به هم نزدیک شده اند. همچنین نتایج تحلیل دینامیکی فزاینده با استفاده از شتاب نگاشت های هارمونیک نشان داد که انتخاب شتاب نگاشت های هارمونیک به جای شتاب نگاشت های زلزله می تواند مدت زمان انجام تحلیل را با دقت نتایج خوبی به صورت چشم گیری کاهش دهد.کلید واژگان: پل های قوسی فولادی, عملکرد لرزه ای, تحلیل دینامیکی فزاینده, تحلیل پوش اور استاتیکی, تحلیل طیفیThe dynamic characteristics of different structures have led to the development of various analytical methods for analyzing the seismic behavior of structures. The existence of a predominant period in the structure is one of the features that can be used in analytical simplifications. Steel arch bridge is one of the systems for covering relatively long span. Mass distribution of steel arch bridge is the most important reason complexity of their seismic analysis. In this study a 300m span steel arch bridge has been investigated as a sample in the longitudinal direction. A comprehensive study has been carried out on the application of a capacity and demand prediction procedure based on incremental dynamic analysis with 17 seismic records for seismic performance evaluation of that bridge. Also results of IDA have been compared with nonlinear pushover analysis, and incremental dynamic analysis with sinusoidal record. Load pattern of pushover analysis is considered in two cases: inertia force distribution and modal force distribution. Nonlinear material effects are considered in the form of a concentrated plastic joint. The results show that Mass distributions of steel arch bridge due to this structure have not a predominant period and their seismic behavior is different under different accelerations because different mode shapes of structure are incitement. Also, by removing the mass of the arch element of the bridge and creating a model with predominant mode in the longitudinal direction, the results of its incremental dynamical analysis and nonlinear pushover analysis are investigated. Finally, a new approach is used for IDA by selecting harmonic base acceleration functions. This method is able to reduce the calculation cost of IDA with same accuracy of ground motion time histories.Keywords: Steel Arch Bridge, Seismic Behavior, Incremental Dynamic Analysis, StaticPushover Analysis, Spectral Analysis
-
دیوارهای سازه ای به صورت گسترده در ساختمان ها به عنوان عضو سازه ای مهم استفاده می شوند تا مقاومت جانبی قابل توجه، سختی و ظرفیت تغییر شکل غیر الاستیک مورد نیاز در برابر زلزله را تامین کنند. در سال های اخیر دیوارهای برشی مرکب با المان مرزی فولادی، در مناطق با لرزه خیزی بالا مورد استفاده قرار گرفته است. ضوابط طراحی این دیوارها در آیین نامه های معتبر دنیا شامل تعدادی راهنمای آیین نامه طراحی و الزامات می باشد. با این وجود مروری بر تحقیقات گذشته نشان می دهد مطالعات بر روی رفتار این دیوارها در اکثر موارد به حالتی محدود می شود که انتهای ستون های مرزی دیوار کاملا در فونداسیون مدفون شده و المان های مرزی دیوار پیوسته است.
در این مقاله رفتار دیوارهای برشی مرکب با المان مرزی پیوسته با حالتی که المان های مرزی دیوار غیر پیوسته می باشد و ستون های مرزی فولادی از طریق صفحه ستون و بولت به فونداسیون متصل شده اند، مقایسه می گردد تا برخی مفروضات طراحان سازه در طراحی این دیوارها ارزیابی گردد. ابتدا مدلسازی نمونه های معیار به روش اجزاء محدود انجام شده و درستی نتایج آن با نمونه های آزمایشگاهی مورد اعتبار سنجی قرار گرفته است. در این تحقیق از روش آنالیز اجزای محدود غیر خطی بتن آرمه و مدل رفتاری پلاستیسیته آسیب برای مدلسازی رفتار بتن استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد پیوستگی المان های مرزی دیوار باعث بهبود رفتار دیوار برشی مرکب می گردد. ضمن آن که این تاثیر با افزایش تعداد طبقات دیوار بیشتر می شود.کلید واژگان: دیوار برشی بتن آرمه, ستون مرزی فولادی, پیوستگی المان مرزی, مدل پلاستیسیته آسیب, آنالیز اجزای محدودStructural walls are widely used in building structures as the major structural members to provide substantial lateral strength, stiffness and the inelastic deformation capacity needed to withstand earthquake ground motions. In this article the behavior of composite shear walls with continuous boundary elements are compared and contrasted with a state in which the walls boundary elements are discontinuous and interrupted and the boundary steel columns are connected to the foundation through the columns baseplate and bolts; and these are all to assess and appraise some hypotheses by the structural designers in designing these walls. The finite element software is first calibrated and the accuracy of its results is validated through modeling the experimental samples. In this research, the concretes nonlinear finite element analysis method and concrete damage plasticity model have been used for the concretes behavior modeling. The results of this study indicate that the wall boundary elements continuity improve the composite shear walls behavior. Meanwhile, this effect increases by an increase in the number of the walls floors.Keywords: Shear Wall, Steel Boundary Element, Damage Plasticity Model, Finite Element Analysis -
دیوارهای برشی مرکب با المان مرزی فولادی به عنوان اعضای سازه ای شناخته می شوند که قادرند در مقابل نیروی جانبی درون صفحه ای بالا و در سطوح کم تغییر مکان ایستادگی کنند. دیوارهای برشی بتن آرمه با المان مرزی فولادی که در ایران اجرا می شود در قسمت المان مرزی معمولا از طریق صفحه ستون و بولت به فونداسیون متصل می شوند. اکثر آیین نامه های معتبر دنیا در مورد رفتار این نوع از دیوارهای برشی سکوت کرده اند و تاکنون بر روی رفتار این نوع از دیوارهای برشی مطالعه آزمایشگاهی یا تحلیلی صورت نپذیرفته است.
در این مقاله اثر سطح مقطع بولت های متصل کننده صفحه ستون به فونداسیون و مدفون شدگی آرماتورهای طولی ناحیه المان مرزی دیوار در فونداسیون و تاثیر آن بر رفتار این نوع از دیوارهای برشی مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا مدلسازی نمونه های معیار به روش اجزاء محدود انجام شده و درستی نتایج آن با نمونه های آزمایشگاهی مورد اعتبار سنجی قرار گرفته است. در این تحقیق از روش آنالیز اجزای محدود غیر خطی بتن آرمه و مدل آسیب دیدگی خمیری بتن برای مدلسازی رفتار بتن استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد افزایش سطح مقطع بولت و همچین مدفون شدن آرماتورهای طولی المان مرزی در فونداسیون باعث بهبود باربری این دیوارها می شود. مقاومت این دیوارها تحت بارهای محوری معمول کمتر از دیوار برشی بتن آرمه می باشد.کلید واژگان: دیوار برشی بتن آرمه, المان مرزی فولادی, آسیب دیدگی خمیری بتن, تحلیل المان محدودComposite construction in steel and concrete offers significant advantages for use as the primary lateral resistance systems in building structures subjected to seismic loading. While composite construction has been common for over half a century through the use of composite beam and joist floor systems, over the past decade a substantial amount of research has been conducted worldwide on a wide range of composite lateral resistance systems. These systems include unbraced moment frames consisting of steel girders with concrete-filled steel tube (CFT) or steel reinforced concrete (i.e., encased steel sections, or SRC) beam-columns; braced frames having concrete-filled steel tube columns; and a variety of composite and hybrid wall systems.
Structural walls are widely used in building structures as the major structural members to provide substantial lateral strength, stiffness, and the inelastic deformation capacity needed to withstand earthquake ground motions. In recent years, steel reinforced concrete (SRC) walls have gained popularity for use in high-rise buildings in regions of high seismicity. SRC walls have additional structural steel embedded in the boundary elements of the reinforced concrete (RC) walls. Walls with additional shapes referred as composite steel-concrete shear walls, contain one or more encased steel shapes, usually located at the ends of the wall.
Composite shear walls with steel boundary element are known as the structural members able to withstand high in-plane lateral forces at low displacement levels. Reinforced concrete shear walls with steel boundary element being performed in Iran are joined to the foundation, in boundary element section, usually through bolts and base plates. Most reliable codes of the world have nothing to say about the behavior of this type of shear walls, and no experimental studies or analyses have been conducted on the behavior of this type of shear walls. In the past decade, great effort has been devoted to the study of seismic behavior of SRC walls, for Design provisions for SRC walls have also been included in some leading design codes and specifications, for example, AISC 341-10 , Eurocode 8, and JGJ 3-2010
Exposed baseplates together with anchor bolts are the customary method of connection of steel structures to the concrete footings . In this paper, the influence of cross section of base plates joint bolts to the foundation and the walls longitudinal bars embedding within the area of boundary element in the foundation, on the behavior of this type of shear walls have been investigated. The finite element software is first calibrated and the accuracy of its results is validated through modeling the experimental samples. In this research, the concretes nonlinear finite element analysis method and concrete damage plasticity model have been used for the concretes behavior modeling. The results show that increasing in the level of bolts cross section and also the embedding of longitudinal bars of boundary element in the foundation cause an improvement of the capacity of these walls. However, these walls resistance against the normal axial loads is considered to be less than reinforced concrete shear wall.Keywords: Reinforced concrete shear wall, Steel boundary element, Concrete damage plasticity model, Finite element model -
یکی از مسائلی که مهندسین سازه در طراحی سازه های فولادی بوسیله نرم افزار های تجاری از قبیل SAP یا ETABS با آن مواجهند، نحوه در نظر گرفتن اثرات ناحیه همپوشانی المانها (طول ناحیه صلب انتهایی) در چشمه اتصال است. در این نرم افزارها امکان در نظر گرفتن این ناحیه بصورت کاملا صلب یا نیمه صلب وجود دارد، در حالی که اتخاذ هر یک از این گزینه ها منجر به تفاوت قابل ملاحظه ای در نتایج و محاسبات خواهد شد. در این تحقیق با معرفی دو مدل تحلیلی متعارف در مدلسازی چشمه اتصال و تمرکز روی اتصال با ورق انتهایی، به بررسی دقیقتر تاثیر میزان طول ناحیه صلب انتهایی در نتایج مدلسازی قابهای فولادی پرداخته شده است. برای این منظور نتایج بدست آمده از تحلیل به روش مرسوم با نتایج بدست آمده از تحلیل دقیقتر بر اساس روش پیشنهادی آیین نامه یوروکد مقایسه شده اند. در نهایت پیشنهاداتی برای در نظر گرفتن میزان صلبیت ناحیه انتهایی المانها به منظور دستیابی به نتایج دقیقتر سختی و مقاومت قاب فولادی ارائه گردیده است.کلید واژگان: چشمه اتصال, طول ناحیه صلب انتهایی, اتصال با ورق انتهاییIn most steel frame designs the beam to column connections are assumed to be rigid or pinned but in many steel frames we have beam to column connections with semi-rigid behavior. The structures with semi-rigid connections include systems with the connections in joints which are not completely rigid, but allow, usually, some relative movements in directions of generalized displacements.
Early experimental studies showed the importance of panel shear deformations for stable energy dissipation under cyclic loading. Modeling of the panel is very important for the avoidance of local failure of columns under ultimate limit state.
A substantial effort has been made in recent years to characterize the behavior of semi rigid connections. Recent studies and modern codes, in especially EC3 and EC4, include methods and formulas to resistance and stiffness of panel zone. EC3 proposes a mechanical model for the semi-rigid joint in which each component is modeled by an equivalent linear spring.In these model we have some components that show with springs. These springs are assembled to form a single bilinear (elasticplastic) rotational spring that models the connection, and is attached at the intersection between beam and column for the global analysis.
Both the stiffness and strength of the springs in EC3 and EC4 depend on β factor that definition of this parameter implies an approximation of the internal forces at the joint, and therefore its use requires an iterative process at the time of performing the global analysis of the structure. So E.Bayo proposed a new component-based method (or cruciform element method) to model internal and external semi-rigid connections that revived and modified EC methods. So a cruciform element (a four-node element) is proposed to avoid β factor, and the inherent initial guessing and iterative process that it requires, and includes the finite size and deformation modes of the joint.
One of main problems that structural engineer deal with is considering End Length Offset in conventional softwares. Extended end plate connection is one of beam-column semi rigid connection that we want to evaluate this behavios by using cruciform connection model and other panel zone models.
In this paper three 2 dimensional frames with extended end plate connections are modeld in MATLAB using Cruciform element method and these result are compared with SAP2000 results in eight cases that in four cases panel zone are modeld and four cases are without panel zone modeling. In which of this End Length Offset considering are once just for beams and the other for beams and columns (in two case of Rigid Zone Factor : 0.5 and 1). The results show that modeling panel zones according to EC method and considering Rigid Zone Factor equal to 1 in columns and beams are best assumption to analysis of 2D frames with extend end plate connections, but if we dont model panel zones, we must considering Rigid Zone Factor equal to 0.5 in columns and beams to give nearby actual results.Keywords: semi rigid connections, extended end plate, Rigid Zone Factor, End Length Offset
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.