علیرضا خالو
-
دیوارهای برشی فولادی با طراحی مطلوب به عنوان یک سیستم باربر جانبی کارآمد در سازه ها تلقی می شوند و یکی از مسائل مهم در این سیستم، ضرورت وجود بازشوها بوده که متاثر از دلایل اجرایی، محدودیت های معماری و الزامات سازه ای است. در این پژوهش، با ایجاد بازشو به صورت نوارهایی در کناره های دیوار برشی فولادی و جدا کردن بخشی از اتصال آن به ستون ها و تیرها، میزان اثرگذاری آن در تغییرات تنش های اعمالی به ستون های کنار دیوار و نیز اثر آن بر عملکرد لرزه ای سازه بررسی می شود. همچنین، برای بررسی تاثیر ایجاد بازشوهای نواری، بازشوهای مستطیلی با نسبت ابعادی متفاوت در چارچوب 25 مدل مختلف و با شرایط اتصال گیرداری و مفصلی درنظر گرفته شده و سپس نسبت های مقاومت خمشی، نیروهای محوری و برشی و تغییرمکان نسبی جانبی سازه ها با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج مدلسازی ها نشان می دهد بازشوهای افقی تاثیر مخرب تری بر روی ستون ها و بازشوهای قائم اثر مخرب تری بر روی تیرها خواهند داشت. با تضعیف سیستم باربر جانبی با تعبیه بازشوهای نواری، تغییرات در تنش حاصل از نیروی محوری، لنگر و اندرکنش این دو در ستون ها، نتایج متفاوتی به همراه دارد، به طوری که در سازه با سیستم دوگانه، تضعیف دیوار برشی منجر به اضافه شدن نیروی بیشتری به قاب خمشی و به تبع آن، افزایش تنش های مذکور در ستون ها می شود و در اتصال مفصلی، به طورکلی تفاوت تنش های ستون محسوس نمی باشد. برای بازشوهای قائم، نسبت جابه جایی جانبی نسبی دیوارهای با بازشو به دیوار بدون بازشو در حالت اتصال گیرداری و مفصلی به ترتیب در بازه 02/1 تا 71/1 و 05/1 تا 09/3 بوده و برای بازشوهای افقی مقادیر فوق به ترتیب 22/1 تا 36/6 و 15/1 تا 98/9 می باشد و بیشینه مقادیر مربوط به بازشوهای سرتاسری است. همچنین، استفاده از بازشو با مساحت کمتر از 25/0 مترمربع منجر به کاهش محسوس عملکرد لرزه ای سازه نخواهد شد.کلید واژگان: دیوار برشی فولادی, بازشوهای نواری, مدلسازی عددی, ظرفیت باربری جانبی, المان های مرزیSteel Plate Shear Walls (SPSWs) are being increasingly utilized as one of the efficient lateral load-resisting systems in seismic zones. Adopting openings in the infill plate of SPSWs is sometimes essential owing to the architectural requirements, structural reasons, as well as constructional limitations. This study aims at investigating the influence of strip openings on the structural performance of perforated steel plate shear walls with different infill plate boundary conditions. In this regard, a variety of perforated SPSWs with vertical and horizontal strip openings are designed and then numerically simulated possessing different aspect ratios and opening features. The effects of the dimensions and orientations of the strip openings are evaluated through response parameters in terms of drift and stress ratios corresponding to the flexural strength, axial and shear forces. According to the simulation results, in general, introduction of the horizontal and vertical openings attenuates the stiffness of perforated SPSWs, and in turn, the drift response of the structure becomes more pronounce. A non-dimensionalized parameter is also introduced to indicate how the boundary conditions and opening dimensions affect the drift response of the structure. The results indicate that an increase in the width and length of the opening can exacerbate the induced stress values corresponding to the axial forces, flexural moments, and their combination in the columns and beams. In addition, the use of perforated SPSW with opening of less than 0.25m2 can offer similar seismic performance as compared to that of SPWS with infill plate and without opening.Keywords: Steel Plate Shear Wall, Strip Opening, Numerical Modelling, Lateral Bearing Capacity, Boundary Elements
-
در این مطالعه، به اثرات ناشی از لنگر پیچشی بر پاسخ دینامیکی خارج از صفحه تیرهای خمیده در صفحه افق و متکی بر بستر ویسکو-الاستیک پرداخته می شود که تحت تحریک جرم متحرک قرار دارند. ابتدا در معادلات تعادل دینامیکی حاکم بر تیرهای خمیده در صفحه افق، اثرات ناشی از اینرسی دورانی، شتاب کوریولیس و نیروی مرکزگر لحاظ شده، و سپس بر اساس روش ماتریس انتقال حل عددی آن ارایه شده است. دقت مدل نیمه تحلیلی این پژوهش بر اساس مطالعات موجود در ادبیات فنی ارزیابی شد که موید عملکرد مطلوب آن در برآورد پاسخ دینامیکی خارج از صفحه تیرهای خمیده در صفحه افق است. در بخش مطالعات پارامتری، به چگونگی تاثیر شعاع انحنای تیر و زاویه مرکزی آن، و نیز جرم و سرعت جسم متحرک بر طیف پاسخ جابه جایی خارج از صفحه و لنگر خمشی اشاره شد. با مشاهده طیف پاسخ، در حالت کلی، با افزایش شعاع انحنا و زاویه مرکزی تیر، مقادیر جابه جایی خارج از صفحه و لنگر خمشی حداکثر روند کاهشی داشته است. همچنین، با افزایش جرم و سرعت جسم متحرک، سیستم جابه جایی و لنگر بیشتری را تجربه می کند. در انتها، به منظور تعیین میزان اثرگذاری مولفه لنگر پیچشی بر پاسخ دینامیکی سیستم، طیف پاسخ در حالت با و بدون اثر لنگر پیچشی مقایسه شدند که بر اساس مقادیر بررسی شده در این مقاله، به ترتیب حداکثر تا 6 و 5 درصد می تواند بیشینه جابه جایی و لنگر خمشی تیرهای خمیده در صفحه افق را افزایش دهد. در نتیجه، در نظر گرفتن لنگر پیچشی می تواند ارزیابی واقع بینانه تری از رفتار دینامیکی سیستم تیرخمیده-جرم متحرک داشته باشد و موجبات تحلیل و طراحی ایمن تری را به همراه آورد.کلید واژگان: تیرهای خمیده در صفحه افق, جرم متحرک, لنگر پیچشی, پاسخ دینامیکی, مطالعات پارامتری, بستر ویسکو-الاستیکThis paper is devoted to investigating the effect of applied torsional moment on the out-of-plane behavior of horizontally curved beams (HCBs) subjected to the excitation induced by a moving mass. As the mass travels along the top surface of HCBs, a torsional moment will be introduced into the system due to the eccentricity of the in-plane centrifugal action with respect to the shear center of the HCB section. The differential equations governing the HCB-moving mass system are first established considering the effect of mass inertia, Coriolis and centrifugal forces, and then numerically solved within the transition matrix approach. Thereafter, a parametric study is conducted to evaluate the influence of radius of curvature and central subtended angle of HCB, as well as the mass and velocity of the moving object. In general, with an increase in the values of radius of curvature and subtended angle of HCBs, a decreasing effect in the response of the system is observed. Moreover, a general magnifying effect is essentially experienced due to an increase in the mass and velocity of the moving object. As the results suggest, the magnifying effect of the induced torsional moment due to the in-plane centrifugal force is at most six percent for the results studied herein. For long-span HCBs, the torsional effect can be deemed as insignificant on the out-of-plane response of HCB-moving mass systems. In conclusion, it is indicated that considering the contribution of the torsional moment can offer a more realistic response estimation regarding the dynamics of HCBs acted upon by a moving inertial load.Keywords: Horizontally curved beam, Moving mass, Torsional moment, Dynamic Response, Parametric study, Visco-elastic foundation
-
در پژوهش حاضر، به منظور بررسی خواص مکانیکی و مقاومت در برابر ضربه ی بتن حاوی سبک دانه ی لیکا و الیاف باگاس تحت بارهای فشاری و ضربه یی، ابتدا یک طرح اختلاط ثابت در نظر گرفته شده و سپس نمونه هایی براساس طرح اختلاط مذکور، بدون افزودن باگاس و لیکا ساخته شده و پس از عمل آوری، تحت آزمایش قرار گرفته اند. سپس نمونه هایی با طرح اختلاط مذکور و با ترکیب باگاس و لیکا به نسبت وزنی 1 به 3 و همچنین نمونه هایی با استفاده از لیکا بدون باگاس ، با درصدهای 10، 20 و 30 جایگزین سنگ دانه ها، ساخته شده و پس از عمل آوری، آزمایش های مقاومت فشاری و ضربه یی بر روی آنها صورت گرفته و نتایج استخراج شده اند. نتایج نشان می دهند که بتن های حاوی 20 و 30 درصد سبک دانه در رده ی بتن سبک جای دارند و بتن حاوی 20\٪ سبک دانه، به عنوان بتن سبک سازه یی محسوب می شود و مقاومت ضربه یی بسیار بالاتری نسبت به بتن معمولی دارد.
کلید واژگان: مقاومت ضربه یی, مقاومت فشاری, باگاس, لیکا, بتن سبکConcrete quality control tests usually focus on the compressive strength of concrete, while neglecting other important properties such as impact and explosion resistance, which are essential for creating resilient concrete structures. Additionally, in the process of refining sugarcane, Bagasse, a yellow fiber that is considered a waste product, is produced. Khuzestan province alone produces around one million tons of Bagasse annually, which leads to environmental concerns. To address these issues, this research investigates the mechanical properties and impact resistance of concrete containing lightweight LECA aggregates and Bagasse fibers under compressive and impact loads. Initially, a target mix scheme is determined, and samples are made and tested after curing without the addition of Bagasse and LECA. Then, samples are made with the mentioned mixing design and the combination of Bagasse and LECA by weight ratio of (Bagasse unit, LECA unit). Additionally, samples using LECA (without Bagasse) with 10%, 20%, and 30% replacement of aggregates are made and tested after curing. Compressive and impact tests are performed on all samples in accordance with regulations using appropriate testing machines and procedures. Results indicate that concrete containing lightweight LECA and Bagasse fibers has a higher impact resistance than ordinary concrete, and that the use of LECA in concrete can create structural lightweight concrete.
Keywords: Impact resistance, compressive strength, Bagasse, LECA, lightweight concrete -
در این مقاله آسیب پذیری لرزه ای یکی از آثار باستانی در کشور، قلعه فلک الافلاک واقع در استان لرستان مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این راستا، با انجام بررسی های میدانی، آسیب های موجود در بخش های مختلف بنا تعیین و دسته بندی شد. نتایج این بررسی ها حاکی از فرسایش و ترک خوردگی در اجزای سازه ای بنا، نشست های قسمت هایی از بنا که سبب ترک خوردگی در بخش هایی از بنا شده بود، و نیز نم کشیدگی بالارونده به دلیل وجود جریان آب در پی بنا بود. در ادامه، با مدل سازی اجزای محدود بنا در نرم افزار آباکوس، آسیب پذیری لرزه ای بنا از طریق انجام تحلیل بارافزون مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این تحلیل حاکی از آسیب پذیری بخش های مختلف بنا بود که لزوم ارایه طرح بهسازی لرزه ای را نشان می داد. با بهره گیری از شمع های درجا و نیز ریزشمع ها در خاک و نیز استفاده از هسته های مسلح قایم در دیوارها، نتایج تحلیل های عددی نشان داد بهبود قابل ملاحظه ای در عملکرد لرزه ای بنا رخ داده است. شدت کرنش های پلاستیک اصلی بیشینه و نیز گستردگی آن در مقایسه با بنای بهسازی نشده بسیار کمتر بود. همچنین نمودارهای نیرو-جابجایی بنا در راستاهای مختلف حاکی از کاهش قابل ملاحظه زوال در سختی بنا بوده که نشان دهنده کاهش آسیب پذیری آن به سبب اضافه کردن سیستم بهسازی پیشنهادی شده است. کلید واژگان: قلعه فلک الافلاک, ارزیابی آسیبپذیری, طرح بهسازی, مدل سازی عددی, ترک &rlmIn this article, seismic vulnerability of one of the ancient monuments in Iran, Falakol aflak Castle, located in Lorestan, is evaluated. In this regard, by conducting field surveys, the damages in different parts of the building were categorized. The results of these investigations indicated erosion and cracking in the construction of the building, settlements of parts of the building that caused cracks in some parts of the building, and rising dampness due to the presence of water flow in the foundation of the building. Next, by modeling the building in Abaqus software, the seismic vulnerability of the building was studied through incremental analysis. The results of this analysis indicated the vulnerability of different parts of the building, which indicated the necessity of presenting a seismic improvement plan. By using in-situ piles and micro piles in the soil as well as vertical reinforced cores in the walls, the results of numerical analysis showed that a significant improvement in the seismic performance of the building has occurred. The intensity of the original maximum plastic strains and its extent were much less compared to the unretrofitted building. Also, the force-displacement diagrams of the building in different directions indicated a significant decrease in the deterioration of the building's stiffness, which indicates the reduction of its vulnerability due to the addition of the proposed improvement system. Keywords: Falak Al-Aflak &lrm, Castle, Vulnerability Assessment, Retrofit plan, Numerical modeling, Crack
-
در این مطالعه، اثرات ناشی از پدیده تاخیر برشی در عملکرد دیوارهای برشی بتنی L-شکل تحت بارگذاری چرخه ای ارزیابی میشود. ابتدا با استفاده از برنامه FlashLab، 42 دیوار برشی با مقطع کوتاه، متوسط و لاغر با مقطع L-شکل و با بالهای نابرابر ساخته شد و سپس تحلیل عددی آن در چارچوب نرم افزار اجزای محدود آباکوس صورت گرفت.بر اساس نتایج مدلسازی عددی و با در نظر گرفتن اثرات ناشی از تاخیر برشی، توزیع کرنش و تغییرشکل محوری، به عنوان پارامترهای رفتاری دیوارهای برشی بتنی با مقطع L- شکل،ترسیم شدند و سپس با اتکا به روش های رگرسیون تکاملی (EPR) و الگوریتم ژنتیک، روابطی کاربردی جهت تخمین کرنش و تغییرشکل محوری این دیوارها ارایه شد. سنجش دقت روابط پیشنهادی بر اساس ضریب تعیین مشخص و به طور میانگین برای کرنش و تغییرشکل محوری به ترتیب مقادیر 80 و 72 درصد حاصل شد که نشانگر عملکرد مطلوب روابط ارایه شده در تخمین پارامترهای پاسخ است.همچنین، مقادیر حاصل از روابط پیشنهادی با روابط مطرح شده در مطالعات پیشین برای دیوارهای غیرمستطیلی مقایسه و سپس توصیه هایی جهت برآورد توزیع کرنش و تغییرشکل محوری در دیوارهای برشی بتنی L-شکل ارایه شده است.همچنین، به منظور ارزیابی دقت روابط پیشنهادی، از شاخص میانگین خطای نسبی (MARE) استفاده شده است. به این ترتیب، با محاسبه نسبت MARE روابط پیشنهاد شده در این مطالعه به MARE توزیعهای کرنش و تغییرشکل مطالعات پیشین، مشاهده شد که در ارزیابی مقدار کرنش محوری، توزیع یکنواخت به همراه توزیع ارایه شده در این مطالعه بهترین دقت را داشته و به طور میانگین خطای آن ها از 65 درصد خطای سایر روابط کمتر است.همچنین، در پیش بینی مقدار تغییرشکل محوری ملاحظه شد که توزیع پیشنهادی این پژوهش به طور میانگین با خطایی کمتر از 54 درصد سایر روابط، بهترین دقت و عملکرد را در محاسبه این پارامتر پاسخ از دیوارهای بتنی با مقطع L-شکل دارد.کلید واژگان: دیوار برشی بتنی L-شکل, تاخیر برشی, بارگذاری چرخه ای, کرنش و تغییرشکل محوری, روش EPR, الگوریتم ژنتیکIn this study, the shear-lag effects are evaluated on the performance of L-shaped reinforced concrete (RC) shear walls. At first, 42 L-shaped RC shear walls are simulated employing the FlashLab program, and then, the numerical analyses are performed due to the cyclic loading applied within the framework of ABAQUS software. Based on the results of the numerical studies and taking into account the shear-lag effects, axial strain as well as axial deformation distribution are obtained for L-shaped RC shear walls. Thereafter, on the strength of the evolutionary polynomial regression (EPR) and genetic algorithm, new expressions have been developed and introduced for L-shaped sections which allow quick estimation of the axial strain and deformation distributions. The reliability of the proposed expressions has then been examined based on the coefficient of determination, of which the average values for the axial strain and deformation are 80 and 72 percent, respectively. Also, the results of the proposed expression are compared with those of the previous studies for non-rectangular RC shear walls. Finally, on account of the Mean Absolute Relative Error (MARE) index attained for the proposed expressions to that of the previous studies available in the literature, the uniform distribution exhibits the best performance in the response prediction of L-shaped RC walls. Furthermore, calculation of the MARE values indicates that the established formulations can respectively predict the axial strain and deformation of L-shaped RC shear walls with average error of 65 and 54 percent of the MARE values of the available expressions addressed in the literature.Keywords: L-shaped RC shear wall, Shear-Lag, cyclic loading, Axial strain &, deformation, EPR Method, Genetic Algorithm
-
عرض موثر به عنوان پارامتری مهم در تعیین عملکرد دیوارهای برشی بتنی با مقطع غیرمستطیلی محسوب می شود. بر اساس ضوابط پیشنهادی آیین نامه ها و پژوهش های موجود در ادبیات فنی، مقادیری توصیه شده است که مستقل از چگونگی عملکرد دیوار، مقداری ثابت را به عنوان عرض موثر مقاطع در نظر می گیرد و ناکارآمدی آنها در بیشتر موارد محرز شده است. در مطالعه ی حاضر، 42 دیوار برشی با مقطع L شکل تحت بارگذاری چرخه یی قرار گرفته و به صورت عددی ارزیابی شده اند. ساخت هندسه ی نمونه ها در برنامه ی F l a s h L a b انجام شده و تحلیل مقاطع در نرم افزار آباکوس صورت گرفته است. سپس توزیع تغییرشکل و کرنش محوری حاکم بر مقاطع مذکور، تعیین و در گام بعد با استفاده از روش رگرسیون گیری چندجمله یی تکاملی E P R، روابطی کاربردی جهت تخمین عرض موثر در دیوارهای L شکل کوتاه، بارفتار ترکیبی و لاغر ارایه شده است. در انتها، دقت روابط پیشنهادی با مقادیر عرض موثر حاصل از ضوابط آیین نامه های بین المللی مقایسه شده اند.کلید واژگان: دیوار برشی بتنی L شکل, عرض موثر, تاخیر برشی, مدل اجزاء محدود, رگرسیون گیری چندجمله یی تکاملی (EPR)Effective width is known as an important parameter in the analysis and design of non-rectangular Reinforced Concrete (RC) shear walls. Current design codes, i.e., ACI, CEN, UBC, and BS, propose a constant value for the effective width calculation of flanged sections, which proved to be conservative and ineffective in some cases. Of the conventional non-rectangular RC shear walls, the L-shaped sections have rarely been investigated in the technical literature. As the L-shaped RC shear walls can extensively be employed for structural and architectural reasons, a reliable assessment of the effective width of L-shaped sections is essential. Therefore, this paper attempts to propose applicable formulations for the effective width estimation of L-shaped RC shear walls. In that regard, a number of numerical investigations involving finite element analyses have been conducted in the ABAQUS software in order to evaluate the cyclic performance of L-shaped RC shear walls. The numerical results including the axial strain and displacement distributions have been attained for 42 L-shaped RC shear walls with three different aspect ratios, at which the shear-lag effects have been taken into consideration. In addition, on the basis of the evolutionary polynomial regression (EPR) analyses, applicable formulations have been established to be utilized for the initial estimation of the effective width of the L-shaped sections. The effectiveness of the proposed expressions has been examined by assessing the R-factor of the estimations. On account of the average R-factor of 0.88, the capability of the proposed expressions has been ascertained in assessing the effective width of L-shaped sections. Moreover, in order to further highlight the unavoidable effects of level of axial loading and drift values on the variation of the effective width, different curves have been presented. Furthermore, calculation of the Mean Absolute Relative Error (MARE) index demonstrates that uniform distribution can well estimate the effective width of L-shaped RC walls.Keywords: L-shaped RC shear wall, Effective width, Shear-Lag, FE simulation, EPR analysis
-
در این مطالعه به بررسی تحلیلی رفتار دال های بتنی مسلح به آرماتورهای فولادی و مقاوم سازی شده با ورقه های FRP تحت بارگذاری ضربه ناشی از سقوط وزنه پرداخته شده است. با استفاده از تیوری صفحات ارتوتروپیک، رابطه حاکم بر مقادیر جابه جایی هر نقطه دلخواه از یک دال بتنی با شرایط تکیه گاهی ساده تعیین و سپس مقادیر حاصل از مطالعات تحلیلی با نتایج مطالعات آزمایشگاهی مقایسه شده که با خطای حداکثر 7 درصدی در تخمین مقادیر جابه جایی، موید دقت بالای رابطه تحلیلی پیشنهادی است. همچنین، تاثیر استفاده از لایه های FRP و نیز درصد آرماتورهای فشاری بر بهبود عملکرد دینامیکی دال ها تحت بارگذاری ضربه بررسی شده است. نتایج مطالعات پارامتریک نشان می دهد که افزایش تعداد لایه های GFRP تا 7 لایه در سطح تحتانی دال های بررسی شده می تواند منجر به کاهش 33 درصدی مقادیر جابه جایی شود. همچنین، با افزایش درصد آرماتورهای فشاری به میزان آرماتورهای کششی موجود در مقطع، برای دال های تک آرمه و نیز دال تقویت شده با لایه سراسری از ورقه GFRP به ترتیب کاهش 30 و 23 درصدی مقادیر جابه جایی را به همراه داشته است.
کلید واژگان: دال بتن آرمه, مطالعه تحلیلی, صفحات ارتوتروپیک, بارگذاری ضربه, ورقه های FRPThis study aims to analytically investigate the impact response of FRP-retrofitted RC slabs. In this regard, based on the orthotropic plate theories, an applicable formulation is derived to assess the displacement of simply supported RC slabs due to the applied impact loading induced by dropping an impactor. The results have then been compared with the experimental data available in the literature. The proposed analytical formulation is proved to be reliable and efficacious to an extent that the displacement can be attained up to seven percent error. The effect of number of FRP layers and compressive reinforcement ratio have also been examined on the impact response of FRP-retrofitted RC slabs. The results indicate that adding 7 layers of GFRP strips to the bottom face of the RC slabs can attenuate the displacement values up to 33 percent. Moreover, the effect of compressive reinforcements on improving the impact response of RC slabs was estimated to be 30 and 23 percent, respectively, for RC slabs being examined.
Keywords: RC slabs, Analytical investigation, Orthotropic plates, Impact loading, FRP layers -
در طی سال های اخیر به علت افزایش کاربرد دیوارهای برشی بتن آرمه غیرمستطیلی در سازه ها، مطالعات آزمایشگاهی و عددی بسیاری به منظور بررسی رفتار این دیوارها صورت پذیرفته است. نتایج این پژوهش ها نشان می دهد که بسیاری از ضوابط و مقررات آیین نامه های معتبر در خصوص طراحی دیوارهای برشی بتنی، در تحلیل و برآورد رفتار دیوارهای غیرمستطیلی ناکارآمد و بعضا غیرمحافظه کارانه است. از جمله این موارد می توان به روابط پیشنهادی آیین نامه ها برای عرض موثر بال در دیوارهای برشی غیرمستطیلی اشاره کرد. از همین رو، محققان بسیاری در این سال ها به مطالعه پارامتری عرض موثر بال به کمک روش های عددی پرداخته و روابط پیشنهادی گوناگونی را برای تخمین آن ارایه کرده اند. با توجه به حجم محاسباتی قابل توجه روش های عددی و زمان بر بودن فرآیند انجام آن ها، پژوهشگران با دو چالش اساسی روبه رو می شوند. نخست آن که به علت تعداد اندک نمونه های عددی معمولا دقت روابط حاصله نیز چندان مطلوب نبوده و دربرگیرنده همه شرایط ممکن نیست. مورد دیگر آن که محققان به دلیل کمبود داده های عددی عموما در تشخیص پارامترهای اثرگذار و وارد نمودن آن ها در روابط پیشنهادی خود با مشکل مواجه می شوند. در این مقاله به منظور رفع این چالش ها از یک رویکرد تحلیلی جهت مطالعه پارامتری و مشخص نمودن پارامترهای اثرگذار در مقدار عرض موثر بال در دیوارهای برشی بتن آرمه غیرمستطیلی استفاده شده است. در این راستا، ابتدا یک رابطه تحلیلی به منظور برآورد عرض موثر یک دیوار برشی غیرمستطیلی با هندسه کلی پیش از ترک خوردگی و در ناحیه الاستیک حاصل شده است. سپس با تکیه بر این رابطه، میزان تاثیر پارامترهای به کار رفته در آن، بر روی عرض موثر بال ارزیابی می شود که بر اساس آن، طول بال مقطع و نیروی محوری وارده اثرگذارترین پارامترها در تعیین عرض موثر مقطع محسوب می-شوند. سپس با استفاده از آنالیز ابعادی، عرض موثر به صورت تابعی از کمیت های بی بعد ارایه شده است. در پایان، نیز با توجه به نتایج به دست آمده، بر روی کارایی هریک از روابط پیشنهادی توسط آیین نامه های معتبر برای عرض موثر بال، بحث و مقایسه ای صورت گرفته است.
کلید واژگان: دیوار برشی بتن آرمه غیرمستطیلی, عرض موثر بال, مطالعه تحلیلی, مطالعه پارامتری, پدیده تاخیر برشیA paucity of parametric study does exist that has investigated the influential parameters affecting the effective flange width of non-rectangular reinforced concrete (RC) shear walls. Therefore, this paper attempts to present a novel approach to parametrically study the effective flange width of non-rectangular RC shear walls. In this regard, an analytical formulation has been established in the elastic region to estimate the effective flange width of a non-rectangular RC shear wall with a general geometry. Based on the proposed analytical formulation and by considering the shear-lag phenomenon, the influential parameters have then been determined which affect the stress distribution, and in turn, the effective width of the section. Moreover, a dimensional analysis has been carried out employing the Buckingham's Pi Theorem to derive the effective flange width of the section as a function of dimensionless parameters. The findings indicate that the influential parameters are respectively the flange width, axial as well as lateral force, and height of the wall which appear in the predictive formulations. Nevertheless, the exciting codes neglect the effect of the applied loading to the wall structure which fail to accurately predict the effective flange width of the wall section.
Keywords: Non-rectangular Reinforced Concrete Shear Wall, Effective Flange Width, Analytical Study, Parametric study, Shear Lag -
میراگرهای غیر فعال انرژی به عنوان ابزار کارا و اقتصادی برای بهبود رفتار لرزه ای سازه ها در برابر بارهای لرزه ای شناخته شده اند. در میان انواع میراگرهای غیرفعال انرژی، میراگرهای فولادی به دلیل سهولت ساخت و اجرا، در دسترس بودن امکانات ساخت آنها، مقرون به صرفه بودن، از مقبولیت بیشتری برخوردار هستند. علاوه بر آن، این نوع میراگرها، عملکرد مطلوبی در مطالعات آزمایشگاهی و عددی، و همچنین در زلزله های گذشته داشته اند. هر چند این نوع میراگرها نسبت به سایر میراگرها اقتصادی تر هستند اما استفاده از آنها در سازه های معمول در مقایسه با سایر سیستم های مرسوم باربر جانبی، اقتصادی نمی باشد. لذا در این مقاله یک میراگر ابتکاری دارای سازوکار تسلیم برشی معرفی شده که از سهولت بالایی در ساخت و اجرا برخوردار بوده و همچنین از جنبه اقتصادی، مقرون به صرفه است. این میراگر پیشنهادی پس از زلزله های شدید براحتی قابل تعویض است. نتایج عددی نشان می دهد که میراگر پیشنهادی باعث بهبود رفتار لرزه ای قاب خمشی بتنی می شود. معمولا افزایش همزمان سختی و شکل پذیری در سازه به راحتی میسر نمی شود اما نتایج نشان می دهد میراگر پیشنهادی باعث افزایش سختی و شکل پذیری سازه می گردد. همچنین با افزایش میرایی در ناحیه غیر خطی باعث اتلاف انرژی اعمالی به سازه می گردد. در این مقاله، روابط لازم برای محاسبه سختی و مقاومت نهایی سیستم و همچنین طراحی آن پیشنهاد شده است.
کلید واژگان: قاب خمشی بتنی, میراگر فولادی, شکل پذیری, سختی, انرژی لرزه ایPassive energy dampers have been identified as efficient and economical tools to improve the seismic behavior of structures against seismic loads. Among all types of passive energy dampers, steel dampers are more popular because of their ease of construction, availability, affordability, economical aspect. In addition, these types of dampers have performed well in the laboratory and numerical studies, as well as in past earthquakes. Although these types of dampers are more economical than other dampers, they are not economical to use in conventional structures compared to other conventional lateral load systems. Therefore, in this paper, an innovative damper with shear mechanism is introduced which is easy to construct and operate and is economical to use. This proposed damper is easily replaceable after severe earthquakes. Numerical results show that the proposed damper improves the seismic behavior of the RC frame. It is usually not easy to increase the stiffness and ductility of the structure at the same time, but numerical results show that the proposed dampers increase the stiffness and ductility of structures. It also causes energy dissipation to the structure by increasing the damping in the nonlinear area. In this paper, the necessary equations for calculating the ultimate stiffness and strength of the system as well as its design are proposed.
Keywords: RC frame, Steel Damper, Ductility, stiffness, Seismic Energy -
هدف از این تحقیق، ارزیابی تاثیر کاربرد نسبت های کم جایگزینی نانوذرات سیلیس با سطح ویژه های مختلف بر مقاومت بتن توانمند در محافظت از میل گردهای فولادی مدفون در بتن در برابر خوردگی است. آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت الکتریکی و آزمون غیرمخرب برای بررسی تاثیرات نانوذرات سیلیس بر ویژگی های بتن های توانمند انجام شده است. نتایج نشان داد با کاهش نسبت w/b بتن های توانمند از 0٫35 تا 0٫25، نانوذرات سیلیس با سطح ویژه ی کمتر عملکرد بهتری نسبت به ذرات ریزتر داشتند. هرچند که تاثیر بر مقاومت های فشاری و همچنین مقاومت الکتریکی متغیر بود؛ زیرا تفاوت در عملکرد نانوذرات سیلیس ویژگی های مکانیکی و دوامی را تحت تاثیر قرار داد. همچنین با کاهش نسبت w/b، با افزایش مقاومت الکتریکی، مقاومت بتن در محافظت از میل گرد در برابر خوردگی افزایش یافت. علاوه بر این، نوع درشت تر نانوسیلیس عملکرد بهتری در بهبود ویژگی های مکانیکی نسبت به نوع ریزتر نشان داد. هرچند نوع ریزتر نانوسیلیس، مقاومت الکتریکی بالاتری نسبت به نانوسیلیس درشت تر داشت؛ بنابراین، مقاومت بتن در محافظت از میل گردها در برابر خوردگی در این حالت بیشتر بود.
کلید واژگان: بتن توانمند, نانوذرات سیلیس, ویژگی های مکانیکی, مقاومت الکتریکی, خوردگی میل گردThe main objective of the present study is to investigate the effects of incorporating the low ratios of different Nanosilica types on concrete resistivity against bars corrosion embedded in High-Performance Concrete (HPC). Three ratios of water to binder are considered in the experiment: very low, low, and moderate ratios equal to 0.25, 0.30, and 0.35, respectively. In addition to implementing different ratios of w/b, different types of nanosilica were applied, a coarser and a finer one, respectively, with specific surface areas of 200 and 380 . Moreover, two low ratios of nanosilica 0.75% and 1.50% were considered to replace with cement according to previous studies. Compressive strength test, electrical resistivity, and non-destructive ultrasonic test were conducted in this study. In addition, the workability of the mixtures was kept constant by adjusting the superplasticizer. Although the performance of different types and ratios of nanosilica were variable due to its great activity, it was significant that nanosilica with a lower specific surface area outperformed the control specimen and the specimen with finer one. It should be noticed that due to very much fine size of pyrogenic nanosilica used in this study, it was highly agglomerated. Thus, by using a high shear speed mixer, nanosilica was mixed with partial mixture water. It was shown that a lower water-to-binder ratio had more compressive strength and also, more electrical resistivity was addressed indicating more durability due to lower water-to-binder ratios. It was also noticeable that using nanosilica in mixtures made the HPC more durable and increased compressive strength. Nanosilica of Coarser grade sounded quite better in terms of durability characteristics and also, showed more corrosion resistivity based on ACI222r01. As a result, mixtures of lower water-to-binder ratio with higher replacement of cement (1.5%) with coarser nanosilica (lower specific surface area) had the most compressive strength, electrical resistivity, and non-destructive ultrasonic pulse velocity, indicating the best concrete resistivity against corrosion of deformed bars.
Keywords: High-Performance Concrete (HPC), Nanosilica, Compressive Strength, Electrical Resistivity, Corrosion Resistivity -
تغییر جوامع شهری و نیاز به سازه های ظریف و مقاوم بتنی، ذهن پژوهشگران را متوجه بتن پیش تنیده کرده است. با توجه به اهمیت خصوصیاتی، مانند: مقدار بار گسیختگی، نرمی عضو و همچنین تشکیل و گسترش ترک ها در عملکرد سازه های بتنی، در پژوهش حاضر، تاثیر مقدار و آرایش آرماتورهای غیر پیش تنیده ی طولی و عرضی، در بهبود کارایی 6 نمونه ی تیر بتنی پیش تنیده با هندسه و کیفیت بتن یکسان تحت بارگذاری استاتیکی بررسی شده است. 6 نمونه ی تیر بتنی با استفاده از کابل های 7 رشته یی 0٫5 اینچی unbonded با گرید 270 که مستقیما داخل آن ها قرار داده شده، پس کشیده شده اند. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داده شده است که نرمی عضو به مقدار قابل توجهی به دلیل اضافه شدن آرماتورهای طولی و عرضی افزایش پیدا می کند و تردی بتن در بار نهایی کاهش می یابد. همچنین بار گسیختگی و بیشینه ی باری که هر کدام از نمونه ها تحمل می کنند، رابطه ی مستقیم با مقدار آرماتورهای معمولی دارد، در تشکیل و گسترش ترک های خمشی، آرایش آرماتورها تاثیرگذارترین نقش را ایفا می کنند.
کلید واژگان: تیرهای بتنی پیش تنیده, آرماتورهای غیرپیش تنیده, آرایش آرماتورها, بار گسیختگی, ترک, شکل پذیریThe recent changes in urban communities and consequently the need for thinner strong concrete structures has caught researchers' attention. Structural performance characteristics such as ultimate loads, maximum loads, and ductility along with formation and propagation of cracks in prestressed concrete beams have been studied by many researchers. In this paper, an experimental study was carried out to investigate the effect of amount and arrangement of non-prestressed longitudinal and transvers bars on improving the performance of six prestressed concrete beams with identical geometry and concrete properties under static loads. Cracking strength, formation and propagation, ultimate load carrying capacity and ductility of beams were determined. Unbonded post-tensioning is applied to 7-wire strand tendons with Grade 270 and diameter of 0.5in that are positioned with constant eccentricity within the beam. The test results indicate that adding non-prestressed reinforcement to concrete beams generally has a significant effect on properties of prestressed concrete beams such as ultimate load, maximum load, ductility and pattern of crack formation and propagation and also have a significant reduction in brittleness and showed better ductility. The response of beams significantly depends on the method of confinement by transverse reinforcement and also the distribution of longitudinal reinforcement.
Keywords: Prestressed Concrete Beams, Transverse, Longitudinal Bars, Ultimate Strength, Cracking Ductility -
آرماتورهای FRP با مقاومت قابل توجه در برابر خوردگی منجر به بهبود در عملکرد سازه های بتنی مسلح و کاهش قابل توجه هزینه ها می شوند. از دیگر ویژگی های آنها نسبت بالای مقاومت کششی به وزن ، نارسانا و غیرمغناطیس بودن آن می باشد. آیین نامه های طراحی بین الملل اخیر از قبیل ACI 440.1R-15 استفاده از آرماتورهای FRP را در فشار مجاز ننموده اند و در محاسبات با بتن جایگزین می کنند. در این پژوهش، به منظور پیش بینی اثر میلگردهای فشاری GFRP روی مقاومت خمشی و شکل پذیری تیرهای بتنی مسلح GFRP، سیزده نمونه تیر بتنی با استفاده از نرم افزار ABAQUS مدلسازی شدند . رفتار مصالح الاستوپلاستیک به کمک مدل پلاستیسیته خرابی بتن در نرم افزار تعریف شد. داده های تجربی از پژوهش های موجود، بعنوان معیار برای بررسی های عددی در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفتند و نتایج با استفاده از مدلسازی عددی صحت سنجی شدند. نتایج نشان دادند که منحنی های تغییرمکان-نیرو به دست آمده از تحلیل عددی مطابقت خوبی با منحنی های حاصل از آزمایشگاه دارند. طبق ارزیابی عددی، تیرهای بتنی مسلح GFRP، مقاومت خمشی بالاتری دارند؛ میانگین مقاومت خمشی تیرهای بتنی مسلح فولادی،90 درصد تیرهای بتنی مسلح GFRP محاسبه شد. هم چنین تیرهای بتنی مسلح GFRP شکل پذیری بیشتری از خود نشان دادند. افزایش درصد میلگردهای فشاری GFRP، منجر به جذب انرژی بیشتر و در نهایت شکل پذیری بیشتر تیرهای بتنی GFRP شده است. نتایج نشان دادند که میلگردهای فشاری GFRP تاثیر قابل توجهی در افزایش مقاومت خمشی تیرها ندارند.
کلید واژگان: GFRP, ABAQUS, تیرها, مقاومت خمشی, مدل پلاستیسیته آسیب بتنFiber Reinforced Polymer (FRP) bars with significant resistance against the corrosion lead to an improvement in the performance of concrete structures and a significant reduction in costs. High ratio of tensile strength to weight, being non-conductive, and non-magnetic are other features of them. Recent international design standards, such as ACI 440.1R-15 do not recommend including FRP reinforcement in compression and replace them by concrete in calculations. In this study, due to the prediction of the effect of the GFRP compression bars on the flexural strength and ductility of GFRP reinforced concrete beams, the thirteen concrete specimens were modeled using finite element software, ABAQUS. Concrete elastoplastic behavior after the peak was defined using the concrete damaged plasticity model in software. Experimental data from previous studies were used as a criterion for numerical investigations and the model results were validated using numerical modeling. The results demonstrated that the displacement-force graphs, obtained from numerical analysis, were in good agreement with the respective curves obtained from the laboratory analysis. According to the numerical evaluation, GFRP reinforced concrete beams included higher flexural strength, i.e., the average flexural strength of steel-reinforced concrete beam was about 90% of the GFRP reinforced concrete beam. Also, the ductility of GFRP concrete beam specimens was greater than that for the steel beam specimen. Increasing the percentage of GFRP compression reinforcement resulted in higher energy absorption and ultimately higher ductility of the GFRP concrete beams. The numerical results indicated that GFRP compression reinforcement does not significantly increase the flexural strength of beams.
Keywords: GFRP, ABAQUS, beams, Flexural Strength, Concrete damaged plasticity -
بتن ماده ای است که به دلیل کارایی و مقاومت فشاری زیاد کاربرد گسترده ای در مهندسی عمران دارد. مقاومت کم بتن در برابر تنش های کششی، به ویژه در محصوریت پایین ضرورت استفاده از سیستم های مرکب فولاد و بتن را فراهم می کند. در ستون های فولادی پر شده با بتن(CFST)، محصوریت بتن توسط فولاد تامین شده و کمانش موضعی فولاد به وسیله ی هسته ی بتنی بهبود می یابد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از روش اجزای محدود نرم افزار آباکوس نتایج عددی ستون CFST با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده و از درستی مدل سازی، اطمینان حاصل شده است. سپس اثر تغییر ضخامت جداره ی مقطع فولادی و مقاومت فشاری بتن بر رفتار ستون های CFST مورد بررسی قرار گرفت. برای در نظر گرفتن اثر تغییر این پارامترها از 9 مدل ستون CFST با سه ضخامت متفاوت جداره ی مقطع فولادی و سه مقاومت فشاری مختلف بتن استفاده شد. رفتار غیرخطی فولاد با استفاده از مدل سخت شوندگی مرکب که شامل سخت شوندگی ایزوتروپیک و سینماتیک می باشد مورد استفاده قرار گرفت. روابط و نمودارهای تنش-کرنش و پارامترهای خرابی فشاری و کششی بتن به طورکامل شرح داده شده است. تاثیر افزایش ضخامت فولاد و مقاومت بتن بر جذب انرژی سازه، سختی اولیه و ظرفیت ستون مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج تحلیل، تاثیر افزایش ضخامت جداره ی مقطع فولادی در عملکرد ستون های CFST نسبت به افزایش مقاومت بتن قابل توجه می باشد. بررسی ظرفیت جذب انرژی و تغییر مقاومت نهایی ستون های CFST نشان می دهد که اثر تغییر مقاومت فشاری بتن برای مدل های با فولاد محصورکننده ی با ضخامت کمتر قابل توجه می باشد. در مقاطع فولادی با ضخامت زیاد جداره، تغییرمقاومت فشاری بتن تاثیر زیادی در جذب انرژی نداشته و مقاومت ستون را به مقدار کمی افزایش می دهد. در نتیجه برای بهبود عملکرد سازه های دارای ستون های CFST از لحاظ جذب انرژی، سختی و ظرفیت مطلوب است از مقاطع فولادی با ضخامت مناسب جداره و بتن با مقاومت معمولی استفاده شود.کلید واژگان: ستون های فولادی پرشده با بتن CFST, تحلیل المان محدود, ستون های مرکب, سخت شوندگی مرکب, پارامترهای خرابی بتنConcrete is widely used in civil engineering because of its high compressive strength and efficiency. Low resistance of concrete against tensile stresses, especially in low confinement systems necessitates the use of steel-concrete composite systems. In concrete-filled steel tubes, the confinement of concrete is supplied by steel and the local buckling of steel is improved by concrete core. In this paper, using the Abaqus software finite element method, the numerical results of the CFST column are compared with the experimental results and have been assured of the correctness of the modeling. Then, the effect of changing the thickness of the steel and the compressive strength of the concrete on the behavior of CFST columns is investigated. To consider the effect of changing these parameters, 9 CFST column models with three different steel thicknesses and three different compressive strengths of concrete have been used. Nonlinear behavior of steel using a mixed hardening model incorporating both isotropic and kinematic hardening was used in modeling. Concrete’s stress-strain relations and compression-tensile damage parameters are fully described. The effect of increasing thickness of steel and concrete strength on structural energy absorption, initial stiffness and column capacity were investigated. According to the results of the analysis, the effect of increasing the thickness of steel on the performance of CFST columns relative to the increase in concrete strength is significant. Investigating the energy absorption capacity and the resistance of the CFST columns shows that the effect of changing the compressive strength of concrete for confinement steel with less thickness is significant. In confinement steel with high thickness, the change in concrete compressive strength does not have a significant effect on energy absorption and increases the column's strength slightly. As a result, to improve the performance of structures with CFST columns, in terms of energy absorption, stiffness and capacity, it is desirable to use suitable thickness for steel and normal strength for concrete.Keywords: concrete-filled steel tube CFST, finite element analysis, composite columns, mixed hardening, damage parameters
-
در این مقاله با استفاده از کد جریان ذره دو بعدی و تست های آزمایشگاهی چقرمگی مود بازشونده ترک در بتن توسط آزمایش دیسک برزیلی درزه دار تعیین و نتایج مدلسازی و یافته های آزمایشگاهی مقایسه شدند. به این منظور دو نمونه دیسکی بتنی به قطر mm 54 و ضخامت mm 27 آماده شد. این نمونه دارای یک درزه مرکزی به طول mm 20 و بازشدگی mm 1 است. نمونه ها از ترکیب آب، شن ریزدانه و سیمان با نسبت 1-5/0-1ساخته می شود. نمونه دیسکی شکل تحت بارمحوری قرار می گیرد. شبیه سازی عددی توسط کد جریان ذره دوبعدی نیز برای اعتبار سنجی نتایج آزمایشگاهی انجام شد. نتایج نشان می دهد که ترک از نوک درزه ایجاد شده و به موازات بارگذاری رشد کرده و به لبه نمونه متصل می شود. این الگوی رشد ترک در تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی است. چقرمگی شکست بدست آمده از دو روش آزمایشگاهی و عددی نیز با یکدیگر مشابه هستند.کلید واژگان: چقرمگی شکست مود بازشونده, دیسک برزیلی شیاردار, کد جریان ذرهIn this paper, a simultaneous experimental and numerical analysis of opening mode toughness in The Pre-joined Brazilian disc using Brazilian tests are carried out. These numerical results are compared with the existing experimental results. For this purpose, two concrete disc specimens of 54 mm diameter and 27 mm thick were prepared. These specimens have a central joint of 20 mm in length and an opening in mm 1. Specimens are made from a mixture of water, fine sand, and cement with a ratio of 1-5 / 0-1. The same specimens are numerically simulated by a two-dimensional particle flow code (PFC).The results indicate that the crack formed from the tip of the joint and grows parallel to the load and connects to the edge of the specimen. The Fracture toughness obtained from the numerical method is in good agreement with experimental results.Keywords: Opening-Mode Fracture Toughness, Pre-Cracked Brazilian disk, Code Particle Flow (PFC)
-
در چند دهه ی اخیر، مقاوم سازی ستون های بتنی و بررسی رفتار آنها تحت بار زلزله به خصوص از نقطه نظر شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی سازه، مورد توجه قرار گرفته است. بخش قابل توجهی از این مطالعات بر محصور سازی اعضای بتنی به منظور افزایش شکل پذیری و جذب انرژی آنها در برابر نیروهای ناشی از زلزله می باشد. در این مطالعه 3 روش عمده برای مقاوم سازی ستون های بتنی شامل تقویت ستون با استفاده از ورق های FRP، استفاده از ژاکت فولادی و استفاده از ژاکت بتنی در مقاوم سازی ستون مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.
در این راستا مقاوم سازی ستون های بتنی تحت بارهای لرزه ای با بکارگیری تحلیل های عددی با استفاده از نرم افزارABAQUS انجام گرفت. ابتدا روش عددی با نتایج حاصل از مطالعات تجربی صحت سنجی گردید. با استفاده از نمونه هایی با متغیر های شامل مقاومت بتن، نوع الیاف و تعداد لایه های FRP برای بتن تقویت شده باFRP ، متغیر ها شامل ابعاد ورق ها، تعداد و ضخامت ورق های فولادی برای ستون های تقویت شده با ژاکت فولادی و متغیرها شامل مقاومت بتن، ابعاد پوشش بتن و اندازه تنگ و فاصله بین آنها برای ستون های تقویت شده با ژاکت بتنی، در 3 روش، میزان مقاومت، شکل پذیری و افزایش ظرفیت جذب انرژی بر اساس نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که نمونه های تقویت شده با ورق های FRP، عمدتا باعث بهبود در شکل پذیری شده اند. نمونه های تقویت شده با بتن اگرچه باعث بهبود قابل توجه در تحمل حداکثر مقاومت برشی شده و دامنه عملکرد خطی را ارتقاء داده اند و نیز قابلیت جذب انرژی را بهبود بخشیده اند لیکن شکل پذیری مناسبی از خود نشان نداده اند و نمونه های تقویت شده با ژاکت فولادی، ضمن بهبود در بیشینه مقاومت برشی و قابلیت جذب انرژی، شکل پذیری مناسبی را از خود نشان داده اند. در حالتی که متغیر های سه روش مقاوم سازی با بار محوری ثابت را طوری تغییر دادیم که ظرفیت باربری جانبی یکسان داشته باشند، نمونه ژاکت فولادی و بتنی شکل پذیری بهتری نسبت به نمونه تقویت شده با FRP نشان می دهند. همچنین نمونه تقویت شده با ژاکت فولادی بیشترین جذب انرژی را دارد.کلید واژگان: ورق های FRP, ژاکت فولادی, ژاکت بتنی, مقاوم سازی, المان محدودIn recent decades, concrete column retrofitting methods and their seismic behavior under cyclic loading, especially from ductility and energy absorption standpoints, have been extensively focused by researchers. Significant amount of this research has been allocated to confinement of concrete elements in order to advance the ductility and energy absorption capability of the concrete structures facing the forces induced by earthquake. In this study four methods of concrete column retrofitting methods, including FRP plates, steel jackets, and concrete jackets, have been assessed and thoroughly compared with each other in terms of seismic behavior advancement measurements.
To achieve this objective, different retrofitting methods were simulated in ABAQUS FEA software, based on prominent finite element analysis and numerical modeling. The modeling results were verified with equivalent experimental tests which further validates the accuracy of the modeling approach. In addition, the impact of the following variables were studied using sensitivity analysis on the replicated models: Core concrete strength, texture and number of layers of FRP plates, size and thickness of steel plates, and dimensions of concrete jacket, along with diameter and placing of stirrups and bars.
Strength, ductility, and energy absorption capacity of the simulated models were recorded in order to compare efficiency of each retrofitting method. Results have shown that retrofitting through FRP plates leads to increasing ductility. Retrofitting using concrete jackets, despite increasing the energy absorption capability and maximum shear strength, will not result in acceptable ductility. On the under hand steel jackets, along with improving a maximum shear strength and energy absorption ability of the element, shows promising improvement in ductility. Moreover, for the models with the same axial load and lateral load capacity, steel jacketing and concrete jacketing methods have proved to show better ductility, compared to FRP. Plus, steel jacketing resulted in the highest energy absorption capability among all the three methods under the aforementioned condition.Keywords: FRP, Steel Jacket, Concrete Jacket, Concrete Column Retrofitting, Finite Element Analysis -
در این مقاله، تحلیل یک نوع اتصال پیشنهادی صلب تیر به ستون پیش ساخته بتنی به روش اجزاء محدود ارایه شده است. در این تحقیق، دو نوع اتصال میانی و گوشه پیش ساخته و یکپارچه به روش اجزاء محدود، مدلسازی شده است. نتایج حاصل از تحلیل غیرخطی مدلهای ساخته شده تحت اثر بار رفت و برگشتی جانبی با نتایج موجود آزمایشگاهی از نظر مدشکست، شکل پذیری، ظرفیت باربری جانبی و میزان جذب انرژی مقایسه شده است. براساس نتایج بدست آمده از تحلیل غیرخطی اجزاء محدود نمونه ها، ملاحظه می گردد که رفتار تحلیلی نمونه ها تحت اثر بار رفت و برگشتی به خوبی با نتایج آزمایشگاهی مطابقت داشته و تحلیل اتصال پیش ساخته پیشنهادی می تواند جایگزین انجام آزمایش های تکمیلی شود. در ادامه، رفتار اتصال پیش ساخته موردنظر با تغییر پارامترهای مختلف، تحت اثر بار جانبی یک سویه از نظر ظرفیت باربری جانبی و شکل پذیری، تحلیل و بررسی شده است. پارامترهای تاثیرگذار از جمله میزان بار محوری ستون، اندازه فاصله خاموت ها در طول ناحیه اتصال، افزایش بعد ستون و آرماتورهای مورب در ناحیه اتصال تغییر داده شده و اثرات آنها تعیین شده است.
کلید واژگان: رفتار لرزه ای, اتصال صلب, تیر به ستون, پیش ساخته, اجزاء محدود -
بتن پودری واکنشی نوع جدیدی از بتن های توانمند است که بدلیل ریزی مواد پودری و پوزولانی مورد استفاده در آن و نیز مقدار زیاد موادی که به صورت هیدرولیکی فعال اند به آن بتن پودری واکنشی می گویند. هدف از این مقاله امکان سنجی ساخت و تولید بتن های پودری با مصالح بومی مورد استفاده در منطقه عسلویه است.
در این مقاله طی یک برنامه آزمایشگاهی برخی از خواص بتن (RPC) مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا با محاسبه مقدار سیمان، نسبت آب به سیمان و درصد بهینه فوق روان کننده اقدام به ساخت شش طرح اختلاط با درصدهای مختلف دوده سیلیسی (40،30،20،15،10،0 درصد) شده است. آزمایش ها مطالعات رئولوژی، مقاومت های فشاری و خمشی، نوع عمل آوری و بررسی ریز ساختار را شامل می شود. نتایج آزمایش ها و تحلیل نشان می دهد که طرح اختلاط با 15 درصد دوده سیلیسی بهینه بوده و بیشترین مقاومت های خمشی و فشاری در هر سه حالت مختلف رژیم عمل آوری فراهم می آورد.
کلید واژگان: بتن پودری واکنشی, پوزولانی, فوق روان کننده, میکرو سیلیس, عمل آوریReactive powder concrete is a new type of high-strength concrete, which due to extra fine materials and pozzolans in addition to high hydraulicly active materials is refered to as Reactive Powder Concrete (RPC). The objective of this paper is to make feasibility study on construction and production of RPC using locally available materials in Assalooyeh region. In this research study, some of the properties of RPC are investigated. Six mixes, using 0%, 10%, 15%, 20%, 30% and 40% silica fume, based on required cement content,water to cement ratio and optimized super-plasticizer are designed. Experimental program included reology of fresh mixes, compressive and flexural strengths, three types of curing condition and micro-structure of the concretes. Test results and analysis indicate that mixes with 15% silica fume provide the highest compressive and flexural strengths for the three types of curing regimes.Keywords: pozzolanic reactive powder concrete, super plasticizer, microsilico, curing -
طراحی ایمن و اقتصادی همواره مورد توجه محققان قرار گرفته است و به تبع آن آیین نامه های مختلف در زمینه های گوناگون ایجاد شده اند.در این میان، آیین نامه ی 2005−318A C I تاکید بر قرارگیری دال هایبتنی پس کشیده در ناحیه ی ترک نخورده دارد(بند 3.3.18 آیین نامه A C I318-2005)، به گونه ییکه مقطع کاملا در حالت انتقال و بهره برداری بدون ترک باشد. همچنین دال پس کشیده ی دوطرفه باید در هر دو راستا، برای 100٪ بار پس کشیده شود و این به معنای یک طرفه درنظرگرفتن رفتار این گونه دال هاست. در این نوشتار، برای بررسی موارد مذکور، دال های پس کشیده با دهانه های مختلف تحت شدت بارهای گوناگون قرار گرفته و طراحی شده اند. سپس دال طراحی شده با استفاده از مدل آسیب خمیری همسان گرد لی و فنوینیز برای بتن و روش اجزای محدود شبیه سازی عددی می شود. نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی حاکی از عدم برآورده شدن بندهایی از آیین نامه ی 2005−318A C I از جمله ترک خوردن دال در حالت انتقال و بهره برداری است. همچنین پس تنیده کردن زیاد سبب ایجاد خیز منفی می شود که باعث غیراقتصادی شدن طرح می شود.
کلید واژگان: دال پس کشیده, مدل آسیب خمیر همسان گرد, شبیه سازی عمدی, روش اجزای محدودR e s e a r c h e r s h a v e a l w a y s p a i d g r e a t a t t e n t i o n t o s a f e a n d e c o n o m i c a l d e s i g n a n d, t h e r e f o r e, d i f f e r e n t c o d e s i n d i f f e r e n t a r e a s h a v e b e e n f o r m e d. T h e A C I 318-2011 c o d e i n s i s t s t h a t t w o-w a y p o s t-t e n s i o n e d s l a b s s h a l l b e c l a s s i f i e d a s c l a s s U (w i t h o u t c r a c k i n g), w h i c h m e a n s t h e s e c t i o n m u s t b e u n c r a c k e d i n b o t h s e r v i c e a n d t r a n s i e n t c o n d i t i o n s (c o d e r e f e r e n c e 18.3.3). I n a d d i t i o n, t w o-w a y p o s t-t e n s i o n e d s l a b s m u s t b e p o s t-t e n s i o n e d i n b o t h d i r e c t i o n s f o r 100% o f t h e l o a d, w i c h m e a n s t h a t o n e-w a y b e h a v i o r f o r t h i s t y p e o f s l a b i s a s s u m e d. I n t h i s s t u d y, t w o-w a y p o s t-t e n s i o n e d s l a b s w i t h v a r i o u s s p a n s u n d e r d i f f e r e n t l o a d i n g s h a v e b e e n d e s i g n e d, b a s e d o n t h e A C I c o d e. T h e n, u s i n g t h e L e e-F e n v e s i s o t r o p i c d a m a g e p l a s t i c i t y m o d e l f o r c o n c r e t e, t h e n u m e r i c a l s i m u l a t i o n o f p o s t-t e n s i o n e d s l a b s w a s p e r f o r m e d t h r o u g h t h e f i n i t e e l e m e n t m e t h o d. T h e i s o t r o p i c d a m a g e p l a s t i c i t y u s e d a y i e l d c r i t e r i o n t h a t m a t c h e s t h e e x p e r i m e n t a l d a t a f o r b o t h e l a s t i c a n d p l a s t i c p a r t s o f t h e s t r e s s-s t r a i n c u r v e s o f c o n c r e t e. T h e o n s e t a n d p r o p a g a t i o n o f c r a c k i n g c a n b e e v a l u a t e d b y s i m p l e p o s t p r o c e s s i n g o f t h e f i n i t e e l e m e n t p l a s t i c i t y s o l u t i o n. T h e a c c u r a c y o f t h e m o d e l w a s c h e c k e d b y t h e d a t a p r o v i d e d b y p r e v i o u s r e s e a r c h e r s w h i c h i n d i c a t e s s i m u l a t i o n w a s p r e c i s e. T h e l i n e a r e l a s t i c-p e r f e c t l y p l a s t i c s t r e s s s t r a i n r e l a t i o n w a s u s e d f o r s t e e l u s i n g t h e V o n-m i s e s y i e l d c r i t e r i o n, w h i l e t h e t e n d o n s w e r e s i m u l a t e d b y b i l i n e a r s t r e s s s t r a i n c u r v e a n d V o n-m i s e s y i e l d c r i t e r i o n. B y u s i n g n o n l i n e a r f i n i t e e l e m e n t s o f t w a r e (A b a q u s) a n d t h e a b o v e - m e n t i o n e d y i e l d c r i t e r i o n, s e v e r a l s l a b s a r e s t u d i e d. N u m e r i c a l s i m u l a t i o n s h o w s t h a t s o m e l a w s o f t h e A C I c o d e a r e n o t s a t i s f i e d i n s o m e c a s e s, i n c l u d i n g c r a c k e d s l a b s i n b o t h s e r v i c e a n d t r a n s i e n t c o n d i t i o n s. I n a d d i t i o n, o v e r p o s t-t e n s i o n i n g o f s l a b s r e s u l t s i n n e g a t i v e d e f l e c t i o n a n d n o n-e c o n o m i c a l d e s i g n. A t t h e e n d s o m e s u g g e s t i o n s f o r b e t t e r d e s i g n s a r e p r e s e n t e d.
Keywords: Post-Tensioned Slab, Isotropic Damage Plasticity Model, Numerical Simulation, Finite Element Method -
مقایسه عملکرد پوزولان های مصنوعی مختلف در مخلوط های سیمان پرتلند
-
بررسی تاثیر ریزی ذرات خاکستر پوسته برنج بر عملکرد پوزولانی آن در مخلوط های سیمان پرتلند
-
در این مقاله به بررسی عملکرد ملات با کارایی بالا جهت استفاده در بتن ریزی المان های کم ضخامت فروسمنت با به کارگیری ذرات نانوسیلیس، پرداخته شده است. پارامترهای متغیر شامل مقدار نانو سیلیس نسبت به مقدار سیمان در مخلوط ملات سیمان پرتلند معمولی (1%-2%-3%) و فوق روان کننده کاهنده آب برای رسیدن به کارپذیری یکسان هستند. برای مقایسه مخلوط ها با هم، ملات هایی با کارایی بالا و یکسان ساخته شد که این امر در جهت پمپ پذیری یکسان آنها برای ساخت المان های فروسمنت می باشد. عملکرد ملات ها با بررسی مقاومت فشاری و روند کسب مقاومت فشاری صورت گرفت. همچنین ریز ساختار ملات ها با انجام تست میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت.
کلید واژگان: فرو سمنت, نانو سیلیس, مقاومت فشاری, SEM, روند کسب مقاومتIn this study، the application of high performance mortar in order to cast thin ferrocement element by the use of nano-silica particles is investigated. Variable parameters consist of the amount of nano-silica particles respect to cement quantity in the ordinary Portland cement mortar (1%، 2%، and 3%) and super-plasticizer used to achieve similar workability. To compare the mixes، mortars with high and similar workability were casted which guarantee the identical pomp-ability of ferrocement to cast the elements. In addition، regarding to examining the micro-structure and mechanical properties of recycled concrete، Scanning Electron Microscopy (SEM) test and compressive strength have been applied respectively.Keywords: Ferrocement, nano, SiO2 partic, les, compressive strength, SEM, Rate of Compressive strength
- 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.