به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

مقالات رزومه دکتر جلیل شفایی

  • جلیل شفائی*، دلارام استاد
    خسارت های مشاهده شده در طی زمین لرزه های گذشته، نشان می دهد آسیب دیدگی میان قاب ها در داخل صفحه و کاهش سطح تماس میان قاب و قاب پیرامونی منجر به افزایش آسیب پذیری در خارج از صفحه می شود. با توجه به شرایط متفاوت تماس میان قاب با قاب بتنی پیرامونی، اند رکنش و تاثیر رفتار خارج از صفحه برروی رفتار داخل صفحه یکی از موضوعات جدید در زمینه بررسی عملکرد لرزه ای میان قاب های مصالح بنایی می باشد. در این مقاله، تاثیر شرایط مرزی مختلف میان قاب با قاب بتن مسلح که عبارتند از چهار لبه متکی به قاب، سه لبه متکی به قاب، دو لبه افقی متکی به قاب و یک لبه متکی به قاب، با تحلیل سه نوع بارگذاری که عبارتند از: 1- بارگذاری خارج از صفحه تنها، 2- بارگذاری خارج از صفحه بعد از بارگذاری داخل صفحه، 3- بارگذاری داخل صفحه بعد از بارگذاری خارج از صفحه با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS ارزیابی شده است. نتایج نشان داد که عدم وجود اتصال مناسب بین ساختار قاب و میان قاب آسیب پذیری در جهت خارج از صفحه را افزایش می دهد و از فروپاشی آن ها جلوگیری نمی کند. آسیب قبلی ناشی از بارگذاری داخل صفحه که به حداکثر جابه جایی نسبی 3% رسیده است، می تواند حدود 70 درصد ظرفیت خارج از صفحه میان قاب را کاهش دهد؛ در نتیجه مقاومت و سختی تحت تاثیر شرایط مرزی و نوع بارگذاری قرار گرفته اند.
    کلید واژگان: میان قاب مصالح بنایی, اندرکنش داخل و خارج از صفحه, شرایط مرزی, تحلیل اجزای محدود}
    Jalil Shafaei *, Delaram Ostad
    The observed damage during the past earthquakes shows that the damage of the masonry infill in the in-plane and the reduction of the contact surface between the masonry infill and the surrounding frame led to an increase in the vulnerability out-of-plane. Considering the different contact conditions of the masonry infill with the surrounding concrete frame, the interaction, and influence of the out-of-plane on the in-plane behavior of the masonry infills, which is a new topic in the field of seismic performance of the masonry infills. In this paper, the effect of different boundary conditions the masonry infill and the reinforced concrete frame, which include four edges supported by the frame, three edges supported by the frame, two horizontal edges supported by the frame, and one edge supported by the frame, by analyzing three types of loading, which are: 1-out-of-plane loading only, 2-the out-of-plane loading after in-plane loading, 3-the in-plane loading after out-of-plane loading, have been evaluated by using the finite element software ABAQUS. The results demonstrated that the absence of proper connection between the frame structure and the infill increases the Out-of-plane direction vulnerability, and does not prevent their collapse. Previous damage due to in-plane loading, which reached a maximum drift of 3%, can reduce about 70% of the out-of-plane capacity of the infill frame and consequently, the strength and stiffness were affected by the boundary conditions and type loading.
    Keywords: Masonry Infill, In-Plane, Out-Of-Plane Interaction, Boundary Condition, Finite Element Analysis}
  • دلارام استاد، جلیل شفائی*

    قاب با میان قاب مصالح بنایی رایج ترین نوع سازه ای است که برای ساخت سازه های چندطبقه در کشورهای در حال توسعه استفاده می شوند. اثر میان قاب مصالح بنایی عمدتا باعث افزایش سختی اولیه و مقاومت ساختمان های قاب بتن مسلح (RC) است. از سوی دیگر، بازشوهای پنجره و درب به دلایل کاربردی جزء اجتناب ناپذیر میان قاب های مصالح بنایی هستند. مشاهده آسیب های زلزله های گذشته نشان می دهد که، آسیب دیدگی و خسارت میان قاب ها در داخل صفحه و کاهش سطح تماس میان قاب و قاب پیرامونی منجر به افزایش آسیب پذیری در خارج از صفحه میان قاب می شود. در این مقاله، قاب های میان پر با بازشو با ابعاد مختلف (پنجره و درب) تحت سه بارگذاری که عبارتند از: بارگذاری خارج از صفحه، بارگذاری خارج از صفحه بعد از بارگذاری داخل صفحه، بارگذاری داخل صفحه بعد از بارگذاری خارج از صفحه، با استفاده از نرم افزار اجزا محدود ABAQUS ارزیابی شده است. تحلیل های پوش آور غیرخطی برای هر یک از سه بارگذاری انجام شده است. بر اساس نتایج اجزای محدود موجود، معادلات تحلیلی برای به دست آوردن ضریب کاهش پیشنهاد شد. میانگین کاهش سختی میان قاب با در نظر گرفتن اندرکنش داخل صفحه و خارج از صفحه با استفاده از ضریب کاهش سختی 30 درصد محاسبه شد.

    کلید واژگان: میان قاب مصالح بنایی, بازشو, بارگذاری خارج از صفحه, بارگذاری داخل صفحه, روش اجزای محدود}
    Delaram Ostad, Jalil Shafaei *

    Masonry infills are an unavoidable member of any building. The presence of openings in a masonry infill alters its behaviour and reduces the load strength and stiffness of the infilled frame. Considering the reality of the masonry infill, the capacity of masonry infill is defined in two separate modes of in-plane (IP) force and out-plane (OOP) force (Asteris et al., 2017). In this paper, the main goal is to investigate masonry infills with different window and door openings with different dimensions and locations under three types of loading, which are: 1-Out-of-plane Loading of masonry infill under different accelerations. 2-Out-of-plane loading after in-plane loading at relative displacements (drift) of 0.5%, 1%, 2%, and 3% and check for Out-of-plane damage. 3-In-plane loading up to 6% relative displacement (drift) after out-of-plane loading and checking for in-plane damage. The numerical models are generated in finite element ABAQUS soft. Nonlinear pushover analyses have been conducted for each of the three loading. At the end, reduction factors of effective stiffness and ultimate strength are suggested. By using these suggested reduction factors, the design engineer can model the interaction effects in-plane and out-of-plane using the compression diagonal struts method. The average reduction of the infill stiffness was calculated by considering the interaction in-plane and out-of-plane 30%.

    Keywords: Masonry Infill, Opening, Out Of Plane Loading, In Plane Loading, Finite Element Method}
  • سید جعفر حسینی، فرنوش باسلیقه*، جلیل شفائی

    تغییر شکل های ماندگار بعد از وقوع زلزله باعث افزایش هزینه های مقاوم سازی و حتی اجرایی شدن طرح بهسازی می گردد. یکی از سیستم های مقاوم برای کنترل نیروهای جانبی وارده ناشی از زلزله، استفاده از دیوار برشی با قابلیت استهلاک انرژی خوب است. تغییر شکل های ماندگار و به وجود آمدن ترک در نواحی مرزی و بحرانی دیوار پس از زلزله های نسبتا شدید، منجر به کاهش عملکرد لرزه ای دیوار می شود. در این تحقیق به بررسی پاسخ ها و رفتار چرخه ای دیوارهای برشی بتنی تحت پروتکل بارگذاری چرخه ای پرداخته شده است. برای این منظور با استفاده از نرم افزار اجزای محدود OpenSEES، به مدل سازی دیوار برشی بتنی مبتنی به روش SFI-ΜVLEM یا مدل سازی دیوار با استفاده از المان های قایم چندتایی بر اساس روش مایکروفایبر پرداخته شده است. مدل های اصلی آنالیز شده در این مطالعه شامل 2 دیوار بتنی با میلگردهای فولادی و آلیاژ حافظه دار شکلی SMA با ابعاد و چینش آرماتورهای متفاوت از هم و دیوار بتنی نوآورانه با المان مرزی مجزا به صورت ستونک بتنی از جنس بتن سیمانی مهندسی ECC و میلگردهای  SMAمی شود. اعتبارسنجی مدل ها بر اساس مطالعات گذشته انجام شد. پس از اعتبارسنجی مدل های اولیه به مطالعه پارامتریک مدل ها به منظور بررسی اثرات ابعاد نواحی مرزی، نوع و چینش آرماتورها و میزان نیروهای محوری وارد بر دیوارهای برشی در مدل ها اقدام شد. نتایج کسب شده از خروجی ها نشان می دهد، استفاده از مصالح SMA در نواحی مرزی دیوار به شکل قابل توجهی بر رفتار مرکزگرایی دیوار موثر است و میزان جذب انرژی دیوار برشی با استفاده از مصالح SMA کاهش می یابد.

    کلید واژگان: دیوار برشی بتنی, آلیاژ حافظه دار شکلی, جابه جایی پسماند, رفتار مرکزگرا, تحلیل چرخه ای}
    Jafar Hosseini, Farnoosh Basaligheh *, Jalil Shafaei

    Permanent deformation after an earthquake increases the cost of the retrofit and even the implementation of the rehabilitation plan. A resisting system to control the lateral forces due to earthquakes is to use shear walls with good energy dissipation capability. Permanent deformation and cracking in the border and critical areas of the wall after relatively strong earthquakes leads to a decrease in the seismic performance of the wall. In this research, the responses and cyclic behavior of concrete shear walls under the cyclic loading protocol are investigated. For this purpose, using OPENSEES software platform, concrete shear wall modeling based on SFI-ΜVLEM method or wall modeling using multiple vertical elements based on the macro fiber method has been studied. The main models analyzed in this study include 2 concrete walls with steel rebars and memory alloy (SMA) with different dimensions and arrangement of reinforcements and innovative concrete wall with separate border elements in the form of concrete columns made of engineered concrete (ECC) and SMA rebars.  Validation of the models was based on previous studies. After validation of the initial models, the parametric study of the models was performed in order to investigate the effects of the dimensions of the boundary areas, the type and arrangement of the reinforcements and the amount of gravitational forces on the shear walls in the models. The results obtained from the outputs show that the use of SMA materials in the boundary areas of the wall has a significant effect on the self-centering behavior of the wall and the energy dissipation of the shear wall is reduced by using SMA materials.

    Keywords: Concrete Shear Wall, Shaped memory alloy, residual displacement, Self-centering behavior, Cyclic loading}
  • امین بهروز، جلیل شفائی*
    استفاده از دال های تخت پس کشیده در سازه های با دهانه های بلند ، روز به روز در حال گسترش است. دال های پس کشیده معمولا برای تحمل بار های ثقلی در ساختمان طراحی می شوند، با این وجود اتصالات دال به ستون باید قادر به تحمل تغییر شکل های ایجاد شده در اثر بار های جانبی بوده و از شکل پذیری کافی برخوردار باشند. در این مقاله یک نمونه اتصال خارجی دال پس کشیده نچسبیده به ستون بتن مسلح در نرم افزار آباکوس صحت سنجی شده و سپس تاثیر مقاومت فشاری بتن، میزان پیش تنیدگی موثر و نوع چسبندگی کابل ها در رفتار لرزه ای اتصالات مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که افزایش20، 35 و 50 درصدی مقاومت فشاری بتن به ترتیب باعث افزایش9/7، 6/10 و 8/15 درصدی ظرفیت باربری و افزایش8/6، 3/17 و 1/22 درصدی شکل پذیری می شود. همچنین افزایش 50،25 و 75 درصدی سطح پیش تنیدگی بتن به ترتیب منجر به افزایش 8/6، 2/11 و 16 درصدی ظرفیت باربری و 8/6 ، 8/36 و 3/47 درصدی شکل پذیری اتصالات می شود، در حالی که نوع چسبندگی کابل ها تاثیر زیادی بر رفتار اتصالات ندارد.
    کلید واژگان: دال پیش تنیده, دال پس کشیده, بارگذاری جانبی, بتن مسلح, دال بتن آرمه}
    Amin Behrooz, Jalil Shafaei *
    The use of post tensioned flat slabs is common in structures that require the construction of long span. The main advantages of using this type of slabs are increasing the span to thickness ratio, deflection control and reducing the thickness of the floor. Post tension slabs are usually designed to withstand gravitational loads in the building. However, slab column connections in these systems must be able to withstand the deformations created by lateral loads and have sufficient ductility. In this research, an exterior unbonded post tensioned slab column connection is validated in ABAQUS finite element software. After ensuring the accuracy of the numerical model results, the effect of concrete compressive strength, the amount of effective prestressing levels and the tendon bonding influence in the seismic behavior of post tension slab joints are investigated. The results showed that the compressive strength of concrete and the prestressing level of concrete have a significant effect on the load-bearing capacity and ductility of the joints, while the bonding condition does not have much effect on the behavior of the joints.
    Keywords: Prestressed Slab, post-tensioned Slab, Lateral Loading, Reinforced Concrete Slab, reinforced concrete}
  • صادق قاسمی، جلیل شفائی*، میثم جلالی

    در سال های اخیر، نوع جدیدی از بتن مسلح با الیاف متشکل از چند نوع الیاف مختلف که به بتن مسلح به الیاف هیبریدی شهرت گرفته، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. هدف نوشتار حاضر، بررسی تاثیر نسبت جایگزینی سنگدانه های بازیافتی با سنگدانه های طبیعی در مشخصات مکانیکی بتن مسلح به الیاف هیبریدی (الیاف فولادی و پلی پروپیلن) بوده است. به همین منظور، بر روی بتن های مسلح به الیاف هیبریدی با نسبت های حجمی 0/0، 0/5 و \%1 درصد الیاف فولادی و 0/0 و 0/4 درصد الیاف پلی پروپیلن و نسبت جایگزینی 0/0، 0/25 و 0/50 درصد سنگدانه های بازیافتی با سنگدانه های طبیعی، آزمایش های مقاومت فشاری، کشش برزیلی و خمشی توسط آزمون های خمش چهار نقطه یی انجام شده است. نتایج نشان داده اند که افزایش نسبت جایگزینی سنگدانه ی بازیافتی منجر به کاهش مقاومت های فشاری، کششی و خمشی شده است. در صورت افزودن الیاف پلی پروپیلن و فولادی به بتن حاوی سنگدانه های بازیافتی، مقاومت های فشاری، کششی و خمشی بتن افزایش پیدا کرده است که الیاف فولادی در مقایسه با الیاف پلی پروپلین کارایی بیشتری در بهبود مقاومت های کششی و خمشی بتن داشته است. ترکیب الیاف پلی پروپیلن با الیاف فولادی موجب افزایش میزان جذب انرژی و افزایش طاقت خمشی بتن حاوی سنگدانه ی بازیافتی شده است. همچنین بتن مسلح به الیاف هیبریدی بعد از شکسته شدن از هم گسیخته نشده و الیاف هیبریدی در حفظ پیوستگی بتن نقش مهمی داشته است.

    کلید واژگان: بتن بازیافتی, سنگدانه ی بازیافتی, بتن حاوی الیاف هیبریدی, الیاف فولادی, الیاف پلی پروپیلن}
    S. Ghasemi, J. Shafaei *, M. Jalali

    In recent years, a new type of fiber-reinforced concrete, consisting of several different types of fibers, known as hybrid fibers reinforced concrete, has attracted the attention of researchers. The aim of this paper for experimental evaluation of the effect of replacement ratio of recycled aggregates with natural aggregates on the mechanical properties of reinforced concrete with hybrid fibers (steel and polypropylene fibers). To this end, reinforced concrete with hybrid fibers with volume fractions of "0.0%" , "0.5%" , and "1%" of steel fibers and "0.0%" and "0.4%" of polypropylene fibers and replacement ratios of "0.0%" , "25%" , and "50%" recycled coarse aggregate of natural coarse aggregates were tested for compressive strength, Brazilian tensile strength, and flexural strength by four-point bending tests. The results show that increasing the replacement ratio of recycled aggregate leads to a decrease in compressive, tensile, and flexural strength. If polypropylene and steel fibers are added to concrete containing recycled aggregates, the compressive, tensile, and flexural strengths of concrete increase, whose steel fibers are more efficient in improving the tensile and flexural strength of concrete than polypropylene fibers. The combination of polypropylene fibers with steel fibers increases energy absorption and increases the flexural toughness of concrete containing recycled aggregates. Moreover, reinforced concrete with hybrid fibers does not disintegrate after breaking, and hybrid fibers play an important role in maintaining the cohesion of concrete.

    Keywords: Recycled concrete, recycled aggregate, concrete reinforced by hybrid fibers, Steel fibers, POLYPROPYLENE FIBERS}
  • سینا حسینی، جلیل شفائی*، فرشید جندقی علائی

    امروزه استفاده از بتن های بازیافتی به دلایل اقتصادی و زیست محیطی رشد چشمگیری پیدا کرده است و افزایش درصد جایگزینی سنگدانه های بازیافتی، مشخصات مکانیکی بتن را تغییر می دهد. در این پژوهش، به بررسی آزمایشگاهی رفتار مکانیکی بتن حاوی سنگدانه های بازیافتی با درصدهای مختلف الیاف فولادی و پلی پروپیلن به منظور تعیین مقادیر بهینه پرداخته شده است. همچنین الیاف های فولادی و پلی پروپیلن به ترتیب با نسبت های 0%، 0.5%، 1% و 0%، 0.4% به نمونه های بتنی بازیافتی اضافه گردید. نمونه های بتن الیافی حاوی سنگدانه های بازیافتی تحت نیروی فشاری، کشش غیرمستقیم و خمش سه نقطه ای مورد آزمایش قرار گرفته و عواملی همچون، مقاومت فشاری، مقاومت شکافت کششی، مقاومت خمشی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که با افزایش درصد جایگزینی سنگدانه بازیافتی مقاومت فشاری کاهش می یابد. الیاف پلی پروپیلن در افزایش مقاومت فشاری تاثیر مثبتی دارد و ترکیب الیاف پلی پروپیلن با 0.5 و 1% الیاف فولادی موجب افزایش 68 و 169 برابر میزان جذب انرژی می شود. همچنین بیشینه مقاومت کششی با افزایش درصد جایگزینی سنگدانه بازیافتی کاهش می یابد. نتایج آزمایش مقاومت خمشی نشان می دهد که الیاف پلی پروپیلن در افزایش بارنهایی و جلوگیری از فروپاشی بتن، تاثیر مثبتی دارد و ترکیب این الیاف با الیاف فولادی موجب افزایش شکل پذیری می شود.

    کلید واژگان: بتن بازیافتی, بتن الیافی, الیاف فولادی, الیاف پلی پروپیلن, مقاومت فشاری}
    Sina Hosseini, Jalil Shafaei*, Farshid Jandaghi Alaee

    Nowadays, the use of recycled concrete has increased significantly for economic and environmental reasons. Increasing the replacement percentages of recycled aggregates change the mechanical properties of concrete. In this research, the mechanical properties of concrete containing recycled aggregates with different percentages of steel fibers and polypropylene fiber has been investigated in the structural laboratory. A total of 36 cylindrical compression specimens, 36 cylindrical tensile specimens with dimensions of 20 * 10 cm and 36 flexural specimens with dimensions of 10 * 10 * 35 cm were tested. Recycled aggregates (coarse aggregates) in ratios of 25 and 50% (weight ratio) replaced with natural materials (coarse aggregates). Also, steel and polypropylene fibers were added to recycled concrete samples in ratios of 0%, 0.5%, 1% and 0%, 0.4%, respectively. Fiber concrete samples containing recycled aggregates under compressive force, indirect tension and three-point bending are tested and factors such as compressive strength, tensile fracture toughness, modulus of elasticity, flexural strength and fracture energy were investigated. The results show that the increase in porosity in recycled concrete is affected by the increase in the percentage of replacement of recycled aggregates and reduces the specific gravity of concrete. Increasing the composition of 1% steel fibers with polypropylene fibers without the presence of recycled aggregate has a greater effect on increasing the specific gravity of concrete than polypropylene fibers (alone). By increasing 25 and 50% replacement of recycled aggregate, 0.8% and 2.5% of specific gravity of concrete were reduced, respectively. Compressive strength decreases with increasing replacement percentage of recycled aggregate. Increasing the percentage of replacement of recycled aggregate due to poor transmission area reduces the amount of energy absorption. So that by replacing 25% and 50% of recycled aggregate, the energy absorption rate decreases by 21.7% and 26%, respectively, compared to the control samples. Polypropylene fibers have a positive effect on increasing compressive strength and combination of polypropylene fibers with 0.5 and 1% steel fibers increases the energy absorption. Also, increasing the replacement percentage of recycled aggregates reduces the hardness. Maximum tensile strength decreases by 3% and 13% with 25 and 50% increase in replacement of recycled aggregate, respectively. The results of flexural strength test show that increasing the replacement percentage of recycled aggregate has a negative effect on reducing the final load and reduces the final load in flexural specimens. Also, polypropylene fibers have a positive effect on increasing the loads and preventing the collapse of concrete, and combining polypropylene fibers with 0.5 and 1% steel fibers, respectively, increases the final load by 20% and 95% in 25%, replacing recycled aggregates and increasing 19% and 21% of rainfall in 50% recycled aggregate replacement. Increasing the percentage of steel fibers, the amount of deformation in the area after cracking and the amount of energy absorption increases, so that by increasing the amount of steel fibers to 0.5% and 1% by volume of concrete, the amount of energy absorption to 2 and it increases 3 times. The use of polypropylene fibers in the area after cracking has little effect and increases the load capacity.

    Keywords: Recycled Concrete, Fiber reinforced Concrete, Steel Fiber, Polypropylene Fibers, Compressive Strength}
  • دلارام استاد، جلیل شفائی*

    قابهای دارای میان قاب مصالح بنایی رایج ترین نوع سازه ای است که برای ساخت سازه های چند طبقه در کشورهای در حال توسعه استفاده می شود. میان قاب های مصالح بنایی عمدتا برای افزایش سختی و استحکام اولیه ساختمان های بتن مسلح مورد استفاده قرار می گیرد. از طرفی قرار گرفتن بازشوهای درب و پنجره در میان قاب مصالح بنایی سازها اجتناب نا پذیر خواهد بود. در مطالعه حاضر، با مدل سازی عددی به روش اجزای محدود غیر خطی اثر وجود میان قاب های مصالح بنایی دارای بازشو های مختلف درب و پنجره بر رفتار داخل صفحه قاب های بتنی با جزییات لرزه ای و غیر لرزه ای در سطوح مختلف بار محوری و ضخامت های مختلف میان قاب، در عملکرد لرزه ای قاب های بتنی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا مدل های پیشنهادی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی در نرم افزار اجزای محدود ABAQUS اعتبار سنجی می شود. نتایج حاصل از تحلیل های صورت گرفته نشان می دهد که افزایش بار محوری باعث افزایش مقاومت نهایی، سختی موثر و کاهش شکل پذیری در نمونه های دارای میان قاب مصالح بنایی با بازشو مختلف درب و پنجره و قاب بتن مسلح با مشخصات لرزه ای می شود. افزایش ضخامت میان قاب بنایی باعث افزایش مقاومت نهایی و سختی موثر در نمونه ها با  جزییات لرزه ای و غیر لرزه ای گردید. نتایج این بررسی ها نشان می دهد که حالت های مختلف قرارگیری بازشوها در نحوه رفتار قابها اثرات قابل توجهی دارد.

    کلید واژگان: میان قاب مصالح بنایی, بازشو, بارگذاری یکطرفه, عملکرد لرزه ای, تحلیل اجزای محدود}
    Delaram Ostad, Jalil Shafaei*

    Frames with masonry infill are the most common type of structures used in developing countries. Masonry infill affected the initial stiffness and strength of reinforced concrete buildings. The presence of opening in masonry infill is often used for placing doors and windows and it may reduce the seismic performance of the RC frame structure. Nowadays, the impact of the frame and infill on structure is one of the challenges in engineering researches. Engineers generally ignore infill in designing the building and consider it as non-structural part. When the masonry infill is placed in the concrete frame, significantly changes its mechanical properties, the stiffness and strength of the structure increase and ductility of the concrete frame reduce. There is interaction between masonry infill and itchr('39')s frame, so, the frames with infill behave differently than those frames without infill. Disregarding the effect of masonry infill, they can be safe and reliable in terms of resistance in design, since the increasing strength around frame has a positive effect on earthquake strength and overall structural stability, however, it should also be considered that masonry infill will increase the stiffness of the infill-frame and larger portion of the lateral load would attracted by frames. This can be a negative factor when ignore the infill masonry in the design. In the present study, by numerical modeling by nonlinear finite element method, the effect of the presence of masonry infill with different door and window openings on the behavior of concrete frames with seismic and non-seismic details at different axial load levels and different masonry infill thicknesses in seismic performance of frames concrete has been examined. For this purpose, the proposed models are first validated using laboratory results in ABAQUS finite element software. The results of the analysis show that increasing the axial load increases the final strength, effective stiffness and reduces ductility in specimens with masonry infill with different opening of doors and windows and reinforced concrete frame with seismic characteristics. The ultimate strength in specimens with reinforced concrete frame with seismic characteristics shows a slight increase compared to similar samples with reinforced concrete frame with non-seismic characteristics, which can be ignored. Increasing the thickness of the specimens increased the ultimate strength and effective stiffness of the specimens with seismic and non-seismic details. The results of these studies show that the different positions of the openings have significant effects on the behavior of the frames. If the opening is large or moves away from the center of the masonry infill, the final strength drop and stiffness effective reduction will be more.

    Keywords: Masonry infill, opening, monotonic loading, seismic performance, finite element analysis}
  • M. H. Razmkhah, H. Kouhestanian, J. Shafaei *, H. Pahlavan, M. Shamekhi Amiri
    In this study, the fragility curves were developed for three-, five-, and eight-story moment resisting steel frame structures with considering soft story and torsional irregularities during the earthquake mainshock to assess the probabilistic effects of irregularities in plan and height of steel structures. These models were designed according to Iranian seismic codes. 3D analytical models of steel structures were created in the OpenSees software platform and Incremental Dynamic Analysis (IDA) was conducted to plot the IDA curves. The maximum value of inter-story drift was selected as the demand parameter and the capacity is determined according to the HAZUS-MH limit states; and finally, the corresponding fragility curves were developed. The results of the 3D nonlinear dynamic analysis indicated that the damage state of the structure due to soft story irregularity was decreased with increasing stories. On the other hand, the damage caused by torsional irregularity in plan was increased by increasing the height of the structure. For example, in the 3-story structure, soft-story effect on damage probability was more dominant than torsional irregularity.
    Keywords: Probabilistic seismic assessment, Steel Moment-Resisting Frame, Soft-story, Torsional Irregularity, Incremental dynamic analysis (IDA)}
  • رضا طهماسبی، جلیل شفائی*

    استفاده از مهاربندهای فولادی در ساختمان های با سیستم لرزه بر قاب خمشی می تواند به طور قابل ملاحظه ای تغییر مکان جانبی این سیستم را کنترل کند. یکی از ایرادهای سیستم مهاربندی متداول، کمانش آنها در بارهای فشاری است که میزان استهلاک انرژی سازه را کاهش می دهد. مهاربندهای کمانش تاب (BRBs) با حذف کمانش مهاربند در فشار ایراد مهاربندهای متداول را برطرف کرده است اما مواردی از قبیل وزن بیش از حد، قیمت بالا و اجرای سخت آنها منجر به معرفی نوع جدیدی از مهاربندهای کمانش تاب با نام مهاربند کمانش تاب طول کوتاه RLBRB گردیده است. با این وجود در مهاربند های RLBRB به دلیل حاکم شدن پدیده خستگی کم سیکلی نمی توان طول مهاربند را بیش از حد کاهش داد تا بتوان به عنوان یک سیستم غیر فعال بعد از زلزله قابلیت تعویض داشته باشد. در این تحقیق یک ایده جدید و نو آورانه به نام مهاربند کمانش تاب طول کوتاه با هسته S شکل معرفی می گردد که علیرغم طول بسیار کوتاه می تواند عملکردی مشابه سیستم RLBRB و BRB داشته باشد. لذا ابتدا مدل های تحلیلی مهاربند های RLBRB و BRBs را در نرم افزار اجزا محدود ABAQUS براساس نتایج آزمایشگاهی محققین گذشته صحت سنجی می کنیم. سپس طبق نتایج حاصل از تحلیل، مشخصات مهاربند کمانش تاب طول کوتاه با هسته S شکل با مهاربندهای RLBRB و BRB مقایسه می گردد. نتایج حاصل از مقایسه طرح پیشنهادی با مهاربندهای کمانش تاب متداول بیانگر این است که علیرغم کوچکتر و سبکتر بودن این مهاربندها رفتاری مشابه مهاربندهای BRB متداول دارند.

    کلید واژگان: سیستم کنترل غیر فعال, مهاربند کمانش تاب, هسته S شکل, خستگی کم سیکلی, استهلاک انرژی}
    Reza Tahmasebi, Jalil Shafaei *

    The use of steel braces in buildings with a moment resisting frame system can significantly control the lateral displacement of the structures. One of the problems with the conventional bracing system is their buckling in compressive loads which reduces the amount of energy absorption of the structure. The buckling restrained braces (BRBs) have been proposed by the removing the buckling at the pressure of common bracing, but overweight, high prices and rigorous implementations have led to the introduction of a new type of buckling brace called Reduced Length Buckling Restrained Brace (RLBRB). However, in RLBRB, due to the low cyclic fatigue phenomenon, the length of bracing can‍‍‍‍‍ not be over-reduced so that it can be replaced as an inactive system after an earthquake. In this research, a new and innovative idea called Reduced Length Buckling Restrained Brace with S-shaped Core is introduced, which, despite its very short length, can overcome all the problems with the RLBRB and BRB system. Therefore, we first validate the analytical models of RLBRB and BRBs in the ABAQUS finite element software based on the experimental results of previous experimental research program. Then, according to the results of the analysis, the hysteresis response of the buckling braces with the S-shaped core is compared with the RLBRB and BRB braces. The results from the comparison of the proposed pattern with conventional buckling braces indicate that, despite the smaller and lighter ones, proposed braces have the same behavior as the BRB braces.

    Keywords: Buckling brace, buckling brace with S-shaped core, Inactive control system, Low cycle Fatigue, finite element software}
  • الهه رحیمی، جلیل شفائی*، محمدرضا اصفهانی

    خوردگی آرماتور در سازه های بتن مسلح منجر به کاهش ظرفیت باربری و شکل پذیری اعضای بتن مسلح می گردد. استفاده از الیاف در بتن برای بهبود خواص مکانیکی بتن مدتهاست که مورد توجه مهندسان قرار گرفته است. در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر الیاف پلیمری و الیاف فلزی بر عملکرد خمشی تیرهای بتن مسلح دارای خوردگی و بدون خوردگی یک مطالعه آزمایشگاهی انجام گرفت. دو نوع الیاف پلیمری ماکرو و الیاف فلزی قلابدار با درصدهای حجمی 0% و 0.5% در سه سطح خوردگی تقریبی 0% و 7% و 9% مورد آزمایش قرار گرفتند. برای انجام آزمایش خوردگی تسریع شده از یک استخر با 3% نمک، استفاده شد. در نهایت تیرهای بتن مسلح تحت آزمایش بارگذاری خمشی قرار گرفتند. رفتار سازه ای تیرهای بتن مسلح در تیرهای دارای خوردگی و تیرهای بدون خوردگی و با الیاف و بدون الیاف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. بر اساس نتایج آزمایشگاهی، خوردگی آرماتور باعث کاهش شکل پذیری نمونه ها گردید و استفاده از الیاف فلزی و پلیمری در نمونه های بدون خوردگی و با خوردگی سطح یک و دو باعث افزایش دو برابری شکل پذیری می گردد. الیاف پلیمری ماکرو در مقایسه با الیاف فلزی قلابدار در نمونه های دارای خوردگی تاثیر بیشتری در افزایش شکل پذیری نمونه ها دارند. افزایش درصد خوردگی در نمونه های بدون الیاف باعث کاهش حداکثر مقاومت نمونه ها گردید اما در نمونه های با الیاف با افزایش درصد خوردگی تغییر محسوسی در ظرفیت باربری نمونه ها مشاهده نگردید.

    کلید واژگان: بتن مسلح الیافی(FRC), الیاف فلزی قلابدار, الیاف پلیمری ماکرو, خوردگی آرماتور, خوردگی تسریع شده}
    Elahe Rahimi, Jalil Shafaei *, Mohammadreza Esfahani

    Corrosion in reinforced concrete structures reduces the strength capacity and ductility of members and concrete elements. The use of fibers to improve mechanical properties of concrete has long been considered by engineers. In this study, an experimental study was conducted to investigate the effect of macro-polymeric fibers and hooked metal fibers on corrosion-free, non-corrosive reinforced concrete beams. Two types of macro-polymeric fibers and hooked metal fibers with 0% and 0.5% volume percentages were tested at three levels of corrosion of 0%, 7% and 9%. An accelerated corrosion test was used from a 3% salt pool. Finally, the reinforced concrete beams were subjected to bending loading tests. Structural behavior of reinforced concrete beams in corrosion beams and non-corrosion beams and with fibers and non-fibers were evaluated and compared. Based on experimental results, corrosion reduces the ductility of the specimens and the use of metallic and polymeric fibers in non-corrosion and corrosion specimens of the first and second surfaces causes a two-fold increase in ductility. Macro polymer fibers are more effective in increasing the shape of the samples compared to the hook metal fibers in corrosion samples. Increasing the percentage of corrosion in non-fibrous specimens decreased the maximum resistance of the specimens, but in specimens with fibers, no significant change was observed in the bearing capacity of the samples with increasing corrosion percentage.

    Keywords: Fiber reinforced concrete (FRC), hooked metal fibers, macro polymer fibers, reinforcement corrosion, accelerated corrosion}
  • دلارام استاد، جلیل شفائی*

    در نظرگرفتن اندرکنش قاب و میان قاب یکی از چالش های مهم در زمینه ی تحقیقات مهندسی سازه می باشد. مشاهده آسیب های زلزله های گذشته نشان می دهد که، آسیب دیدگی و خسارت میان قاب ها در داخل صفحه و کاهش سطح تماس میان قاب و قاب پیرامونی منجر به افزایش آسیب پذیری در خارج از صفحه میان قاب می شود. تجربیات زلزله های گذشته نشان می دهد که اگر میان قاب ها به درستی توسط قاب پیرامونی مهار شوند، ظرفیت قابل ملاحظه ای، به لحاظ نیرویی و تغییرشکلی در برابر تقاضاهای خارج از صفحه میان قاب را دارا می باشند. پیش بینی اند رکنش و تاثیر رفتار داخل صفحه میان قاب، برروی رفتار خارج از صفحه میان قاب ها، یکی از موضوعات جدید، در زمینه ی ارزیابی رفتار لرزه ای میان قاب های بنایی می باشد. در این مقاله ضمن بررسی روش های مدل سازی رفتار میان قاب ها در خارج از صفحه، مدل های رفتاری و ظرفیتی مختلف در برآورد پاسخ خارج از صفحه میانقاب ها مقایسه شده اند. همچنین، مدل هایی که تاثیرخسارت داخل صفحه میان قاب را، برروی ظرفیت خارج از صفحه میان قاب در نظر می گیرند، نیز مورد بررسی قرار گرفته است. مروری بر مدل های مختلف در برآورد ظرفیت خارج از صفحه میان قاب های بنایی نشان می دهد، که اندرکنش رفتار داخل صفحه و خارج از صفحه میان قاب، تاثیر قابل ملاحظه ای در کاهش ظرفیت خارج از صفحه میان قاب دارد. مدل ارایه شده در نشریه 360 برای ظرفیت خارج از صفحه میان قاب های بنایی به دلیل عدم در نظر گرفتن اندرکنش رفتار داخل و خارج از صفحه میان قاب، نتایج محافظه کارانه ای دارد.

    کلید واژگان: قاب و میان قاب, رفتار داخل صفحه, رفتار خارج از صفحه, عملکرد قوسی, پاسخ لرزه ای}
    Delaram Ostad, Jalil Shafaei *

    Masonry infilled reinforced concrete frame buildings built prior to the introduction of modern seismic provisions have been observed to undergo damage in and around the masonry infill walls during most recent moderate to severe earthquakes. Considering interaction between masonary infill and frame is one of the challenges in the field of engineering research. Observation of past earthquake indicates that in the pre-damaged infill wall in the in-plane mode, the probability of out-of-plane failure of infill walls will increase. However various studies have shown that if the infill wall correctly restrained by the frame, there is a significant capacity, in terms of force and displacement against the out-of-plane demands. The prediction of interaction and effect of in-plane behavior on the out-of-plane beahaviour of infill, is one of the new issues in the field of seismic evaluation of masonary infills. This paper present comparative parametric review of the strength and displacement capacity models that predict the infills out-of-plane responses. Also, models that consider influence of in-plane damage on the out-of-plane capacity, it has also been investigated. The parametric comparison of different models in the capacity estimation of masonary infills in out-of-plane mode is shown that interaction of in-plane and out-of-plane beahviour of infills has a significant effect on capacity reduction of infills in out-of-plane mode and the model presented in FEMA360 for out-of-plane capacity of infills has a conservative results.

    Keywords: Infilled frames, In-plane, Out-of-plane, Arching action, Seismic response}
  • علی ترکی، فضل الله ساغروانی، جلیل شفائی*

    یکی از جدیدترین نوآوری های فناوری نانو استفاده از میکرو نانو حباب ها (میناب) به عنوان جایگزین آب در بتن می باشد. استفاده از میناب به عنوان جایگزین آب مصرفی در بتن می تواند در جهت بهبود یا تضعیف خصوصیات بتن سخت شده و بتن در حالت خمیری تاثیرگذار باشد. استفاده از فوق روان کننده ها می تواند نقش موثری در کاهش اثرات بعضا منفی میناب در خصوصیات بتن داشته باشد. در این پژوهش به منظور بررسی اثرات جایگزین میناب با آب در بتن در حضور درصدهای مختلف فوق روان کننده، تاثیر میناب بر زمان گیرش، جریان ملات سیمان و مقاومت فشاری ملات سیمان بررسی می گردد. بدین منظور تعداد 16 نمونه آزمایشگاهی سوزن ویکات، 48 نمونه آزمایشگاهی ملات فشاری سیمان و 16 نمونه جریان ملات سیمان به ترتیب به منظور بررسی زمان گیرش، مقاومت فشاری و جریان سیمان با درصد های مختلف فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلات اتر (0.5، 0.9 و 1.4) در حضور و عدم حضور میناب آزمایش شد. نتایج نشان داد که مقاومت فشاری ملات سیمان با میناب نسبت به آب در سنین 7 و 28 روز به ترتیب 16 و 7 درصد افزایش داشت. مقاومت فشاری ملات سیمان با میناب در حضور فوق روان کننده نسبت به ملات سیمان با آب در حضور فوق روان کننده در سنین 7 و 28 روز افزایش داشته است که بیشترین مقاومت در 0.5 درصد فوق روان کننده رخ داد که در سن 7 روز 21 درصد افزایش و در سن 28 روز 10 درصد افزایش داشته است.

    کلید واژگان: ملات سیمان, میکرو- نانوحباب (میناب), فوق روان کننده, مقاومت فشاری ملات, زمان گیرش}
    Ali Torki, Seyed Fazlolah Saghravanib, Jalil Shafaei *

    One of the latest innovations in nano-technology is the use of Micro-Nano Air Bubbles (MINAB) as a substitute for water in concrete. Using MINAB as a substitute for water used in concrete can be used to improve the properties of concrete. The use of super- Plasticizer can have an effective role in reducing negative effects MINAB on concrete properties. In this study, to investigate the effects of MINAB with water in concrete in the presence of different super- Plasticizer percentages, the effect of MINAB on the setting time, cement mortar flow and compressive strength of cement mortar is investigated. For this purpose, 16 samples of VICT needles, 48 samples of cement mortar and 16 samples of cement mortar flow were used to check the curing time, compressive strength and cement flow with different percentages of super- Plasticizer (0.5, 0.9 and 1.4) were tested in the presence and absence of MINAB. The results showed that the compressive strength of cement mortar with MINAB increased by 16 and 7%, relative to water at 7 and 28 days respectively. The compressive strength of cement mortar with MINAB has increased in presence of super- Plasticizer in comparison to cement mortar with water in presence of super- Plasticizer at the age of 7 and 28 days, with the highest resistance in 0.5% super- Plasticizer, which increased by 21% at 7 days and increased by 10% at the age of 28.

    Keywords: Mortar Cement, Micro-Nano Air Bubble (MINAB), Super-Plasticizer, Mortar Compressive Strength, setting time}
  • دلارام استاد، جلیل شفائی*

    در کشور ما بیشتر ساخت و ساز های بتنی رایج دارای سیستم قاب بتنی با میان قاب های مصالح بنایی (آجری) در نواحی میانی و پیرامونی ساختمان می باشد. امروزه در نظر گرفتن اندرکنش قاب و میان قاب یکی از چالش های مهم در زمینه تحقیقات مهندسی است و اغلب مهندسان تاثیر میان قاب را به طور مستقیم در طراحی ساختمان ها در نظر نمی گیرند. با توجه به آسیب هایی که در زلزله های گذشته مشاهده شده است، میان قاب های بنایی می توانند اثرات مثبت و منفی بر عملکرد لرزه ای سازه های بتنی داشته باشد. در این مقاله، با مدل سازی عددی به روش اجزای محدود غیرخطی اثر وجود میان قاب های آجری بر رفتار درون صفحه قاب های بتنی با جزییات لرزه ای و غیر لرزه ای در سطوح مختلف بارمحوری و ضخامت های مختلف میان قاب، در عملکرد لرزه ای قاب های بتنی بررسی می شود. برای این منظور ابتدا مدل های پیشنهادی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی در نرم افزار اجزای محدود ABAQUS اعتبارسنجی می شود. نتایج حاصل از تحلیل های صورت گرفته نشان می دهد که افزایش بار محوری باعث افزایش مقاومت نهایی و سختی موثر و کاهش شکل پذیری در قاب ها با مشخصات لرزه ای می شود. مقاومت نهایی، سختی موثر و شکل پذیری در قاب و قاب میان پر با مشخصات لرزه ای در مقایسه با قاب و قاب میان پر مشابه با مشخصات غیر لرزه ای، افزایش داشته است. افزایش ضخامت میان قاب مصالح بنایی باعث افزایش مقاومت نهایی و سختی موثر در قاب ها با مشخصات لرزه ای و غیر لرزه ای می شود.

    کلید واژگان: قاب بتن مسلح, میان قاب مصالح بنایی, بارگذاری یکطرفه, عملکرد لرزه ای, تحلیل اجزای محدود}
    Delaram Ostad, Jalil Shafaei *

    The construction of reinforced concrete buildings with masonry infill walls has been a very common practice in Iran. Nowadays, the impact of the RC frame and masonry infill on the structure is one of the major challenges in engineering researches, and often engineers ignore infill in designing the building. Due to the damages observed in past earthquakes, masonry infill can have both positive and negative impacts on the seismic performance of RC structure. In this paper, the effect of masonry infill on the in-plane behavior of the concrete frames and the impact of seismic and non-seismic details with the effect of level of axial load and thickness of infill in lateral resistance of concrete frames is investigated, by the nonlinear finite element method. First, the proposed models have been validated using the experimental results in ABAQUS finite element software. Results show that the increasing axial load causes to increase in ultimate strength and effective stiffness and reduces the ductility of the seismic frame. The ultimate strength, effective stiffness, and ductility of frame and infill-frame with seismic detailing were increased compared to the frame and infill-frame with non-seismic properties. Increasing the thickness of masonry enhance the infill behavior in terms of strength, effective stiffness and ductility in both seismic and non-seismic frame.

    Keywords: Reinforced Concrete Frame, Infill Masonry, Uniform load, seismic performance, Finite element analysis}
  • حامد کوهستانیان، حسین پهلوان، جلیل شفائی*، محمد شامخی امیری

    بررسی خسارت های ناشی از زلزله های گذشته مانند زلزله ی کرمانشاه، موید این مطلب است که ساختمان هایی که دارای نامنظمی از نوع طبقه نرم هستند، آسیب های بیشتری را در زلزله تجربه کرده اند. همچنین پس لرزه ی زلزله های گذشته موجب افزایش آسیب در ساختمان ها گردیده است، درصورتی که در آیین نامه های فعلی اثر پس لرزه در محاسبات طراحی دیده نمی شود. در این پژوهش به منظور مشاهده اثرات نامنظمی و پس لرزه در سازه های بتن آرمه، منحنی های شکنندگی برای مدل های سه، پنج و هشت طبقه با سیستم لرزه ای قاب خمشی بتن آرمه، دارای طبقه نرم و خیلی نرم تحت اثر زلزله اصلی و توالی زلزله و پس لرزه بررسی شده است. این مدل ها مطابق با ضوابط آیین نامه های ایران طراحی و پس از نهایی شدن مقاطع، سازه در نرم افزار OpenSees به صورت سه بعدی مدل سازی گردید. سپس با انتخاب تعدادی شتاب نگاشت مناسب و سازگار با شرایط منطقه، مدل ها تحت تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده IDA قرار می گیرند و بیشترین دریفت طبقات به عنوان پارامتر تقاضا محاسبه شده است، با انتخاب ظرفیت تغییر مکان نسبی سطوح عملکرد لرزه ای چهارگانه آسیب جزیی، متوسط، گسترده و کامل از آیین نامه Hazus آمریکا و با استفاده از روابط قابلیت اعتماد سازه ها منحنی های شکنندگی لرزه ای این سیستم برای چهار سطح آسیب متفاوت محاسبه شد. نتایج تحلیل های غیرخطی حاکی از آن است که در مدل های پنج و هشت طبقه در مقایسه با مدل سه طبقه تاثیر نامنظمی طبقه نرم و اثر پس لرزه در افزایش آسیب پذیری ساختمان بیشتر بوده است و با افزایش ارتفاع سازه از میزان تاثیر نامنظمی طبقه نرم و پس لرزه در آسیب پذیری ساختمان کاسته شده است.

    کلید واژگان: ارزیابی احتمالاتی, قاب خمشی بتن مسلح, طبقه نرم, منحنی های شکنندگی, تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA)}
    Hamed Kouhestanian, Hossein Pahlavan, Jalil Shafaei *, Mohammad Shamekhi Amiri

    Recent Iranian earthquake damages like the damages caused by the Kermanshah earthquake, revealed that RC buildings having soft story irregularities experienced more seismic vulnerability. Moreover, earthquake aftershocks increased the seismic failures in past earthquake events. But RC buildings having soft story irregularities and effects of earthquake aftershocks are not included in recent seismic design codes. In this article, for assessing the effects of soft story irregularities and also the effects of earthquake aftershocks, three, five, and eight story RC building models having intermediate sway moment frames are designed and then modeled in OPENSEES software platform and then IDA analysis are performed in order to producing the seismic fragility curves consistent with HAZUS definitions. The analytical results of seismic fragility curves revealed that the influence of soft story irregularities and also main earthquake shock-aftershock sequences on the vulnerability of considered RC building models. By increasing the height of the RC building structures, the effects of soft story irregularities and the earthquake aftershocks decreased in seismic vulnerability of the considered RC buildings.

    Keywords: Probabilistic Assessment, Reinforced Concrete Moment-Resisting Frame, Soft Story, Fragility Curves, incremental dynamic analysis (IDA)}
  • دلارام استاد، جلیل شفائی*

    در زلزله های اخیر ساختمان های مصالح بنایی به دلیل وزن زیاد و شکل پذیری پایین و ضعف مقاومت برشی کم در برابر زلزله مقاوم نبوده است، و خسارات زیادی را تجربه کرده اند. بهسازی و مقاوم سازی سازه های مصالح بنایی غیرمسلح بحث جدی در ساخت و ساز شهری می باشد. دیوار های مصالح بنایی در برابر زلزله کمبود مقاومت نداشته است و ضعف اساسی آن ها در شکل پذیری است؛ زمانی که نسبت طول به ارتفاع دیوار افزایش می یابد، علاوه برکاهش مقاومت دیوار، شکل پذیری آن هم کاهش پیدا می کند. هدف از این تحقیق بررسی عملکرد لرزه ای دیوار های مصالح بنایی با دو نسبت ارتفاع به طول 5/0 و 7/0 با مقیاس 1:2 است و مقاوم سازی دیوار های مصالح بنایی با استفاده از چیدمان های مختلف تسمه های فولادی می باشد. ارزیابی تحلیلی رفتار لرزه ای دیوار مصالح بنایی تقویت شده با تسمه های فولادی، با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS انجام شده است. با روش FEMA356 نمودارهای نیرو - جابه جایی تمام نمونه ها دو خطی شده است و نتایج تحلیلی در غالب مقاومت نهایی، سختی موثر و شکل پذیری با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که بهترین حالت قرار گیری تسمه های فولادی با حالت ضربدری دو طرف دیوار بیشترین تاثیر را در بهبود مشخصات لرزه ای دیوار دارد. افزایش مقاومت نهایی 10 برابری و سختی موثر 2 برابری و شکل پذیری بیشتر نسبت به دیگر نمونه های تقویت شده با استفاده از تسمه های فولادی نسبت به نمونه شاهد را نشان می دهد.

    کلید واژگان: دیوارهای بنایی غیر مسلح, مقاوم سازی لرزه ای, عملکرد لرزه ای, تسمه فولادی, تحلیل المان محدود}
    Delaram Ostad, Jalil Shafaei *

    In recent earthquakes, masonry structures have not been resistant to earthquake due to high weight and low ductility and low shear resistance, and they have experienced a lot of damage. The improvement and strengthening of masonry structures is a serious discussion in urban construction. The walls of masonry are not resistant to the earthquake and their basic weakness is in ductility; its ductility is reduced when the length ratio increases to the wall height, in addition to the wall resistance. The purpose of this study is to investigate the seismic performance of masonry structures with two aspect ratio of 0.5 and 0.7 with scale 1: 2 and strengthening of masonry walls using different layouts of steel tie. The analytical evaluation of seismic behavior of reinforced masonry structures has been done using ABAQUS finite element software. In the FEMA356 method, the displacement curve of all samples is bilinear. Analytical results were compared in dominant resistance, effective stiffness and ductility. The ultimate strength, effective stiffness and ductility of strengthened specimens using steel tie increased in comparison to the control sample.

    Keywords: Unreinforced Masonry Wall, Seismic Retrofit, seismic performance, Steel Tie, Finite element analysis}
  • سید احمد نظامی، جلیل شفائی*

    در ساختمان ها با سیستم باربر لرزه ای قاب خمشی، اتصالات تیر به ستون عامل عمده ی خرابی ها بعد از زلزله می باشد. میزان شکل پذیری و جذب انرژی مطلوب سازه ی قاب خمشی وابسته به طراحی و اجرای بدون نقص اتصالات تیر به ستون آن است. در اتصالات تیر به ستون سازه های بتن مسلح، عدم امتداد آرماتور مثبت تیر در ناحیه اتصال و عدم امتداد خاموت ستون در ناحیه مشترک، نقص های رایجی هستند که جزییات لرزه ای اتصالات مطابق با آیین نامه های جدید آنها را پوشش می دهد. در این تحقیق به منظور صحت سنجی مدل های اجزا محدود ، مطابق با نمونه های آزمایشگاهی، مدل هایی با جزییات لرزه ای و بدون جزییات لرزه ای در نظر گرفته شد و سپس همان مدل ها با تغییر مدل تنش و کرنش، اثر لغزش آرماتور های طولی تیر در ناحیه اتصال شبیه سازی شد و مقایسه ای بین رفتار بارگذاری یکطرفه و بارگذاری چرخه ای و پوش حاصل از آن انجام شد. و سپس تاثیر شرایط مختلف تیرهای عرضی در پیرامون اتصال در نظر گرفته شد. نتایج به خوبی نشان داد که مدل سخت اجزا محدود زمانی که اثرات لغزش آرماتور های طولی تیر درنظر گرفته می شود، رفتار مدل های عددی با نتایج آزمایشگاهی مطابقت بیشتری پیدا می کند. و همچنین مقایسه نتایج مدل ها با شرایط مختلف تیرهای عرضی نشان داد که محصور کردن اتصالات غیر پیشتنیده تا یک حدی می تواند باعث افزایش مقاومت اتصال در برابر بارهای جانبی بشود.

    کلید واژگان: اتصالات تیر به ستون, سازه های بتن مسلح, مدل سازی المان محدود, بارگذاری یکطرفه, بارگذاری چرخه ای}
    Syed Ahmad Nezami, Jalil Shafaei*

    Beam–column connections in reinforced concrete (RC) structures play an important role when the frame is subjected to seismic loading. The overall stability of the structure and the formation of the optimal energy absorption mechanism in the beam plastic hinge zone depends on the role of the beam-column joints. The non-seismic detailing in the joint panel area can cause a partial or total collapse of the structure. Beam-column connections with non-seismic detailing in buildings with moment resisting lateral load bearing systems, are the major cause of post-earthquake damage. The optimal shape and energy absorption of the moment frame structure is dependent on the design and perfect execution of the beam-column connections. In the beam-column connections, the lack of positive reinforcement of the beam in the joint area and non-extension of the column stirrup in the joint area are common defects of the joints in accordance with new regulations. Researchers have provided a lot of experimental studies on beam–column connections, while experimental studies are usually costly and time consuming, and can be restricted by the test facilities and space. The behaviour of the RC beam–column joint is very complex and several parameters such as axial load ratio, reinforcement detailing, concrete strength have significant influences on its seismic performance, it is impractical to fully investigate all parameters through a limited number of experimental tests. Finite element modelling using ABAQUS software platform can provide an opportunity to study the various parameters governing the monotonic and cyclic behaviour of the beam–column joints. In this study, by examining several parameters in the finite element model of the RC Beam–column connections in ABAQUS software, such as specifications of strain-hardening for steel, bushinger effects, concrete damaged plasticity (CDP) in tensile and compression, concrete confinement effects, presence of lateral beam, and also bond-slip of reinforcing bars was investigated and leads to provides recommendations for finite element modelling of the RC frames. For this purpose, the behaviours of the seismically and the non-seismically detailed beam–column joints under monotonic and cyclic lateral loading were evaluated in different conditions of the presence of lateral beam. The finite element models with seismic and non-seismic detail were considered and validate with laboratory tests by considering sliding effect of longitudinal beam reinforcement using modified steel stress-strain curve. Then, the effect of different lateral beam conditions around the joint was considered. The results showed well that the finite element model is more consistent with the experimental results when considering the slip effects of the longitudinal beam reinforcement. Also comparing the results of the models with the different lateral beam conditions showed that confining the non-seismic joints can increase the joint strength against lateral loads. The general behaviour mode for the seismically detailed specimen was flexural yielding in the beam at the column face whereas for the non-seismically detailed specimens joint shear failure occurred generally before the beam section reached its ultimate flexural strength. The finite element model of beam-column joint specimens was calibrated by test results and good agreement was found between the experimental and numerical hysteretic behaviour. The model was able to capture the modes of failure, peak load and initial stiffness of the tested specimens.

    Keywords: Beam- column joints, reinforced concrete structures, finite element modeling, monotonic loading, cyclic loading}
  • الهه رحیمی، جلیل شفائی*، محمدرضا اصفهانی

    یکی از موثرترین روش ها جهت تقویت و بهسازی المان های آسیب دیده در برابر خوردگی استفاده از الیاف پلیمرکامپوزیتی می باشد. در این تحقیق یک مطالعه آزمایشگاهی برای بررسی تاثیر الیاف پلیمر کامپوزیتی در تقویت تیرهای بتنی خورده شده انجام گرفت. بدین منظور 15 تیر بتنی با دو نوع الیاف فلزی قلابدار و پلیمری ماکرو با درصد حجمی 0% و 5/0% ساخته شدند. نمونه ها در سه سطح خوردگی تقریبی 0% و 7% و 9% مورد آزمایش قرار گرفتند. برای انجام آزمایش خوردگی تسریع شده از یک استخر با 3% نمک، استفاده شد. در نهایت تیرهای بتن مسلح خورده شده با یک لایه الیاف پلیمر کامپوزیتی GFRP تقویت شدند و تحت آزمایش بارگذاری خمشی قرار گرفتند. بر اساس نتایج آزمایشگاهی خوردگی باعث کاهش شکل پذیری نمونه ها گردیده و استفاده از الیاف پلیمری شیشه GFRP باعث افزایش شکل پذیری و ظرفیت باربری نمونه ها و کاهش تعداد ترک های ایجاد شده و میزان افزایش عمق آن ها و تمرکز بیشتر خرابی و آسیب در محدوده جداشدگی ورق می گردد.

    کلید واژگان: بتن مسلح الیافی, ورق های GFRP, خوردگی آرماتور, خوردگی تسریع شده, تقویت}
    Elahe Rahimi, Jalil Shafaei *, Mohammad Esfahani

    One of the most effective methods for strengthening and repairing damaged corrosion elements is the use of fiber reinforced polymers. In this research, an experimental study was conducted to investigate the effect of GFRP on the retrofit of corroded RC beams. For this purpose, 15 concrete beams were constructed with two types of hooked metal fibers and polymeric macros with a volume percentage of 0% and 0.5%. The samples were tested at three levels of corrosion of 0%, 7% and 9%. An accelerated corrosion test was used from a 3% salt pool. Finally, corroded beams retrofitted with a GFRP composite polymer fiber layer were subjected to a flexural loading test. Based on experimental results, corrosion reduces the ductility of the specimens and the use of GFRP increases the ductility and bearing capacity of the specimens and reduces the number of cracks created and increases the depth of them and more focus on failure and damage is within the range of sheet separation.

    Keywords: Fiber-reinforced concrete (FRC), GFRP Sheets, Reinforcement corrosion, Accelerated corrosion, Retrofit}
فهرست مطالب این نویسنده: 17 عنوان
  • دکتر جلیل شفایی
    شفایی، جلیل
    استادیار مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود
بدانید!
  • این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شده‌است.
  • مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه می‌کند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایش‌ها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامده‌است.
  • اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال