جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "پروتکل بارگذاری" در نشریات گروه "عمران"
تکرار جستجوی کلیدواژه «پروتکل بارگذاری» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
با توجه به کاربرد زیاد ساختمان های فولادی در ایران و اهمیت اتصال های خمشی تیر به ستون فولادی که از جمله اجزاء حیاتی در این گونه از ساختمان ها هستند، شناخت بهتر رفتار اتصال های یاد شده در برابر زمین لرزه، ضروری است. خصوصیات شتاب نگاشت حوزه نزدیک متمایز از زلزله حوزه دور می باشد. برخی از زمین لرزه های فاجعه بار رخ داده در ایران از جمله زلزله بم (2003) و زلزله طبس (1978) دارای ویژگی های شتاب نگاشت حوزه نزدیک بودند، که اهمیت رکورد حوزه نزدیک را نشان می دهد. بنابراین در این مقاله سعی شده است که ضابطه ای برای آزمودن اتصال های خمشی تیر به ستون فولادی موجود در ساختمان های فولادی ای که تحت شتاب نگاشت حوزه نزدیک ممکن است قرار بگیرند، ارایه شود. بدین وسیله امکان بررسی رفتار اتصال های یاد شده در آزمایشگاه با توجه به دستورالعمل پیشنهاد شده، ایجاد می شود. همچنین امکان ساخت ساختمان های فولادی ایمن تر، فراهم می گردد. هدف این مقاله، پیشنهاد پروتکل بارگذاری برای قاب های خمشی ویژه فولادی تحت رکوردهای حوزه نزدیک برای ایران می باشد. برای این منظور با بررسی زلزله های رخ داده در ایران در طول سال های متعدد، به تعیین شتاب نگاشت های حوزه نزدیک پرداخته شد. ساختمان های فولادی 3، 5، 7، 9، 12 و 20 طبقه طبق ضوابط و مقررات ایران طراحی و تحلیل شدند. سپس برای هر یک از ساختمان های فولادی طراحی شده به تعیین قاب بحرانی پرداخته شد. برای هر یک از قاب های بحرانی، ضریب مقیاس مشخص شد. پس از انجام تحلیل تاریخچه زمانی و اعمال شتاب نگاشت های پیشنهادی حوزه نزدیک به هر یک از قاب های بحرانی، جابه جایی نسبی طبقه (یا همان زاویه جابه جایی داخلی طبقه) برای تمامی قاب ها بدست آمده و با هم مقایسه شدند. در نهایت پروتکل بارگذاری برای اتصال خمشی تیر به ستون ساختمان های فولادی در ایران برای رکوردهای حوزه نزدیک بدست آمد.
کلید واژگان: قاب خمشی ویژه فولادی, پروتکل بارگذاری, شتاب نگاشت حوزه نزدیکDue to the relatively high use of steel buildings in Iran and the importance of rigid steel beam-to-column connections, which are among the vital components in this type of buildings, the need to better understand the behavior of these connections against earthquakes has been noted. Also due to the special characteristics of the near-field earthquakes, which is different than far-field earthquakes and it has its own characteristics; and the fact that some catastrophic earthquakes occurred in Iran, such as the Bam earthquake (2003) and the Tabas earthquake (1978) had the characteristics of the near-field earthquakes, which can show the importance of the near-field ground motions; the purpose of this study was to propose a loading protocol for special steel moment- resisting frames under near-field earthquakes for Iran. Therefore, first, by examining the earthquakes that have occurred in Iran during several years, near-field earthquakes have been selected. Steel buildings of 3, 5, 7, 9, 12 and 20 floors were designed and analyzed according to the rules and regulations of Iran, then for each of the designed steel buildings a critical frame was determined; the values of the scale factors are also specified. After performing nonlinear time‐history analysis and applying the proposed near-field ground motions to all of the critical frames, inter-story drift angles for all frames was obtained and compared. The third floor of the 3-story critical frame was selected as the critical floor; which is a story whose results will be used to construct a loading protocol; The basic rainflow counting and simplified rainflow counting were performed for the critical inter-story drift angles results; The proposed loading protocol are derived based on the MCE-level seismic hazard and 84th percentile values of key seismic demand parameters. These parameters are number of damaging cycles, maximum inter-story drift, sum of inter-story drift range, inter-story drift range and residual inter-story. The rationality of the proposed loading protocol was justified by showing the cumulative distribution function. The proposed loading protocol has 23 damage half-cycles, including 3 pulse half-cycles with inter-story drift ranges of 0.060, 0.100 and 0.078 radians; which are calculated by the basic rainflow counting method. The maximum inter-story drift was obtained 0.065 radians. In the final half cycle, the mean value is the same as the residual inter-story drift of 0.03 radians. Also, the sum of the inter-story drift ranges is equal to 0.684 radians. The proposed loading protocol was compared with the SAC near-field earthquake protocol, the maximum inter-story drifts in the proposed protocol is 0.065 radians and in the SAC protocol is 0.06 radians. Furthermore the pulse cycles in the proposed protocol have inter-story drift ranges equal to 0.060, 0.100 and 0.078 radians; while the three pulse half-cycles at the beginning of the SAC loading protocol have inter-story drifts of 0.08, 0.05 and 0.04; respectively. Therefore, the proposed loading protocol has a higher inter-story drift and stronger pulse cycles than the SAC near-field earthquake protocol; but the total number of cycles defined in the SAC protocol is greater than the proposed protocol.
Keywords: Steel moment-resisting frame, Near-field earthquake, Loading protocol., Rainflow counting -
برای بررسی رفتار سازه و مولفه های آن در برابر نیرو های لرزه ای، ایجاد یک تاریخچه بارگذاری هماهنگ برای آزمایش ها که الگو مناسبی را از واقعیت نشان دهد، لازم است. مقاومت و ظرفیت تغییر شکلی بستگی به خسارت تجمعی دارد و هر کدام از اجزا دارای یک حافظه دائمی از خسارات و رخداد های گذشته می باشند. در هر لحظه از زمان می توانند تمامی چرخه های پشت سر گذاشته ی خود را که در کاهش سلامت این اجزا دخالت داشته اند به خاطر بیاورند، که هدف از یک پروتکل بارگذاری دستیابی به این مهم می باشد. به گواهی اطلاعات و مستندات علمی ایران از خطرپذیرترین مناطق جهان محسوب می شود. به همین دلیل بررسی عملکرد اتصال ها باید مورد توجه بیشتری قرار گیرد. در این مطالعه قاب های خمشی فولادی 7، 12 و 20 طبقه به عنوان نمونه مطالعاتی انتخاب شدند و با تهیه فهرست مناسب شتاب نگاشتی از زلزله های اتفاق افتاده در ایران بین سال های 1357 تا 1386 ، درخواست های اعمالی ناشی از زلزله به این مولفه سازه مورد بررسی قرار گرفت. برای تهیه پروتکل بارگذاری اتصالات خمشی تحلیل تاریخچه زمانی با فهرست شتاب نگاشت های پیشنهادی انجام شد و با استفاده از روش شمارش چرخه رین فلو شبه سنجه های خسارتی برای نمونه های مطالعه به دست آمده است. تعداد چرخه های خسارتی، مجموع بازه های تغییر شکلی، بازه تغییر شکلی و بیشینه بازه تغییر شکلی شبه سنجه های درخواست می باشند که این شبه سنجه ها برای تمام طبقات نمونه های مطالعه بررسی و مقایسه می شوند. در ادامه برآورد آماری بر روی شبه سنجه های خسارتی انجام شد و مقادیر هدف به دست آمده است. و در نهایت پروتکل بارگذاری برای اتصالات خمشی رایج در ایران پیشنهاد شده استکلید واژگان: عملکرد اتصال, فهرست شتاب نگاشتی, شبه سنجه های خسارتی, پروتکل بارگذاریPremature rupture of steel structures in seismic Northridge connections led to investigate the connection performance against the forces of earthquake, many researchers are studied. The performance of these joints and connections against forces caused by various kinds of earthquakes, accurate determination of the used parameters and bearing capacity parameters of connections. The fact that no two earthquakes are similar adds emphasis to adopting a coordinated approach for testing different structural elements. These requirements results in developing standard loading histories called loading protocols. Today, the ever-increasing development of using steel in the construction industry in Iran has become clearly evident. Considering the fact that Iran is an earthquake-prone country, identifying the behavior of these structures against earthquake forces assumed importance. Seven, twelve and twenty-story steel moment frames were selected as research models, and after preparing a proper list of accelerograms recorded in the course of earthquakes occurred in Iran during 1978-2007 , the seismic demands applied to structural components were estimated. Regarding the catastrophic aftermath of earthquakes, having a reliable approach to assess the seismic demands proper to the region of interest seems inevitable. The scope of this study is to provide a list of far-field seismic records applicable to 2-D nonlinear time history analyses in Iran. To do that a set of 2000 seismic records from Iran's seismic records database has been investigated based-on their characteristics, amongst are focal distance, magnitude, rupture mechanism, frequency content, and soil profile, resulting in compilation of a list of 20 accelerograms for the purposes of the two dimensional and non-linear analyses in Iran. The proposed accelerograms portray as a true areas seismic movement as possible. In continuation of study, the final coefficient of scale for the accelerograms for the steel moment frames is calculated with a point to point differentiation method in periodic intervals corresponding to each frame. For the coefficient of scale, an operation conducted in a way that for each accelerogram in the average spectrum, an appropriate response is determined. Time-history dynamic analysis has been carried out by using the list of proposed accelerogram records aiming at preparing the loading protocol of steel moment connections, and the rainflow cycle counting technique has been employed to determine damage parameters for research models. Considering the fact that strength and deformation capacities depends on cumulative damage in earthquake engineering, every component has a permanent memory of past damaging events and at any instance in time it will remember all the past excursions (or cycles) that have contributed to the deterioration in its state of health. A loading protocol is developed specifically for this purpose.For developing the loading protocol of moment-resisting connections, the time history is analyzed using the proposed set of accelerograms recorded, and by applying the method of rainflow cycle counting, damage parameters are determined for the research models. The number of damaging cycles, total deformation range, deformation range and peak of deformation range are the employed parameters, which will be evaluated and compared for all the layers of the research models. Afterwards, statistical estimations are performed on damage parameters and target values are established. Finally, a loading protocol is recommended for moment-resisting joints commonly used in Iran which has the capacity of being applied to the considered structural elements under one general state.Keywords: Connections performance, List of Recorded Accelerograms, Damage Parameters, Loading Protocol
-
وقوع یک رخداد لرزه ای موجب ایجاد همزمان دو اثر نیروی محوری و لنگر خمشی در ستون های یک قاب خمشی می گردد. بررسی ماهیت و بزرگای این آثار در این اعضا هدف اولیه این تحقیق خواهد بود. نکته غیر قابل اغماض در این میان، اثر توام این دو تقاضای لرزه ای و نیز ماهیت ارتعاشی آنها می باشد. با در نظر داشتن این واقعیت، در گام نخست حدود کمی نیروی محوری و دوران تحمیل شده به ستون ها در حین رخدادهای لرزه ای بررسی شده است. به این منظور قاب های خمشی نمونه تحت رکوردهای لرزه ای با شدت های جداگانه «طراحی» و «بیشینه لرزه مورد انتظار» تحلیل گشته اند. سپس تاریخچه زمانی نیروی محوری و جابه جایی جانبی نسبی (دوران) ایجاد شده در ستونها با استفاده از روش های آماری مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از حدود تقاضاهای لرزه ای مورد اشاره و با توجه به ماهیت ارتعاشی آنها، پروتکلهای دوگانه بارگذاری چرخه ای برای هر دو شدت لرزه ای یاد شده معرفی خواهند شد. درگام دوم، به اهمیت ماهیت ارتعاشی آثار محوری شکل گرفته در ستونها حین یک رخداد لرزه-ای پرداخته خواهد شد. نخست مدلهای اجزای محدود از تعدادی از ستونهای متداول در قابهای خمشی ساخته می شوند. پس از آن، ستونهای مدلسازی شده تحت دو روند اعمال بار خارجی تحلیل می گردند. یکبار، اعمال بارگذاری با استفاده از پروتکل دوگانه پیشنهادی خواهد بود و بار دیگر همان ستون ها تحت بار محوری ثابت همراه با بارگذاری جانبی چرخه ای تحلیل می گردند..کلید واژگان: تقاضاهای لرزه ای, پروتکل بارگذاری, ستون ساختمانی, قاب های خمشی ویژهThe column members of moment frames are subjected to high axial forces as well as inelastic rotations during a seismic event. Estimating the boundaries of these simultaneous structural demands on the columns of special moment frames are one the aims of this research. These demands were evaluated in this research by performing a vast number of non-linear time history analyses on some archetype frames. Totally, eight archetype buildings were designed under two levels of spectral accelerations represent the Maximum Credible Earthquake (MCE) and the Design Earthquake (DE). Both geometric and material nonlinearities were taken into account. Far-field earthquake record set proposed by FEMA P696 was utilized in this study to conduct the required time history analyses. This set includes 44 individual seismic records with different magnitudes and other specifications. Each sample SMF was excited by each of the individual records with two different intensity levels referring to DE and MCE respectively. After performing numerous time history analyses, the boundaries and the characteristics of the axial force and the story drift ratio demands on columns were fairly stablished for the seismic events with MCE and DE intensity levels. It was proved that they might experience the axial force around 0.3 of their yielding capacity as well as the drift ratios up to 0.06. Moreover, based on the results of these analyses, a representative loading protocol was also developed for the column members of special moment frames because the effect of simultaneous change of the axial force demand on columns along with the change of plastic rotation in these members was neglected in all of introduced loading framework for these members. On the other hand, the utilized loading frameworks in different research studies were introduced quite arbitrarily and with no root in the real seismic demands of these structural members. Hence, a statistical approach implemented to extract the loading cycles based on the results of the mentioned non-linear time histories. This loading protocol includes cycles of varied axial force ratios as well as simultaneous cycles of lateral loading.
Providing such a loading regime can pave the way to investigate the behavior of the columns of moment frames using more sophisticated numerical models that cannot be ordinarily employed to perform time history analyses under seismic records due to excessive computational costs. The overall response of steel columns may be dominantly affected by the local effects like as local bucking at large deflections. Hence, the response of some archetype individual columns was fairly investigated under the proposed loading protocol by utilizing continuum finite element simulations which are expected to be able to capture deliberately these kinds of local effects. The investigation not only revealed more on the details of the behavior of these members, but also proved the versatility of the proposed loading protocol in comparison to the previous loading procedures implemented on columns. In order to do so, the numerical models of the archetype columns were also loaded under the proposed lateral loading protocol besides constant levels of axial loading and the results of both cases were compared. It was shown that implementing a constant axial load besides the cyclic lateral cyclic loading may not be an appropriate loading framework and the results would not represent the seismic demands in these members accurately.Keywords: Seismic Demands, Cyclic Loading Protocol, Column Members, Special Moment Frames -
در این پژوهش به منظور بررسی عملکرد اتصال های قاب خمشی فولادی تحت بارگذاری های چرخه یی متفاوت، سه مدل اتصال خمشی فولادی مربوط به ساختمان های 7، 12 و 20 طبقه تحت پروتکل های بارگذاری چرخه یی مختلف با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود تحلیل و سپس رفتار و پارامترهای ظرفیتی هر اتصال تحت هر یک از بارگذاری ها با یکدیگر مقایسه شده اند. در انتها، پروتکل بارگذاری پیشنهادی با توجه به مقادیر هدف درخواستی تاریخچه ی بارگذاری تولید شده است. اتصال هایی که با پروتکل بارگذاری S A C تحلیل شده اند، انطباق بهتری را با مقادیر هدف پروتکل بارگذاری نشان داده اند. پروتکل های بارگذاری A T C و F E M A درخواست های بزرگ تری را به اتصال ها تحمیل کرده اند، که منجر به برآورد پارامترهای ظرفیتی کمتری نسبت به دیگر پروتکل ها در اتصال ها شده است. همچنین تعدادی از اتصال ها تحت بارگذاری حوزه ی نزدیک تحلیل شده و آنها رفتاری نزدیک به رفتار یک سویه ی اتصال را به نمایش گذاشته اند. اتصال هایی که تحت پروتکل بارگذاری پیشنهادی تحلیل شده اند، در پارامترهای ظرفیتی اتصال افزایش داشته اند.
کلید واژگان: پروتکل بارگذاری, رفتار چرخه یی, اتصال های خمشی فولادی, اجزای محدودIn this paper, performance of steel moment frame connections is investigated under different cyclic loadings. Three moment frame connections representing light, medium, and heavy connections are modeled in a finite element program. Light, medium, and heavy connections are adopted from existing structural designs of seven, twelve, and twenty story buildings, respectively. The models are loaded with different cyclic loading protocols, and their behavior and capacity parameters are examined and compared. These connections are analyzed under SAC basic, SAC near-field, FEMA, and ATC loading protocols, in addition to a monotonic loading. Deformation capacities are assessed at two strength loss levels of 80% and 50%, for different loading protocols. In addition to strength capacity, the failure mode and equivalent plastic strain of each connection are investigated at the target rotation point (0.04 radian) and during failure.Connections that are subjected to SAC loading protocols experience demands that are in good agreement with target values of the loading protocol, and these connections show the ability to bear larger rotations. Furthermore, these connections have greater strength capacities in comparison with connections loaded by other protocols. ATC and FEMA loading protocols impose larger demands on the connections, and result in lower capacity parameters in comparison with other protocols. Due to the direct influence of loading time history on the imposed equivalent plastic strain, the connections undergo different levels of equivalent plastic strain. Moreover, the connections that are studied under near-field loading history show a strength capacity close to connections that are subjected to monotonic loading.Finally, a novel loading protocol is developed, according to the target values of loading time history, and considering the fact that in an earthquake, cycle numbers with small deformation ranges are more than cycles with large deformation ranges. Connections subjected to the proposed loading show an increase in deformation capacity and strength capacity parameters.
Keywords: Loading Protocol, Cyclic Behavior, Steel Moment Connections, Finite Element Method
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.