جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "concrete structures" در نشریات گروه "عمران"
تکرار جستجوی کلیدواژه «concrete structures» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
Soft Story Design of Reinforced Concrete Structures with Masonry Infill Walls
Based on the seismic design codes to prevent soft-story failure, columns of a soft story must be designed for amplified loads due to the discontinuity of braces or shear walls in that story. Because of the masonry infill walls discontinuity, Soft story failure has been reported in the recent earthquakes. Most national seismic design codes don't consider the effect of masonry infill walls for the design of the soft story. This paper aims to investigate the soft story failure and then present a simple formula for the design of soft-story in moment resisting frame structures. In this paper, the different arrangements of masonry infill walls are considered. Structural modeling was carried out based on reliable parameters and some national or international seismic design codes. By using nonlinear static analysis, a simple methodology is proposed and the main result is a simple formula that can be used for the engineering design of concrete moment resistant frames.
Keywords: Soft story, Masonry infill wall, Seismic design, Concrete structures, Overstrength Factor -
ساختمان سازی و فعالیت های وابسته نقش بسزایی در ورود گازهای گلخانه به جو زمین دارند و همه ساله مقدار قابل توجهی کربن در نتیجه فرایندهای ساخت و ساز و تامین مصالح تولید و وارد محیط زیست می گردد. ردپای کربن صنعت ساختمان تنها به فرآیند ساخت و تهیه مصالح ساختمانی محدود نبوده و طول مدت بهره برداری و حتی بعد از آن را نیز در برمی گیرد. در این پژوهش سعی شده تا برآوردی از سرانه مصرف انرژی و ردپای کربن در طول مدت بهره برداری از ساختمان های ویلایی و آپارتمانی برای اقلیم مازندران ارایه شده و مورد بررسی مقایسه ای قرار گیرد. سه ساختمان ویلایی و آپارتمانی دو و پنج طبقه با ساختاری مشابه در شهرستان بابلسر انتخاب و از طریق مدلسازی کامپیوتری فرایند بهره-برداری در نرم افزار دیزاین بیلدر، از منظر مصرف انرژی و ردپای کربن تولیدی در طول یک سال به صورت مقایسه ای مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج مدلسازی ها نشان می دهد که در طول یک سال بهره برداری، به ترتیب 8490 ،4878 و 4881 کیلوگرم کربن به ازای هر فرد ساکن در ساختمان ویلایی و آپارتمانی 2 و 5 طبقه تولید و وارد اتمسفر می شود. همچنین سرانه مصرف انرژی در ساختمان ویلایی به طور چشمگیری بیشتر از مقدار آن در ساختمان های آپارتمانی برآورد شده و این موضوع تفاوت قابل ملاحظه در پیامدهای محیط زیست ناشی از بهره برداری از ساختمان های ویلایی در مقایسه با ساختما ن های مسکونی با ساختار متراکم را نشان می دهد.کلید واژگان: ردپای کربن, ساخت و ساز سبز, مدلسازی, مصرف انرژی, ساختمان بتنیBuilding and their related activities are important sources of the environmental pollutants, regarding the fact that during the process of building and materials manufacturing a considerable amount of carbon is produced and disposed to the atmosphere. Virtual carbon footprint related to this industry is not confined to the process of building and manufacturing, it actually includes the operation time and dismantling too. In this study, the per capita energy consumption and the carbon footprint of three buildings in Mazandaran province during one year of operation have been estimated and compared with each other. So, a house, two-story, and five-story apartments with the same structure in Babolsar have been modeled in Design-Builder, and energy consumption and carbon footprint during one year of operation have been assessed comparatively. The results of modeling indicate that along the one-year operation of the house, two-story and five-story apartments, 8490, 4878, and 4881kg carbon (kg per occupant) have been produced and released into the atmosphere. Furthermore, the per capita, energy consumption of the house has been estimated more than those of apartments significantly, and this fact illustrates a vast difference between the detrimental effects of houses and those of apartments during operation time on the environment.Keywords: Carbon Footprint, Green building, modelling, energy consumption, Concrete Structures
-
یکی از آسیب هایی که در سازه های بتن آرمه به وجود می آید و باعث می شود که سازه مورد نظر عملکرد مورد انتظار را در هنگام وقوع زلزله محتمل نداشته باشد خوردگی آرماتور می باشد. سازه های بتن آرمه نزدیک به ساحل، پل هایی که در معرض نمک یخ زدایی در فصل زمستان هستند، پایه های سازه های دریایی که تحت اثر جزر و مد هستند، از جمله مواردی است که خوردگی باعث آسیب در عملکرد مورد انتظار می شود. خوردگی بیشتر تحت دو عامل کلر (خوردگی حفره ای) و کربناسیون (خوردگی یکنواخت) رخ می دهد. بعد از عبور این یون ها از پوشش فیزیکی (کاور بتنی) و پوشش شیمیایی (لایه محافظ غیر فعال دور میلگرد) به سطح میلگرد رسیده و خوردگی آغاز می شود. در اثر خوردگی خصوصیات مکانیکی فولاد و بتن کاهش یافته و عملکرد لرزه ای سازه را تحت تاثیر قرار می دهد. یکی از پارامترهای مهم در بررسی آثار خوردگی بر عملکرد لرزه ای در طول عمر مفید سازه، زمان شروع خوردگی می باشد. براساس قانون فیک زمان شروع خوردگی تابعی از کلرید سطحی، ضریب انتشار کلرید در بتن، پوشش بتنی روی آرماتورها و کلرید بحرانی می باشد. در این تحقیق خوردگی ناشی از کلر در نظر گرفته شده است. زمان شروع خوردگی در دو حالت غیراحتمالاتی و احتمالاتی مونت کارلو (با در نظر گرفتن عدم قطعیت ها در پارامترهای تاثیر گذار بر پیش بینی زمان شروع خوردگی) تعیین می شود. در پایان با مقایسه این دو حالت با یکدیگر میزان تاثیر عدم قطعیت ها در احتمال زمان شروع خوردگی نشان داده شده است.همچنین میزان اثر فاصله از دریا و نسبت آب به سیمان های متفاوت نیز در نظر گرفته شده است.
کلید واژگان: سازه های بتن آرمه, خوردگی, زمان شروع خوردگی, شبیه سازی مونت کارلو, عدم قطعیتCorrosion is one of the crucial damages that may occur to reinforced concrete structures. It also may affect the expected performance of the structure during the possible earthquakes. Onshore reinforced structures, bridges exposed to deicing salts in winter and also the pillars of marine structures under tidal waves, all of which are examples of corrosion damages. Corrosion mostly occurs due to two main reasons: chloride and carbonation which cause pitting corrosion and uniform corrosion, respectively. Corrosion starts with reaching of those two ions to the bar surface, passing by the physical and chemical passive covers. Corrosion also affects the mechanical properties of the steel and the concrete and reduces the seismic performance of the structure. One of the most important parameters in studying the corrosion and its effects on the seismic performance and life cycle of the structure is the corrosion initiation time. According to Fick’s law, the initiation time is a function of surface and critical chloride, chloride diffusion coefficient and concrete cover on armatures. In the present study, the chloride-based corrosion is considered. Besides, corrosion initiation time is determined by deterministic and probabilistic Monte-Carlo methods considering the uncertainties in the effective parameters. In the end, by comparing these two methods, the effect of uncertainties in the possibility of corrosion initiation time is presented. Furthermore, parameters like the distance from the sea and the water to cement ratio are discussed in a parametric study.
Keywords: concrete structures, Corrosion, Corrosion initiation, Monte-Carlo Simulation, Uncertainties -
مطالعه و تحقیق روزافزون در مورد مواد تشکیل دهنده سازه های بتنی، باعث دستیابی به مصالحی شده، که استفاده از آن ها به نوبه خود توانسته است، اثرات شگرفی در تولید بتن بگذارد. بتن بدون تردید مهم ترین مصالح ساختمانی است، که تولید و مصرف آن روز به روز افزایش می یابد و تقریبا در همه سازه ها از آن استفاده می شود. عملکرد سیمان به عنوان یکی از اجزای اصلی فرآورده بتن همواره مورد توجه بوده است و با توسعه روز افزون صنعت سیمان ایران از نظر کمیت در زمینه تولید انواع سیمان، کنترل کیفیت سیمان با بررسی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی بسیار مهم است. در تحقیق انجام گرفته سعی گردید تا عوامل موثر در مقاومت سیمان هیدراته مورد استفاده در بتن سازه های شهر شیراز مورد بررسی قرار گیرد و نتایج بررسی حاکی از کاهش مقاومت بتن بر اثر افزایش نسبت آب به سیمان و همچنین C3S و C2S دو ترکیب اصلی مسبب مقاومت سیمان هیدراته شده هستند.
کلید واژگان: مقاومت فشاری, سیمان هیدراته, سازه های بتنی, نسبت آب به سیمانIncreasing study and research on the components of concrete structures has led to the availability of materials, the use of which in turn has been able to have a tremendous impact on concrete production. Concrete is undoubtedly the most important building material, the production and consumption of which is increasing day by day and it is used in almost all structures. The performance of cement as one of the main components of concrete products has always been considered and with the increasing development of Iran's cement industry in terms of quantity in the production of cement, cement quality control by examining physical and chemical properties is very important. In this study, we tried to investigate the factors affecting the strength of hydrated cement used in concrete structures in Shiraz and the results indicate a decrease in concrete strength due to increasing the ratio of water to cement and also C3S and C2S are the two main compounds causing cement strength are hydrated.
Keywords: Compressive strength, Hydrated cement, Concrete Structures, water to cement ratio -
سنگدانه ها به عنوان یکی از اجزاء اصلی بتن، تاثیر بسزایی بر مقاومت و دوام بتن خواهند داشت. یکی از مشکلات مهم سنگدانه های برخی نقاط کشور، احتمال واکنش زایی قلیایی سیلیسی بین سیلیس سنگدانه ها و قلیایی های موجود سیمان در آب حفره ای بتن در طول زمان است. به دلیل استفاده این سنگدانه ها در ساخت و سازهای مختلف به ویژه سازه های هیدرولیکی، ارزیابی دقیق این مصالح از نظر واکنش زایی با قلیایی های سیمان از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. در پژوهش حاضر ، به مطالعه و ارزیابی پتانسیل سنگدانه های تعدادی از معادن استان زنجان، کرمانشاه و کردستان پرداخته شده است. در این مطالعه جهت ارزیابی پتانسیل واکنش زایی مصالح از آزمون های پتروگرافی بر روی سنگدانه مطابق استاندارد ASTM C295، آزمون تسریع شده منشور ملات طبق استاندارد ASTM C1260 و آزمون تعیین تغییر طول منشور بتنی طبق استاندارد ASTM C1293 استفاده شد. بر اساس نتایج ، مشاهده گردید که پتانسیل واکنش زایی در برخی از معادن سطح هر سه استان وجود دارد و می بایست جهت استفاده از این سنگدانه ها در سازه های بتنی در تماس با رطوبت از اقدامات پیشگیرانه همچون استفاده از سیمان های کم قلیا یا پوزولان با مقدار مشخص و بهینه استفاده نمود.
کلید واژگان: دوام بتن, سنگدانه, سازه بتنی, سازه هیدرولیکی, واکنش قلیایی سیلیسیThe aggregates as a prominent part of concrete mixture have significant impact on durability and strength of concrete. One of the most important problems attributed to some part of aggregates in Iran are reported to possibly deleterious alkali silica reaction between the hydroxyl ions (OH−) in the pore solution and reactive silica in the aggregate over the time. So, investigation of alkali-silica reaction potential for aggregate in this area is so invaluable because of high consumption of these suspicious materials in the construction of varied hydraulic structures.In present study, alkali silica reactivity of aggregate in a number of mines in West of Iran including Zanjan, Kermanshah and Kordestan province has been investigated comprehensively. In this regard, in order to evaluate alkali silica reactivity of aggregates, petrography examination of aggregate according to ASTM C295, alkali silica reactivity mortar bar testing according to ASTM C1260 and determination of length change of concrete due to alkali silica reaction according to ASTM C1293 was used. Based on results obtained in present study, it was concluded that alkali silica reactivity was observed at a number of aggregates placed in every three studied province and in order to using of these aggregate at concrete structures exposed to water, preventive action including using low alkali cement or pozzolan could be useful.
Keywords: Concrete Durability, Aggregate, Concrete Structures, Hydraulic structure, Alkali silica reaction -
شناسایی و بررسی انواع ترکها در سازه های بتنی یکی از موضوعات چالش برانگیز در حوزه مهندسی به شمار میرود. تشخیص چندشاخگی در ترک به دلیل اینکه موجب شناسایی سطوح شدت بالا در سازه های بتنی میشود، از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مقاله یک معماری جدید بر مبنای شبکه های عصبی کانولوشنی برای طبقه بندی ترک در سازه های بتنی ارایه گردید. معماری پیشنهادی در زمان کمتر و صحت بالاتر نسبت به سایر معماری های مرسوم و معتبر در یادگیری عمیق، چندشاخگی در ترک را شناسایی و طبقه بندی کرد. در این مقاله ترکهای موجود در 12000 تصویر سازه های بتنی توسط الگوریتم پیشنهادی بررسی شدند که در نتیجه این تصاویر با صحت 99/3 درصد در دسته های تصاویر بدون ترک، تصاویر دارای ترک ساده و تصاویر دارای چندشاخگی در ترک طبقه بندی شدند. همچنین تحلیل ماتریس درهمریختگی نشان از دقت 99/3 درصد و فراخوانی99/5 درصد داشت که تاییدی بر عملکرد مناسب الگوریتم پیشنهادی بود. آنالیز حساسیت الگوریتم پیشنهادی نیز الزام وجود تناسب میان تعداد داده، تعداد نورونهای لایه تماما متصل، زمان اجرا و درصد صحت مورد انتظار با توجه به کابرد مساله را نشان داد.
کلید واژگان: ترک, سازههای بتنی, یادگیری ماشین, یادگیری عمیق, شبکههای عصبی کانولوشنیIdentifying and examining the types of cracks in concrete structures is one of the challenging engineering issues. Detection of crack bifurcation is very important because it detects high-intensity surfaces in concrete structures. In this paper, a new architecture based on convolutional neural networks is presented for crack classification in concrete structures. The proposed architecture detected and classified crack bifurcation in less time and with higher accuracy than other conventional and authentic deep learning architectures. In this paper, the cracks in 12000 images of concrete structures were investigated by the proposed algorithm, which resulted in 99.3% accuracy in categorizing as non-cracked images, images with simple cracks, and bifurcated crack images. Moreover, the analysis of the confusion matrix showed an accuracy of 99.3% and a recall of 99.5%, which confirmed the proper performance of the proposed algorithm. The sensitivity analysis of the proposed algorithm also showed the need for proportionality between the number of data, the number of neurons in the fully connected layer, execution time, and the expected percentage of accuracy according to the application of the problem.
Keywords: Cracks, concrete structures, Machine learning, Deep learning, Convolutional Neural Networks -
Assessment of existing structures is an essential topic for engineers working in the field of construction in most industrial countries. Evaluation of compressive strength is one of the most critical factors for concrete structures. Non-Destructive Testing (NDT) techniques are the most extensively used techniques for the prediction of compressive strength in the existing concrete structures. Among NDTs, ultrasonic pulse velocity and rebound hammer are more common to predict the compressive strength of the concrete. This study also investigates surface electrical resistivity as an NDT. In many studies, concrete specimens are constructed in cubic or cylindrical shapes, but the role of conversion factor has been overlooked that may change the NDT results from cubic to cylindrical specimens and vice versa. Hence, in the present paper, an experimental study was conducted on concrete specimens based on NDTs. In this experimental process, cubic and real cylindrical specimens were assessed in the same mix designs at the ages of 7, 28, and 90 days. Herein, some accurate equations were also proposed to convert NDTs and compressive strength of cubic concrete specimens to cylindrical specimens based on experimental data and response surface methodology. Results showed that the proposed equations perform sufficient accuracy for the conversion intended.Keywords: Non-Destructive Tests, Conversion Factor, Concrete Structures, Response Surface Methodology, Compressive Strength
-
یکی ازمسایل مهم برای مهندسین در خصوص سازه های بتنی ،پایداری بیشتر این نوع سازه ها بوده است. اکثر سازه های بتن مسلح به مرور زمان و ناشی از شرایط محیطی و یا تاثیر بارهای خارجی وارد بر آنها مانند زلزله، بار ترافیک، انفجار و سایر منابعی که در سازه ارتعاش ایجاد می نمایند دچار زوال و آسیب می شوند. آسیب های سازه ای موجب تغییرات نامطلوب در کارایی سازه می گردند. بنابراین نظارت بر سلامت سازه ها و تشخیص آسیب های آن در مراحل اولیه یکی از موضوعات مورد توجه همیشگی بوده است. با توجه به عوامل مخرب و فرسودگی سازه های بتنی لازم دیده شد که به مجموعه عواملی که باعث آسیب جزیی و کلی به سازه می شوند، پرداخته شده و برای رفع این ایرادات راه حل هایی ارایه گردد . از جمله این عوامل عبارتند از : طراحی نادرست سازه ، بارگذاری بیش از حد بر روی سازه ، ترک خوردگی ، زیرسازی نامناسب ، آتش سوزی یا حریق و خوردگی میلگردها که از جمله ساز و کارهای ایجاد آسیب در سازه های بتنی می باشند. در این مقاله سعی در بررسی کلی هریک از عوامل مذکور و ارایه راهکارهای مناسب درجهت افزایش عمرسازه های بتنی و کاهش تاثیرات عوامل مخرب شده است
کلید واژگان: سازه های بتنی, فرسودگی, آسیب های سازه ای, تخریب سازه هاOne of the most important issues for engineers regarding concrete structures has been the greater stability of these types of structures. Most reinforced concrete structures deteriorate over time due to environmental conditions or the impact of external loads on them, such as earthquakes, traffic loads, explosions and other sources that cause vibration in the structure. Structural damage causes adverse changes in the performance of the structure. Therefore, monitoring the health of structures and diagnosing their damage in the early stages has always been one of the topics of concern. Due to the destructive factors and Deterioration of concrete structures, it was necessary to address the set of factors that cause partial and general damage to the structure, and to provide solutions to address these problems. These factors include: improper design of the structure, overloading on the structure, cracking, improper substructure, fire and corrosion of rebars, which are among the mechanisms of causing damage in concrete structures. In this article, an attempt has been made to review each of the mentioned factors and provide appropriate solutions to increase the life of concrete structures and reduce the effects of destructive factors.
Keywords: Concrete Structures, Erosion, Structural Damages, Structural Demolition -
در این مقاله تاثیر قرارگیری انواع سخت کننده ها و بازشوهای مختلف در رفتار لرزه ای اندرکنشی دیوار برشی فولادی و قاب بتنی پیش ساخته مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. دیوارهای برشی فولادی به کمک اتصالات پیچ و مهره به تسمه هایی که درون قاب بتنی پیش ساخته تعبیه شده اند، متصل شده اند. تحلیل های پوش اور و دینامیکی تحت هفت شتاب نگاشت زلزله در نرم افزار ABAQUS انجام شد. نتایج تحلیل ها نشان داد که اتصالات پیچ و مهره ای تسمه ها با حفظ پایداری و مقاومت خود، عملکرد مناسبی در راستای باربری دیوار برشی فولادی از خود نشان دادند. اضافه کردن دیوار برشی فولادی به قاب بتنی، سختی اولیه، برش پایه و جذب انرژی را به ترتیب 4، 3/4 و 340 برابر افزایش داد. نمونه دارای بازشوهای در راستای قطر و سخت کننده های افقی و قایم بیشترین جذب انرژی (22 درصد افزایش نسبت به نمونه ساده) را داشت. این مدل دارای بیشترین جابجایی نسبی (2 برابر) و کمترین برش پایه (10 درصد کاهش) بود. افزودن سخت کننده های افقی و قایم جذب انرژی را 16 درصد افزایش داد. در حالی که اضافه کردن سخت کننده های قطری جذب انرژی دیوار برشی فولادی را 25 درصد کاهش داد. همین مدل کمترین جابجایی نسبی (15 درصد کاهش) و بیشترین برش پایه (7 درصد افزایش) را از خود نشان داد. قرار دادن بازشوهای کناری در این مدل توانست جذب انرژی دیوار برشی را به مقدار 35 درصد افزایش دهد.
کلید واژگان: سازه های بتنی, دیوار برشی فولادی, سخت کننده, بازشو, اندرکنشIn this paper effects of the placement of various stiffeners and opening on the interaction behavior of steel plate shear walls and precast concrete frame, has been investigated. Steel plate shear walls has been bolted to concrete frame, by use of embedded plate in boundary concrete elements. Push over and dynamic analysis under seven earthquake acceleration in ABAQUS software, was done.
The results showed that the proposed connection, by keeping up its stability and strength, showed appropriate function in the route of load bearing of shear wall. Also it was observed that adding steel plate shear wall to concrete frame increased initial stiffness, base shear and dissipated energy 4, 4.3 and 340 times, respectively. The sample with opening in diagonal line and horizontal and vertical stiffeners, had maximum dissipated energy (22% increased). This sample showed the maximum relative displacement (increased 2 times) and minimum base shear force (decreased by 10%). Adding horizontal and vertical stiffeners to simple sample, increased dissipated energy by 16% while, the sample with diagonal stiffeners decreased dissipated energy by 25%. This model showed the minimum relative displacement (decreased by 15%) and maximum base shear force (increased by 7%). Placing the opening at the middle of sides in this model, increased dissipated energy by 35%.Keywords: Concrete structures, steel plate shear wall, interaction, stiffener, opening plate -
امروزه با توجه به افزایش حملات تروریستی در نزدیکی ساختمان های با اهمیت بالا و مراکز دولتی حساس، طراحی ساختمان ها در برابر بارهای ضربه یی و به طور مشخص انفجار، اهمیت ویژه یی دارد. در نوشتار حاضر، بررسی اثر انفجار در یک سازه ی موجود بتنی و دو شیوه ی بهسازی سازه در برابر انفجار بررسی شده است. به عنوان گزینه ی ابتدایی، میراگرهای سیال ویسکوز با درصدهای میرایی 5 تا 25 و سپس استفاده از جداسازهای لرزه یی به عنوان گزینه ی دوم بررسی شدند. کلیه ی مدل سازی های عددی در محیط نرم افزار SAP و به روش تاریخچه ی زمانی غیرخطی انجام شده اند. در بررسی ها مشهود است که میزان برش پایه در استفاده از جداگر لرزه یی نسبت به قاب خالی در حالت بهینه ی انتخابی، 50٪ کاهش و میراگرها در حالت بهینه ی انتخابی این میزان را حدود 60٪ افزایش داده اند. اما از طرف دیگر، میزان جابه جایی های نسبی بین طبقات در حالت استفاده از میرایی های ذکر شده بسیار کاهش داشته و به میزان 1٫7٪ رسیده است، به گونه یی که میزان آن با جداگر لرزه یی، به کمینه ی 2٪ رسیده است.
کلید واژگان: سازه ی بتنی, جداگر لرزه یی, میراگر ویسکوز, بار انفجار, مقایسه ی عملکردThe buildings structures around the world suffer from terrorist attacks and bombings. This justifies the need to study the effect of blast loading on structures and the methods to prevent collapse of structures in order to save human lives and minimize financial losses. In this study, effects of the passive viscous dampers and base isolators on structures which are subjected to blast loading are separately investigated. Blast load is applied on the structures with a pressure wave. This pressure wave has many uncertainties specified in different codes. For the sake of simplicity, this pressure wave is applied on different faces of the structure. Herein, only loading on the fa\c{c}ade or the structure is considered and the loading on the other faces of the structure are neglected as the structure doesn't have any severe irregularities. In the 1st case, viscous dampers are added to the structure adding damping of the structure between 5 to 25\% and the effect of this added damping is studied through the paper. For the 2nd case, base isolators are designed according to UBC-1997 code. Numerical simulations are carried out in the SAP environment using nonlinear time-history analysis. Moreover, they are studied with different stiffness coefficients and the uncertainties in yielding force of these tools have been considered in numerical simulations. These passive control devices are mainly designed such that they can perform well under earthquake loads. Viscous dampers conform to the first mode of vibration of the structure and base isolators are designed according to seismic codes. Numerical simulations show that base shear in the optimum specifications of viscous dampers and base isolators compared to bare frame showed 60\% increase and 50\% decrease, respectively. However, drifts are minimized to 1.7\% for added damping values of 25\%. This value is hard to reach with base isolators as the values of drifts in this case have a minimum value of 2\%.
Keywords: Blast Load Behavior, Concrete Structures, Viscous Damper, Base Isolation -
استفاده از آلیاژهای حافظه دار سوپرالاستیک (SMAs) به عنوان میلگرد در سازه های بتنی در میان پژوهشگران به تدریج در حال افزایش است. به دلیل تفاوت خواص مکانیکی SMA در مقایسه با فولاد معمولی، استفاده از میلگرد SMA در بتن ممکن است تغییراتی در پاسخ سازه، تحت بارهای لرزه ای به وجود آورد. در این مطالعه، تاثیر استفاده از میلگرد های SMA در سازه های بتنی بر روی ساختمان های بتن مسلح با طبقات 3، 6 و 8 به روش تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای هر ساختمان سه نحوه متفاوت میلگرد گذاری در نظر گرفته شده است: 1- تمام میلگرد ها از جنس فولاد معمولی ، 2- در ناحیه مفاصل پلاستیک تیر، میلگرد ها از جنس SMA و در سایر قسمت ها از جنس فولاد معمولی و 3- میلگرد SMA در تمام طول تیر و میلگرد فولادی در دیگر قسمت ها. به منظور بدست آوردن پاسخ لرزه ای سازه های مجهز به میلگرد SMA، تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA) با استفاده از ده رکورد معروف زمین لرزه، برای هر سه نحوه آرماتور گذاری توسط برنامه Opensees انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد، در قاب های سه طبقه ظرفیت فروریزش قاب ها تقریبا یکسان است، اما در مورد قاب های 6 و 8 طبقه ظرفیت فروریزش قاب های Steel بیشتر می باشد، ضریب رفتار 3 و 6 طبقه در حالات متفاوت آرماتور گذاری تغییر زیادی ندارد ولی در قاب 8 طبقه این تغییر محسوس است. در مورد تغییر مکان های نسبی ماندگار هم در همه قاب ها استفاده از آلیاژهای حافظه دار، این تغییر مکان ها را کاهش داده است.کلید واژگان: ساختمان بتنی مسلح, آلیاژ حافظه دار, تحلیل دینامیکی افزایشی, ضریب رفتار, تغییر مکان نسبی ماندگارBuildings in high seismic regions are prone to severe damage and collapse during earthquakes due to large lateral deformations. The use of superelastic shape memory alloys (SMAs) as reinforcements in concrete structures is gradually gaining interest among researchers. the effect of SMAs as reinforcement in concrete structures is analytically investigated for 3, 6 and 8-story reinforced concrete (RC) buildings. Each building has five bays in both directions with the same bay length of 5m. For each concrete building, three different reinforcement details are considered: (1) steel reinforcement (Steel), (2) SMA bar used in the plastic hinge region of the beams and steel bar in other regions (Steel-SMA), and (3), beams fully reinforced with SMA bar (SMA) and steel bar in other regions. For each case, columns are reinforced with steel bar. Results obtained from the analyses indicate that the value of Sa in Steel-SMA frames are higher than SMA frames, and its recovery capacity is almost similar with SMA frames. the SMAs materials are expensive, and the use of Steel-SMA frames can be reasonably effective in seismic zones. The comparison between frames with various reinforcements details shows that Sa of 3-story frames with various reinforcements are almost identical. but, in 6- and 8-story frames, Sa of Steel frames are higher than others. frames with SMA bars in the all length or plastic hinge region of the beam have reached a same level of seismic demand under lower spectral acceleration which can be resulted from the decreased stiffness caused by SMA bars. results indicate that structural behaviour factor in 3 and 6 story buildings with different types of reinforcement is not much change, but this change is perceptible in the 8-story frame. In the case of residual drift in all cases, the use of shape memory alloys will reduce this drifts.Keywords: Concrete Structures, Superelastic Shape Memory Alloys, IDA, Residual Drift, structural behavior factor
-
In this research, Performance-Based Plastic Design (PBPD) method has been modified according to the proposed method for considering SoilStructure Interaction (SSI) effects. In the proposed modified method, based on the existing relationships and in order to maintain the simplicity of the PBPD design method, two important parameters have been modified in the PBPD design method. These two parameters include the modification of the vibration period of the structure due to the effect of SSI and the lateral target displacement modification, which is a key parameter in the evaluation of the structural performance. Efforts have been made to refine the modifications to maintain the simplicity and robustness of the PBPD equations. Finally, design base shear force of the PBPD method has been corrected due to the SSI effect regarding the modified relationships. By making the modifications, in order to better understand this method, structures with a number of different floors, including the 4, 8, 12, and 20 spatial space moment frames, are designed and compared with the results of designing the method without the effect of SSI and design method based on the capacity.Keywords: Concrete Structures, Inelastic Behavior, Moment Frames, Performance-Based Plastic Design, Soil–Structure Interaction
-
International Journal of Optimization in Civil Engineering, Volume:1 Issue: 3, Summer 2011, PP 433 -448Heavy economic losses and human casualties caused by destructive earthquakes around the world clearly show the need for a systematic approach for large scale damage detection of various types of existing structures. That could provide the proper means for the decision makers for any rehabilitation plans. The aim of this study is to present an innovative method for investigating the seismic vulnerability of the existing concrete structures with moment resisting frames (MRF). For this purpose, a number of 2-D structural models with varying number of bays and stories are designed based on the previous Iranian seismic design code, Standard 2800 (First Edition). The seismically–induced damages to these structural models are determined by performing extensive nonlinear dynamic analyses under a number of earthquake records. Using the IDARC program for dynamic analyses, the Park and Ang damage index is considered for damage evaluation of the structural models. A database is generated using the level of induced damages versus different parameters such as PGA, the ratio of number of stories to number of bays, the dynamic properties of the structures models such as natural frequencies and earthquakes. Finally, in order to estimate the vulnerability of any typical reinforced MRF concrete structures, a number of artificial neural networks are trained for estimation of the probable seismic damage index.Keywords: Seismic vulnerability, concrete structures, damage index, nonlinear dynamic analysis, artificial neural networks
-
International Journal of Advanced Structural Engineering, Volume:1 Issue: 2, Summer 2009, PP 135 -151
In the conventional design and analysis methods affecting parameters loads, material's strength, etc) are not set as probable variables. Safety factors in the current Codes and Standards are usually obtained on the basis of judgment and experience, which may be improper or uneconomical. In technical literature, a method based on nonlinear static analysis is suggested to set Reliability Index on strength of structural systems. In this paper, a method based on Nonlinear Dynamic analysis with rising acceleration (or Incremental Dynamic Analysis) is introduced, the results of which are compared with those of the previous (Static Pushover Analysis) method and two concepts namely Redundancy Strength and Redundancy Variations are proposed as an index to these impacts. The Redundancy Variation Factor and Redundancy Strength Factor indices for reinforced concrete frames with varying number of bays and stories and different ductility potentials are computed and ultimately, Reliability Index is determined using these two indices.
Keywords: reliability index, ductility, concrete structures, redundancy strength index, redundancy variations index
- 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.