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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « nonlinear behavior » در نشریات گروه « عمران »

تکرار جستجوی کلیدواژه «nonlinear behavior» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • نعیم عاملی*، سید یعقوب ذوالفقاری فر
    اعضای مختلط متشکل از تیر فولادی و ستون بتنی CFT بطور چشمگیری در چند دهه اخیر مورد توجه واقع شده است. ستونهای لوله ای شکل، به سبب دارا بودن مقاومت و سختی خمشی و پیچشی بالا، در قابهای خمشی از مطلوبیت بالایی برخوردار می باشند. ستونهای کامپوزیت به دلیل بهره مندی هم زمان از خواص سودمند مصالح فولاد و بتن از قابلیت و کارایی قابل ملاحظه ای برخوردارند. همچنین وجود هسته بتنی در ستون CFT باعث می گردد تا کمانش موضعی در جداره فولادی این ستونها به تاخیر بیفتد. از این رو، مطرح نمودن یک اتصال مناسب در بین تیر فولادی و ستون کامپوزیت باعث می گردد تا بتوان از فواید بالقوه این مقاطع بهره جست. بتن در ستونهای فولادی در ابتدا به عنوان لایه ای محافظ در برابر ضربه و به ویژه آتش سوزی مورد استفاده قرارگرفت. به این دلیل که مقاطع فولادی در حرارت شدید ، بسیار آسیب پذیر ودر مواجه با آتش به سرعت خواص مکانیکی مقا ومتی خود را از دست می دهند به عنوان نمونه ویرانی دو برج معروف تجارت جهانی 11 (WTC) ، سپتامبر در آمریکا که یکی از دلایل اصلی تاثیر آتش در کاهش و پایین آوردن خواص مکانیکی مقاو متی فولاد بکار رفته بود .
    کلید واژگان: بتن مسلح, رفتارهای سازه ی, رفتارهای غیر خطی}
    Naeim Ameli *, Syed Yaqub Zulfaqari Fr
    Composite members consisting of steel beam and CFT concrete column have been of great interest in the last few decades. Tubular columns are highly desirable in bending frames due to their high bending and twisting resistance and stiffness. Composite columns have considerable capabilities and efficiency due to the simultaneous benefit of the beneficial properties of steel and concrete materials. Also, the presence of concrete core in the CFT column causes the local buckling in the steel wall of these columns to be delayed. Therefore, proposing a suitable connection between the steel beam and the composite column makes it possible to take advantage of the potential benefits of these sections. Concrete in steel columns was initially used as a protective layer against impact and especially fire. This is because steel sections in extreme heat, very vulnerable and exposed to fire quickly lose their mechanical properties, as an example of the destruction of the two famous World Trade Towers 11 (WTC), September in America, which is one of the reasons The main effect of fire was to reduce and lower the mechanical properties of the steel used.
    Keywords: reinforced concrete, Structural behavior, Nonlinear behavior}
  • آرمان احمدی*، محمد عالم باقری
    برج های آبگیر ورودی سرریز مخزن یا سیستم انحراف را تشکیل می دهند و در نتیجه نقش کلیدی در مقاومت لرزه ای سیستم کلی را بازی می کنند. ایمنی و عملکرد مناسب برج های آبگیر در صورت وقوع یک زلزله بزرگ بسیار مهم است، زیرا رهایی کنترل شده آب مخزن می تواند از شکست سد پس از زمین لرزه با کاهش فشار آب جلوگیری کند. علاوه بر این ارزیابی عملکرد براساس مدل الاستیک خطی، نمی تواند با دقت ظرفیت لرزه ای برج های آبگیر را توصیف کند. از این رو برای بررسی عملکرد مناسب برج های آبگیر در صورت وقوع یک زلزله ضروری است که IDA ارایه شود تا به طور کامل عملکرد لرزه ای برج های آبگیر براساس تجزیه و تحلیل دینامیکی غیرخطی تعیین شود. در این مقاله با مدل سازی برج آبگیر سد بریونز، برج آبگیر در سه حالت برج آبگیرتنها، برج آبگیر-مخزن (آب بیرونی) و برج آبگیر-مخزن-آب داخل، تحت اثر 12 رکورد زلزله که هر یک به هفت سطح از شدت زلزله مقیاس گشت، بررسی شده است. جابجایی بالای برج آبگیر، خرابی بدنه برج آبگیر و ماکزیمم تنش کششی میلگردهای درون برج آبگیر در هر سه حالت به عنوان پارامتر آسیب (DM) مورد بررسی قرار گرفت و نتایج در قالب منحنی های IDA گزارش شد. سپس بر اساس نتایج، حالات حدی سطوح مختلف (نقاط کلیدی) عملکرد سازه برج آبگیر مشخص شد.
    کلید واژگان: برج آبگیر, عملکرد لرزه ای, ظرفیت لرزه ای, تحلیل دینامیکی افزایشی, رفتار غیرخطی}
    Arman Ahmadi *, Mohammad Alembagheri
    Intake towers form the entrance to the reservoir spillway or diversion system and thus play a key role in the seismic resistance of the whole system. safety and proper functioning of the intake towers in the event of a major earthquake is very important, since the release controlled by the reservoir can help to prevent the failure of the dam after an earthquake by reducing the water pressure. In addition, the current seismic assessment based on linear elastic constitutive model cannot adequately describe the seismic capacity of intake towers. Thus, to investigate the proper functioning of intake towers in the event a earthquake, it is necessary to introduce IDA that takes into fully assess the seismic performance of intake towers based on nonlinear dynamic analysis. In this paper by modeling the intake tower of the Briones dam, intake tower in three conditions of the intake tower, the intake tower-reservoir (outside water) and the tower-reservoir-inside water, under the influence of 12 earthquake records, each of which has a magnitude of seven in the earthquake intensity scale, has been investigated. The displacement at the top of the intake tower, damage of the intake tower body and the maximum tensile stress of the rebar in the intake tower were studied in all the three condition are considered as damage measure (DM), and the results were reported in the form of IDA curves. Then based on the results, the function and different limit-states (key points) of the intake tower structure are determined.
    Keywords: Intake tower, seismic performance, seismic capacity, Incremental dynamic analysis, nonlinear behavior}
  • ابراهیم اسدی، رضا قلی اجلالی*، سید آرش موسوی قاسمی، سیامک طلعت اهری
    یکی از پارامترهای موثر در روش های طراحی مبتنی بر عملکرد تعیین تقاضای جابجایی جانبی می باشد. به دلیل وجود منابع بسیاری از عدم قطعیت ها در مدل های تحلیلی و ساده سازی های انجام شده برای مدل سازی و تحلیل، در بسیاری از موارد محاسبه دقیق پاسخ های تغییرشکل سازه امکان پذیر نبوده یا با پیچیدگی های بسیاری همراه است. استفاده از روش های پیش بینی مبتنی بر آموزش می توانند جایگزین مناسبی برای تحلیل های دقیق تر در ارزیابی رفتار لرزه ای یک سازه ساختمانی باشند. در این مقاله یک رویکرد آموزش کارآمد برای پیش بینی پاسخ سازه های ساختمانی با رفتار غیرخطی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای انجام فرآیند آموزش از یک طرح تطبیقی سیستم استنتاجی فازی با مدل TSK ترکیب شده با الگوریتم بهینه سازی چندجهانی (MVO) جهت مدل سازی رفتار لرزه ای سازه ها مبتنی بر داده ها استفاده شده است. مدل آموزشی پیشنهادی، با طرح تطبیقی گام های زمانی پیشین و بهینه یابی پارامترهای مدل TSK با استفاده از الگوریتم بهینه سازی پیاده سازی شده است. برای پیاده سازی طرح تطبیقی، از سه حالت آموزش براساس پاسخ های 2، 5 و 10 گام زمانی پیشین استفاده شد. برای آموزش این سیستم از داده های جمع آوری شده از نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی تحت 100 شتاب نگاشت با ویژگی های مختلف استفاده شده است. همچنین برای آزمایش سیستم استنتاجی تعداد 10 شتاب نگاشت مورد استفاده قرار گرفتند. عملکرد طرح پیشنهادی بر روی یک مدل سازه ای قاب برشی با رفتار غیرخطی هیسترزیس مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که سیستم استنتاجی مدل TSK با ترکیب روش بهینه سازی یک روش محاسباتی کارآمد برای پیش بینی پاسخ سازه های غیرخطی می باشد. به ازای داده های بدست آمده از 10 زمین لرزه ی گروه آزمایش، استفاده از سه حالت آموزش با 2، 5 و 10 گام زمانی پیشین بترتیب با میانگین خطای مجذور مربعات (MSE) 2.817e-03 و 1.228e-03 و 2.953e-04 قادر به پیش بینی تاریخچه زمانی پاسخ دریفت سازه ساختمانی می باشد. با افزایش تعداد گام های زمانی از 2 به 10 خطای پیش بینی 52/89 درصد کاهش می یابد.
    کلید واژگان: سیستم استنتاجی, مدل TSK, الگوریتم بهینه سازی چندجهانی, پیش بینی پاسخ لرزه ای, رفتار غیرخطی}
    Ebrahim Asadi, Reza Goli Ejlali *, Seyyed Arash Mousavi Ghasemi, Siamak Talatahari
    One of the effective parameters in performance-based design methods is the determination of lateral displacement demand. Due to the existence of uncertainties in the parameters of analytical models such as mechanical properties of structures and model simplifications, accurate calculation of structural responses is associated with complexities. The use of training-based prediction methods can be a good alternative to accurate analysis in assessing the seismic behavior of a building structure. In this paper, an efficient training approach for modeling and predicting the response of building structures with nonlinear behavior is studied. To perform the training process, an adaptive scheme of fuzzy inference system with the TSK model combined with Multi-Verse optimization algorithm is used to model the seismic behavior of structures. The proposed training model is implemented by optimizing the parameters of the TSK model using the optimization algorithm based on comparing the previous time steps responses. To implement the adaptive design and increase the accuracy of the prediction, three training cases based on the responses of 2, 5, and 10 previous time steps were used. To train this system, the data collected from the results of nonlinear time history analysis under 100 seismic events with different characteristics have been used. Also, 10 events were used to test the inference system. The performance of the proposed design was evaluated on a shear frame structural model with nonlinear hysteresis behavior. The results show that the inference system of the TSK model by combining the optimization method is an efficient computational method for predicting the response of nonlinear structures. The average MSE for the test group ground motions, using three training modes with 2, 5, and 10 previous time steps, 2.817e-03, 1.228e-03, and 2.953e-04, respectively. By increasing the number of time steps from 2 to 10, the prediction error decreases by 89.52%.
    Keywords: Inference system, TSK model, Multi-verse optimization algorithm, Seismic response prediction, Nonlinear behavior}
  • احمد سبزه ئی، سید سهیل مجیدزمانی*

    در مقاله حاضر، با مدلسازی عددی اتصال تیر فولادی پیوسته میان گذر در ستونهای CFT لوله ای شکل توسط نرم افزار اجزاء محدود، تاثیر قطر لوله فولادی، ضخامت لوله فولادی و ضخامت بال و جان تیر  تحت بارگذاری چرخه ای مورد بررسی قرار گرفته است. در برخی نمونه ها شرایط فشردگی لرزه ای مقطع تیر و مقطع ستون اندکی از حدود مجاز آیین نامه خارج شده بود. با این حال، تمامی نمونه ها رفتار چرخه ای پایدار و تحمل حداقل دریفت طبقه ای 0.04 رادیان را طبق آیین نامه AISC به عنوان یک اتصال خمشی ویژه ارضا نمودند و چرخه هیسترزیس حجیم با قابلیت اتلاف انرژی قابل توجه را به نمایش گذاشتند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در نمونه های با ستون مشابه در صورت افزایش ضخامت بال یا جان تیر، انرژی مستهلک شده در چرخه های بارگذاری افزایش می یابد ولی مقادیر کمتری برای میرایی چرخه ای حاصل می گردد.

    کلید واژگان: رفتار غیرخطی, چرخه هیسترزیس, اتلاف انرژی, لوله فولادی, الزامات لرزه ای, اتصال خمشی}
    Ahmad Sabzei, Seyed Sohail Majid Zamani*

    Concrete Filled steel Tubes (CFT) have several advantages when used as columns in buildings. These advantages include efficient structural section benefiting from combined action of concrete and steel , drastic reduction of the need for steel rebars, confinement of concrete by steel tube permitting higher compressive strains, increasing resistance of steel tube against local buckling, eliminating a separate formwork for concrete and reduction of construction time. On the other hand, connection of steel beam to round steel columns including CFT has been a major challenge.The main complexity arises from difficulty of accessing the inside of tubular columns for installing continuity plates to transfer tension or compression between opposing beam flanges. Different methods have been proposed in the past to alleviate this problem. Solutions presented so far include external collar stiffener plates connecting opposing beam flanges, extending only the web of beam through steel tube column, extending beam flanges through column, using steel rebars embedded in concrete core and attached to beam flanges and finally, complete passage of steel beam through steel tube. Cyclic behavior of beam-column connection plays a vital role in seismic response of moment frame structures. Literature survey shows that despite numerous methods proposed for steel beam-CFT column connection, not any organized attempt has been undertaken to explore the cyclic behavior of these connections. In this paper, numerical modeling has been utilized to investigate the cyclic behavior of continuous steel girder and circular CFT connection. Before achieving the main analyzes, the modeling and analysis assumptions and techniques were verified using available pushover experiments on typical connections of similar arrangement. In current study, effect of column diameter, thickness of steel tube and thickness of girder flange and girder web have been considered. Fourteen samples with different values of column to beam moment capacity ratios ranging from 0.78 to 1.95 have been analyzed. Actual dimensions of specimens were selected to be compatible with production of steel tubes and have reasonable lateral load bearing strength. Beam and column dimensions were checked to comply with AISC360 compact section limitations. Two diameters of 405 and 505 mm were specified for columns while beams had a fixed depth of 428 mm. Thickness of St37 grade steel tube ranged between 4.5 to 8.5mm. Beams were considered to be of St52 grade with flanges of 12.5 to 16.5mm thickness and webs between 7 to 11mm thick. Some specimens slightly violated seismic compact section regulations of column and girder. Meanwhile, all specimens showed stable and large load-drift cycles and could tolerate 0.04 story drift ratio as stipulated by AISC code for special moment connections. Specimens which fully complied with code reqirements could undergo 0.05 story drift ratio while still maintaining at least 80 percent of their maximum strength. Analysis results show that in specimens with same columns, increasing girder flange or web thickness is accompanied with increased energy absorption. The fraction of energy absorbed by elastic deformation increased more than the energy dissipated through hysteretic nonlinear deformations. As a result, a reduction in hysteretic damping accompanied the increase in beam flange or web thickness.

    Keywords: nonlinear behavior, hysteretic cycles, steel tube, seismic regulations, energy dissipation, moment connection}
  • Simin Kohzadialvar, Mehdi Komasi, Behrang Beiranvand *
    In a situation where terrorist attacks on civilian places and facilities are on the rise, the safe design of buildings against the impact loads caused by explosions is very important. Steel structures are very sensitive to heat and the pair of explosions and fire can cause progressive failure in such structures. Since explosion is usually associated with fire structures, in this study, the effect of the explosion on steel flexural frames under fire conditions was investigated. This study investigates two five-span frames of the same steel bending frame with differences in their height, one three and the other five-story, which explode under the TNT material at a distance of 10 meters from the frame. The results of numerical calculations for the maximum impact pressure caused by the explosion, the duration of the positive phase of the explosion, and the duration of the negative phase of the explosion equal to 0.1 kgf/〖cm〗^2 , 3.89 s, and 0.0139 s, respectively, were entered into the modeling of Abaqus software. Three- and five-story frames were modeled on Abaqus software and subjected to the force of the explosive explosion outside the frame. To compare the explosion behavior of the two frames, stress analysis, displacement, roof floor acceleration, rotation, and work performed on the frame were performed. The minimum stress in a three-story frame (9.07 kgf/cm2) is approximately 2 times less than in a five-story frame (17.25 kgf/cm2) and equivalent compressive loading has created less force in the three-story frame.
    Keywords: Explosion loading, Nonlinear behavior, steel bending frame, ABAQUS}
  • حسین پروینی ثانی*
    به منظور کاهش خسارات و تلفات جانی ناشی از زلزله ها تلاش گسترده ای توسط دانشمندان برای معرفی سیستم های سازه ای مقاوم در برابر زلزله انجام شده است. یکی از سیستم های مقاوم باربر جانبی جدید معرفی شده سیستم مهاربندی شده دایره ای شکل فولادی با نام OGrid است. مطالعات گذشته قابلیت استهلاک انرژی بالا و شکل پذیری مناسب این سیستم های باربر جانبی را نشان داده اند. این سیستم قابلیت بالای تحمل تغییرشکل های غیرخطی پس از تشکیل اولین مفصل پلاستیک تا فروریزش کامل را داراست. در مطالعه حاضر سعی شده است که نوع جدیدی از این مهاربندی با انواع اتصالات مهاربند به تیر و ستون معرفی و عملکرد آن بررسی شود. برای این امر از مهاربند دایره ای شکل معرفی شده استفاده شده و اتصال های مختلف قاب به مهاربند دایره ای شکل، که شامل اتصال مهاربند به تیر و اتصال مهاربند به ستون ها و همچنین مقایسه حضور اصطکاک و عدم حضور اصطکاک بین مهاربند و قاب، مدل سازی شده و نتایج بررسی شده است. بر اساس نتایج حاصله مشخص می شود که با آزادسازی اتصال مهاربند دایره ای با مقطع I شکل به ستون و ایجاد اصطکاک فی مابین آن دو با ضریب 0.5، ظرفیت باربری نسبت به حالت اتصال گیردار تا 22 درصد افزایش می یابد. در این حالت قبل از تسلیم، نرم شوندگی در مدل مشاهده شده ولی پس از تسلیم نسبت به مدل دارای اتصال کامل، استهلاک انرژی بهتری به دلیل تغییر شکل های انجام شده در مهاربند دایره ای رخ می دهد. در ضمن، ایجاد اصطکاک بین مهاربند و تیر تا 8 درصد و ایجاد اصطکاک بین مهاربند و ستون تا 17 درصد نسبت به حالت اتصال آزاد می تواند ظرفیت باربری را افزایش دهد. از طرفی دیگر استفاده از مهاربند دایره ای H شکل با اتصال اصطکاکی به ستون و یا تیر به دلیل کاهش ظرفیت باربری به میزان حداقل 9 درصد نسبت به حالت اتصال گیردار توصیه نمی شود.
    کلید واژگان: رفتار غیر خطی, مهاربند دایره ای شکل, اتصال مهاربند به تیر, اتصال مهاربند به ستون, اصطکاک در اتصالات}
    Hossein Parvini Sani *
    To reduce the damage and casualties caused by earthquakes, researchers made efforts to introduce seismic resistant structural systems. One of the new lateral force-resisting systems is the steel circular braced system called “Ogrid”. Previous studies shown the high energy dissipation and ductility of this system. This system has a high capacity to withstand nonlinear deformations after the formation of the first plastic hinge until collapse. In the present study, an attempt has been made to introduce a new type of this brace with different types of brace connection to beam and column and to evaluate its performance. For this purpose, the OGrid is used and different connections of the frame to the circular brace that embrace the connection of the brace to the beam and to the columns, as well as comparing the presence of friction and the absence of friction between the brace and the frame are modeled and the results are reviewed. It is found that by releasing the connection of the circular brace with I-shaped cross section to the column and creating friction between them with a coefficient of 0.5, the bearing capacity increases up to 22% compared to the restrained connection. In this case, before yielding, softening is observed in the proposed model, but after yielding compared to the model with restrained connection, better energy dissipation occurs due to deformations in the circular brace. Meanwhile, bearing capacity increases up to 8% by considering friction between the brace and increases up to 17% by considering friction between the brace and the column comparing with the released connections. On the other hand, the use of H-shaped circular brace with friction connection to the column and/or beam is not recommended due to the reduction of bearing capacity by at least 9% compared to the restrained connection.
    Keywords: Nonlinear behavior, OGrid Bracing, Connection of the brace to the column, Connection of the brace to the beam, Friction in connections}
  • مژگان طاهری، حسین پروینی ثانی*

    تخریب پیش رونده یک پدیده غیرخطی است که از آسیب دیدگی قسمتی از سازه شروع شده و به کل سازه و تخریب کلی آن ختم می شود. لذا بررسی این پدیده در سازه های بلند مرتبه و با اهمیت ضمن ایمن کردن آن باعث اطمینان از طراحی سازه خواهد شد. تخریب پیش رونده معمولا در سازه به دلیل از بین رفتن یکی از عضوهای اصلی سازه که معمولا ستون مورد نظر می باشد صورت می گیرد. با حذف ناگهانی یک ستون در سازه، در گره ای که ستون از سازه حذف شده است، تغییر مکانی که ماهیت لرزه ای دارد به وجود می آید. در این پژوهش تاثیر به کارگیری دستک های فلزی در دهانه ها با جانمایی مختلف در قاب خمشی بتنی در خرابی پیش رونده مورد بررسی قرار می گیرد. هدف از این ارزیابی این بوده که در مرحله اول میزان آسیب پذیری سازه های بتنی قاب خمشی تقویت شده با دستک در خرابی پیشرونده و همچنین تاثیر دستک در دهانه ها و ارتفاع سازه مورد مطالعه، محل عضو حذف شده (کناری یا میانی) و شماره طبقه ای که عضو در آن حذف شده، در برابر پدیده خرابی پیش رونده بررسی شود. نکته قابل توجه در حالت های مختلف حذف اجزا، در تغییرات گسترده تلاش ها و تغییر مکان های گرهی و عدم تشکیل مفاصل پلاستیک در اعضا می باشد که می توان دلیل آن را به این صورت بیان کرد که با توزیع و جا نمایی مناسب دستک ها در دهانه ها و ارتفاع سازه، در محل حذف اعضا در این مدل، المان های سازه ای بیشتری وجود داشته و این موضوع موجب تقویت کنش زنجیره ای اعضا جهت حمل و انتقال بار و همچنین تثبیت فوری وضعیت به وجود آمده می گردد.

    کلید واژگان: رفتار غیر خطی, خرابی پیشرونده, دستک فلزی, قاب های خمشی بتنی, مقاوم سازی}
    Hossein Parvini Sani *, Mojgan Taheri

    Progressive collapse is a nonlinear phenomenon that starts from the damage of a part of the structure and ends with the whole structure and its total damage. Therefore, the study of this phenomenon in high-rise and important structures while securing it will ensure the design process of the structure. Progressive collapse usually occurs in the structure due to the loss of one of the main members of the structure, which is usually the desired column. With the sudden removal of a column in the structure, in the node where the column is removed from the structure, there is a displacement that has a seismic nature. In this research, the effect of using steel haunch bracing with different locations in concrete moment frames is investigated under progressive collapse. The purpose of this evaluation was to determine the vulnerability of concrete structures retrofitted with steel haunch bracing as well as the effect of steel haunch bracing in spans and height of the structure, the place of eliminated element (edge or middle) and the number of the story in which the member was removed in the progressive collapse, is studied. A noteworthy point in different cases of component removal is in the wide changes of stresses and change of node displacement and lack of formation of plastic hinges in the members, which can be explained by the proper distribution and placement of steel haunch bracing in spans and height of the structure in the place of elimination of members in the model, there are more structural elements and this issue strengthens the catenary action of the members to transport and transfer load and also the immediate stabilization of the situation.

    Keywords: Nonlinear behavior, Progressive collapse, Steel haunch bracing, Reinforced Concrete Moment Frames, retrofitting}
  • hadi pour taghi

    Many of constructional structures are designed in a way that at leastgo under the pressure of relatively intense loads once in the construct’s lifespan. Along with the progress of earthquake engineering science and emphasis on construct retrofitting against lateral forces, using appropriate systems and safe performance against these forces is needed. Today, all structural engineering science researchers are trying to make a leap forward this scope with studying different kinds of systems. In the science of dynamic of construct, system with one degree of freedom and one crater which includes one flat frame is baseline for starting investigations and calculations. In this article, one metal frame with different ratios of height-to-crater’s length under lateral concentrated force in the ceiling’s balance and also under cyclic loading is placed and performance of this frame in different states in the form of a capacity and Hysteresis curve is investigated. ANSYS software was used for modeling of proposed models and the results were compared with each other.

    Keywords: one crater frame, Hysteresis curve, nonlinear behavior, capacity curve, plasticity}
  • حمید بیرقی*

    در پژوهش حاضر، ابتدا یک مدل عددی از آزمون دیوار بتن مسلح لاغر بلندمرتبه با میلگردهای فولادی که بر روی میز لرزان و اعمال شتاب نگاشت زلزله صورت گرفته است، صحت سنجی شده است. سپس سه رویکرد دیگر بررسی شده است، که در رویکرد اول، آلیاژ حافظه دار شکلی فقط به عنوان میلگردهای قایم طبقه ی اول و در رویکرد دوم، فقط در طبقه های اول و ششم جایگزین شدند و در رویکرد سوم، کل میلگردهای قایم دیوار با میلگردهایی از جنس آلیاژ حافظه دار شکلی جایگزین شدند. در هر سه رویکرد، مقدار لنگر تراز پایه حدود 15٪ کاهش در مقایسه با لنگر پایه ی مدل اصلی نشان داده است. در دیاگرام پوش لنگر مدل اصلی، مقدار نیاز لنگر در اواسط ارتفاع سازه، به طور نسبی افزایش یافته است. همچنین اثر مدهای بالاتر موجب افزایش نیاز لنگر در حدود اواسط ارتفاع سازه شده است و احتمال دارد به ایجاد مفصل خمیری دیگری در نواحی میانی ارتفاع سازه منجر شود.

    کلید واژگان: رفتار غیرخطی, دیوار بتن مسلح, آلیاژ حافظه دار شکلی, اثر زلزله}
    H. Beiraghi

    Shape Memory Alloys (SMAs) are new material in structural engineering. They can be used as reinforcement for the concrete walls. In this research, a numerical model was first developed based on an experimental test of a tall reinforced concrete wall with steel reinforcement subjected to an earthquake, and the numerical model responses were compared to the experimental model. Then, three other approaches were examined; first, the shape memory alloys were replaced only as vertical bars on the first story; in the second one, Shape memory alloy bars were replaced only on the first and sixth stories; and in the third approach, the whole vertical bars were replaced with shape memory alloy bars. Nonlinear time history analysis and comparison of model responses were performed. In addition, the parametric study of the responses was also done by changing some model characteristics such as axial force and earthquake intensity. In all three approaches with the shape memory alloy bars, the base moment demand value decreased by approximately 15% compared to the model with steel reinforcement. In the moment demand diagram, the amount of moment demand at the mid-height of the structure is relatively increased compared to the base moment demand. This is due to the effect of higher modes on wall behavior. The moment diagram graph is not uniformly decreasing along the height is not like a straight line. In addition, parametric study of the responses is also performed by changing some model characteristics such as axial force and earthquake intensity. With the formation of a plastic hinge at the base of the wall,approximately, the amount of moment demand in this area remains constant and the effect of higher modes increases the moment demand at the mid-height of the structure and may result in the formation of another plastic hinge at the mid-height of the structure.

    Keywords: Nonlinear Behavior, Reinforced Concrete Wall, Shape Memory Alloy, Earthquake}
  • امیراحمد هدایت*، بهرام طاهری

    پس از عملکرد ضعیف و شکست ترد اتصالات خمشی در زلزله 1994 نورثریج آمریکا، محققین اتصالات جدیدی را جهت بهبود رفتار قاب های خمشی فولادی پیشنهاد دادند. این اتصالات بهبود یافته را در کل می توان به دو دسته اتصالات با مقطع کاهش یافته و سایر اتصالات با مقطع کاهش نیافته تقسیم بندی نمود. در این مقاله رفتار قاب های خمشی فولادی با هریک از این دو نوع اتصال، مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. جهت انجام این کار چند قاب خمشی با هر دو نوع اتصال مذکور در نرم افزار اپنسیس مدل سازی و با روش تحلیل غیرخطی استاتیکی آنالیز شده اند. در مدل سازی مذکور رفتار چرخه ای این اتصالات با استفاده از ماده بایلین مدل شده است، سپس با استفاده از نشریه شماره 695 آژانس فدرال مدیریت بحران آمریکا پارامترهای مطالعات لرزه ای استخراج و برای هر دو نوع اتصال، مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان داد که قاب های خمشی با اتصالات با مقطع کاهش یافته، رفتار غیرخطی به مراتب مناسب تری نسبت به قاب های خمشی با انواع اتصالات دیگر، از خود نشان می دهند. همچنین با توجه نتایج بدست آمده به نظر می رسد که ضریب اضافه مقاومت 3 برای قاب های خمشی با هر دو نوع اتصال عدد مناسبی نبوده و با توجه به نتایج بدست آمده به ترتیب مقادیر عددی 4 و 5 برای این ضریب برای قا ب های خمشی با اتصالات با مقطع کاهش یافته و قاب های خمشی با انواع اتصالات دیگر پیشنهاد می گردد.

    کلید واژگان: رفتارغیرخطی, اتصالات با مقطع کاهش یافته, تحلیل غیرخطی استاتیکی, نرم افزار اپنسیس, ضریب اضافه مقاومت}
    Bahram Taheri

    After poor performance and brittle fracture of moment connections in the 1994 earthquake in Northridge, researchers proposed new connections to improve the behavior of steel moment frames. Generally, these modified connections can be classified into two main categories: reduced beam section (RBS) and other than RBS connections such as bolted flange plate, bolted unstiffened and stiffened extended end-plate moment, and welded unreinforced flange-welded web moment connections. In this study the behavior of special steel moment frames using each of these two types of connections was investigated. For this purpose, several steel moment frames made up of these two types of connections were analyzed using Opensees software through nonlinear static procedure. For modeling, the behavior of connections was modeled using Bilin material. Then, using FEMAP696, the seismic parameters of all moment frames were determined and compared. Results indicated that the moment frames of RBS connections have higher seismic performance than the other moment frames. Furthermore, based on the numerical results, regardless of the connection type, it seems that 3 is not an appropriate value for the over-strength factor. Based on these numerical results, values equal to 4 and 5 can be proposed for the over-strength factor for moment frames of RBS and other than RBS connections respectively.

    Keywords: Nonlinear behavior, RBS connections, nonlinear static procedure, Opensees software, Over-Strength factor}
  • مهدی قاسمیه*، سیاوش کریمی

    جهت بررسی جامع عملکرد اجزای سازه باید بتوان رفتار آن ها را در محدوده ی وسیعی از رفتار غیرخطی ارزیابی و پیش بینی کرد و برای این منظور نیاز به مدل های هیسترزیس تحلیلی است که قابلیت در نظر گرفتن همه ی مدهای زوال سختی و مقاومت را داشته باشند. به منظور استفاده از این مدل ها نیاز به مجموعه ای از داده ها است که بر اساس آن بتوان مدل ها را صحت سنجی کرد. در این مقاله روابطی برای تعیین پارامترهای مدل زوال اصلاح شده ی ایبارا-کراوینکلر در قابهای خمشی فولادی در نواحی مفاصل پلاستیک تشکیل شده در تیرهای I متصل شده به ستون های قوطی توسط ورق های فوقانی و تحتانی ارایه می شود. به این منظور ابتدا تعدادی اتصال مطابق ضوابط مبحث دهم طراحی می شوند. در ادامه اتصالات طراحی شده به صورت عددی مدل سازی و تحلیل می گردند. با استفاده از نتایج تحلیل عددی اتصالات، پارامترهای مدل زوال واسنجی شده و روابط مورد نظر با استفاده از وایازش غیرخطی ارایه می گردند.

    کلید واژگان: زوال سختی و مقاومت, اتصالات فولادی, رفتار غیرخطی, ورق های فوقانی وتحتانی, بار چرخه ای}
    Mehdi Ghassemieh*

    In order to provide a comprehensive assessment of the structural components, behavior of structures should be traced and predicted far into inelastic region. For this purpose, analytical hysteresis models are needed which are capable of representing all modes of deterioration. In order to utilize these models,a database is required to calibrate models. In this paper relationships are proposed to predict modified Ibarra-Krawinkler model parameters for welded flange plate steel connections. To provide the database, a number of welded flange plate connections are designed based on Iran Steel Code. The designed connections have been modeled and analyzed numerically in a finite element software. Prior to proceed the investigation, finite element numerical model of the connection was created in the ABAQUS computer program in order to predict the micro-mechanical behavior of the welded flange plate steel connection. Using the nonlinear method of analysis, the cyclic behavior of such moment resisting connection was obtained. The numerical results were verified by comparing the results obtained experimentally and specifically for the steel welded flange plate moment connection. Simulation of several numerical models and in comparison with the laboratory results indicate the accuracy of the finite element model. Once the finite element micro behavior was verified, then fifty three different welded flange plate moment connections were designed for different number of steel moment frame with various heights and floor numbers. All the connections are modeled in the ABAQUS computer program and the cyclic behavior of such connections such as the hysteresis behavior are obtained. The hysteresis behavior of the connections were included in the moment frame connections by utilizing the rotation behavior in the connection. The steel frames are modeled in a customized version of OPENSEES computer program. The numerical model consists of nonlinear beam column elements with the rotational spring element at the end in which the rotational behavior of the spring were the hysteresis behavior of the connection obtained from ABAQUS computer program. These springs simulate the hysteretic response a steel component (beam or olumn) subjected to cyclic loading including strength and stiffness deterioration based on the modified Ibarra-Krawinkler deterioration model. Panel zones are modeled in such away that the shear distortions were explicitly included with the possibility of nonlinear behavior during an earthquake. The numerical results show that most numerical specimens predict the plastic hing location to be right after the top flange plate. Using numerical results as a database, the model parameters are calibrated and effective geometrical properties of connections are determined. The most effective parameters are beam depth, beam span to beam depth ratio, beam web depth to web thickness ratio, top plate length to top plate thickness ratio, bottom plate length to bottom thickness ratio, and beam flange width to beam flange thickness ratio. Finally, using nonlinear regression equations, relationships for predicting the model and deterioration parameters are proposed. Also different rotational capacity such as maximum plastic rotation, plastic rotation spectrum and cumulative plastic rotation are predicted. From the regression analysis the pertinent parameters effecting the detioration of the connection are identified.

    Keywords: Stiffness, Strength deterioration, Steel connections, Moment Frames, Nonlinear behavior, Cyclic loading}
  • محدثه صادق پور، افشین مشکوه الدینی*

    هدف از این پژوهش، بررسی پارامترهای رفتار دینامیکی غیرخطی ساختمان های بلند فولادی دارای اسکلت مقاوم ترکیبی قاب محیطی مهاربندی شده با ساختار کمربند سخت کننده در طبقات فوقانی سازه است. بدین منظور چهار مدل مطالعاتی سه بعدی 30 طبقه طراحی شده اند. مدل شماره یک دارای اسکلت مقاوم بدون کمربند سخت کننده بوده و سه مدل دیگر نیز حاوی یک کمربند سخت کننده در طبقات فوقانی، به ترتیب با آرایش یک، دو و سه طبقه می باشند. نتایج مطالعات عددی این پژوهش، بر اساس انجام یک مجموعه تحلیل های غیرخطی تاریخچه زمانی بر روی مدل های مطالعاتی فوق حاصل گردیده اند. گروه زمین لرزه های سه مولفه ای انتخابی نیز شامل شش رکورد بسیار نیرومند حوزه نزدیک و یک رکورد حوزه دور می باشد. ارزیابی نتایج این پژوهش حاکی از آن است که کاربرد کمربند سخت کننده در اسکلت های بلند مرتبه قاب های محیطی مهاربندی شده، سبب افزایش قابل ملاحظه سختی و بالا رفتن قابلیت جذب انرژی جنبشی زلزله ها خواهد شد. این مساله نیز کاهش بزرگ در میزان تغییرمکان جانبی و دریفت دینامیکی سازه را در پی داشته و سبب افزایش استفاده از ظرفیت محوری ستون های پیرامونی پلان می گردد.

    کلید واژگان: ساختمان بلند فولادی, رفتار غیر خطی, قاب محیطی مهاربندی شده, کمربند سخت کننده, زلزله حوزه نزدیک}
    M. Sadeghpour, A. Meshkat Dini *

    The aim of this research is to study the parameters of nonlinear dynamic behavior of steel tall buildings having a compound braced-tube resistant skeleton with belted trusses in higher levels. For this purpose, four 30-story study models have been designed in 3D. The first study model has a resistant skeleton without a belted truss. Yet, the remaining three structural models, each have a belted truss in higher levels with layouts of one, two and three stories, respectively. Numerical study results of this research are acquired according to a set of time-history nonlinear analyses on the mentioned study models. The chosen ensemble of three-component ground motions includes six highly powerful near-field records and one far-field record. Assessing study results reveal that applying belted trusses in tall braced-tube skeletons would lead in a remarkable increase in stiffness and a growth in the capability to absorb the earthquake’s kinetic energy. This issue also results in a large decrease in lateral displacement and dynamic drift of the structure and will therefore cause an increase in using the axial capacity of peripheral columns of the structure plan. Thus it becomes possible to introduce the application of resistant structures with belted trusses in structural skeletons of high-rise buildings, especially in areas with high seismicity as a suitable and efficient alternative plan compared to other structural systems.

    Keywords: Tall Steel Building, Nonlinear Behavior, Braced Tube Skeleton, Belted Truss, Near-field Record}
  • مجید پاسبانی خیاوی*، محمد جلالی
    در این تحقیق، به بررسی تاثیر رفتار غیرخطی بتن در نمایش لرزه ای سد بتن غلتکی پرداخته می شود. مدل غیرخطی مصالح، به دلیل استفاده از تمام ظرفیت سازه، رفتار نزدیک به واقعیت را از خود نشان داده و مناسب ترین روش برای طراحی محسوب می شود. لذا در این مقاله، با معرفی مدل مناسب برای بیان رفتار غیرخطی بتن غلتکی، برای مدل سازی و تحلیل از نرم افزار انسیس که مبتنی بر روش اجزای محدود می باشد، استفاده شده و اندرکنش بین مخزن، سد و فونداسیون در مدل لحاظ شده است. با توجه به رفتار سد بتنی غلتکی، مدل سازی به صورت دوبعدی انجام شده و تحلیل دینامیکی با استفاده از روش تاریخچه زمانی با اعمال شتابنگاشت زلزله نورث ریج در حالت خطی و غیرخطی انجام شده است. برای بررسی دقیق تاثیر رفتار غیرخطی بتن پاسخ فشار هیدرودینامیکی در کف مخزن، تغییر مکان تاج سد، تنش اصلی اول و تنش اصلی سوم به عنوان پاسخ های بحرانی انتخاب شده اند. برای ارزیابی تاثیر رفتار غیرخطی روی پاسخ های خروجی، نتایج در دو حالت خطی و غیرخطی به صورت تاریخچه زمانی بررسی شده و اختلاف بین پاسخ ها مشخص شده است.
    کلید واژگان: سد بتن غلتکی, رفتار غیرخطی, روش اجزای محدود, اندرکنش}
    Majid Pasbani Khiavi*, Mohammad Jalali
    In this research, the effect of nonlinear behavior of concrete on seismic performance of roller compacted concrete (RCC) is discussed. Nonlinear behavior of material shows the behavior close to reality due to use of all structural capacity and it is considered the most appropriate method for design. So in this paper, by using the appropriate definition of nonlinear behavior of RCC, the Ansys software based of finite element method is used for modeling and analysis considering dam-reservoir-foundation interaction. Consider to behavior of roller concrete dam, two-dimensional model is selected and the dynamic analysis is carried out in time domain applying the Northridge earthquake components for linear and nonlinear cases. For evaluation of the effect of nonlinear behavior on the output results, the maximum hydrodynamic pressure, dam crest displacement, tensile stress in heel and compressive stress in the toe of dam are selected as critical responses. Finally, for accurate evaluation of the effect of nonlinear behavior on output responses, the results has been obtained as time history curves for both linear and nonlinear cases and the difference of responses has been determined.
    Keywords: RCC dam, nonlinear behavior, finite element method, interaction}
  • محمد عالم باقری*، رضا شیخ زاده شایان
    درگذشته تحلیل لرزه‏ای سدهای بتنی اغلب به‏صورت ایده آل با استفاده از مونولیت‏های دوبعدی در سازوکار تحلیل و طراحی در نظر گرفته‏شده و اثرات زلزله معمولا با تعریف یک ضریب زلزله اعمال می‏شده است. اما در سال‏های اخیر تاکید بیشتر بر تحلیل‏های تاریخچه زمانی غیرخطی و نیز آنالیز شکست سدهای بتنی در فضای سه‏بعدی شده است. همچنین با پیشرفت دانش درزمینه ی مهندسی زلزله و توسعه روش‏های دقیق‏تر برای برآورد شدت زلزله‏های محتمل ازجمله روش تحلیل دینامیکی افزایشی، فرآیند تحلیل و ارزیابی لرزه‏ای سازه‏ها کامل‏تر گردیده و تاثیر پارامترهای بیشتری را می‏توان در ارزیابی ریسک هر سازه لحاظ کرد. در تحقیق پیش رو، پاسخ لرزه‏ای سدهای بتنی وزنی-قوسی تحت اثر تحریکات زلزله در یک تحلیل المان محدود سه‏بعدی بررسی می‏شود. اثرات ناشی از در نظرگیری اندرکنش سد-مخزن-پی، رفتار غیرخطی بتن و همچنین الگوهای متفاوت شعاع قوس سد مطالعه شده و درنهایت سهم پاسخ هریک از عوامل پایداری در برابر تحریکات لرزه‏ای مورد ارزیابی قرار می‏گیرد.
    کلید واژگان: سد بتنی وزنی-قوسی, پاسخ لرزه ای, تحلیل سه بعدی, اندرکنش سد - مخزن - پی, رفتار غیرخطی}
    Mohammad Alembagheri*, Reza Sheikhzadeh Shayan
    The Seismic analysis of concrete dams had been considered in an ideal form by means of two dimensional Monoliths in analyse and design procedures and structures had been subjected to ground motions with defining seismic coefficient. Lately, the research focus, however, has been more on linear time history analytics and fracture analysis of concrete dams in 3D space. With the advancement of knowledge in the field of earthquake engineering and the development of more precise methods for estimating the intensity of possible earthquakes, The methods of analyzing and evaluating the seismicity of the structures have been improved and the effects of more parameters can be considered in assessing the risk of each structure. In the present study, the seismic response of a concrete arch-gravity dam under the influence of earthquake stimulation is investigated in a three dimensional finite element analysis. The effects of dam-reservoir-foundation interactions are considered and the nonlinear behavior of the concrete and also the different patterns of the arc radius of the dam are studied. Finally, the contribution of response of each of the sustainability factors to seismic stimulation is evaluated. The Seismic analysis of concrete dams had been considered in an ideal form by means of two dimensional Monoliths in analyse and design procedures and structures had been subjected to ground motions with defining seismic coefficient. Lately, the research focus, however, has been more on linear time history analytics and fracture analysis of concrete dams in 3D space. With the advancement of knowledge in the field of earthquake engineering and the development of more precise methods for estimating the intensity of possible earthquakes, The methods of analyzing and evaluating the seismicity of the structures have been improved and the effects of more parameters can be considered in assessing the risk of each structure. In the present study, the seismic response of a concrete arch-gravity dam under the influence of earthquake stimulation is investigated in a three dimensional finite element analysis. The effects of dam-reservoir-foundation interactions are considered and the nonlinear behavior of the concrete and also the different patterns of the arc radius of the dam are studied. Finally, the contribution of response of each of the sustainability factors to seismic stimulation is evaluated. The Seismic analysis of concrete dams had been considered in an ideal form by means of two dimensional Monoliths in analyse and design procedures and structures had been subjected to ground motions with defining seismic coefficient. Lately, the research focus, however, has been more on linear time history analytics and fracture analysis of concrete dams in 3D space. With the advancement of knowledge in the field of earthquake engineering and the development of more precise methods for estimating the intensity of possible earthquakes, The methods of analyzing and evaluating the seismicity of the structures have been improved and the effects of more parameters can be considered in assessing the risk of each structure. In the present study, the seismic response of a concrete arch-gravity dam under the influence of earthquake stimulation is investigated in a three dimensional finite element analysis. The effects of dam-reservoir-foundation interactions are considered and the nonlinear behavior of the concrete and also the different patterns of the arc radius of the dam are studied. Finally, the contribution of response of each of the sustainability factors to seismic stimulation is evaluated.
    Keywords: Arch-gravity dam, seismic response, dam-reservoir-foundation interaction, nonlinear behavior}
  • ایمان زردی، جواد علامتیان
    در این مقاله رابطه سازی نوینی برای جرم ساختگی در روش رهایی پویای لزج پیشنهاد می گردد. نخست معادله های خطا برای تکرارهای رهایی پویا ارائه می شود. سپس، با استفاده از نگره گرشگورین بهبود یافته، کران های جدیدی برای کمیت جرم ساختگی به دست می آید. رابطه سازی پیشنهادی به الگوریتم جدیدی برای روش رهایی پویای لزج منجر می گردد. برای سنجش کارایی عددی فرایند پیشنهادی، سازه های مختلفی مانند خرپا و قاب های دو بعدی و سه بعدی، با رفتارهای خطی و غیرخطی هندسی تحلیل می شوند. نتایج این تحلیل ها نشان می دهد که استفاده از الگوریتم ارائه شده و رابطه نوین پیشنهادی برای جرم ساختگی، نرخ همگرایی روش رهایی پویای لزج را بهبود می دهد، به گونه ای که همگرایی با تعداد کمتری تکرار انجام می پذیرد.
    کلید واژگان: روش رهایی پویا, میرایی لزج, جرم ساختگی, رفتارغیرخطی, نیروی نامیزان, نرخ همگرایی}
    Iman Zardi, Javad Alamatian
    In this paper, new algorithm is proposed for fictitious mass of Dynamic Relaxation (DR) method with viscous damping. First, the incremental equations are derived for DR procedure. By using the transformed Gershgörin theory, new boundaries are achieved for fictitious mass. This formulation leads to a new algorithm for viscous DR method. For evaluating the efficiency of the proposed method, some 2D and 3D truss and frame structures are analyzed by elastic linear and geometrically nonlinear behaviors. Results show that the proposed scheme for fictitious mass improves the convergence rate of DR method so that the suggested algorithm presents the structural response with less iteration in comparison with other common DR techniques.
    Keywords: Dynamic Relaxation Method, Viscous Damping, Fictitious Mass, Nonlinear Behavior, Residual Energy, Convergence Rate}
  • بهزاد نیک خاکیان، محمد عالم باقری *
    مدلسازی عددی سازه های بزرگ نظیر سدها وسیله ای مناسب برای تحلیل لرزه ای و بررسی عملکرد آنها می باشد. شکل دره از پارامترهای مهم در انتخاب نوع سد و تعیین کننده نسبت طول به ارتفاع سد است.در تحقیق پیش رو مدل سه بعدی المان محدود سد وزنی پاین فلت بدون در نظر گرفتن درزهای انقطاع به همراه رفتار غیر خطی مصالح بدنه سد تهیه شده است. در این مدلسازی بارگذاری استاتیکی شامل وزن بدنه سد و بار هیدرواستاتیک مخزن پر می باشد. پس از این بارگذاری استاتیکی، بارگذاری دینامیکی لرزه ای مدل آغاز می شود. با توجه به اهمیت شکل دره، به بررسی تغییرات عرض دره و پاسخ سد به هر سه مولفه حرکت زمین پرداخته شده و اثر تغییرات نسبت عرض دره به ارتفاع سد و همچنین اهمیت مولفه عرضی حرکت زمین در کنار مولفه های افقی و عمودی مورد بررسی قرار می گیرد. اثرات اندرکنشی سد - مخزن – پی در تحلیل منظور شده و نهایتا با نتایج مدل دو بعدی مقایسه می گردد.هدف از تحقیق حاضر، مقایسه پاسخ لرزه ای دوبعدی و سه بعدی سدهای بتنی وزنی و لزوم ارائه مدل های واقعی تر جهت در نظر گرفتن اثرات مودهای عرضی می باشد . اثرات اندرکنش سد-مخزن-پی، رفتار غیرخطی بتن و نیز شکل های مختلف دره مطالعه شده و تاثیر هرکدام بر پاسخ غیرخطی و پایداری لرزه ای سدهای بتنی وزنی تحت مولفه های طولی، قائم و عرضی رکورد زلزله انتخابی بطور جداگانه و نیز همزمان مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
    کلید واژگان: سد بتنی وزنی, پاسخ لرزه ای, رفتار سه بعدی, اندرکنش سد - مخزن - پی, رفتار غیرخطی}
    Behzad Nikkhakian, Mohammad Alembagheri *
    One of the most vital, essential human being requirements is water, which it has become increasingly sensitive owing to population growth, the need to develop agriculture and industry, and restriction in water resources. Considering this, the need to store water and to use its potential for generating hydroelectric power, which it can be achievable by constructing dams, will be necessitated. Concrete dams play a significant role in Infrastructure in each country. One important part of dams exiting in the world are made of gravity dams and earthquake seems to be the major threat for them in earthquake-prone areas. Hence, the dam fracture, with much stored water, might have brought many conspicuous threats about in these zones. Also, any structural damage could lead to some negative economic effects. These facts have increased the scholars’ attention to the mechanical behavior of dams during the decades. The Seismic analysis of gravity concrete dams, usually, had been considered in an ideal form by means of 2D Monolith in mechanism design and an earthquake effect coefficient. Lately, the research focus, however, has been more on linear time history analytics and fracture analysis of concrete dams in 3D. The numerical modelisation of huge structures such as dams is a proper tool for Seismic analysis and performance evaluation. The valley shape is one of the important parameters in the selection of the dam structure. This parameter plays a crucial role in both Seismic stimulation and its results. In this paper, a 3D finite element model of Pine-flat gravity dam, without interruption seams with a non-linear behavior of the dam’s material, is considered. . Loading has two stages: static and dynamic. In this modelisation, static loading includes both the weight of dam body and the load of filled Hydrostatic tanks. After static loading, loading of Seismic dynamic is begun. Owing to the importance of valley shape, the changes/ deformations of valley width and the dam response to every three elements of ground is investigated. The impact of the ratio changes of width in dam height, as well as the importance of the transverse component of ground motion, along the vertical and horizontal, has been explored. Interaction effects of dam-reservoir-foundation is considered in the considered analysis and ultimately, the output of which is compared with two dimensional model results. The aim of this study is comparing two and three dimensional seismic response of concrete gravity dams and also necessity of providing more realistic models for considering the effects of cross stream modes. Also, not only are interaction effects of dam-reservoir-foundation, the nonlinear behavior of concrete, studied different Valley shapes, and the effect of them on non-liner response investigated, but also the Seismic stability of gravity concrete dams under longitudinal, vertical and the chosen transverse record earthquake are separate and simultaneously studied. The effects of dam-reservoir-foundation interaction, nonlinear behavior of mass concrete, also different shapes of valley are studied and their effect on nonlinear response and seismic stability of concrete gravity dams are evaluated under two and three-component earthquake records.
    Keywords: concrete gravity dam, seismic response, three dimensional behavior, dam, reservoir, foundation interaction, nonlinear behavior}
  • حسین تحقیقی، محمدرضا طامه
    امروزه به منظور ارزیابی لرزه ای سازه ها، روش های تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی به سرعت در حال گسترش می باشند. روش های تحلیل دینامیکی غیرخطی به حجم زیاد محاسبات نیازمند بوده و اغلب زمان بر هستند. از طرف دیگر برای تعیین تقاضا و ظرفیت لرزه ای سازه ها در طراحی بر اساس عملکرد، دقت و سرعت در انجام محاسبات دو معیار مهم محسوب می شوند. این موضوع باعث پدید آمدن انواع روش های نوین بر اساس مفاهیم مربوط به تحلیل-های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی شده است. در این نوشتار، به بررسی قابلیت ، محدودیت و دقت روش MPA نسبت به NL-THA و نیز روش MIDA نسبت به IDA پرداخته می شود. بدین منظور دو مدل ساختمان فولادی 5 و 15 طبقه با سیستم مقاوم قاب خمشی با شکل پذیری ویژه درجهت X و قاب ساده با مهاربندی ضربدری در جهتY طراحی شده اند. با استفاده از تحلیل های غیرخطی ناشی از زلزله های دور از گسل، تغییرمکان نسبی و مطلق طبقات ساختمان به عنوان اندازه ی خسارت محاسبه می شود. براساس نتایج به دست آمده، روش MPA در مقایسه با روش NL-THA در قاب های 5 طبقه )خمشی و مهاربندی( و همچنین در قاب 15 طبقه خمشی از دقت قابل قبول در تخمین تقاضاهای لرزه ای برخوردار می باشد. اما برای قاب 15 طبقه مهاربندی با درنظر گرفتن اثرات سه مود اول سازه نمی توان به پاسخ دقیق دست یافت. به علاوه، نتایج نشان می دهند که روش MIDA از دقت قابل قبولی نسبت به روش IDA برخوردار است که با توجه به زمان تحلیل کمتر و نتایج محافظه کارانه تر می توان روش MIDA را در ارزیابی عملکرد سازه ها مورد استفاده قرار داد.
    کلید واژگان: ارزیابی لرزه ای, رفتار غیرخطی, تحلیل تقریبی, تحلیل دقیق, ساختمان فولادی}
    Mohammadreza Tameh, Hossien Tahghighi
    Performance-based earthquake engineering requires accurate estimation of the seismic demand and capacity of structures. In recent years, various kinds of nonlinear static and dynamic analyses have been developed for the seismic evaluation of structures. Nonlinear dynamic time history analysis method is not only very time consuming, but also needs a proper skill and proficiency in order to interpret its results. For the performance evaluation of the structures, the speed and also the precision of conducting different analyses are very significant criteria. This issue has led to the creation of various new methods based on the principles of nonlinear and incremental static and dynamic analysis. One of the methods that has been proposed to tackle this task is incremental dynamic analysis (IDA). This procedure requires non-linear time history analyses (NL-THA) of the structure for an ensemble of ground motions, each scaled to many intensity levels, selected to cover a wide range of structural response; all the way from elastic behaviour to global instability. From the results of such computation, it is possible to determine structural capacities (or ground motion intensities) corresponding to various limit states; immediate occupancy (IO), life safety (LS), or collapse prevention (CP). Another approach to reduce the computational effort required for IDA is to estimate seismic demands for the practical structures by modal pushover analysis (MPA), an approximate procedure, instead of non-linear RHA. Thus, each of the many non-linear RHA required in IDA is replaced by a MPA. In addition, a more recent proposed method logically combines two different techniques, IDA and MPA is employed, presented by modal incremental dynamic analysis (MIDA). Using MIDA procedure, simple approximate curves that present a realistic linear and non-linear seismic behavior of the structure headed for the calculation of the damage measure (DM) due to the applied scaled level of earthquakes can easily be extracted. In this study, the capability, limitation and precision of MPA in comparison with NL-THA and also MIDA in comparison with IDA method are evaluated. For this purpose, two steel building models of 5 and 15-story with special moment resisting frame (MRF) in X direction and simple frame with X-bracing in Y direction has been designed. Furthermore, seven far field earthquake records are used for nonlinear analyses. In the current article, acceleration spectral intensity of the first mode of vibration with 5% damping, i.e. Sa(T1, %5) factor, are used as of intensity measure (IM). The story deflection and story drift are chosen as of the most important DM parameters to estimate the seismic vulnerability of structures in design practice. Comparison of the numerical results reveals that the MPA method has good accuracy in building seismic demands evaluation for 5-story frames (MRFs and braced frames) and 15-story MRF. However, no exact response is obtained for 15-story braced frame, considering the first three vibration modes of the structure. It is also shown that the results from MIDA simple method compares favorably to the IDA method. Thus, MIDA can be served by design engineers for seismic analysis in order to evaluate structural performance due to its relative simplicity and minimal computational effort.
    Keywords: Seismic evaluation, Nonlinear behavior, Approximate analysis, Exact analysis, Steel building}
  • امیرحسین کریمی، محمد سعید کریمی، علی خیرالدین، عبدالعظیم امیرشاه کرمی
    در این مقاله یک دیوار مصالح بنایی تحت بار داخل صفحه در نرم افزار آباکوس به صورت عددی مدل سازی شده است. برای مدل سازی ماده مصالح بنایی دیوار از ماده بتن موجود در کتابخانه مواد نرم افزار آباکوس استفاده شده است. روش پلاستیسیته بتن آسیب دیده در نرم افزار آباکوس، مدلی است که در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا قوائد حاکم بر رفتار این مدل معرفی شده و سپس به صورت مجزا موارد ارائه شده، بررسی شده است. برای این منظور یک دیوار مصالح بنایی به ابعاد 100×990×1000 میلی متر که در آزمایشگاه تحت بار داخل صفحه قرار گرفته و نتایج آزمایشگاهی آن در دسترس می باشد در نرم افزار آباکوس مدل شده و پس از تعریف مشخصات مورد نیاز ، اثر پارامترهای مختلف همچون زاویه اتساع، تنش ترک خوردگی، کرنش ترک خوردگی، ویسکوزیته و سایر موارد بررسی گردیده است. برای مدل سازی دیوار از روش ماکرو که یکی از روش های مدل سازی ماده مصالح بنایی هست استفاده شده است. پس از کالیبراسیون مدل عددی و نتایج آزمایشگاهی اثر کلیه پارامترهای موجود در مدل پلاستیسیته بتن آسیب دیده مورد بررسی قرار گرفته است و اثر آن ها در نمودار بار-تغییر مکان همچنین کانتور تنش نشان داده شده است. بررسی دقیق پارامتریک انجام شده شناخت بهتری از نحوه عملکرد این پارامترها در مدل سازی ارائه می دهد و باعث می شود که کاربران شناخت بهتری از این پارامترها در مدل سازی ها داشته باشند، همچنین نسبت به رفتار مدل در نرم افزار احساس پیدا کنند.
    کلید واژگان: دیوار مصالح بنایی, مدل سازی عددی, اجزاء محدود, رفتار غیر خطی, پلاستیسیته بتن آسیب دیده}
    Amir Hossein Karimi, Mohammad Saeed Karimi, Ali Kheyroddin, Abdulazim Amirshahkarami
    In this article, an unreinforced masonry wall under in-plane load was numerically modeled using the ABAQUS software. In order to model the material of masonry, concrete material in the material library of Abaqus software was used. The concrete damaged plasticity method in the Abaqus software is a model that was meticulously studied in this research. Initially the governing factors influencing the behavior of this model were introduced, and then the cases provided for this purpose were separately investigated. To this end, an unreinforced masonry wall (100 × 990 × 1000 mm) which has been placed under the in-plane load in the lab, and its laboratory results are available was modeled in the Abaqus software and after defining the required specifications, the effect of various parameters such as stress cracking, dilation angle, strain cracking, viscosity, and etc. was investigated. For modeling the wall, macro method, which is one of the modeling methods of masonry materials was used. After calibration of the numerical model with the laboratory results, the effect of all of the available parameters in the concrete damaged plasticity model was investigated, and their effect was shown in the load-displacement diagram as well as the contour stress. A meticulous parametric investigation would give a better understanding of the way of functioning of these parameters in the modeling. In addition, it offers a better understanding for the users to use appropriate parameters in the modeling.
    Keywords: Masonry wall, Numerical modeling, Finite Element, Nonlinear behavior, Concrete damaged plasticity}
  • مجید پاسبانی خیاوی، مرتضی علی قربانی، پریا احمدی
    در این تحقیق به بررسی اثر رفتار غیر خطی بتن بدنه سد بر روی پاسخ لرزه ای سد بتنی دو قوسی پرداخته شده است. برای آنالیز از نرم افزار ANSYS استفاده شده که بر پایه روش اجزای محدود است. برای مطالعه موردی، آنالیز لرزه ای سد بتنی قوسی ماروپوینت انتخاب شده و تاثیر اندرکنش سد، مخزن و فونداسیون در مدل لحاظ شده است. برای بررسی رفتار لرزه ای، مولفه های زلزله السنترو به مدل اعمال شده است. رفتار بتن بدنه سد برای دو حالت خطی و غیر خطی به صورت جداگانه با تحلیل دینامیکی بررسی شده و نتایج مربوط به تغییر مکان تاج سد و تنش های اصلی استخراج شده و با هم مقایسه شده اند. نتایج حاصل از تحلیل، گویای تاثیر رفتار غیرخطی بتن بدنه سد بر روی پاسخ ها بوده، به نحوی که تغییرات مکانی در حالت رفتار غیرخطی بتن افزایش و تنش های اصلی کاهش یافته است. در واقع نتایج نشان می دهند که با اعمال رفتار غیرخطی بر بتن بدنه سد، می توان از بیشینه ظرفیت سازه استفاده کرد و این امر منجر به افزایش دقت در ملاحظات و ارزیابی ها در زمینه رفتارهای خطی و غیرخطی مصالح برای ارائه مدل های بهینه خواهد بود.
    کلید واژگان: سد قوسی, تحلیل دینامیکی, رفتار غیرخطی, بتن, اجزای محدود, زلزله}
    Majid Pasbani Khiavi, Mortaza Ali Ghorbani, Paria Ahmadi
    In this research the effects of nonlinear behavior of concrete on seismic performance of double curvature arch dam have been investigated. ANSYS software was used for analysis of the model which is based on finite element method. The Morrow Point double curvature arch dam is selected as the seismic analysis case study model and the interaction effect of dam, reservoir and foundation has been considered in the model. To investigate the seismic behavior of dam the El Centro earthquake components has been applied to the model. Both linear and nonlinear behavior of concrete has been investigated by dynamic analysis separately. Results of the displacement of dam crest and principle stresses have been extracted and compared. The results of the analysis have shown the effects of nonlinearity behavior of the concrete on the responses which means that the nonlinearity behavior of concrete would increase the displacement of dam crest and decrease principle stresses. The results have shown that by applying the nonlinearity behavior of concrete, the maximum structural capacity can be used which leads to increasing the accuracy in the field of linearity and nonlinearity material behavior to offer optimal models.
    Keywords: Arch dam, dynamic analysis, nonlinear behavior, concrete, finite element, earthquake}
  • امین عمادی، حمزه شکیب*
    پاسخ سیستم سازه با وجود اندرکنش خاک و سازه تابعی از عوامل مانند ابعاد سازه، خصوصیات دینامیکی سازه، پروفیل خاک و خصوصیات زلزله اعمالی است. پاسخ سیستم های اندرکنشی تحت بارگذاری لرزه ای عموما به صورت غیرخطی می باشد. اگر چه رفتار غیرخطی خاک و وجود برکنش، انرژی زیادی را در سطح مشترک بین خاک و سازه مستهلک می سازد و اثری مفید برای در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه به شمار می آید، اما از طرفی ممکن است باعث تغییر شکل های ماندگار بیش از اندازه در سازه گردد و لذا این اثر مخرب نیز باید به صورت همزمان مدنظر قرار داده شود. در این مقاله به منظور بررسی اثرات مفید و مخرب اندرکنش خاک و سازه در حوزه رفتار غیرخطی خاک و سازه، مقایسه طیف خرابی سیستم با پای انعطاف پذیرو سیستم با پای ثابت بر اساس شاخص خرابی پارک و انگ برای سیستم های یک درجه آزادی ارائه می گردد. این سیستم های یک درجه آزادی دارای رفتار غیرخطی هستند که بر تیر با بستر غیر ارتجاعی وینکلر قرار دارند. طیف های خرابی برای چنین سیستم هایی با در نظر گرفتن سه زلزله ثبت شده بر خاک نرم و برای نسبت های مختلف لاغری در سازه، فرکانس بی بعد و شکل پذیری بدست می آیند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که اگرچه در بسیاری از سازه ها اندرکنش خاک و سازه اثری مفید در کاهش نیاز لرزه ای اعمالی به سازه دارد، اما در برخی از حالات نسبت سختی سازه به خاک، اندرکنش خاک و سازه خسارت لرزه ای اعمالی را در سازه های با پریود کم و روی خاک نرم افزایش می دهد.
    کلید واژگان: اندرکنش خاک و سازه, شاخص خرابی, رفتار غیر خطی}
    Hamzeh Shakib *
    In spite of extensive studies since 1970 on Soil Structure Interaction (SSI), there is still controversy regarding the seismic performance of the structures rested on soft soil. SSI is known as a phenomenon influencing beneficial and sometimes detrimental effects on the response of structures. The response of soil–structure system depends basically on the size of the structure, its dynamic properties, and the soil profile as well as the applied excitation. Under strong shaking the response of soil–structure system is nonlinear and a combination of different types of nonlinearity as well as sliding, uplift and soil yielding will occur. Although foundation uplift in conjunction with soil yielding may dissipate energy during earthquakes, they may also lead to excessive permanent deformations in the structures.
    In such case, soil- structure interaction (SSI) is not only beneficial, but also detrimental to the seismic response of the structures. In order to investigate the beneficial and detrimental effects of SSI on the nonlinear response of building, damage spectra on the basis of Park and Ang damage Index for the SDOF models are provided by considering and neglecting the SSI effects. The bilinear SDOF models are supported by Beam on Nonlinear Winkler Foundation. Two non-dimensional parameters are used to control the modeling. (I) non-dimensional frequency a0 which is a statement of the structure-to-soil stiffness ratio (II) the aspect ratio of the structure h/r. The systems are subjected to three earthquake ground motions recorded on soft soil. For each period, first the yield strength demand of the structure is calculated by iteration in order to reach the specified target ductility in the fixed-base model within 1% of accuracy when subjected to the ground motions. The dissipated hysteretic energy in the structure is also calculated accordingly. Then, the ductility and the hysteretic energy demands are calculated for the soil–structure systems under different values of a0 and h/r subjected to the same ground motion providing the same yield strength for the structure. Consequently, the damage index is calculated for the structure in the fixed-base state as well as for the structure when located on soil. The result showed that for most of structures with long period SSI decrease the damage index. How ever It is observed that in some cases of structure to soil stiffness, SSI increases the damage index before a threshold period which is closely related to the predominant period of the ground motion. It means that the conventional fixed-base model underestimates the damages sustained by buildings having periods less than this threshold period. In particular, the SSI substantially increases the damage index of short-period buildings located on soft soils. It is also observed that increasing the aspect ratio of the structure increases this effect. However, the trend is reversed after the threshold period. it is observed that the increase in the slenderness ratio and ductility ratiob of structures leads to increase in the maximum damage.
    Keywords: Soil structure interaction, Damage index, Nonlinear behavior}
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال