جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "seismic design" در نشریات گروه "عمران"
تکرار جستجوی کلیدواژه «seismic design» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
Buildings with masonry materials are one of the weakest buildings against earthquakes, and the importance of proper design and correct construction of these buildings is not hidden. Among The buildings with masonry materials, the buildings with Ring beams are the most common of such buildings. Engineers use internal and external regulations and standards to design ring beam masonry buildings. The two main references for the design and construction of masonry buildings with Ring beams are the Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings (Standard 2800, Fourth Edition) and the Eighth Topic of the National Building Regulations (2020 Edition) under the title of design and construction of buildings with masonry materials. The Provisions for masonry buildings with Ring beams are given in the fifth chapter of the Eighth Topic of the National Building Regulations and the Seventh Chapter of the 2800 Standard. In this research, an attempt was been made to examine the Provisions of masonry buildings with Ring beams of these two references and to identify the discrepancies and differences in the provisions. The investigation of these two references has shown that there were more than 66 cases of differences in Provisions regarding masonry buildings with Ring beams between the Eighth Topic of the National Building Regulations and the Seismic Resistant Design of Buildings. Most of the differences in the criteria were related to the sections of vertical and horizontal Ring beams, structural walls, and Non-structural walls with 34 cases and 51.5% compared to the total difference. Also, the type of soil is classified in the Eighth Topic of The National Construction Regulations with 3 types of soil and the 2800 Standard of Conduct is classified with 4 types of soil.
Keywords: Masonry Buildings, Structural Walls, Non-Structural Walls, Ring Beams, Seismic Design -
در رخداد خرابی پیش رونده لرزه ای، ستون ها کامل حذف نشده و وابسته به زمان می تواند ضعیف شوند. به طور نمونه احتمال کاهش ظرفیت باربری یک ستون در شتاب حداکثر زمین بیشتر است بنابراین ازآنجایی که زمین لرزه ها دارای مولفه های غیر یکسانی همچون محتوای فرکانسی، شتاب حداکثر، مدت زمان ارتعاش موثر و دیگر موارد می باشند، می توانند یک سازه را تحت اثرات متفاوتی قرار دهند. این موضوع تمایز خاص این پدیده در مقابل خرابی پیش رونده تحت بارهای ثقلی است که اهمیت آن را چند برابر می نماید. در این مقاله شکل پذیری قاب های ساده و خمشی با مهاربندی واگرای ویژه در مقابل خرابی پیش رونده با نگاه لرزه ای مورد ارزیابی قرار می گیرد. تحلیل مورداستفاده تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی، با توجه با 14 شتاب نگاشت حوزه نزدیک پالس گونه FEMA P695 و تحلیل استاتیکی غیرخطی است که در نرم افزار SAP2000 انجام گرفته است. نتایج نشان داد بیشینه تقاضای زاویه تغییر مکان جانبی نسبی طبقات و چرخش تیر پیوند طبقات در دو حالت حذف طبقه اول و چهارم برای قاب خمشی ویژه با مهاربندی واگرای ویژه، 50 درصد مقادیر قاب ساده با مهاربندی واگرای ویژه می باشد. به استثنای تیر پیوند خمشی، در حالت حذف طبقه چهارم که مقادیر بیشینه تقاضای زاویه تغییر مکان جانبی نسبی طبقات برای هر دو قاب 0/024 رادیان و برای بیشینه چرخش تیر پیوند طبقات به ترتیب 0/056، 0/061 رادیان گردید. ازنظر مولفه بیشینه تقاضای زاویه تغییر مکان جانبی نسبی ماندگار طبقات نیز قاب خمشی ویژه با مهاربندی واگرای ویژه عملکرد به مراتب بهتر را دارا است و نسبت مقادیر در دو حالت از 26 تا 100 درصد متغیر است.
کلید واژگان: طراحی لرزه ای, خرابی پیش رونده لرزه ای, قاب فولادی واگرای ویژه, زلزله حوزه نزدیک, پالس گونهIn the event of progressive seismic collapse, the entire columns are not removed and can weaken in a time-dependent manner. For example, the possibility of reducing the carrying capacity of a column is higher in the maximum acceleration of the ground. Therefore, since earthquakes have different parameters such as frequency content, maximum acceleration, effective vibration duration, and other things, they can subject a structure to different effects. This is the special distinction of this phenomenon in contrast to progressive failure under gravity loads, which multiplies its importance. In this article, the ductility of simple and bending frames with special divergent bracing against progressive collapse is evaluated from a seismic point of view. The analysis used is non-linear time history analysis, according to 14 acceleration maps of the near-pulse area of FEMA P695, and non-linear static analysis, which was performed in SAP2000 software. The results showed that the maximum demand for the floor drift angle and rotation of the floor connecting beam in the two scenarios of removing the first and fourth floors for the special bending frame with special eccentrically bracing is 50% of the values of the simple frame with special eccentrically bracing. Except for the bending beam, in the scenario of removing the fourth floor, the maximum values of the floor drift angle for both frames were 0.024 radians, and for the maximum rotation of the floor beam, 0.056 and 0.061 radians, respectively.
Keywords: Seismic design, Seismic progressive collapse, special eccentric steel frame, near field earthquake, pulse type -
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 -
یک سازه ایمن و مقاوم در برابر زمین لرزه علاوه بر تامین ایمنی جانی برای ساکنین می بایست خسارات مالی و اقتصادی ناشی از زلزله را نیز کمینه سازد. لذا باید اطمینان پیدا کرد که سازه مورد نظر با پشت سر گذاشتن زمین لرزه هایی با شدت های مختلف در شرایط قابل قبولی باقی می ماند. گذشته نشان داده است که، خسارات مالی و جانی ناشی از زلزله برای سازه های طرح شده با اهداف عملکردی آیین نامه های لرزه ای فعلی نیز، قابل توجه بوده و مشکلات بسیاری را فراهم می سازد. لذا چنین به نظر می رسد که ارتقا اهداف عملکردی برای سازه ها می تواند خسارات حاصل از زلزله را بصورت قابل توجهی کاهش دهد. ارتقا اهداف عملکردی سازه ها، با افزایش هزینه اولیه-ی طرح همراه است. اما کاستن خسارت وارد بر سازه های تاب آور و هزینه های ناشی از تعمیر اجزای آسیب دیده در آنها می تواند نسبت هزینه اولیه به هزینه کل را کاهش دهد. در تحقیق حاضر تاثیر ارتقا اهداف عملکردی در افزایش هزینه اولیه طرح و کاهش هزینه های ناشی از تعمیر اجزای آسیب دیده سازه های بتنی، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. برای بررسی این موضوع، سازه های 3، 5، 10 و 15 طبقه بتنی منظم مدلسازی شده و برای سطح خطر طرح آیین نامه های لرزه ای(DBE) و حداکثر سطح خطر متصور در آیین نامه-ها(MCE) برای اهداف عملکردی یکسان طراحی شده اند. خسارت و هزینه های تعمیر سازه ها بر اساس روش دستورالعمل FEMA-P58 توسط برنامه PACT تحت 6 رکورد حوزه نزدیک و 5 رکورد حوزه دور از گسل ارزیابی شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دادند که، ارتقا سطح طراحی سازه های بتنی هزینه اولیه اسکلت(تیرها و ستون ها) و هزینه کل ساختمان را به ترتیب 23 و 5 درصد افزایش می دهد. این در حالی است که هزینه های تعمیر اسکلت سازه و کل ساختمان به ترتیب 43 و 18 درصد کاهش می یابد که در نهایت منجر به کاهش 13 درصدی هزینه چرخه عمر سازه ها می گردد.کلید واژگان: هزینه چرخه عمر, تاب آوری, عملکرد ارتقاء یافته, قاب بتن آرمه, طراحی لرزه ایA seismic-resistant structure not only should provide safety for the residents but also it should minimize the financial loss resulting from the earthquake. Therefore, it must be demonstrated that the structure will remain in acceptable situation after the earthquakes with various intensities. The past has shown that, the financial loss of earthquake for the structures that have been designed based on performance objectives of current seismic codes, is considerable and this results in additional problems. Therefore, it seems that upgrading performance objectives for structures can significantly reduce earthquake losses. Improving the performance objectives of structures is associated with increasing the initial cost of the project. But reducing the damage of resilient structures and the cost of repairing of damaged components in these structures can reduce the ratio of initial cost to total cost.In this study, the effect of enhanced performance objectives in increasing the initial cost of the project and reducing the costs of repairing the damaged components of concrete structures is discussed. To investigate this issue, 3, 5, 10 and 15 storey regular concrete frame structures are modeled and designed based on Design Basis Earthquake of current seismic codes (DBE) and also based on Maximum Considered Earthquake (MCE) for the same performance objectives. The loss and repairing cost of the structures are evaluated according to FEMA-P58 guideline and using PACT software under 6 near-field and 5 far-field records. The results of this study show that, enhancing the design objective of concrete frame structures increases initial cost of lateral resisting frames (beams and columns) and the total cost of the building by 23% and 5%, respectively. Whereas the repair costs of the structure and the whole building are reduced by 43% and 18%, respectively, which ultimately leads to reduction of the life cycle cost for the structures by 13%.Keywords: Life-Cycle Cost, Resilience, Enhanced performance, RC frame, Seismic Design
-
روش کنترل غیر فعال که یکی از راهکارهای مقاوم سازی و طراحی سازه ها در برابر زلزله که زیرشاخه های مختلفی دارد. یکی از این روش های بهسازی ساختمان های ضعیف موجود با استفاده از انواع میراگرها می باشد. رفتار لرزه ای سازه بهسازی شده با میراگرهای مختلف یکی از مسایل اساسی در انتخاب روش بهسازی است. با توجه به خاصیت جذب انرژی، میراگرها دارای کاربردهای زیادی در هر دو زمینه احداث و مقاوم سازی می باشد. در طی زلزله این وسایل فعال شده و انرژی ورودی زلزله را به انرژی گرمایی تبدیل می کند و به عبارت دیگر انرژی وارده را جذب می کند. درپژوهش های قبلی، به موضوع کاربرد این میراگر در سازه های مختلف پرداخته شده است لیکن دسته بندی مشخصی برای بررسی میزان تاثیر آن درانواع سازه های فولادی به لحاظ ارتفاع و نوع میراگر وجود ندارد. در این مقاله به بررسی عملکرد این نوع میراگر ها در سازه های فولادی با ارتفاع مختلف پرداخته می شود. تاثیر استفاده از این نوع میراگرها بر پاسخ سازه نظیرتغییر شکل نسبی طبقه و برش پایه طبقات بررسی شده و عملکرد آن درسازه های فولادی با ارتفاع مختلف مقایسه می گردد. در بررسی پارامترهای تغییرمکان، برش پایه و جذب انرژی برای سه سازه 3 و 6 و 12 طبقه مشاهده شد که میراگر ویسکوز بهترین پاسخ را نسبت به دو میراگر اصطکاکی و ADAS در بر داشته است.کلید واژگان: طراحی لرز ه ای, جذب انرژی, سازه های فولادی, میراگر ویسکوز, میراگر تسلیمی, میراگر اصطکاکPassive control method, which is one of the solutions for strengthening and designing structures under earthquake loadings, has different sub-branches. One of these methods is to improve the existing weak buildings by using different types of damper. The seismic behaviour of the strengthened structure with different type of dampers is one of the main issues in choosing the strengthening method. Due to the energy absorption property, dampers have many applications in both construction and retrofitting. During an earthquake, these devices are activated and convert the earthquake input energy into heat energy, in other words, it absorbs the incoming energy. In previous studies, the use of this damper in various structures has been evaluated, but there is no specific category to investigate its effect on various types of steel structures in terms of height and type of damper. In this paper, the performance of this type of dampers in steel structures with different heights is discussed. The effect of using this type of dampers on the response of the structure such as the story drifts and the base shear is investigated and its performance is compared in steel structures with different heights. In the study of displacement, base shear and energy absorption parameters for three structures of 3, 6 and 12 floors, it was observed that viscous dampers had the best response to friction dampers and ADAS.Keywords: Seismic Design, Energy absorption, Steel structures, viscous damper, Yield damper, Friction damper
-
هدف از انجام این تحقیق، بررسی بر روش های طراحی لرزه ای دیوار های حایل می باشد. با مطالعه روش های طراحی دیوارحایل، رفتار لرزه ای دیوارهای حایل در مقابل بارهای دینامیکی، طراحی لرزه ای و پایداری این سازه ها در خلال وقوع زلزله بررسی گردید. فشارهای جانبی کلی در خلال ارتعاشات زلزله، فشارهای استاتیکی که قبل از وقوع زلزله به وجود می آیند و فشارهای دینامیکی که در اثر زلزله تولید می شوند، هستند و پاسخ دیوار از هردو فشار متاثر می گردد. نتیجه این تحقیق نشان می دهد که اگر امکان جابه جایی لغزش ، چرخش یا تغییرشکل حایل به مقداری که بتواند فشار فعال خاک را بسیج کند وجود داشته باشد از فشارهای دینامیکی موثر بر دیوار از طریق روش های استاتیکی یا شبه استاتیکی مونونوبه - اوکابه استفاده می شود و در صورت عدم انعطاف پذیری حایل دیوارهای ثابت ، تحلیل الاستیک صورت می گیرد. همچنین از متداول ترین روش های تحلیل دینامیکی شامل روش شبه استاتیکی مونونوبه - اوکابه، روش استیدمن - زنگ، روش وود و روش وسترگاد است، که این روش ها قابل توسعه هستند.
کلید واژگان: تحلیل الاستیک, دیوارحائل, طراحی لرزه ای, فشار استاتیکی, فشار دینامیکیRoad journal, Volume:29 Issue: 4, 2021, PP 57 -68The purpose of this study is to investigate the seismic design methods of the retaining walls. Seismic behavior of the retaining walls for dynamic loads, seismic design and stability of these structures during the earthquake were studied by studying retaining wall design methods. The overall lateral pressures during earthquake vibrations are the static pressures that occur before the earthquake and the dynamic pressures generated by the earthquake, and the wall response is affected by both pressures. The results of this study show that if there is a possibility of sliding, rotating, or deforming to a sufficient degree to be able to mobilize the active soil pressure, the dynamic wall pressures will be applied via static or semi-static Mononobe -Okabe methods. In case of impermeability of the retaining walls (fixed walls), elastic analysis is also performed, and the most common dynamic analysis methods include the Mononobe -Okabe semi-static method, the Steedman - Zeng method, the Wood method and the Westergaard method, which can be developed.
Keywords: Elastic Analysis, Retaining Walls, Seismic Design, Static Pressure, Dynamic pressure -
با افزایش حملات انفجاری و ضرورت آمادگی دفاعی ، می توان راهکارهایی برای ارتقای ایمنی و مقاوم سازی اعضای غیرسازه ای پیش بینی و کارایی آن ها را نیز بررسی کرد. در این مقاله عملکرد غیرخطی یک قاب بتن مسلح با میانقاب غیرسازه ای تقویت شده با وال-پست فولادی تحت اثر بار انفجار بررسی شده است. برای این کار یک در گام اول قاب بتنی با میانقاب های بنایی تقویت شده با وال-پست فولادی بر اساس آخرین توصیه ی نسخه ی آیین نامه های طراحی لرزه ای ایران ، در نرم افزار المان محدودی ABAQUS تحت بارگذاری دو خرج انفجاری kg300 و kg1000 به روش فشار معادل انفجار در سطح زمین در فواصل 5، 10 و 15متر از پای سازه قرار گرفته و پاسخ جابه جایی نسبی میانقاب ها و انرژی مستهلک شده در کل مدل مورد مطالعه قرار گرفته است. در گام دوم به ضرورت تقویت این سیستم با اتخاذ دو راهبرد افزایش شماره مقطع وال-پست و کاهش فواصل وال-پست ها پرداخته شده است. نتایج نشان داده است که جابه جایی نسبی میانقاب نظیر در مدل با راهبرد افزایش شماره ی مقطع وال-پست ها، تحت خرج kg1000و kg300 در فاصله ی 5متر با افزایش مقطع نبشی از L60x60x6 mm به L80x80x8 mm به ترتیب %34.20 و %48.25 کاهش یافته است. این کاهش در مدل با راهبرد کاهش فواصل وال-پست ها، تحت خرج kg1000 و kg300 در فاصله ی 5متر به ترتیب %5.51 و %3.53 بدست آمد که نسبت به مقدار کاهش راهبرد اول بیش از 2برابر بود. .همچنین انرژی مستهلک شده در مدل با راهبرد کاهش فواصل نسبت به مدل با مقطع L80x80x8 mm تحت انفجار kg1000، بیش از 2.4 بدست آمده است.
کلید واژگان: مقاوم سازی, میانقاب غیر سازه ای, طراحی لرزه ای, خرج انفجاری, بارگذاری انفجارWith the increase in explosive attacks and the need for defensive preparedness, it is possible to consider strategies to improve the safety and resilience of non-structural members and their efficiency. In this paper, the nonlinear performance of a reinforced concrete frame with non-structural steel wall-reinforced interlayer under blast load is investigated. For this, in the first step, a concrete frame with steel wall-reinforced masonry frames, according to the latest recommendation of the Iranian seismic design code, in ABAQUS finite element software under the load of two explosive charges of 300 and 1000 kg by equivalent pressure method. The blast was located at distances of 5, 10, and 15 meters from the base of the structure, and the relative displacement response between the interfaces and the dissipated energy in the whole model were studied. In the second step, the necessity of strengthening this system has been discussed by adopting two strategies: increasing the cross-sectional number of wall-posts and reducing the distances of wall-posts. The results show that the relative displacement of peer-to-peer in the model with the strategy of increasing the cross-sectional number of wall-posts, at the expense of 1000 kg and 300 kg at a distance of 5 m by increasing the angle cross-section from L60x60x6 mm to L80x80x8 mm by 34.20%, respectively. And decreased by 48.25%. This reduction was achieved in the model with the strategy of reducing the distances of the wall posts at the expense of 1000 and 300 kg at a distance of 5 meters, respectively 5.51% and 3.53%, which was more than 2 times the amount of reduction of the first strategy. Also, the depleted energy in the model with the strategy of reducing distances compared to the model with a cross-section of L80x80x8 mm under 1000 kg explosion, more than 2.4 has been obtained.
Keywords: strengthening, Masonry infilled-wall, Seismic Design, Explosive Charge, Explosive Loading -
به دلیل اهمیت کاهش هزینه های ساخت و سازهای مهندسی، پژوهش های بسیاری در زمینه بهینه یابی سازه ها انجام می شود. از این رو کاهش وزن سازه ها می تواند در راستای کاهش هزینه ها سودمند باشد. در این پژوهش، یک مسئله نوین بهینه یابی تک هدفه برای طراحی برپایه عملکرد قاب خمشی فولادی دوبعدی مبتنی بر تحلیل دینامیکی غیرخطی با تکیه بر آیین نامه های جدید طراحی بر اساس عملکرد ارایه شده است. تابع هدف وزن قاب خمشی است که مقدار آن باید کمینه شود و برای حل مسئله از الگوریتم فراکاوشی بهینه یابی اجتماع ذرات (PSO) کمک گرفته شده است. با به کارگیری تحلیل دینامیکی غیرخطی به عنوان یک روش تحلیل لرزه ای که با لحاظ رفتار غیرارتجاعی مصالح و غیرخطی هندسی، ماهیت دینامیکی سازه را تحت زلزله نزدیک به واقعیت در نظر می گیرد، طراحی برای سطح خطر لرزهای و سطح عملکردی معین صورت گرفته است. با توجه به آیین نامه های مورد استفاده در این پژوهش، نیاز به مقیاس شتاب نگاشت هایی برای تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی است که برای این منظور از روش هم پایه سازی طیفی برای روند مقیاس یازده شتاب نگاشت زلزله بهره گیری شد. همچنین قیدهای طراحی گوناگونی از جمله قیود سازگاری ابعادی مقاطع، خدمت پذیری و عملکردی پیشنهاد شده است. مثال طراحی ارایه شده نمایانگر کارایی مسئله پیشنهادی و توانایی الگوریتم بهینه یابی اجتماع ذرات در طراحی بهینه بر پایه عملکرد است.
کلید واژگان: طراحی لرزه ای, بهینه یابی سازه ها, تحلیل دینامیکی غیرخطی, روش بهینه یابی اجتماع ذرات, طراحی براساس عملکرد, قاب خمشی فولادیDue to the importance of economic issues in building constructions, in recent decades, many studies have been performed on structural design optimization to reduce the constructional costs in various stages. Meanwhile, the structural weight is one of the important objective functions that is often applied to structural design optimization. In this study, a new single-objective optimization problem is proposed for performance based seismic design of two-dimensional steel moment resisting frame using nonlinear dynamic analysis based on the recent design codes. The objective function is defined as the weight of the frame, which should be minimized subject to some design constraints including section size compatibility, serviceability and performance-based limitations. As a well-known meta-heuristic method, particle swarm optimization (PSO) algorithm is utilized for solving this continuous optimization problem. Nonlinear dynamic analysis is employed for performance based seismic design based on specific seismic performance and seismic hazard levels. Since nonlinear time history analysis considers both material and geometric nonlinearities, it is the best choice to obtain accurate and realistic results among other seismic analysis methods. Also, spectral matching method is used for the scaling procedure of eleven accelerograms. Design example shows applicability and capability of the proposed optimization problem as well as the PSO algorithm.
Keywords: Seismic Design, Structural Optimization, Nonlinear dynamics analysis. Particle swarm optimization (PSO), Performance-based design, Steel moment frame -
The 2800 standard is used as the main reference for theseismic design of structures in Iran. Structural analysis methods consist of two groups of linear and nonlinear analyzes that each hasdifferent parts. In this regard, the nonlinear staticanalysis method(Pushover)is applicable in accordance with the existing code. In this method, the capacity curve, which indicates the changes of the basic shear relative tothe structure of the roof's displacement. In this paper, we have investigated how to determine the capacity curve of a three-storey residential building with a bending frame systemin two main directions, based onthe fourth edition of the 2800 standard.
Keywords: Capacity curve, static nonlinear analysis, Pushover, seismic design, 2800 standard -
امروزه یکی از جدیدترین زمینه مطالعات در حوزه مهندسی سازه و زلزله، دستیابی به سیستم های سازه ای است که پس از وقوع زلزله به سرعت به وضعیت پیش از زلزله و خدمت رسانی بازگردد. دیوار برشی فولادی نازک در قاب بتن آرمه با داشتن قابلیت تعویض به عنوان عضو فدا شونده و یا فیوز، هنگام زلزله از سیستم باربر جانبی محافظت می نماید. در این مقاله با در نظر گرفتن رفتار دوگانه ناشی از اندرکنش بین قاب و دیوار، یک روش طرح پلاستیک مبتنی بر عملکرد در قاب خمشی بتن آرمه ویژه با دیوار برشی فولادی نازک ارایه شده است. این روش طراحی، روشی غیرتکراری، ساده و قابل برنامه نویسی بوده که توسط آن سازه تحت سطوح عملکرد هدف های مختلف، با دقت مناسب طراحی می شود. سطوح عملکرد هدف در این مقاله رفتار الاستیک در زلزله بهره برداری برای قابلیت استفاده بی وقفه، رفتار غیر الاستیک ورق و الاستیک قاب خمشی در زلزله سطح طراحی برای بازسازی سریع و رفتار غیر الاستیک کل سازه در زلزله حداکثر برای جلوگیری از فروریختگی است. برای این منظور، سه سازه کوتاه، متوسط و بلندمرتبه (6، 12 و 18 طبقه)، در ناحیه با لرزه خیزی بالا با این روش طرح شده و آنالیز دینامیکی غیرخطی، روی این سازه ها با استفاده از مدل نواری در نرم افزار OpenSees انجام شده است. نتایج با مقادیر آیین نامه ASCE7-10 و مقادیر پیشنهادی دیگر محققان مقایسه و تطبیق مناسبی مشاهده شد. بر اساس نتایج تحلیل مشخص شد، سازه های طرح شده در سه سطح خطر فرض شده، به سطوح عملکرد هدف رسیده اند.کلید واژگان: دیوار برشی فولادی نازک, قاب بتن آرمه, طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد, طرح لرزه ای, سیستم فیوز سازه ایNowadays, one of the newest studies in the field of structure engineering and earthquake is the acquisition of systems that will quickly return to pre-earthquake and service after an earthquake. Thin steel plate shear walls in reinforced concrete frame with replaceable as a sacrificial member or fuse will protect the sidewall system during an earthquake. In this paper, a method performance-based plastic design in a reinforced concrete frame with a thin steel plate shear wall on the dual behavior caused by the interaction between the frame and the wall is presented. This design method is a non-repetitive, simple, and programmable method by which the structure is designed with the proper levels of performance for different purposes. Target Performance Levels In this paper, the elastic behavior in an service earthquake for uninterrupted usability, non-elastic behavior of the plate and elastic behavior of the bending frame in an earthquake design for quick reconstruction and non-elastic behavior of the total structure in a maximum earthquake to prevent collapse. For this purpose, three structures, short, medium and high (6, 12 and 18 storey), were designed In the high seismic region with this method. Nonlinear dynamic analysis is performed on these structures using the strip model in OpenSees software. Results were compared with the values of ASCE7-10 and other proposed values of the researchers, and a suitable matching was observed. Based on the results of the analysis, it was determined that the structures designed at three levels of assumed hazard have reached the target performance levels.Keywords: Thin Steel Plate Shear Wall, Reinforced concrete frame, PBPD, Seismic Design, Structural Fuse System
-
Every year, the phenomenon of earthquake causes a lot of human, financial and environmental losses. Transmission pipelines are one of the vital arteries that are very important, however, in the event of an earthquake can cause devastating damages. Safeguarding urban and interurban facilities, including electricity, water supply, oil and gas transmission lines, against these loads requires careful studies and engineering designs. Given that traditional methods for seismic design of pipelines such as FEM modeling and experimental methods are so expensive, a new combined method for predicting the strain of pipes based on the Artificial Neural Network (ANN) is proposed. For this purpose, the parameters of the pipeline including pipe and soil type, length, discharge, path slope, depth, etc. and earthquake-induced characteristics including earthquake acceleration, earthquake occurrence time, Peak ground acceleration (PGA), etc. were included in the model. Earthquake input parameters were considered as input parameters and pipe strains and stresses were considered as output parameter. ANSYS finite element software has also been used to simulate the pipeline and produce training data. The results of finite element software were used as input and output parameters for training and validating artificial neural network. 753 models created using ANSYS and its input/output data divided into three parts to creat ANN model. 70% of the total data were used for training, 15% for validating and 15% for testing the ANN model. Results show that the proposed Method provides a very good agreement with the computational results of the ANSYS with accuracy of 96 percent.
Keywords: Pipeline, Seismic design, Heterogeneous Soil, FEM, ANN -
New Proposal to Incorporate Seismic Accidental Torsion in the Design of Buildings
This work studies a new design procedure to account for accidental torsion in buildings subjected to seismic ground motions. The procedure does not require a design accidental eccentricity and it is based on a simple amplification of design parameters obtained from the corresponding model without accidental torsion. The objectives of the study are to present and to evaluate the torsion design proposed procedure. Based on representative low-rise, reinforced-concrete building models subjected to a bidirectional earthquake ground motion, several scenarios of accidental torsion were simulated using the Monte Carlo method. In the first part of the study, elastic analyses of simulated models were carried out to obtain the amplification factor value (Fat). In the second part, nonlinear analyses were performed to evaluate the design proposal based on ductility demands. Main conclusions of the study are: mean values of ductility demands do not significantly change between the torsionally balanced (TB) system and the corresponding one with accidental torsion (TU with Fat = 1.0). However, these mean values decreased about 18% for beams and 16% for columns when the torsion amplification factor (Fat = 1.2) was used in the TU systems. As for peak ductility demands, the unbalance due to accidental torsion leads to increments close to 42% for beams and 54% for columns. On the other hand, the torsion amplification factor Fat = 1.2 reduces the peak values in 25%, approximately, for beams and columns of systems with accidental torsion. Main limitations of the study are: it is based on one bidirectional ground motion (with several incidence angles) and eight structural models.
Keywords: Seismic design, Accidental torsion, Accidental eccentricities, Monte Carlo simulation -
An Analytical Approach for the Flexural Robustness of Seismically Designed RC Building Frames Against Progressive Collapse
Quantitative and parametric investigations of the flexural robustness of seismically designed reinforced concrete (RC) building frames under column loss were conducted in this study. A robustness index expressed as the product of the seismic coefficient and the resistance ratio was proposed for the evaluation. Under column-loss conditions, the building frame may not sustain the effective seismic weight using the flexural mechanism as the robustness index is smaller than one. Analytical formulae of the robustness index for the three-dimensional frame model were derived using the energy method and plastic analysis technique. Seven moment-resisting RC building frames with different structural parameters were designed. Nonlinear static analyses were performed to investigate the effects of the span length, number of stories, and seismic coefficient on the robustness index. The results indicated that among these parameters, the span length was the most critical factor. The robustness index decreased with an increase in the span length. For the five-story building frames, it decreased to smaller than 1.0 when the span length increased from 4 to 6 m or larger. Nevertheless, the robustness index was approximately directly proportional to the seismic coefficient and number of stories. It was doubled as the seismic coefficient or number of stories increased from 0.1 to 0.2 or five to ten, respectively. Numerical verification confirmed that the proposed analytical formulae can provide conservative robustness evaluation for seismically designed RC building frames.
Keywords: Robustness index, Column loss, Progressive collapse, Resistance ratio, Seismic design, RC buildings -
International Journal of Optimization in Civil Engineering, Volume:9 Issue: 4, Autumn 2019, PP 611 -628Composite RCS building frames integrate reinforced concrete columns with structural steel beams to provide an efficient solution for the design and construction of earthquake-resisting structures. In this paper, an optimization framework is developed for performance-based seismic design of planar RCS moment resisting frames. The objective functions are defined as minimizing the construction cost and the seismic damage. The design variables are obtained in a two-stage design optimization procedure; the elastic design in which column cross-section dimensions are determined and the inelastic design in which beam cross-sections and column reinforcements are obtained. Two design examples are presented to demonstrate the applicability and efficiency of the proposed method. Based on the obtained results, it is concluded that the proposed design optimization procedure is a viable approach in producing cost effective seismic designs of composite RCS frames, with reliable seismic performance and reduced damage potential in the event of a severe earthquake ground motion.Keywords: Optimization, Performance-based design, Seismic design, Composite structure, RCS frame, Colliding Bodies Optimization
-
با توجه به گسترش استفاده از دستورالعمل های بهسازی لرزه ای برای ارزیابی سطح عملکرد ساختمان های موجود در سراسر جهان و همچنین اشاره به استفاده از تحلیل های غیرخطی در طراحی سازه های جدید در ویرایش های جدید آیین نامه های طراحی لرزه ای برخی از کشورها، بحث تطبیق این مدارک با یکدیگر از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به معرفی چهار روش مختلف تحلیل در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود (نشریه 360)، سازگاری این روش ها نیز در تعیین سطح عملکرد ساختمان های موجود قابل بررسی است. از این رو در این تحقیق در راستای پاسخ به دو سوال فوق در ساختمان های با سیستم باربر قاب خمشی فولادی، عملکرد لرزه ای سه ساختمان فولادی با پلان مشابه شکل پذیری ویژه و متوسط که با استفاده از آیین نامه های رایج طراحی سازه های فولادی (مبحث دهم مقررات ملی ساختمان) طراحی شده بودند، با استفاده از چهار روش تحلیل پیشنهادی در نشریه 360 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که به طور کلی نشریه 360 نسبت به آیین نامه های مرسوم طراحی سازه های فولادی مانند مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، برای سازه ساختمان های جدید منجر به مقاطع سبک تری می شود. به عبارت دیگر آیین نامه های طراحی لرزه ای نسبت به آیین نامه های بهسازی دارای ضوابط سختگیرانه تری می باشند. این امر می تواند به دلیل کنترل معیار تغییرشکل نسبی جانبی طبقات در آیین نامه های طراحی ساختمان های جدید یا دیگر کنترل های مضاعف لازم باشد که در ساختمان های فولادی با قاب خمشی کنترل کننده طرح هستند.کلید واژگان: قاب خمشی فولادی, عملکرد لرزه ای, طراحی لرزه ای, تحلیل غیرخطی, تحلیل خطیToday, instructions for seismic rehabilitation of existing buildings are widely used for seismic performance evaluation of existing buildings. Moreover, nonlinear structural analysis methods are permitted for seismic design of new buildings in recent versions of seismic design codes in some countries, such as Iran. Therefore, match compliance of conventional design codes with instructions for seismic rehabilitation of existing buildings is of great importance. On the other hand, four different analysis methods are available in seismic rehabilitation instructions that compatibility of these analysis techniques can be evaluated. In this regard, seismic performance of three buildings with steel moment frames as lateral load resisting system with 4, 8 and 12 stories that were designed previously according to conventional seismic design codes with two levels of ductility (Intermediate and Special) were evaluated using seismic vulnerability assessment instruction in Iran (Code No. 360) by means of four analysis procedures. Analysis results indicate that conventional seismic design codes are more conservative than Code No. 360. In other words, design of steel moment frames with conventional design codes leads to stronger beams and columns. This phenomenon can be due to controlling lateral interstory drift and weak beam-strong column criterion in moment frames that control final design of these structures.Keywords: Steel moment frame, Seismic Performance, Seismic Design, Nonlinear analysis, Linear analysis
-
The Spectra of Relative Input Energy per Unit Mass of Structure for Iranian EarthquakesEnergy criterion is a simple and scalar quantity, so it has been employed by many researchers for the assessment of seismic behavior. Production and presentation of input energy spectra are effective steps for the employment of energy criterion in the seismic design of structures. Ninety-two pairs of horizontal components of Iranian earthquakes were used for this research. These records were divided into near-field and far-field, and in each field, soils categorized to types 1–3. Using nonlinear dynamic analysis, 92 inelastic spectra of relative input energy per unit mass were generated for a damping ratio of 5% and a ductility factor of 3. Then, for each category of records, a combined spectrum was produced at design level corresponding to 10% risk in 50 years. The evaluation of combined spectra led to the conclusion that the average value of combined spectrum in near-field is greater than that in far-field. In addition, the average value of combined spectrum is greater for softer soils. The corresponding period to the peak of combined spectrum in near-field is longer than that in far-field. The effect of soil type in near-field is more than that in far-field. For each field and each type of soil, a relation and its parameters have been proposed for the inelastic spectrum of relative input energy per unit mass.Keywords: Inelastic spectrum, Soil type, Near-field, Far-field, Seismic design, Combined spectrum
-
به دلیل پیچیدگی بارهای وارده به اسکله های شمع و عرشه به دلیل نوع کاربردی ویژه آن ها به عنوان سازه های پهلوگیری، همواره طراحی چنین سازه هایی دارای چالش های بسیاری می باشد؛ به طوری که در سال های اخیر شاهد انجام پژوهش های نوینی در این زمینه هستیم. پس از رخ داد چند زمین لرزه شدید در کشورهای لرزه خیز ، مشخص شده است که طراحی لرزه ای سازه های ساحلی به روش رایج نیروئی نیازمند بازبینی دقیقی دارد به طوری که بتوان رفتار آن ها را در هنگام زلزله به درستی پیش بینی نمود و ایجاد خسارات به تاسیسات روی عرشه و نیز ناپایداری کلی چنین سازه هایی پیشگیری به عمل آورد. در نهایت روش طراحی براساس عملکرد به عنوان روشی با قابلیت اطمینان بالا که می تواند میزان خرابی های رخ داده در سازه تحت اثر زلزله هایی با شدت های مختلف را پیش بینی نماید، به عنوان روشی مطمئن در بسیاری از کشورهای پیشرو در زمینه سازه های دریایی برای طراحی لرزه ای اسکله ها درنظر گرفته شده است. ولی همچنان شاهد استفاده از روش طراحی نیرویی در کشورمان هستیم که این مسئله ممکن است باعث شود تا در هنگام زلزله شاهد خساراتی جدی در این سازه ها و صرف هزینه های بسیار زیادی جهت تعمیر آسیبات کنترل نشده باشیم؛ لذا در این مطالعه به بررسی نتایج روش های طراحی نیروئی رایج در کشور براساس نشریه 631 ، استاندارد 2800 و نیز روش عملکردی براساس آئین نامه ASCE/COPRI 61-14 پرداخته خواهد شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که استفاده از روش طراحی عملکردی موجب توزیع بهینه تر مقاومت در سازه و افزایش قابلیت اطمینان عملکرد سازه در هنگام زلزله خواهد شد.
کلید واژگان: اسکله های شمع و عرشه, طراحی براساس عملکرد, طراحی به روش نیروئی, آسیبDue to the complexity of loads applied to wharves and piers because of their special application as mooring and berthing structures, their design always has many challenges. These structures have a large mass, and the piles and pile caps connections must sustain large inelastic deformations during major earthquakes which force-based design method cannot consider properly. So this study was undertaken to evaluate the full seismic performance of a typical synchrolift wharf located at Hormozgan province with performance-based design method by a series of static pushover analyses for three different hazard levels in accordance with ASCE/COPRI 61-14 code requirements and local seismicity. Soil-structure interaction, material overstrength, and site-specific response spectra were used to determine the displacement demands. The results reveal that using conventional force-based design method leads to the unreliable deck as well as uneconomical pile foundation designs.
Keywords: Wharves, Piers, Performance-based design, Hazard levels, Seismic Design, Soil-structure interaction -
نشریه عمران و پروژه، پیاپی 2 (تیر 1398)، صص 52 -67امروزه اقتصاد بسیاری از کشورها از جمله کشور ایران به حمل و نقل های دریایی وابسته شده است، به طوری که شاهد افزایش ساخت سازه های ساحلی به عنوان محل پهلوگیری شناورهای تجاری و نظامی و نیز به عنوان سازه های نگهدارنده تاسیسات حمل بار هستیم. لذا در سال های اخیر مطالعات بسیاری در زمینه طراحی اسکله ها توسط کشورهای مختلف انجام گرفته که در نهایت روش طراحی براساس عملکرد به عنوان روشی با قابلیت اطمینان بسیار بالا جهت طراحی این سازه ها توسعه داده شده است. با توجه به اینکه کشور ایران نیز از نظر لرزه خیزی در منطقه فعال جهان قرار دارد و به گواهی اطلاعات مستند علمی و مشاهدات قرن بیستم از خطرپذیرترین مناطق جهان در اثر زمین لرزه های پرقدرت محسوب می شود، به همین دلیل روش طراحی براساس عملکرد در سال های اخیر توسط بسیاری از پژوهشگران جهت افزایش قابلیت اطمینان طرح سازه های ساختمانی در مقابل بارهای لرزه ای توسعه داده شده و جای خالی استفاده از این روش در طراحی سازه های حجیم و گران قیمتی مانند اسکله های شمع و عرشه دیده می شود. اهمیت این موضوع از این جهت است که هزینه های ساخت و نگهداری اسکله های شمع و عرشه به عنوان قسمت اصلی بنادر بسیار بالا بوده و وقوع آسیب هایی کنترل نشده در این سازه ها در هنگام زلزله می تواند منجر به صرف هزینه های اقتصادی بسیار زیادی برای کشور شود. لذا در این مطالعه به معرفی و بررسی آئین نامه طراحی لرزه ای اسکله های شمع و عرشه انجمن مهندسین آمریکا به همراه تمرکز بر روش طراحی براساس عملکرد پرداخته شده است.کلید واژگان: اسکله های شمع و عرشه, طراحی براساس عملکرد, قابلیت اطمینان, خرابیIt is realized that the economy of many littoral countries, including Iran, is dependent on the marine developments; therefore, the construction of port structures as the point of berthing, mooring, and repair of marine vessels has boomed in recent years. Hence, there has been significant research on the design of port and harbor structures, which leads to the development of performance-based design method as a highly reliable way for seismic design of these structures. Seismic actions may cause uncontrolled damages to wharves and piers, resulting in huge economic losses to the country. Iran is also one of the most seismically active zones and contrary to the seismic design of waterfront structures which still leaves much to the designer’s judgment, there are several published codes for performance-based design of building structures. So in this paper, the state-of-the-art ASCE/COPRI 61-14 code requirements on seismic design of wharves and piers has been studied along with the performance-based design method.Keywords: Wharves, Piers, Performance-based design, Reliability, Seismic Design, Damage
-
International Journal of Optimization in Civil Engineering, Volume:9 Issue: 3, Summer 2019, PP 525 -541In this paper, an optimization framework is developed for performance-based seismic design of composite moment frames consisting of concrete filled steel box columns and I-shaped steel beams. Material cost of the structure and seismic damage under severe earthquake ground motions are minimized as objective functions. Two design examples are presented to demonstrate the applicability and efficiency of the proposed method. Based on the obtained results, it is concluded that the proposed design optimization approach is capable of producing seismic designs of composite MRFs which are cost effective, provide reliable seismic performance and suffer less damage in the case of a severe earthquake ground motion.Keywords: Optimization, Performance-based design, Seismic design, Composite structure, Colliding Bodies Optimization
-
در این مقاله، یک روش تحلیلی برای برآورد پاسخ لرزه ای مخازن استوانه ای تحت تحریک افقی و قائم زلزله با در نظر گرفتن انعطاف-پذیری دیواره مخرن که تا سطح خاصی از مایع پر شده اند، ارائه می شود. حل مساله سیستم مایع-پوسته برای به دست آوردن فشار ضربه ای به روش ریلی-ریتز انجام می گیرد. در تحلیل ارتعاشی پوسته در حرکت افقی زلزله اثر مدهای محیطی نوع Cosθ و پوسته مخزن به صورت نازک در نظر گرفته شده است. همچنین نتایج این روش تحلیلی با نتایج مطالعات قبلی مقایسه می شود. سپس با استفاده از روابط تحلیلی پیشنهادی، یک مدل مکانیکی با در نظر گرفتن انعطاف پذیری جداره مخزن برای مخازن استوانه ای بتنی تحت تحریک افقی زلزله ارائه می-شود و نتایج این مدل مکانیکی و دقت جواب حاصل از آن با نتایج تحلیلی پیشنهادی و آیین نامه ACI 350.3-06 مقایسه می شود. در انتها این نتیجه حاصل می شود که جوابهای آیین نامه با روش تحلیلی پیشنهادی، تفاوت زیادی دارد که علت آن در نظر نگرفتن صحیح انعطاف پذیری جداره توسط این آیین نامه می باشد.کلید واژگان: روش ریلی-ریتز, مخزن استوانه ای بتنی, فشار ضربه ای, فشار نوسانی, مدل مکانیکیLiquid storage tanks, as special structures, behave differently from ordinary structures in terms of dynamic behavior. These important structures are mostly constructed in two cylindrical and rectangular shapes, according to their use for storing various materials such as water and oil in the form of ground, elevated, buried and semi-buried. In this paper, an analytical method is presented for estimating the seismic responses of concrete cylindrical tanks subjected to horizontal and vertical components of earthquakes. Effects of liquid-shell interaction on the dynamic response of cylindrical tanks, taking into account flexibility of the wall and level of filling are studied. The velocity potential function is solved by satisfaction of boundary conditions and separating the variables. The solution of the problem is used to obtain the impulsive pressure using the Rayleigh-Ritz method using the vibration modes of flexible shells (open top-clamped bottom) with suitable boundary conditions. The results of this proposed analytical method are compared with those of the previous studies. Then a mechanical model is presented with considering the flexibility and mass of the tank wall for concrete cylindrical tanks completely or partially filled with liquid. The results of proposed mechanical model are compared with the analytical results and ACI 350.3-06. The conclusion is that while the design code does not estimate the response with a good accuracy, the proposed exact analytical procedure and the approximate mechanical model exhibit very good precisions for determining the dynamic responses of cylindrical concrete tanks.Keywords: Concrete cylindrical tank, liquid-shell interaction, Rayleigh–Ritz method, seismic design, mechanical model
- 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.