فهرست مطالب

نشریه آنالیز سازه - زلزله
سال سیزدهم شماره 3 (پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/09/29
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سیدمهدی زهرایی ، سعید بهرام مسجدبری صفحات 1-8
    مهاربندها به عنوان یکی از سیستمهای شناخته شده جهت مقاومت قابها در برابر بارجانبی می باشند. چنانچه طول محدودی ازعضو شکل پذیر در سیستم بادبندی دارای رفتار غیرارتجاعی باشد، می توان رفتار لرزه ای کنترل شده تری را برای سازه فراهم نمود. یکی از سیستمهایی که این مکانیزم را فراهم می آورد، قابهای با مهاربندی زانوئی می باشند. در این مقاله ضمن معرفی برخی ویژگی های این نوع مهاربند در حالات هندسی قطری و شورن، سعی شده است تا با مدلسازی قابهای چند طبقه (5 و8 طبقه) در نرم افزار SAP2000، نحوه رفتار جانبی سازه ها مورد بررسی قرار گیرد. با استفاده از معیارهایی همچون تغییرمکان هدف، منحنی ظرفیت (نیرو-تغییرشکل) ، نحوه تشکیل مفاصل پلاستیک و مقاطع طراحی شده قابهای نمونه، عملکرد بهترقابهای مهاربندی زانوئی حالت شورن ناشی از میرایی بیشتر به خاطر کاربرد جفت عضو زانوئی در مقایسه با حالت قطری نشان داده شده است. بر اساس نتایج حاصله در حالت مهاربندی شورون با افزایش ارتفاع (از5 طبقه به8 طبقه) جابجایی هدف به میزان 65% افزایش، ولی برش پایه به میزان 10% و مقدار شتاب طیفی 40% کاهش می یابند در صورتیکه در حالت مهاربندی قطری این افزایش جابجایی هدف به میزان 70%، ولی کاهش برش پایه به میزان 5% و مقدار شتاب طیفی نیز به همان میزان 40% می باشد.
    کلیدواژگان: مهاربندقطری، مهاربند شورون، المان زانویی، منحنی ظرفیت، جابجایی هدف، مفاصل پلاستیک
  • کامیار محبوبی، محمد صابری صفحات 9-17
    بیش از یک دهه است که مقوله بهبود و ارتقای کیفی زیر ساخت های دانش مهندسی ساختمان یکی از مهمترین موارد به حساب می آید. خراب شدن و از بین رفتن ستون و عرشه پل ها، تیرها، ستون ها، دیوارهای ساختمان ها و مواردی همچون بالا رفتن سن سازه، عوامل مضر و مخرب محیطی، طراحی یا ضعف اجرایی و همچنین تغییر کاربری سازه ها و آیین نامه های قدیمی و یا حوادثی همچون زلزله نسبت داده می شود. از طرفی در اجرای تقویت سازه های بتن آرمه معمولا محل بهینه تقویت چندان مورد توجه واقع نمی شود. از این رو تقویت محل مناسب سازه و بالا بردن هر چه بیشتر مقاومت سازه و کاهش هزینه های مقاوم سازی از موارد بسیار مهم و مورد توجه محققین مختلف بوده است. در این تحقیق، هدف اصلی بررسی سازه بتنی مقاوم سازی شده در حالات مختلف تقویت المان ها با استفاده از الیاف FRP بوده است. به این منظور ابتدا سه سازه بتنی با تعداد طبقات 5، 7 و 9 بر اساس آیین نامه 2800 زلزله در نرم افزار SAP2000 طراحی شده و تحت تحلیل استاتیکی غیر خطی (پوش آور) قرار گرفتند که تحلیل پوش آور با الگوی بارگذاری مثلثی معکوس صورت گرفته است. این سازه را طوری تقویت می کنیم که از بیشترین ظرفیت سازه استفاده بشود و همچنین ستون ها بعد از تیرها وارد مرحله غیر خطی بشوند. در مرحله بعد سازه ی مورد نظر را به روش های گوناگونی همچون تقویت کل سازه، تقویت قاب ها، تقویت المانها بصورت جداگانه، تقویت قاب های خارجی سازه، تقویت قاب های داخلی (هسته سازه) و… مورد بررسی قرار می دهیم تا با استخراج برش پایه، دریفت طبقات، نیروی داخلی المانها و مقدارFRP مصرفی، بهینه ترین روش برای تقویت سازه را بدست آوریم، که سطح عملکردی ایمنی جانی (LS) را با تقویت به وسیله FRP برای سازه تامین گردد.
    کلیدواژگان: مقاوم سازی، الیاف CFRP، مدلسازی، عملکرد لرزه ای
  • محسن عقابی، مهدی خوش وطن صفحات 19-32
    رفتار لوله های مدفون تحت جابجایی گسل موضوعی پیچیده است. در زلزله های گذشته جابجایی 1/2 و 3 و 4 متر گسل گزارش شده است. مرور تحقیقات نشان می دهد، شناخت حالت های خرابی لوله تحت جابجایی های بزرگ گسل، یک چالش است. در این مقاله، تاثیر پارامتر ضخامت لوله، بر رفتار لوله در تقاطع لوله و گسل بررسی شده است. رفتار لوله با تمرکز بر جابجایی های بزرگتر از 1 متر گسل، مورد بررسی قرار گرفته است. با تحلیل دینامیکی و در نظر گرفتن اندرکنش خاک و لوله با نرم افزار المان محدود ABAQUS شبیه سازی انجام شده است. ابعاد مدل خاک و لوله و خصوصیات مصالح در تمامی نمونه های تحلیل، ثابت بوده و مقدار جابجایی گسل (2/0 تا 3 متر) و ضخامت لوله (از 2/8 تا 20 میلیمتر) پارامترهای متغیر مقاله حاضر است. برای دو متغیر مقدار جابجایی گسل و ضخامت لوله تحلیل انجام گرفته است. مقدار حداکثر کرنش محوری و حالت های تغییر شکل لوله تحت جابجایی گسل مورد بحث قرار گرفته است. همچنین، اثر ضخامت لوله و مقدار جابجایی گسل بر مقدار کرنش جداره لوله در تحلیل عددی در نتایج آورده شده است. در جابجایی کمتر از 1 متر، تغییر شکل لوله شبیه به حرف S بوده و کمانش موضعی در لوله رخ می دهد. در جابجایی از 5/1 متر و بیشتر تغییر شکل لوله شبیه حرف Z است و چروکیدگی در لوله رخ می دهد. در جابجایی بیشتر از 5/1 متر، تغییر شکل لوله بصورت اعوجاج و چروکیدگی است. در جابجایی بیشتر از 1 متر با افزایش ضخامت لوله، کرنش کاهش می یابد. تغییر ضخامت لوله، می تواند حالت خرابی لوله را تغییر دهد.
    کلیدواژگان: جابجایی گسل، ضخامت لوله، حالت خرابی لوله، تغییر شکل لوله
  • علی سیدکاظمی، محمود میرزاآقایی صفحات 33-41
    فولاد کاربرد وسیعی در صنعت ساختمان دارد و یکی از اتصالات متعارف فولاد، اتصال جوشی است. کیفیت جوش باید با شرایط مندرج در استاندارد مورد استفاده و با قرارداد منطبق باشد. در صورتی که این موارد احراز نگردد باید اقدامات اصلاحی بر اساس استاندارد انجام گیرد. پس از اجرای اقدامات اصلاحی قطعه باید مجددا تحت بازرسی، آزمون و کنترل کیفی قرار بگیرد و با شرایط مورد نیاز مطابقت داده شود و شرایط و علل ایجاد عیب باید بدرستی بررسی و رفع گردد. رفع عیوب جوش های غیر قابل قبول بعنوان تعمیرات جوش نامیده می شود. در این تحقیق تاثیر تکرار عملیات جوشکاری تعمیری بر خواص کششی قطعه در ناحیه اتصال مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور چهار نمونه (نمونه بدون تعمیر، یکبار تعمیر، دو بار تعمیر و سه بار تعمیر) با ضخامتهای 10 میلیمتر و 20 میلیمتر، بصورت شیاری یکطرفه (vشکل) جوشکاری شدند و ارزیابی مقاومت در برابر کشش انجام شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که برای نمونه های به ضخامت 10 و 20 میلیمتر، مقدار میانگین تنش های تسلیم و تنش های نهایی در حالت سه بار تعمیر نسبت به حالت بدون تعمیر افزایش می یابند. همچنین گسیختگی حاصل از کشش نمونه ها اغلب در خارج از منطقه متاثر از حرارت رخ می دهد و استحکام کششی فولاد نرمه (37St) با انجام سه بار تکرار تعمیر در نواحی جوشکاری شده، قابل پذیرش می باشد.
    کلیدواژگان: فلز پایه، فلز جوش، ناحیه متاثر از حرارت، جوشکاری تعمیری، استحکام کششی
  • احمد ملکی ، رسول خدایاری، حسین یوسف پور صفحات 43-51
    در این مقاله کنترل فعال سازه ها با استفاده از تاندون های فعال تحت زلزله های حوزه نزدیک مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور برای بررسی تاثیر زلزله بر روی سازه ها با فرکانس های مختلف، سازه های فولادی 4، 8 و 15 طبقه که در بر گیرنده پریودهای طبیعی مختلف می باشند در نرم افزار ETABS به روش تنش مجاز طراحی گردیده و سپس با مقاطع بدست آمده از طراحی، در نرم افزار اجزا محدود Openseesبه صورت سه بعدی مدل سازی شده و با توجه به تاثیر مخرب زلزله های حوزه نزدیک و پیچیدگی محتوای این قبیل زلزله ها، سازه های مذکور تحت شتاب نگاشت های زلزله با مشخصات حوزه نزدیک قرار گرفته اند. در تحقیق حاضر به منظور صحت سنجی مدل های سازه ای، پریود ارتعاش اصلی سازه ها در دو نرم افزار با هم مقایسه شده که نتایج حاکی از تطابق نسبی خوب بین دو نرم افزار می باشد. در ادامه برای بررسی محتوای فرکانسی زلزله، تمامی رکوردها به 0. 6g مقیاس شده و به سازه ها اعمال گردیده اند. پس از انجام آنالیزهای دینامیکی متعدد بر روی مدل ها تحت یازده رکورد زلزله حوزه نزدیک، نتایج حاصل با مدل کنترل نشده مقایسه شده و کارایی سیستم تاندون فعال در سازه های مورد بررسی نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: کنترل فعال، تاندون فعال، زلزله حوزه نزدیک، جابجایی هدف، محتوای فرکانسی، OpenSees
  • منصور همتیان، محمدرضا شکاری صفحات 53-64
    از انواع دیوار برشی می توان به دیوار برشی CSRCW اشاره کرد که متشکل از دو ستون فولادی دارای گل میخ و مدفون شده در بتن مسلح می باشد. این پوشش بتنی می تواند در تحمل بار و همچنین افزایش سختی سیستم مشارکت داشته باشد. برای اتصال بتن به ستون های فولادی در این دیوار از گل میخ ها (برشگیرها) استفاده می شود که نقش بسیار مهمی را در رفتار این سیستم بر عهده دارند. در این پژوهش باتوجه به کم بودن ضخامت دیوار بتنی سعی بر آن شد تا با استفاده از سیستم CFRP نسبت به افزایش باربری سیستم اقدام شود. CFRP یکی از روش های مناسب جهت افزایش مقاومت برشی سازه ها می باشد که در دهه های اخیر مطالعات فراوانی بروی سازه ها شده است. نمونه آزمایشگاهی انتخاب شده برای بررسی عملکرد CFRP در تقویت دیوار برشی توسط D. Dan (2012) آزمایش گردید. پس از صحت سنجی در نرم افزار المان محدود آباکوس و ارایه نمونه های مختلف جهت تقویت با CFRP نسبت به بررسی خروجی های نرم افزار اقدام می شود. تقویت صورت گرفته در نمونه ها بدین صورت می باشد که نمونه مبنا بدون تقویت CFRP و نمونه A تقویت ضرب دری و نمونه B بصورت K شکل و نمونه C بصورت هم‎پوشانی در گوشه ها می باشد. از نتایج بدست آمده مشخص گردید نمونه A افزایش باربری در حدود 2/27 درصد نسبت به نمونه مبنا داشته است.
    کلیدواژگان: بهسازی لرزه ای، CFRP، دیواربرشی مرکبCSRCW
  • محمد کبیری ، محمد نوروزی صفحات 65-74
    تیر-ستون ها تحت اثر توام خمش و فشار هستند، با توجه به این که کمانش در این اعضا در یکی از اشکال جانبی، پیچشی و پیچشی-جانبی رخ می دهد، نسبت لنگر خمشی و نیروی محوری فشاری تاثیر چشم گیری بر رفتار کمانشی می گذارد. در این پژوهش عملکرد تیر-ستون های جعبه ای جدار نازک بسته فولادی، با مقاطع جعبه ای تحت شرایط بارگذاری مختلف، بار متمرکز در وسط دهانه و بار گسترده خطی با روش اجزای محدود و با شرایط تکیه گاهی دو سر مفصل در محدوده رفتار رتجاعی مورد بررسی قرار گرفته است. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، به علت بزرگ بودن لنگر حد کمانشی از لنگر حد تسلیم برای مقاطع جعبه ای تحت خمش، هیچ نوع کمانش کلی را قابل وقوع نمی داند، البته به احتمال وقوع کمانش پیچشی-جانبی در محدوده تغییر شکل های فرا ارتجاعی برای تیرهای لرزه ای اشاره می کند. نتایج این مطالعه نشان می دهد در حضور بارهای خمشی، مد کمانشی مقاطع مورد مطالعه از کمانش جانبی به پیچشی-جانبی تغییر می کند و هرچه نسبت بارهای خمشی به بارهای محوری بیشتر شود تغییر شکل های پیچشی بیشتر خواهد شد. اما در حضور بارهای خمشی در صفحه کمانش، مد کمانشی مقاطع در مقدار مشخصی از بار خمشی، از کمانش کلی به کمانش موضعی تغییر خواهد کرد. در مقایسه بین سه بارگذاری ، کمترین نسبت M/P که منجر به وقوع کمانش کلی می شود مربوط به بارگسترده یکنواخت است. با انتخاب شرایط مناسب تکیه گاهی به لحاظ تقید دوران حول هر یک از محورهای عضو و شکل مناسب مقطع جعبه ای می توان مقاومت عضو تحت اندرکنش بار محوری فشاری-لنگر خمشی بهبود بخشید.
    کلیدواژگان: کمانش، تیر-ستون، مقاطع جعبه ای، اندرکنش نیروی محوری-لنگر خمشی
|
  • s.mehdi Zahraei, Saeid Bahram Masjed bari Pages 1-8
    Bracing system is one of typical lateral bearing schemes in steel buildings. If just a limited length of ductile element becomes inelastic, a more controllable behavior is warranted. Knee Braced Frames, KBFs, are among such systems. In this paper, multistory frames (5 and 8-story frames) have been modeled with SAP2000 software and their lateral behavior has been studied. Meanwhile some of their properties have been introduced by using criteria such as target displacement, capacity curve (Force-Displacement), formation of plastic hinge and sample designed sections.
    Better lateral performance of chevron knee braced frames compared to diagonal knee braced frames has been indicated due to more knee elements and thus higher damping. According to the results of chevron knee braced frames, when the height of the structure increases (from 5 to 8 stories), the target displacement increases 65%, base-shear and spectral acceleration decrease 10% and 40% respectively, while in diagonal knee braced frames the target displacement increases 70%, base-shear and spectral acceleration decrease 5% and 40% respectively.
    Keywords: Diagonal bracing, chevron bracing, knee element, capacity curve, Target displacement, plastic hinge
  • Kamyar mahboobi, mohammad saberi Pages 9-17
    More than a decade, the issue of improving the quality of building engineering knowledge infrastructure is considered as one of the most important cases. Deterioration and loss of columns and decks of bridges, beams, columns, walls of buildings are attributed to some cases such as the age of the structure, environmental destructive factors, weak design or implementation and also change of structures’ usage, and procedures of the old regulations or events such as earthquake. On the other hand, strengthening the location of the implementation of reinforced concrete structures is not usually taken into consideration. Therefore, strengthening the proper location of the structure and increasing the structural strength and reducing the cost of retrofitting have been of great importance to the attention of various researchers. The main purpose of this study is to investigate reinforced concrete structures in various modes of reinforcement of elements using FRP fibers. For this purpose, at first, three concrete structures with 5, 7 and 9 stories were designed according to the 2800 seismic regulations in SAP 2000 software and were subjected to static nonlinear analysis for which overlapping analysis has been carried out with a reverse triangular loading pattern. This structure is reinforced so that it can use the maximum structural capacity and also the columns enter the nonlinear stage after the beams. In the next step, we consider the structure in various ways such as strengthening the entire structure, reinforcing the frames, reinforcing the elements separately, strengthening the external frame of the structure, strengthening the internal frames (structural core), etc., so that through extracting the base cutting, floor drainage, the internal force of the elements and the amount of FRP consumed, we obtain the most optimal method for reinforcing the structure, which provides the functional level of LS safety with reinforcement by FRP.
    Keywords: Reinforcement, CFRP fibers, Modeling, seismic performance
  • Mahsen Oghabi, Mehdi Khoshvatan Pages 19-32
    Pipe behavior under fault displacement is complex. In the past earthquake fault displacement of 2.1, 3 and 4 meters has been reported. Literature review shows understand failure modes of buried pipelines subjected to big fault displacement, is a challenge. In this paper, the influence of the thickness of the pipe on the response of the pipe under the fault displacement greater than 1 meter is studied. The quasi-static analysis by taking into pipe-soil interaction, by finite element simulation was performed with the ABAQUS software. Pipe and soil Dimensions and material properties of the soil and pipe is fixed in all analyzed. The fault displacement (0.2 to 3 meters) and the pipe thickness (from 8.2 to 20 mm) variable parameters of this article. For variable displacement faults and the thickness of the pipe, the pipe deformation After removing the fault, the thickness of the pipe and the amount of displacement of the fault on the behavior of pipe strain exists in the pipeline wall is extracted and discussed is located. The displacement of less than 1 meter, the pipes like the letter S and local buckling occurs in the pipeline. The displacement of 1.5 meters and more like the letter Z-pipe deformation and wrinkling occurs in the pipeline. The displacement of more than 1.5 meters, distortion, and wrinkling pipe is deformed. The displacement of more than 1 m by increasing the thickness of the pipe, the strain is reduced. Change the thickness of the pipe, the pipe failure mode changes.
    Keywords: fault displacement, pipe thickness, failure modes, pipe deformation
  • Ali Seyedkazemi, mahmood mirzaaghaei Pages 33-41
    Steel is extensively used in the construction industry and, welded joint is a conventional type of steel joints. It is important that the welding quality should comply with standard terms and consistent with the contract. If the terms are not met and the quality of weld is poor, corrective actions (repairs) should be taken in accordance with the standard. Once the corrective actions (repairs) have been completed, the piece (the weldments) must be re-inspected, tested and checked in accordance with the requirements, and the conditions and causes of defect should be carefully reviewed and resolved. Fixing unacceptable welding defects is simply called "welding repair". This study, investigates the effect of repeated welding repairs on tensile properties of the component in the welding area. To this end, four samples (samples without repair, one repair, two repairs and three repairs) with thicknesses of 10 mm and 20 mm, were welded unilaterally (v shape), and an evaluation of tensile strength was implemented. The results show that for samples with the thickness of 10 and 20 mm, the mean yield stresses and the ultimate stresses of three repair welds increase compared to original welds. Furthermore, the failure in tensile often occurs out of the heat-affected zone and the tensile strength of mild steel (st37) subjected to three repairs is acceptable in the welding area.
    Keywords: base metal, Weld Metal, heat-affected zone, Repair Welding, Tensile strength
  • Ahmad maleki, rasool khodayari, hosein yousefpour Pages 43-51
    This paper studies on active control of structures subjected to near field earthquakes. In order to evaluation of effects of earthquakes with different frequencies three steel structures of 4, 8 and 15 floors with different natural period have been desined using ETABS software based on allowable stress method then opensees software have been used for three dimentional modeling of structures. Considering the impact and frequency content complexity of new field earthquakes, these structures subseetes to new field earthquakes. The different softwares have been used to verify of structures modelling. In order to evaluation of frequency content of earthquake, all of records scaled to 0.6 g then applied to structures. Different dynamic analysis conducted using eleven near field earthquake records and then the results compared to non-controled model to indicate the effect of active tendons.
    Keywords: Active Control, Active Tendon, Near field earthquake, Target displacement, Frequency Content, OpenSees
  • mansour hemmatian, mohammadreza shekari Pages 53-64
    One kind of shear wall system is CSRCW which consists of two steel columns with stud and the column which is buried in reinforced concrete. This concrete cover can contribute to both load bearing and stiffness increasing. Studs are used to connect concrete to steel columns which have a very significant role in this regard. This research attempted to use the CFRP system in order to increase the load of the system. CFRP as a suitable method for increasing strength of structures has been the focus of research in recent decades. In 2012, D. Dan investigated the function of CFRP in reinforcing shear wall. After verifying the Abaqus software, the outlet will also be examined to reinforce CFRP. As such, the base model without FRP reinforcement and strengthening model A are crossed X shape and model B are crossed K shape and model C just overlaps at the corners. The results showed an increase in the load of about 18% compared to the Model A which is the base model.
    Keywords: Abaqus CFRP, CSRCW composite shear walls CSRCW
  • mohammad kabiri, mihammad norouzi Pages 65-74
    The beam columns are under the influence of bending and compression, given that the buckling occurs in these members in one of the lateral, torsional and lateral-torsional forms, the bending moment and compressive axial force ratio have a significant effect on the behavior of the buckling. This paper investigates the performance of thin-walled closed box steel boxes under different loading conditions, concentrated load in the middle of the span, and a uniform distributed load with finite element method and with two-headed joint supported conditions in the range of elastic behavior. The tenth topic of the National Building Regulations, due to the large buckling limit moment from the yield limit buckling, does not occur in any global buckling, however, it mentions the probability of occurrence of lateral buckling in the range of post-elastic deformations for seismic beams. The results of this study show that in the presence of flexural loads, the buckling mode of the sections studied varies from the lateral buckling to the lateral-torsion, and the greater the ratio of the flexural loads to the axial loads, the torsional deformations will be greater. But, in the presence of bending loads on the buckling plane, the buckling mode of the sections in a certain amount of bending load will change from the global buckling to the local buckling. Compared to the three loading, the lowest M/P ratio, which leads to a global buckling, is related to the uniform distributed loading. By choosing the correct support condition in terms of the rotation around each of the fender members, and the appropriate shape of the box section, the strength of the member under the compression axial force-bending moment can be improved
    Keywords: Buckling, Box cross-sections, axial load-bending moment interaction, Beam-Column, Buckling limit stress