فهرست مطالب

آنالیز سازه - زلزله - سال شانزدهم شماره 2 (تابستان 1398)

نشریه آنالیز سازه - زلزله
سال شانزدهم شماره 2 (تابستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/05/06
  • تعداد عناوین: 6
|
  • رضا حسینی، اشکان خدابنده لو* صفحات 1-9
    در این پژوهش2 قاب ساختمانی3 بعدی بتن آرمه  28طبقه که درهردو امتداد X,Yباسیستم سازه ای لوله در لوله و سقف از نوع دال تخت، با هسته مقاوم داخلی به شکلH، در پهنه با خطر نسبی زیاد (g0.3A=) بر روی دو نوع خاک I,II بدون و با تاثیراندرکنش خاک - سازه درنظرگرفته و تحلیل می شود. هدف از پژوهش حاضر تعیین حداکثرتغییرمکان جانبی طبقات تحت بارهای ثقلی(مرده،زنده)وبار جانبی زلزله می باشد.جهت مدل سازی خاک زیرفوندانسیون، همچنین تعیین ضریب سختی دینامیکی و ضریب میرایی خاک از مدل گسسته برمبنای مدل مخروطی پی مدفون در نیم فضای همگن میک، ولف و به منظور تحلیل قاب ها با تاثیر اندرکنش خاک- سازه ازروش زیرسازه با فرض صلبیت پی استفاده می شود. جهت تحلیل بار زلزله از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی از هفت شتاب نگاشت استفاده ومدل سازی هندسی کلیه قاب ها همراه باهسته داخلی درنرم افزارSap2000-V17 انجام شده است. نتایج حاکی از آن است حداکثرتغییرمکان جانبی طبقات بااندرکنش خاک- سازه درامتداد X,Y در مقایسه با بدون اندرکنش تفاوتی نداشته و با یکدیگر برابرند. همچنین باتغییر نوع تیپ خاک بدون و با اندرکنش خاک- سازه، حداکثر تغییرمکان جانبی طبقات درامتدادX، روند افزایش نزولی22درصد و درامتدادY،25درصد افزایش داشته است.
    کلیدواژگان: لوله درلوله، اندرکنش، مدل گسسته، تاریخچه زمانی
  • امیر وکیلی*، محمدعلی زمردیان، محمدحسین احمدی صفحات 9-20

    سازه ها اغلب تحت بارهای جانبی ناشی از وزش باد، زلزله ها، امواج آب قرار می گیرند. به منظور ایجاد یک طراحی ایمن و اقتصادی پیش بینی و اندازه گیری رفتار «بار- جابجایی» گروه شمع بسیار مورد نیاز می باشد. رفتار شمع های مدفون در خاک زمانیکه تحت بار جانبی قرار گرفته اند به طور معمول توسط روش فنرهای غیرخطی وینکلر مدل سازی و تحلیل می شود در این روش اندرکنش خاک-شمع توسط منحنی های غیرخطی p-y  مدلسازی می گردد به طوری که منحنی p-y تک شمع ها را با استفاده از یک ضرب Pmبرای هر ردیف شمع واقع در گروه ویرایش و اصلاح می کنند که این مقدار متوسط ضریب Pm «ضریب کاهش گروه» نامیده می شود. تحقیق حاضر با مطالعه بر روی اثرات و فاکتورهای مختلف از جمله فاصله شمع ها در گروه و تاثیر چیدمان های مختلف بر روی مقدار ضریب کاهش گروه صورت گرفته است. ضریب کاهش گروه بدست آمده از این مطالعه به خوبی با نتایج آزمایش های بزرگ مقیاس صورت گرفته بر روی گروه شمع ها مورد مقایسه قرار گرفته اند به طوری که نتایج تطابق خوبی با نتایج آزمایش های بزرگ مقیاس از خود نشان می دهند. نتایج نشان می دهد مقدار ضریب  pm برای گروه های شمع با چیدمان های مختلف با فاصله 5/2 برابر قطر در محدوده 42/0 تا 54/0 قرار گرفته است که این نتایج به مقدار ضریب pmبدست آمده از تحقیقات گذشته مشابهت بسیار زیادی دارد.

    کلیدواژگان: گروه شمع، بار بری جانبی، روش P-Y، ضریب کاهش گروه
  • سیدعلی موسوی داودی*، مرتضی نقی پور صفحات 21-31

    ستون های فولادی پر شده با بتن (CFT) Concrete Filled Tube در سالیان اخیر به علت مزایای فراوان خود در   ساختمان های بلند و صنعتی، پل ها، اسکله ها و نیز شمع ها رواج زیادی پیدا کرده است. این ستون ها اغلب بیشتر در اشکال دایره ای اجرا می گردد. دلیل اصلی این موضوع این نکته هست که مقاطع دایره ای محصور شدگی بیشتری را نسبت به مقاطع دیگر در بتن هسته ایجاد می کند. این مهم سبب گردیده که مقاطع دایره ایی نسبت به مقاطع دیگر در ستون های CFT بیشتر مورد استفاده قرار گیرد. اما در بعضی از مواقع استفاده از مقاطع دایره ای غیر ممکن خواهد شد و مجبور به استفاده از اشکال خاص از جمله مقاطع مربع و مسطیل و مقاطع با اشکال L و T شکل در بعضی از قسمت های ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به اهمیت این موضوع در این مقاله سعی گردید که به معرفی و بررسی رفتار مکانیکی ستون های CFT با مقطع هندسی T شکل و بررسی اثر پارامتری ضخامت جدار فولاد، و تنش فشاری بتن، بر روی ظرفیت و رفتار مکانیکی این ستون ها پرداخته شود، در انتها بعد از انجام پژوهش مشخص گردید، در ستون های CFT با مقطع هندسی T شکل، بین اثر ضخامت جدار فولادی و نوع بتن، پارامتر ضخامت جدار فولادی پارامتر تاثیرگذارتری بر روی ظرفیت باربری ستون های CFT است، همچنین بین پارامتر ضخامت جدار فولادی و ارتفاع مقطع، تاثیر تغییرات ارتفاع بر روی شکل پذیری و سختی و ظرفیت باربری مقطع به طور میانگین بیشتر از پارامتر ضخامت جدار فولادی است.

    کلیدواژگان: ستون فولادی پر شده با بتن، نیروی محوری، تحلیل اجزای محدود
  • سیروس کاظمی، روزبه دبیری* صفحات 33-39

    هدف تحقیق مطالعه بررسی رفتار استاتیکی پل خاکی فولادی در نظر گرفته شده به عنوان پایه پل جهت عبور ادوات سنگین نظامی است. به این منظور، یک نمونه سازه خاکی فولادی به شکل نعل اسبی با حداکثر دهانه 88/9 متر تحت بار گذاری وزن تانک طبق نشریه 139 سازمان برنامه و بودجه به صورت استاتیکی مورد مطالعه قرار گرفته است. ورق ها بر اساس استاندارد کانادا (CHBDC) انتخاب شده است. در تحقیق حاضر، سه حالت تحلیل براساس تغییر نوع مصالح خاکریز، خصوصیات ورق سازه خاکی- فولادی و موقعیت بار وارده انجام گرفت. مدلسازی با نرم افزار پلاکسیس براساس تئوری روش اجزاءمحدود انجام شده است. نتایج بدست آمده از تحقیق حاضر نشان می دهد در خاک با خصوصیات ژئوتکنیکی مناسب (یعنی، با افزایش پارامترهای مدول الاستیسیته و زاویه اصطحکاک داخلی) پایداری سازه بیشتر شده و نشست کمتری مشاهده می شود. همچنین در انتخاب نوع ورق در سازه خاکی- فولادی مشاهده شد هرچه صفحه فولادی دارای ضخامت بیشتر و انعطاف پذیری بالاتر باشد جهت کاربرد مناسب تر می باشد.

    کلیدواژگان: تانک، سازه خاکی-فولادی، پایداری، نشست، پل
  • سیدمحمود سیدی، علی سلیقه زاده* صفحات 41-48

    میانقاب باعث افزایش سختی قاب اطراف خود می شود. قابی که با میانقاب پر شده، نسبت به قابهای مشابه که بدون میانقاب می باشند، نیروی جانبی بیشتری را جذب می کند. این امر سبب می شود تا علاوه بر سختی ، مقاومت ، زمان تناوب ، نیروهای داخلی و سایر خصوصیات، قاب دارای میانقاب تفاوت پیدا کند و بعد از سیکل های اول بارگذاری جانبی و با شکست ترد میانقاب، این نیرو به قاب منتقل شده و باعث گسیختگی و از هم پاشیدگی قاب شود. دراین تحقیق با یک پلان مشابه ساختمانهایی با ارتفاع های مختلف (سه، پنج و هشت طبقه) در سه نوع خاک متفاوت (براساس آیین نامه2800) مدلسازی شد. برای هر حالت، سازه بدون میانقاب، با میانقاب مصالح بنایی و با میانقاب 3D Panel مدلسازی شد. همچنین تحلیل در حالت استاتیکی ودینامیکی طیفی با استفاده از نرم افزار ETABS انجام پذیرفت و تاثیر استفاده از میانقاب بر کاهش طول دیوار برشی و کاهش هزینه بررسی گردید. نتایج نشان می دهند که هرچه طبقات کمتر باشد، روند کاهش طول دیوار برشی بیشتر می باشد و این موضوع در ساختمان سه طبقه بیشتر است. همچنین با استفاده از میانقاب پانل سه بعدی، ابعاد المانهای تیر و ستون و مقدار میلگرد کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: میانقاب، پانل سه بعدی، 3D Panel، میانقاب مصالح بنایی، کاهش هزینه
  • علی سرمد، مهرداد موحدنیا * صفحات 49-57

    در این مقاله تاثیر استفاده از میراگر سیال تنظیم شونده (TLD) بر رفتار لرزه ای قاب خمشی بتن آرمه بررسی شده است. در نرم افزار ANSYS مدلسازی انجام شده است. برای مدلسازی از المان های سازه ای شامل تیرها و ستون ها در قاب خمشی بتنی از المان Beam 189 و از تحلیل دینامیکی غیرخطی استفاده شد. رفتار لرزه ای سازه ها تحت زلزله های کوبه، چی چی و طبس بررسی شد. میراگر سیال تنظیم شونده در ساختمان های 5، 10 و 15 مدل و مقایسه گردید. تاثیر موقعیت مختلف میراگر در طبقات مختلف سازه ها بررسی شد. نتایج نشان می دهد استفاده از میراگر می تواند باعث عدم وقوع مفصل پلاستیک در محل اتصالات شود. همچنین مشخص شد که موقعیت قرارگیری میراگر پارامتر موثری بر رفتار لرزه ای سازه های مورد مطالعه است. برای سازه 15 طبقه استفاده از میراگر در طبقه پنجم سازه باعث کاهش جابجایی بام سازه به میزان 5/10، در طبقه دهم 17 درصد، در طبقه پانزدهم 53 درصد می شود. در سازه ده طبقه میراگرباعث کاهش جابجایی بام سازه به مقدار 50 درصد می شود. در سازه ده طبقه موقعیت میراگر در طبقه 5 باعث کاهش 33 درصدی جابجایی بام می گردد. در سازه پنج طبقه، استفاده از میراگر در طبقه 5 باعث کاهش 64 درصدی بام، و موقعیت میراگر در طبقه سوم منجر به کاهش 26 درصدی بام سازه می شود.

    کلیدواژگان: میراگر سیال تنظیم شونده، قاب خمشی بتنی، ارتفاع ساختمان، تحلیل دینامیکی غیر خطی
|
  • Reza Hoseini, Ashkan Khodabandehlou * Pages 1-9
    In this study, 2 reinforced concrete 3D building frames for a 28-storey building are going to be considered and analyzesThese frames are in both X andYdirections with tube in tube structural system and a flat plate roof with rigid internal core in the shape of H, in a relatively high risk zone (A=0.3 g) on two kinds of soil, with and without soil-structure interaction.The goal of this study is to determine the maximum drift and displacement of the storeys under gravity loads(dead  live) and lateral load of earthquake. A discrete model based on a buried footing Cone Model in homogeneous half space of volf and meek is used to model the soil under the foundation and also to determine dynamic stiffness coefficient and Soil damping cofficient and a substructure method with the footing rigidity assumption is used to analyze the frames with the soil-structure intraction  effect. A dynamic analysis of the nonlinear timeline history of seven accelerograms is used to analyze earthquake load and geometric modeling of all  frames with internal core has been done in sap2000-V17software.The results show that the maximum drift and displacement of the storeys with soil-structure interaction in X and Ydirection was not different with the one without interaction and that they are equal. By changing the type of soil with and without soil-structure interaction, the maximum drift of storeys in X direction had a descending increment process of 22 percent and in Y direction, had 25 percent is increment.
    Keywords: Tube in Tube, Intraction, Discrete Model, Time history
  • Amir Vakili *, Mohammad Ali Zomorrodian, Mohammad Hosein Ahmadi Pages 9-20

    Structures are often subjected to lateral loads due to earthquakes, winds, and waves of water. It is very necessary to predict and measure the "load-deflection" behavior of the pile group, as well as its strain behavior, in order to create a safe and economical design. The behavior of piles embedded in soil, placed under the lateral load, is typically modeled and analyzed using the Winkler nonlinear springs method. In this method, the soil-pile interaction is modeled by nonlinear curves of P-Y in a way that P-Y curve modifies and adjust the single pile using a p-multiplier  for each row of piles in the group. The factor depends upon the configuration of pile group and the pile spacing. The value of this factor for the leading rows are considered higher and for the trailing rows lower. The present study was conducted to investigate the effects of various parameters, such as the pile spacing in the group and different layouts on the  factor. The  factor obtained from this study has good compatibility with the results of the full-scale test on pile group. The results show that the value of the  factor for pile groups with different layouts of 2.5-diameter pile spacing was in the range of 0.42 to 0.54, which is very close to the value of  obtained by previous study.Structures are often subjected to lateral loads due to earthquakes, winds, and waves of water. It is very necessary to predict and measure the "load-deflection" behavior of the pile group, as well as its strain behavior, in order to create a safe and economical design. The behavior of piles embedded in soil, placed under the lateral load, is typically modeled and analyzed using the Winkler nonlinear springs method. In this method, the soil-pile interaction is modeled by nonlinear curves of P-Y in a way that P-Y curve modifies and adjust the single pile using a p-multiplier for each row of piles in the group. The  factor depends upon the configuration of pile group and the pile spacing. The value of this factor for the leading rows are considered higher and for the trailing rows lower. The present study was conducted to investigate the effects of various parameters, such as the pile spacing in the group and different layouts on the  factor. The  factor obtained from this study has good compatibility with the results of the full-scale test on pile group. The results show that the value of the  factor for pile groups with different layouts of 2.5-diameter pile spacing was in the range of 0.42 to 0.54, which is very close to the value of  obtained by previous study.

    Keywords: Pile group, Lateral load, P-Y method, Group reduction factor
  • Seyed Ali Mousavi Davoudi *, Morteza Naghipour Pages 21-31

    Concrete Filled Tube (CFT) steel columns have become increasingly popular in recent years due to their many advantages in industrial and high-rise buildings, bridges, piers and piles. These columns often run in circular shapes. The main reason for this is that circular sections create more confinement than other sections in core concrete. This caused the circular sections to be used more frequently in the CFT columns than other sections. But sometimes it will be impossible to use circular sections and will have to use special forms, such as square and mesial sections, and L and T-shaped sections in some parts of the building. Due to the importance of this issue in this paper, we tried to introduce and investigate the mechanical behavior of CFT columns with T-shaped geometrical cross section and to investigate the parametric effect of steel wall thickness, and concrete compressive stress, on the mechanical capacity and behavior of these columns. Finally, after conducting the research, it was found that in CFT columns with T-geometrical cross section, between the effect of steel wall thickness and the type of concrete, the steel wall thickness parameter is the most influential parameter on the bearing capacity of the CFT columns, and also between the steel wall thickness parameter and the cross section height, Influence of elevation changes on ductility, hardness, and bearing capacity of the cross section It is greater than the thickness of the steel wall.

    Keywords: Steel column filled with concrete, Axial force, Finite Element Analysis
  • Sirous Kazemy, Rouzbeh Dabiri * Pages 33-39

    Main idea of present research is evaluation of statically behavior of soil-steel structures under military vehicles loading. For this purpose, a soil-steel structure with horseshoe shape profile with maximum span equal to 9.88 meters considered. According to Code No.139 Tank weight affected on numerical model. Plates dimensions based on CHBDC code were selected. In present study, analyses in three position were performed. These positions are based on variations of earth fill, types of soil-steel structure plates and location of loading. Numerical analysis was carried out by Plaxis program in 2D condition and according to finite element method. Results of this study showed that, in soil with suitable geotechnical properties (i.e. increasing elastic modulus and internal friction angle), stability of soil-steel structure go up and settlement values decreases. Also, types of plate in soil-steel structure can be effective in behavior. So that, plates with high thickness and more flexibility is useful for application in soil-steel structure.

    Keywords: Tank, Soil-steel structure, Stability, Settlement, Bridge
  • Seyed Mahmoud Seyedi, Ali Salighehzadeh * Pages 41-48

    Infills increase the stiffness of their surrounding frame. As a result, infilled frames attract more lateral loads compared to similar frames without infill. Subsequently, infilled frames differ from frames without infills in terms of internal forces and other properties, in addition to stiffness, strength, and period. And after the first cycles of lateral loading and after brittle fracture of infills, these forces are transferred to the frame and cause fracture and crushing of the frame. Furthermore, the asymmetric distribution of infills in the plan increases the distance between the center of stiffness and the center of mass and induces torsion in the structure. In this study, buildings with the same floor plan and different heights (three, five and eight stories) and three different soil types (based on 2800 code) are modeled. For every case, the structure was modeled as a frame without infill, masonry infilled frame and 3D panel infilled frame. Besides, static and spectral dynamic analyses were carried out using ETABS software and the effect of infill on reducing the length of the shear wall and construction cost was examined. Results revealed that the smaller floors, the greater shear wall length reduction trend and this is more in the three-story building. It also reduces the dimensions of the beam and column elements and the amount of rebar by using a 3D panel.

    Keywords: Infill, 3D Panel, Masonry infilled frame, Cost reduction
  • Ali Sarmad, Mehrdad Movahednia * Pages 49-57

    In this paper, the effect of using a (TLD) damper on the seismic behavior of the Concrete Moment Frame Structures is investigated. Modeling ANSYS software is done. Modeling with structural elements including beams and columns in a concrete framing frame of Beam 189 and a nonlinear dynamic analysis was used. The seismic behavior of the structures was investigated under the earthquakes of Kobe, Chichi and Tabas. The TLD Damper in the 5, 10 and 15 buildings were compared and compared. The effect of different damper positions on different structures of the structures was investigated. The effect of different damper positions on different structures of the structures was investigated. Using of a damper can cause plastic joint failure in the joints. It was also found that depression position is an effective parameter on the seismic behavior of the studied structures. For the 15th floor structure, the use of a damper on the fifth floor of the structure reduces the roof structure displacement by 10.5, in the fifth floor, 17 percent, and 53 percent in the fifth floor. In the structure of the ten floors of the dam, it reduces the displacement of the roof structure by 50%. In the 10-story structure, the dampers in the 5-day delay reduce the roof's displacement by 33%. In the five-story structure, the use of a barrier on the 5th floor decreases the roof by 64%, and the position of the damper on the third floor leads to a 26% decrease in the structure's roof.

    Keywords: TLD Damper, Concrete Moment Frame, Building height, Nonlinear Dynamic Analysis