فهرست مطالب

آنالیز سازه - زلزله - سال هفدهم شماره 1 (بهار 1399)

نشریه آنالیز سازه - زلزله
سال هفدهم شماره 1 (بهار 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/06/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سعید شریفی، احمد ملکی* صفحات 1-8
    بی شک یکی از اعضای اصلی و موثر در سازه های ساختمانی، سقف می باشد که نوع اجراء این قسمت از سازه نقش بسزایی در سرعت و کیفیت کل سازه خواهد داشت. استفاده از مصالح قدیمی و روش های سنتی ساخت، دیگر جوابگوی سرعت مورد نظر و نیازهای طراحی نمی باشد. در این تحقیق سعی شده است علاوه بر معرفی ساختار سقف یوبوت، رویکرد مقایسه ای از نظر عملکرد سازه ای با دیگر سقف های متداول نظیر سقف عرشه فولادی، دال بتنی و کوبیاکس ارایه گردد. بدین منظور پس از اطمینان از نتایج مدل سازی با استفاده از نرم افزار اباکوس، به مدل سازی نمونه های عددی و مقایسه آنها با سایر سقف های متداول پرداخته شده است. نتایج حاصل نشان دهنده این است که با مقایسه دال های بتنی مشاهده می شود که با افزایش مقاومت فشاری نمونه ها مقدار بار نهایی تسلیم افزایش یافته ولی بعد از نقطه تسلیم شکست نمونه ها آنی بوده و سپس ظرفیت باربری به ازای جابجایی یکسان ثابت مانده و با کاهش 30 درصدی تعداد یوبوت ها و با افزایش 20درصدی مقاومت فشاری، مقدار ظرفیت باربری در حدود32/22درصد افزایش یافته است. با مقایسه این نمونه ها با حالت بدون کاهش تعداد یوبوت ها مشخص می شود که تقریبا به ازای هر نمونه مشابه، مقدار ظرفیت باربری 10 درصد افزایش یافته است. همچنین سقف یوبوت نسبت به سایر سقف ها دارای سختی و ظرفیت باربری بیشتری می باشد و دال بتنی نیز دارای کمترین ظرفیت باربری در جابجایی های یکسان بوده و عملکرد سقف عرشه فولادی با سقف کوبیاکس نیز از نظر ظرفیت باربری نزدیک هم بوده ولی از نظر میزان سختی یا شیب منحنی نیرو- جابجایی، سقف کوبیاکس سختی بیشتری از خود نشان داده است.
    کلیدواژگان: سقف های یوبوت، عرشه فولادی، کوبیاکس، دال بتنی، ظرفیت باربری، سختی
  • سید فتح الله ساجدی*، فرید سلیمانی صفحات 9-19

    یکی از عوامل موثر در فرآیند طراحی ساختمان ها، چگونگی کنترل و مدیریت نیروی زلزله برای دستیابی به مقاومت لرزه ای مطلوب، در عین رعایت شکل پذیری مناسب می باشد. در این راستا، به کارگیری سیستم های مهاربندی مختلف در سازه ساختمان های بلندمرتبه، نظیر دیوار برشی های فولادی و بتنی از راهکارهای متداول است. لذا در این پژوهش، یک بار با در نظرگرفتن اندرکنش خاک- سازه و بار دیگر بدون لحاظ این اندرکنش بر روی دو سازه 10و 15 طبقه، در حالات وجود دیوار برشی های فولادی و بتنی، مدل های مختلفی در نرم افزار ABAQUS به روش تحلیل غیر خطی بررسی شدند. به همین منظور با مدل سازی سازه های مذکور در نرم افزار ، تاثیر استفاده از دیوار برشی های فولادی و بتنی، با لحاظ اثر اندرکنش خاک- سازه و بدون آن تحلیل شدند. نتایج حاصل از مدل سازی ها برای سازه 10 طبقه نشان داد که عملکرد سازه با دیوار برشی فولادی بهتراز دیوار برشی بتنی می باشد. هم چنین نتایج به دست آمده برای سازه 15 طبقه نیز نشان داد که عملکرد این سازه با دیوار برشی فولادی بهتر از دیوار برشی بتنی بوده است. به طور کلی، نتایج نشان داد که دیوار برشی فولادی رفتار بهتری را نسبت به دیوار برشی بتنی از خود نشان می دهد. در مجموع به دست آمد که با لحاظ نمودن اندرکنش خاک - سازه در مدل سازی های انجام شده برای هر دو نوع سازه، خروجی ها به واقعیت نزدیک تر می شوند.

    کلیدواژگان: شکل پذیری، مقاومت لرزه ای، ساختمان بلندمرتبه فولادی، دیوار برشی فولادی، دیوار برشی بتنی
  • بابک بهفروز*، محمدحسن میثمی، زهراسادات موسوی صفحات 21-33

    با افزایش جمعیت اهمیت ایجاد ساختمان های بیشتر در مدت کوتاه و با هزینه کم، مانند سازه های پیش ساخته بیش از پیش نمایان می شود. به همین منظور در این مقاله با استفاده از نرم افزار SAP2000-14، سه قاب بتنی 2، 4 و 6 طبقه به صورت دو بعدی با در نظرگیری اتصالات به صورت مفصلی،  نیمه صلب و گیردار، که دارای 5 دهانه با ابعاد 4 متر برای چشمه وسط و ابعاد 5 متر برای دهانه های کناری می باشد، طراحی شدند. بدین ترتیب در دهانه های 4 متری وسط قاب بادبند فولادی X شکل تعبیه شده است. سپس با انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی تاثیر عواملی نظیر تعداد طبقات و صلبیت اتصالات بر ضریب رفتار مورد بررسی قرار گرفته، سپس خود ضریب رفتار برای این قاب ها محاسبه شده است. نتایج نشان داد با افزایش گیرداری اتصال و ارتفاع سازه مقدار ضریب رفتار نیز افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: ضریب رفتار، قاب بتنی پیش ساخته، اتصالات نیمه صلب، بادبند فولادی
  • علیرضا فاروقی*، سجاد محمدی، عبدالرضا سروقد مقدم صفحات 35-42

    در طرح لرزه ای سازه ها، تعیین تعداد و موقعیت دهانه های مهاربندی با توجه به طرح معماری در پروژه ها معمولا با مشکل مواجه می شود. این موضوع باعث شده در مواردی انتخاب بهترین موقعیت و تعداد دهانه های مهاربندی مشکل بوده و بویژه در قابهای دوگانه به اختلاف در تعیین نیروهای طراحی اعضاء مجاور آنها (ستونها) گردد. از الزامات طرح لرزه ای سیستم های باربر جانبی کنترل ستونهای مجاور دهانه های مهاربندی برای ترکیب بار زلزله تشدید یافته می باشد که تابعی از ضریب اضافه مقاومت سازه است. این تحقیق به دنبال ارایه و معرفی بهترین مدل سازه ای درمورد  تعدادوموقعیتدهانه هایمهاربندی در یک سیستم سازه ای با سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربندبرون محورفولادی می باشد. علی رغم کنترل رابطه زلزله تشدید یافته در مدلهایی که ستونها از 2 جهت به مهاربندها متصل هستند و نیروی زلزله از هر 2 راستا به ستون وارد می شود تعداد مفاصل خرابی (از CP گذشته) نسبت به مدلهایی با مهاربندهای پراکنده میزان قابل توجهی افزایش می یابد. از آنجایی که افزایش نیروی محوری در این ستونها باعث کاهش ظرفیت خمشی آنها می شود که به علت وجود لنگر خمشی در قاب های دوگانه امری اجتناب ناپذیر است، این ستونها بسیار زودتر از ستون های دیگر دچار خرابی ترد و عبور از آستانه فروریزش می شوند. بنابراین پیشنهاد می گردد مانند نشریه 360، کنترل این ستونها در زلزله تشدید یافته صرفا بر اساس نیروی محوری نبوده بلکه اندرکنش نیروها بررسی گردد.

    کلیدواژگان: تعداد و موقعیت دهانه مهاربندی، ضریب اضافه مقاومت، سیستم دو گانه قاب خمشی و مهار بند برون محور فولادی، استاندارد 2800 زلزله ویرایش4، زلزله تشدید یافته، اندرکنش خمش و نیروی محوری
  • احمد کریمیان، ارسطو ارمغانی*، علاءالدین بهروش صفحات 43-54
    اتصالات تاثیر به سزایی درروند استهلاک انرژی در سازه و رفتار آن در برابر بارهای غیرعادی که اغلب منجر به پدیده خرابی پیش رونده می شوند دارند؛ از همین رو به مطالعه تاثیر تغییر مشخصات مکانیکی و هندسی بر روی اتصالات قاب های خمشی فولادی در برابر خرابی پیش رونده در این تحقیق پرداخته شده است در این راستا پارامترهای متغیر شامل نوع اتصال تیر به ستون (اتصال گیردار مستقیم تیر با مقطع کاهش یافته یا RBS و اتصال خمشی یا FF)، نوع فولاد مورد استفاده در محل اتصال تیر به ستون (فولاد نرمه ساختمانی St37 و فولاد با آلیاژ پایین Steel LY 160) و محل حذف ستون در طبقات (بدون حذف و حذف ستون در طبقات همکف، دوم و چهارم) می باشند. تحقیقات بر روی قاب فولادی شش طبقه با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS و روش مسیر جایگزین صورت گرفته است اعتبار سنجی روش المان محدود با استفاده از شبیه سازی عددی یک قاب فولادی انجام شده و تطابق مناسبی مشاهده گردید مهم ترین نتایج حاصل نشان می دهد در قاب هایی که در محل اتصال از فولاد با نقطه تسلیم پایین استفاده شده است بهترین عملکرد از جنبه نسبت تقاضا به ظرفیت (DCR) تیرهای پیرامون محل حذف متعلق به قاب های دارای اتصالات FF است.
    کلیدواژگان: خرابی پیش رونده، اتصالات تیر به ستون، فولاد با آلیاژ پایین، RBS، FF
  • زمان مجیدی نیا، کوروش مهدی زاده*، عباسعلی صادقی، سیده وحیده هاشمی صفحات 55-69
    امروزه استفاده از دیوار برشی فولادی بدون سخت کننده توصیه می شود. یکی از نوآوری های دیوار برشی فولادی، استفاده از ورق های موج دار به جای ورق های ساده است. بنابراین برای به تعویق انداختن وقوع کمانش از ورق های موج دار استفاده می شود. در این تحقیق، با توجه به اهمیت موضوع، برای اطمینان از صحت مدل سازی، نمونه ی آزمایشگاهی چوی و پارک برای راستی آزمایی انتخاب و پس از اطمینان از درستی نتایج، تعداد 8 نمونه ی دیوار برشی فولادی با ورق موج دار توسط نرم افزار آباکوس (ABAQUS) مدل سازی گردید. در این نمونه ها به بررسی پارامترهایی از قبیل ضخامت ورق فولادی، نسبت طول به عرض ورق (a/b) و تغییر مشخصات هندسی المان های محیطی پرداخته شده است. نتایج عددی نشان دادند که پایداری چرخه های منحنی هیسترزیس در نمونه با ضخامت ورق 8 میلی متر ثابت نبوده، به طوری که در گام های آخر بارگذاری، افت مقاومت و کمانش موضعی در چرخه های بارگذاری مشاهده شده است. از نظر عددی می توان گفت که نمونه با ضخامت ورق 8 میلی متر نسبت به نمونه هایی با ضخامت ورق های 4 و 6 میلی متر دارای بیشترین ظرفیت باربری می باشد. تاثیر المان های مرزی در عملکرد نمونه ها ناچیز بوده است. در نهایت مشخص شد که با افزایش طول ورق نسبت به ارتفاع آن، میزان شکل پذیری افزایش قابل توجهی یافته است.
    کلیدواژگان: ظرفیت باربری، شکل پذیری، دیوار برشی فولادی، ورق مو ج دار، بارگذاری چرخه ای
|
  • Saeed Sharifi, Ahmad Maleki * Pages 1-8
    Undoubtedly, one of the main and effective members in building structures is the ceiling, and the type of execution of this part of the structure will play a significant role in the speed and quality of the entire structure. The application of old materials and traditional construction methods no longer meets the desired speed and design needs. In this study, in addition to introducing the structure of U-Boot roof, an attempt has been made to provide a comparative approach in terms of structural performance with other common roofs such as steel deck roof, concrete slab and Cobiax roof. For this purpose, after ensuring the results of modeling using Abacus software, modeling of numerical samples and comparing them with other common ceilings have been done. The results indicate that by comparing concrete slabs, when increasing the compressive strength of the specimens, the amount of final yield load is increased, but after the yield point, the failure of the specimens was immediate. Then the load capacity has remained constant for the same displacement, and with a decrease of 30% in the number of U-Boots and a 20% increase in compressive strength, the amount of load capacity has increased by about 22.32%. Comparing these specimens with the state without reducing the number of U-Boots, it is determined that for each similar sample, the load bearing capacity has increased by 10%. The U-Boot roof also has higher hardness and load-bearing capacity than other roofs and the concrete slab has the lowest load-bearing capacity in the same displacements. The performance of the steel deck roof and the Cobiax roof is also close in terms of bearing capacity, but in terms of the hardness or gradient of the force-displacement curve, the Cobiax roof has shown more hardness.
    Keywords: U-Boot ceilings, steel deck, Cobiax roof, concrete slab, bearing capacity, Stiffness
  • Seyed Fathollah Sajedi *, Farid Soleimani Pages 9-19

    One of the effective factors in the designing process of buildings is how to control and manage the seismic force to achieve the optimal seismic resistance while maintaining proper ductility. In this regard, the application of various bracing systems in the construction of high-rise buildings, such as steel and concrete shear walls is a common solution. Therefore, in this research, once considering the soil-structure interaction and again without considering the impact of this interaction on two 10 and 15-story structures, different models of ABAQUS software were presented in the presence of steel and concrete shear walls. The nonlinear analytical method was investigated. For this purpose, by modeling the structures mentioned in the software, the effect of using steel and concrete shear walls was analyzed in terms of the impact of soil-structure interaction and without it. The results of modeling for 10-story structures showed that the performance of the structure with steel shear wall is better than concrete shear wall. In addition, the results obtained for the 15-story structure showed that the performance of this structure with steel shear wall was better than concrete shear wall. In general, the results present that the steel shear wall exhibits better behavior than the concrete shear wall. In general, it was found that by taking into account the soil-structure interaction in the modeling performed for both types of structures, the outputs are closer to reality.

    Keywords: ductility, Seismic strength, Steel high-rise structure, Steel Shear Wall, Concrete Shear wall
  • Babak Behforouz *, Mohammadhasan Meisami, Zahrasadat Mousavi Pages 21-33

    As the population grows, the importance of creating more buildings in the short term and at low cost, such as prefabricated structures, becomes more apparent. For this purpose, in this research using SAP 2000-14 software, three kinds of 2, 4 and 6-story RC frames were designed by considering connection rigidity. Three types of connection rigidity including pinned, semi-rigid and rigid precast RC connections were applied to estimate response modification factor (R) of designed frames. It is worth mentioning that each of the frames has five bays and the length of each of the bays is 5 meters with the exception of median bay that is 4 meters strengthened with X-steel bracing. Then the nonlinear static analysis was applied to evaluate the effect of frame’s height and connection rigidity on response modification factor of designed frames. The results presented that with increasing the rigidity and frame’s height R factor is increased.

    Keywords: Response modification factor, Precast Concrete Frames, Semi Rigid Connections, X-Steel Bracing
  • Alireza Faroughi *, Sajjad Mohammadi, AbdOlReza Sarvghad Moghaddam Pages 35-42

    In the seismic design of structures, determination of the number and position of braced frames, according to the architectural scheme of projects, is usually encountered with obstacles. This has made it difficult in some cases to choose the best location and number of braced bays and especially in dual frames, has led to differences in the design forces of their adjacent members (columns). One of the seismic design requirements of lateral resisting system is to control the columns adjacent to braced bays for load combinations of intensified seismic load, which is a function of over-strength factor of the structure. This research aims to present and introduce the best structural model regarding the number and position of braced frames in a structural system, such as steel moment resisting frame and eccentric braces dual system. Though the intensified seismic load function is controlled in models which columns are connected to the braces in 2 directions, and seismic loads are applied in those 2 directions, the number of damaged hinges (Exceeding CP) is significantly increased in comparison with the models with straggly braces. Since the increase in axial force of these columns reduces their moment capacity (despite controlling the amplified seismic load provision), columns in dual systems that resist flexure, would be damaged and exceed the collapse threshold much sooner than other columns. Therefore, it is suggested that, like the publication 360, the control of these columns in an amplified earthquake should not be based solely on axial force, but on the interaction of forces.

    Keywords: Number, position of braced frames, Over-strength factor, Dual system of steel, Fourth revision of Iranian 2800 standard of seismic provision, Amplified seismic load, interaction
  • Ahmad Karimian, Arastoo Armaghani *, Alaaddin Behravesh Pages 43-54
    Connections have a significant effect on the energy depletion of the structure and its behavior against unusual loads, which often lead to the phenomenon of progressive deterioration.  Therefore, the effect of changing the mechanical and geometric characteristics on the connections in steel moment frames against progressive failure has been studied in this research. In this regard, the variable parameters include the type of beam-to-column connection (reduced beam section connection or RBS, free flange connection FF), the type of steel used at the beam-to-column connection (St37 and Steel LY 160) and the column removal location in different stories (without removing and removing of the columns on the ground, second and fourth stories). Research on a six-story steel frame is performed using ABAQUS finite element software and alternative loads path method. Validation of the finite element method was performed using numerical simulation of a steel frame and a suitable fit was observed. The most important results present that in the frames where low-yielding steel is used at the connection point, the best performance in terms of demand-to-capacity ratio (DCR) of the beams around the removal location belongs to the Free Flange connection frames.
    Keywords: Progressive collapse, Steel moment frame, Low-yield strength plates, RBS, FF
  • Zaman Majidinia, Kourosh Mehdizadeh *, Abbasali Sadeghi, Seyede Vahide Hashemi Pages 55-69
    Nowadays, it is recommended to use non-stiffened steel plate shear wall. One of the innovations that can be applied to the steel plate shear wall is the use of corrugated sheets instead of flat sheets. Therefore, corrugated sheets are utilized to delay the occurance of buckling. In this study, regarding to the importance of the subject, to ensure the accuracy of the modeling, a laboratory sample of Choi and Park was selected for verification and after ensuring the accuracy of the results, 8 samples of corrugated sheet steel plate shear wall were modelled by ABAQUS software. In these samples, parameters such as thickness of the steel sheet, the length-to-width ratio of the sheet (a/ b) and change in the geometric characteristics of the perimeterial elements are investigated. Numerical results presented that the stability of the hysteresis curve cycles in the specimen with a plate thickness of 8 mm was not constant, as observed in the final loading steps, loss of resistance and local buckling in the loading cycles. Numerically, it can be said that the sample with a sheet thickness of 8 mm has the highest bearing capacity compared to the samples with a sheet thickness of 4 and 6 mm. The effect of boundary elements on the performance of the specimens was negligible. Finally, it was revealed that with increasing the length of the sheet relative to its height, the amount of plasticity has significantly increased.
    Keywords: bearing capacity, ductility, Steel Plate Shear Wall, Corrugated Sheet, Cyclic loading