فهرست مطالب

مهندسی سازه و ساخت - سال دوم شماره 4 (پیاپی 5، زمستان 1394)

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال دوم شماره 4 (پیاپی 5، زمستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/12/19
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سرمقاله
    غلامرضا هوایی صفحه 2
  • رضا بمانیان، حمزه شکیب صفحه 5
    سیستم دوگانه قاب – دیوار برشی فولادی نسبت به سایر سیستم های سازه ای دارای مزایای زیادی است که توجه پژوهشگران و مهندسان را به خود معطوف نموده است. از چهار دهه اخیر استفاده از این سیستم دوگانه در سازه های جدید و موجود رو به افزایش است. مواردی از قبیل شکل پذیری، مقاومت و سختی بالا، هم جنس بودن با قاب های فولادی، کاهش وزن ساختمان و به تبع آن کاهش نیروهای جانبی وارده و سرعت ساخت بالا باعث گردیده این سیستم باربر جانبی نسبت به سایر سیستم ها متمایز شود. مطالعه حاضر با هدف بررسی رفتار لرزه ای سیستم دوگانه قاب - دیوار برشی فولادی در مقایسه با رفتار لرزه ای قاب خمشی فولادی با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی انجام شده است. این دو سیستم باربر جانبی از دو ساختمان 4 طبقه که بر اساس آیین نامه های موجود طراحی شده انتخاب گردیده است. ارتفاع هر طبقه 5/3 متر در نظر گرفته شده است. بررسی رفتار لرزه ای قاب ها با انجام تحلیل های غیرخطی دینامیکی انجام شده است. برای این منظور 7 رکورد زلزله دور از گسل انتخاب و به قاب ها اعمال گردیده است. جابجایی نسبی طبقات، میزان انرژی ورودی و پراکندگی پاسخ قاب ها در ارتفاع تحت دو سطح خطر زلزله با یکدیگر مقایسه شده و نتایج حاصله مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: رفتار لرزه ای، تحلیل دینامیکی غیرخطی، سیستم دوگانه، دیوار برشی فولادی
  • حمید میرزایی فرد، مسعود میرطاهری صفحه 18
    در این مقاله، به ارزیابی لرزه ای و انتخاب جانمایی بهینه سازه های فولادی مجهز به میراگر اصطکاکی سیلندری پرداخته شده است. میراگر اصطکاکی سیلندری شامل دو عنصر اصلی، شفت(استوانه توپر) و سیلندر(استوانه توخالی) می باشد. این دو عنصر به طور کامل درون هم قرار می گیرند. اگر نیروی محوری میراگر بیش از نیروی اصطکاک بین شفت و سیلندر شود، شفت داخل سیلندر حرکت می کند که منجر به جذب قابل توجه انرژی و کاهش پاسخ های سازه خواهد شد. به منظور ارزیابی سازه های مجهز به میراگر اصطکاکی سیلندری، قاب فولادی 6 طبقه با و بدون میراگر اصطکاکی سیلندری تحت شتاب نگاشت زمین لرزه السنترو قرار داده شده و پاسخ های سازه از قبیل تغییرمکان، برش پایه و... در هر دو حالت مقایسه شده اند. نتایج نشان دهنده بهبود قابل توجه عملکرد سازه مجهز به میراگر اصطکاکی سلیندری می باشد. سپس با در نظر گرفتن نصب این میراگر در موقعیت های مختلف به منظور جذب انرژی، پاسخ های سازه در موقعیت های مذکور بررسی شده اند. نتایج نشان می دهد جانمایی قطری دارای کمترین پاسخ لرزه ای بوده و دارای بیشترین میزان جذب انرژی و نهایتا بهینه ترین موقعیت قرارگیری میراگر می باشد.
    کلیدواژگان: میراگر اصطکاکی سیلندری، جذب انرژی، تحلیل غیرخطی، جانمایی بهینه
  • هوشنگ دباغ، ریزان چوبداریان صفحه 31
    مدل خرپایی یک روش تحلیلی به منظور پیش بینی مقاومت اعضای بتن آرمه دارای نواحی ناپیوسته هندسی و یا استاتیکی است. در این مقاله امکان پیش بینی رفتار اعضای سازه ای بتن آرمه دارای نواحی ناپیوسته تحت اثر بارهای افزاینده یکنواخت با استفاده از مدل خرپایی این اعضا بررسی می شود. تاکید مطالعه بر تخمین بار شکست و تغییرمکان متناظر با این بار می باشد. به این منظور 23 نمونه اعضای سازه ای شامل دیوارهای برشی کوتاه، تیرهای عمیق و ستون های کوتاه که رفتار آنها توسط سایر محققین به طور تجربی مطالعه شده اند انتخاب شده؛ سپس مدل خرپایی و مدل اجزاء محدود سه بعدی آنها در نرم افزارABAQUS تحلیل می شوند. نتایج تحلیلی به دست آمده از مدل خرپایی در مقایسه با نتایج تجربی نمونه های مورد مطالعه، نشان دهنده همبستگی مناسب بار شکست و تغییرمکان متناظر با آنها می باشد. همچنین منحنی های رفتاری به دست آمده از تحلیل مدل خرپایی تطابق قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی دارند.
    کلیدواژگان: مدل خرپایی، تحلیل اجزاء محدودی، بتن آرمه، نواحی ناپیوسته
  • سینا فراهانی، امین محب خواه صفحه 48
    روش طراحی مستقیم برمبنای تغییرمکان یکی از روش های طراحی لرزه ای بر مبنای عملکرد می باشد که در دو دهه ی گذشته برای طراحی قاب های بتن آرمه، دیوارهای برشی و پل ها پیشنهاد و توسعه یافته است. هدف از این مطالعه، ارزیابی اضافه مقاومت روش طراحی مستقیم بر مبنای تغییرمکان برای قاب های واگرا با انواع تیر پیوند کوتاه، متوسط و بلند می باشد. برای این منظور در این مطالعه دوازده قاب مهاربندی شده واگرا با تعداد طبقات 3، 5، 9 و 12 طبقه با انواع عملکرد تیرهای پیوند با استفاده از روش طراحی مستقیم بر مبنای تغییرمکان طراحی شده اند. برای ارزیابی اضافه مقاومت قاب های واگرای موردنظر، ابتدا لازم است تا رفتار چرخه ای غیرخطی تیرهای پیوند به نحو مناسبی مدل گردد. برای این منظور، در این مطالعه از مدل ماکروی پیشنهادی ریچاردز برای شبیه سازی رفتار غیرخطی تعدادی از تیرهای پیوند آزمایش شده موجود در ادبیات فنی استفاده می شود. پس از اعتبار سنجی روش مدل سازی المان محدود، رفتار قاب های واگرای مورد بررسی در این مطالعه تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی ارزیابی می گردد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که مقدار ضریب اضافه مقاومت حاصل از روش طراحی مستقیم بر مبنای تغییرمکان برای قاب های واگرا بسته به طول نسبی تیر پیوند متغیر بوده و ممکن است از عدد پیشنهادی در این روش (5/1) نیز کمتر شود. مقدار این ضریب برای قاب های مورد بررسی در این تحقیق با تیرهای پیوند کوتاه، متوسط و بلند به ترتیب برابر با 51/1، 37/1و 19/1 به دست آمد.
    کلیدواژگان: روش طراحی مستقیم برمبنای تغییرمکان، قاب فولادی مهاربندی شده واگرا، رفتار لرزه ای، سطح عملکرد، تحلیل استاتیکی غیرخطی
  • موسی محمودی صاحبی، محمد امنی فقه مینه صفحه 62
    در تحلیل استاتیکی معادل، نیروی زلزله، بر اساس الگوی ساده شده در ارتفاع سازه توزیع می شود. هرچه این توزیع به واقعیت نزدیک تر باشد دقت تحلیل و طراحی سازه بیشتر خواهد بود. در این تحقیق با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی اعضا، یک رابطه جدید برای توزیع بارگذاری زلزله در ارتفاع پیشنهاد شده است. برای نیل به این هدف چندین قاب خمشی 3، 5، 7، 10 و 15 طبقه که بر اساس آیین نامه های رایج کشور طراحی شدند انتخاب گردیدند و توزیع بارگذاری ارتفاعی آن ها با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی فزاینده تعیین شد. در تحلیل قاب ها هفت رکورد شتاب زمان اصلاح شده مورد استفاده قرار گرفت. برای تعیین توزیع ارتفاعی بار زلزله، نخست برش طبقات مختلف سازه به دست آمد. آنگاه از تفاضل نیروی برشی موجود در طبقات مجاور، نیروی وارد بر طبقه که بیانگر توزیع ارتفاعی بار زلزله است محاسبه شد. بر اساس نتایج حاصل از تحلیل تمامی قاب ها تحت رکوردهای انتخابی، الگوی توزیع ارتفاعی زلزله برای قاب های خمشی پیشنهاد شد. نتایج نشان می دهد که رابطه پیشنهادی می تواند الگوی مناسبی برای توزیع ارتفاعی بار زلزله در تحلیل استاتیکی معادل با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی اعضا باشد.
    کلیدواژگان: توزیع ارتفاعی بار زلزله، قاب خمشی فولادی، تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده، تحلیل استاتیکی معادل
  • مهدی گوهدرق، محمد علی لطف الهی یقین، میرمحمد اتفاق، علیرضا مجتهدی صفحه 76
    لوله های حامل سیال در زمینه های مختلف از جمله صنایع پتروشیمی، نفت، گاز، خطوط انتقال در سازه های هیدرولیکی به کار گرفته می شود. در آسیب های ناشی از ارتعاش مخرب لوله هایی که اجزای یک نیروگاه یا دیگر تاسیسات صنعتی را به یکدیگر مرتبط می نمایند، یکی از دلایل اصلی در از بین رفتن زمان تولید، خرابی و درنهایت آتش سوزی در تاسیسات صنعتی به شمار می رود. بنابراین حصول به روشی به عنوان شناسایی خرابی در لوله های حامل سیال از ضرورت ویژه ای برخوردار است. هدف از انجام این پژوهش، ابتدا بررسی اثر جریان داخلی سیال بر مشخصه های ارتعاشی یک لوله در قالب روش های تئوری می باشد. سپس به منظور تحلیل ارتعاش اجباری لوله حامل سیال، اثر عبور بار متحرک خارجی مدنظر قرار می گیرد و در ادامه روشی برای شناسایی خرابی در لوله ها مبتنی بر روش الگوریتم فازی-ژنتیک پیشنهاد می گردد. در ابتدا، دستگاه معادلات دینامیکی سیستم یک لوله حامل سیال، همراه با بار متحرک خارجی که شامل برهم کنش سه گانه میان لوله و سیال و بار متحرک مدل سازی می شود و سپس بعد از حل معادله ارتعاشی سیستم، تاریخچه زمانی شتاب از نقطه میانی لوله برداشت می شود. سیگنال های به دست آمده شتاب، با استفاده از روش تبدیل فوریه از قلمرو زمان به قلمرو فرکانس انتقال داده می شوند که این فرکانس ها به عنوان ویژگی برای روشی جدید بر مبنای الگوریتمی فازی-ژنتیک برای یافتن آسیب در لوله دو سر مفصل مورد استفاده قرار می گیرد. روش معرفی شده قادر به شناسایی محل و میزان آسیب در لوله می باشد. این الگوریتم برای پیدا کردن مکان آسیب در طول لوله طراحی شده که قادر به یافتن مکان آسیب از روی الگوی تغییرات فرکانسی لوله بین حالت سالم و معیوب لوله است و برای پیدا کردن مقدار آسیب نیز از تغییرات کمی فرکانس بهره گرفته شده است.
    کلیدواژگان: شناسایی عیوب، لوله های حامل سیال، اندرکنش دینامیکی، بار متحرک
  • فرناد نصیرزاده، مصطفی خانزادی، مجید علیپور صفحه 90
    در سرمایه گذاری پروژه های BOT (ساخت، بهره برداری و اجرا)، یکی از مهم ترین تصمیماتی که باید توسط سرمایه گذاران بخش خصوصی اتخاذ گردد، انتخاب مناسب ترین طرح می باشد. تحقیقات انجام شده قبلی برای تعیین بهترین پروژه ازلحاظ اقتصادی، با نقایص عمده ای مواجه می باشند. از جمله، اثرات تمامی فاکتورهای موثر بر ارزیابی اقتصادی پروژه در نظر گرفته نشده است و همچنین از اثرات ریسک های موجود در پروژه نیز صرف نظر گردیده است. در این تحقیق ارزیابی اقتصادی پروژه های BOT با استفاده از یکپارچه سازی روش های شبیه سازی پویایی سیستم و منطق فازی انجام می گردد. برای این منظور ابتدا مقدار پارامترهای ورودی به سیستم با درنظرگرفتن عدم قطعیت ها و ریسک های موجود به شکل اعداد فازی تعیین می شود. در ادامه ارزش حاضر خالص پروژه (NPV) با توجه به کلیه پارامترهای اثرگذار بر آن شبیه سازی می گردد. با استفاده از مدل شبیه ساز توسعه داده شده، مقدار NPV پروژه های مختلف با توجه به مقادیر متغیرهای ورودی که به شکل اعداد فازی تعیین گردیده اند، برای چرخه عمر پروژه به دست می آید. درنهایت با مقایسه گزینه های مختلف در پایان دوره قرارداد، اقتصادی ترین پروژه تعیین می گردد. برای تعیین قابلیت های مدل پیشنهادی، ارزیابی اقتصادی برای دو پروژه آزادراه نمونه انجام شده است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، ارزیابی اقتصادی، پروژه BOT، پویایی سیستم، منطق فازی، ارزش حاضر خالص
  • غلامرضا هوایی صفحه 104
    امروزه عیب یابی سازه ها یکی از فعال ترین زمینه های تحقیقاتی می باشد. پاسخ های سازه ای متعددی برای تعیین موقعیت و شدت خرابی در سازه ها مورداستفاده قرار می گیرند. یکی از پاسخ هایی که می تواند جهت شناسایی خرابی مورداستفاده قرار گیرد تغییرشکل هایی هستند که در تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی به راحتی قابل اندازه گیری می باشند. ازجمله شتاب نگاشت هایی که در تحلیل تاریخچه زمانی بکار گرفته می شود شتاب نگاشت مصنوعی می باشد. در این تحقیق جهت تولید شتاب نگاشت مصنوعی، شتاب نگاشت های مصنوعی منطبق بر خواص لرزه خیزی منطقه تولیدشده اند و برای این کار توابع موجکی مورداستفاده قرارگرفته است. روشی که جهت شناسایی خرابی مورداستفاده قرار گرفت روش عیب یابی مبتنی بر تحلیل حساسیت بود و تغییر های گره ای ناشی از اثر شتاب نگاشت های مصنوعی بر سازه، به عنوان پارامترهای ورودی در این مسئله عیب یابی بودند. در این تحقیق برای نشان دادن قابلیت شتاب نگاشت مصنوعی جهت شناسایی خرابی، دو مثال عددی شامل یک خرپا و یک قاب سه بعدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شتاب نگاشت مصنوعی نه تنها برای تشخیص خرابی سازه ای موثر می باشد بلکه نتایج دقیق تری نیز، نسبت به شتاب نگاشت طبیعی ارائه داد.
    کلیدواژگان: عیب یابی، تحلیل تاریخچه زمانی، شتاب نگاشت مصنوعی، تحلیل حساسیت
  • سعید عباسی کرافشانی، علیرضا اردکانی، منصور یخچالیان صفحه 117
    حرکات لرزه ای ثبت شده در مناطق نزدیک گسل که جهت گسیختگی گسل به سمت آنها می باشد با حرکات مشاهده شده در مناطق دور از گسل بسیار متفاوت هستند. در این تحقیق برای مقایسه اثر زلزله های حوزه نزدیک و زلزله های حوزه دور بر روی یک سیستم خاک، گروه شمع و سازه از مدل سازی به روش اجزاء محدود استفاده شده، و امکان رفتار غیرخطی برای سازه در مدل سازی لحاظ شده است. جهت مدل سازی خاک دانه ای(ماسه) از مدل هایپوپلاستیک Von Wolffersdorff با در نظر گرفتن مفهوم کرنش بین دانه ای استفاده شده است. 5 رکورد زلزله حوزه نزدیک و 5 رکورد زلزله حوزه دور، که روی سنگ سخت ثبت شده اند، به مدل اعمال شده اند. نتایج نشان می دهند که با عبور امواج زلزله از خاک، زمان تناوب اصلی لایه خاک در اثر تغییرشکل های غیرخطی افزایش می یابد. همچنین در زلزله های حوزه نزدیک به دلیل حرکات پالس-شکل زمین، یک پالس تغییرمکان در شمع ایجاد می شود. درصورتی که در زلزله های حوزه دور به دلیل توزیع یکنواخت تر انرژی در طول مدت زلزله، ماهیت پاسخ تغییرمکان شمع متفاوت است. در زلزله های حوزه نزدیک به ازای یک PGA ثابت مقادیر تغییرمکان نسبی شمع با مقادیرPGVو همچنین PGD رکوردها دارای همبستگی مثبت می باشند، ولی در هنگام اعمال زلزله های حوزه دور این همبستگی دیده نمی شود.
    کلیدواژگان: زلزله حوزه نزدیک، زلزله حوزه دور، اندرکنش خاک، شمع، سازه، هایپوپلاستیسیته، روش اجزاء محدود
  • برآورد ضرایب عملکرد لرزه ای قاب خمشی فولادی به کمک تحلیل بار افزون مرسوم و پیشرفته با نگاه به اثر مودهای بالاتر و زلزله نزدیک گسل پالس گونه
    نوید سیاه پلو، محسن گرامی، رضا وهدانی صفحه 131
    شکل پذیری، مقاومت افزون، مصالح و نوع روش طراحی عواملی هستند که بر اندازه کاهش نیروی برش پایه سازه با ورود به محدوده غیرخطی تاثیر می گذارند. این عوامل در ادبیات فنی با عنوان پارامترهای عملکرد لرزه ای معرفی شده اند. در اکثر آیین نامه های لرزه ای ضریب رفتار که متناظر با نوع سیستم باربر جانبی تعریف می شود، دربرگیرنده آثار عوامل مذکور است. علی الرغم اینکه ضریب رفتار به صورت تجربی پیشنهاد شده است از دیدگاه تحلیلی در دو رده ظرفیت و نیاز قابل محاسبه است. دراین بین تاثیر زلزله های نزدیک گسل پالس گونه بر تخمین ضریب رفتار تحلیلی کمتر موردتوجه قرارگرفته است. به همین دلیل در این مقاله پارامترهای عملکرد لرزه ای به کمک روش های سنتی و پیشرفته بار افزون محاسبه و با مقادیر پیشنهاد شده در استاندارد 2800 مقایسه می شوند. دراین بین تاثیر الگوهای مختلف بار جانبی بر پارامترهای عملکرد لرزه ای و منحنی ظرفیت مدنظر قرارگرفته اند. نتایج در حوزه مدل های این مطالعه نشان می دهد که ضریب رفتار قاب خمشی فولادی ویژه پیشنهادی ویرایش سوم استاندارد 2800 برای سازه های کوتاه مرتبه محافظه کارانه است. با افزایش تعداد طبقات ضریب رفتار ظرفیت کمتر از مقدار آیین نامه برآورد شده لذا استفاده از ضریب رفتار آیین نامه در این مورد صحیح نیست. الگوهای مختلف بار درروش سنتی تاثیری بر مقدار ضریب رفتار ظرفیت ندارند. همچنین میانگین ضریب شکل پذیری کلی در تمامی مدل ها در حدود 2 برآورد شده و مستقل از روش تحلیل است. درنهایت ضریب رفتار نیاز متاثر از زلزله نزدیک پالس گونه بین 2/0 تا 4/0 مقدار پیشنهادی استاندارد 2800 بوده و درنتیجه به کارگیری ضریب رفتار(R) استاندارد 2800 در طراحی سازه در جهت اطمینان خواهد بود.
    کلیدواژگان: تحلیل بار افزون، ضریب رفتار، نیاز فرا ارتجاعی، زلزله نزدیک گسل، شکل پذیری، ضرایب عملکرد لرزه ای
|
  • List of contents and message from the Responsible Director
    Gholamreza Havaei Page 2
  • Reza Bemanian, Hamzeh Shakib Page 5
    Dual system of steel moment frame and steel plate shear wall has many advantages in comparison to the other systems. Since the last four decades the dual system has been used more frequently in new and existing structures. the steel shear wall has many advantages such as high ductility, strength, stiffness and it has light weight, it consequent reduce lateral forces and time efficiency in contracture procedure. The aim of this study is to evaluate the seismic performance of the dual steel frame steel plate shear wall system in comparison with the moment resisting frame using nonlinear dynamic analysis. A dual System of Steel Moment frame and steel Plate shear walls system and a moment resisting frame is chosen a frame of four stories building were designed by used existing code. The height of each floor is 3.5 m. Seismic behavior of frame evaluate using nonlinear dynamic analysis. For this purpose a set of seven earthquake ground motions were appropriately selected and applied to the systems. Interstory drift ratio, input energy, distribution frames responses in height were compared for the systems under two different hazard level of ground motion and the results were analyzed.
    Keywords: Seismic performance, Nonlinear dynamic analysis, Dual system, Steel plate shear wall
  • Hamid Mirzaeefard, Masoud Mirtaheri Masoud Mirtaheri Page 18
    In this investigation, seismic response of steel structures utilizing Cylindrical Frictional Dampers (CFD) is studied. CFD is an innovative frictional damper which comprises two principal elements, the shaft and the hollow cylinder. These two elements are assembled such that one is shrink-fitted inside the other. If the damper’s axial force overcomes the static friction load, the shaft inside the cylinder will move and results in considerable mechanical energy absorption. To assess the efficacy of CFD 6 story steel frame are constructed and analyzed. Nonlinear time history analyses are applied to the frames and clear distinction has been drawn between the frames comprising CFD and the counterparts without CFD to emphasize the effectiveness of CFD in altering seismic responses. The results show that CFD extremely improves the seismic response of the structure. Considering that we can install this damper in various situations to absorb energy, the behavior of this damper is evaluated in these situations. Response of structure (such as displacement, base shear, etc) represents the best and most effective position and optimal situation of the damper which is in diagonal brace.
    Keywords: Cylindrical frictional dampers, Energy absorption, Non, linear analyses, Optimal situation
  • Houshang Dabbagh, Rizan Chobdarian Page 31
    Truss model is an analytical approach to predict the strength of reinforced concrete members with geometric or statical discontinuous regions. This study investigates the use of truss model to predict the structural behavior of reinforced concrete members with discontinuity areas under monotonic loading. The estimated failure load and its corresponding deformation are the main objective of this research. Twenty and three samples including short shear walls, short columns and deep beams tested by other researchers throughout the literature have been selected. Then their truss models as well as their three dimensional finite element models are analyzed using ABAQUS software. The comparison of experimental and analytical results shows fair correlation between them. Also, the structural response of samples estimated by truss model analysis is fairly acceptable.
    Keywords: Truss model, Finite element analysis, Reinforced concrete, Discontinuity
  • Sina Farahani, Amin Mohebkhah Amin Mohebkhah Page 48
    Direct Displacement-Based Design (DDBD) is a performance-based seismic design method that has been proposed and developed over the past two decades for RC frame structures, shear walls and bridges design. The aim of this study is to evaluate overstrength of EBFs with short, intermediate and long link beams designed according to the DDBD method. For this purpose, twelve EBFs with 3, 5, 9 and 12 stories having short, intermediate and long link beams designed using the DDBD method. To investigate the seismic behavior of the considered EBFs, it is first necessary to model properly the nonlinear cyclic behavior of link beams properly. In this regard, the macro-model developed and proposed by Richards was utilized in this study to simulate the nonlinear behavior of some tested link beams available in the literature. After validating the finite-element model, the seismic behavior of the considered EBFs was studied using nonlinear static analyses. The results show that the overstrength factors of the DDB designed EBFs are variable depending on their links length ratio and may even be less than the factor proposed in the DDBD method (i.e. 1.5). This factor was evaluated as 1.51, 1.37 and 1.19 for the investigated EBFs in this study with short, intermediate and long link beams, respectively.
    Keywords: Direct displacement, based design, Steel eccentrically braced frame, Seismic behavior, Performance level, Nonlinear Static analysis
  • Mussa Mahmoudi, Mohammad Amin Fageh Mineh Page 62
    This study aims to investigate distribution of earthquake lateral load along the building’s height of moment resisting frames, considering the structure nonlinear effects. For this purpose several case study steel frames including 3, 7, and 15 story frame -which are common for urban areas- are considered. These frames are designed according to Iranian standard codes for steel buildings and Iranian seismic code of practice (Standard No 2800), using the standard equivalent static procedure, for a soil class of II. Thereafter considering seven earthquake ground-motion scaled records, a nonlinear dynamic analysis for each of frames was performed and distribution pattern of shear force was extracted in frame elevation. In order to take out a certain and reliable lateral load pattern, the incremental dynamic analysis is used and results are averaged. Eventually considering the effective factors in distribution of earthquake lateral load along the height, the extracted load pattern is simplified and formulated to be practicable. The presented equation shows 95% correspondence with the dynamic analysis results.
    Keywords: Altitudinal distribution of earthquake load, Steel Moment Resisting Frame, Nonlinear dynamic analysis, IDA
  • Mehdi Koohdaragh, Mohammad Ali Lotfollahi Yaghin, Mir Mohammad Ettefagh, Alireza Mojtahedi Page 76
    Fluid conveying pipe used in different fields such as petrochemical, oil, gas, hydraulic structures in transmission lines.The damage caused by vibrations damaging pipes or other components of a power plant industrial plants are related to each other, one of the main reasons for the loss of production time is considered damage and ultimately fires in industrial plants. So make a way as to identify damage in the fluid conveying pipe is of particular importance.The purpose of this study, the effect of the fluid inside the pipe vibration characteristic is a theoretical approach.Then for forced vibration analysis of fluid pipe considered passes through the external moving oscillator. And then a method to detect damage in pipes recommended based on fuzzy-genetic algorithm. First, fluid conveying pipe dynamic equations, modeled interaction between external moving, pipe and fluid then solving vibration system, acceleration time history extracted from midpoint of pipe. Subsequently, a new method of damage detection in simply supported pipe is introduced based on fuzzy-genetic algorithm. The new method is capable of identifying the location and severity of the damage. This algorithm is developed to detect the damage location along the beam, which can detect the damage location based on the pattern of beam frequency variations between undamaged and damaged states. The severity of damage is assessed based on quantitative variations in frequencies.
    Keywords: Damage detection, Fuzzy, genetic algorithm, EMD, STFT, Fluid conveying pipe
  • Farnad Nasirzadeh, Mostafa Khanzadi, Majid Alipour Page 90
    The selection of the most appropriate project for the investment is one of the most important decisions that should be made by the private investors. This problem is of vital importance in BOT projects, where the total investment as well as the investor's profit should be recovered by the project's income. There are several approaches proposed by the researchers to determine the best economical project in comparison to other projects. The previous researches, however, faced with some major defects. As an example, the effects of various factors affecting the project evaluation process as well as the existing risks and uncertainties are not taken into account. In this research, economic assessment of BOT projects is performed by integrating system dynamic simulation approach and fuzzy logic. For this purpose, first the project's NPV is modeled considering all the influencing factors qualitatively. The relationships that exist between different factors are then determined and the quantitative model is built. Using the developed model, the value of NPV is simulated considering the effects of all the influencing factors and the existing uncertainties. Finally, the value of project's NPV is determined as a triangular fuzzy number. Finally, the best alternative project is selected by comparing the simulated values of NPV. To evaluate the capabilities and performance of the proposed model, the project economical evaluation is performed for two highway projects and the best project is selected.
    Keywords: Simulation, Economic assessment, BOT projects, System dynamics, NPV
  • Gholamreza Havaei Page 104
    In the recent years, damage detection of structures has been one of the active research areas in sensitivity analyses. There are various responses to determine the location and extent of damages in structures which one of them is deformations caused by dynamic stimulation of time history. In this research, artificial acceleration mapping, which is used in time history analyses, produced in agreement with earthquake properties by using wavelet functions. The approach which was used for damage detection was sensitivity based damage detection. Joint deformations caused by artificial acceleration mapping in structures were inputs of damage detection problem. In this research to show the capabilities of artificial acceleration mapping, two numerical cases were studied. Results indicated that artificial acceleration mapping not only was efficient in damage detection, it was more accurate than natural acceleration mapping.
    Keywords: Damage detection, Time History Analysis, artificial accelerate, Sensitivity analysis
  • Saeed Abbasi Karafshani, Alireza Ardakani Ardakani, Mansoor Yakhchalian Page 117
    Ground motions recorded in near-fault sites, where the rupture propagates toward the site, are significantly different from those observed in far-fault regions. In this research, finite element modeling is used to compare the effects of near- and far-fault ground motions on a system consisting of soil, pile group and structure, considering the possibility of non-linear behavior for the structure. The Von Wolffersdorff hypoplastic model with intergranular strain concept is applied for modeling of granular soil (sand). Five fault-normal near-fault ground motion records and five far-fault ground motion records, recorded on rock, are applied to the model. The results show that when seismic waves pass through the soil layer, the fundamental period of the soil layer lengthens, due to non-linear deformations. Also, in near-fault pulse-like ground motions a displacement pulse is generated in the pile response. Whereas, in the far-fault ground motions, due to the more uniform distribution of energy during the record, such pulse-like displacements are not observed in the pile response. Based on the obtained results, for a constant PGA, there are positive correlations between the values of maximum pile displacement, and PGD and PGV values of near-fault ground motion records. But such correlations are not observed in the case of far-fault ground motions.
    Keywords: Near, fault ground motions, Far, fault ground motions, Soil, pile, structure interaction, Hypoplasticity, Finite element method
  • Evaluation of Seismic Performance Parameters of Steel Moment Frames Using Conventional and Advanced Pushover Methods with Considering Higher Mode and Near Field Pulse-Type Effects
    Navid Siahpolo, Mohsen Gerami, Reza Vahdani Page 131
    Ductility, over-strength, material properties and design methodology are the factors affect the reduction rate of the lateral strength of structure in nonlinear region. These factors are introduced as Seismic Performance Parameters, SPP, in technical literature. In seismic codes, the behavior factor, which defines corresponding to the lateral resisting system, covers the aforementioned parameters. Although the R-factor is proposed experimentally, but it could be calculated by means of analytical models in two categories which are demand and capacity R-factor. However, reviewing previous studies reveal that less attention has been paid to the effects of near-fault pulse type earthquakes on R-factor. Therefore, in this study, the SPP is calculated by conventional and advanced pushover methods and the results are compared with the R-factor proposed by Standard 2800-Ver.3. In addition, the effect of load patterns on SPP and capacity curved are considered. The result of this study shows that the proposed R-factor by Standard 2800-3rd for steel special moment frames is conservative for low-rise structures. Increasing the height decreases, the capacity R-factor thus using the R-factor of standard-2800 is inaccurate. The conventional load patterns have no considerable effect on capacity R-factor. In addition, the average of global ductility is about 2 for all models and it is almost independent of the analysis method. At the end, the demand R-factor resulted by near-fault pulse type ground motions is between 0.2 and 0.4 of the value proposed by standard-2800. Therefore, using R-factor introduced by standard-2800 is conservative for the elastic design procedure.
    Keywords: Pushover, Behavior factor, Nonlinear demand, Near filed earthquake, Ductility, Seismic Performance Parameters