فهرست مطالب فریبرز ناطقی الهی
-
بارگذاری آتش سوزی و زلزله به عنوان دو تهدید جدی در ساختمان ها هستند، که ایمنی جانی ساکنان را تهدید می کنند. مطالعات زیادی راجع به تاثیر بارهای لرزه یی در سازه ها انجام شده است، اما مطالعات کمی در مورد تاثیر هم زمان تهدیدهای مذکور به خصوص آتش سوزی قبل از رخداد زلزله انجام شده است. از طرفی، ساختمان های زیادی وجود دارند که بعد از رخداد آتش سوزی همچنان بدون مقاوم سازی خاصی استفاده می شوند و مانند سازه های سالم تحت اثر زلزله های آتی قرار می گیرند. در پژوهش حاضر، رفتار قاب خمشی فولادی در دو حالت آسیب دیده در آتش سوزی پیش از زلزله و آتش سوزی پس از زلزله بررسی شده است. سازه مطابق با ویرایش سوم استاندارد 2800 طراحی و 10 سناریوی آتش سوزی برای تحلیل حرارتی در نظر گرفته شده است. نتایج پژوهش نشان دادند که در حالت آتش سوزی پیش از زلزله، در صورتی که سازه بیشینه ی دمایی، که طبق منحنی EuroCode در سناریوهای مختلف آتش سوزی تجربه کرده است، در محدوده ی 700-600 درجه سانتی گراد باشد، پس از بارگذاری لرزه یی پایدار خواهد بود. در حالت آتش سوزی پس از زلزله، بیشینه ی دمای پایداری، طبق منحنی 834ISO پس از بارگذاری لرزه یی در سناریوهای مختلف آتش سوزی، در محدوده ی 800-600 درجه سانتی گراد قرار دارد. در حالت اول، با افزایش دما از 600 درجه سانتی گراد با کاهش سختی و مقاومت فولاد،و در حالت دوم در دمایی بین 650-800، خیز تیرها به سرعت به سمت پایین افزایش یافته اند.کلید واژگان: سیستم قاب خمشی فولادی, زلزله, سناریوهای آتش سوزی, پایداری}The incidences of fire and earthquake are the two serious hazards to buildings that jeopardize the safety of occupants. Much research has been carried out on the effect of seismic loads on structures, but little is known on the concomitant impact of these threats, specifically fire before an earthquake. Besides, many buildings are currently in use after a fire event without any particular retrofitting, which are exposed to future earthquakes like undamaged structures. In this research, the behavior of a moment-resisting steel frame is studied in two cases of damage by fire before an earthquake as well as the post-fire earthquake damage. Accordingly, the structure under study was designed following the Iranian Standard for Seismic Resistant Design of Buildings (Code 2800, 3rd Ed.). A set of ten fire scenarios was considered for thermal analysis. The results indicate that the structure remains stable after seismic loading in the case of post-fire earthquake, given that a maximum temperature of 600-700 °C is experienced in different fire scenarios based on the Eurocode standard fire curve. However, in the case of post-earthquake fire, the maximum stability temperature after seismic loading lies in the range of 600-800 °C for different fire scenarios, according to the ISO 834 fire curve. In the former case, deflection of the beams increases downward rapidly upon reducing the stiffness and strength of steel as temperature exceeds 600 °C, while in the latter case, the beams deflection increases downward sharply in the temperature range of 650-800 °C.Keywords: Steel moment frame system, earthquake, Fire scenarios, stability}
-
مهاربند کمانش ناپذیر با قابلیت برگشت به موقعیت اولیه که با عنوان SC-BRB شناخته می شود، اخیرا به منظور طراحی لرزه ای سازه ها و کنترل خسارت تحت اثر زمین لرزه های شدید، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته اند. در این نوع مهاربندها، فاز بازگشت توسط تاندون های پلیمری تامین می گردد. در این راستا پژوهش حاضر سعی در ارزیابی رفتار این نوع مهاربند و مقایسه آن با قاب خمشی فولادی و قاب مهاربندی شده دارد. برای این منظور توسعه مدل عددی بر مبنای مطالعه آزمایشگاهی استوار بوده است. همچنین مقایسه ای میان عملکرد قاب خمشی ساده، قاب مهاربندی شده، قاب با مهاربندی کمانش ناپذیر و قاب مهاربندی شده با سیستم SC-BRB انجام شد. در نهایت عملکرد لرزه ای قاب به همراه مهاربند SC-BRB صورت پذیرفت. نتایج بیانگر رفتار بسیار مناسب مهاربندهای SC-BRB بوده که استفاده از آن در سازه سبب بالا رفتن بسزای ظرفیت باربری و شکل پذیری سازه شده است. اعمال مهاربند SC-BRB در قاب خمشی سبب شد تا ظرفیت باربری جانبی قاب یک طبقه یک دهانه از 1248 کیلونیوتن با 2/8 برابر رشد به 3576 کیلونیوتن افزایش یابد. همچنین مقاومت سازه پنج طبقه با استفاده از مهاربند SC-BRB در دهانه های وسط و دهانه های جانبی نسبت به قاب خمشی ساده به ترتیب 21 درصد و 38 درصد بیشتر بوده است.کلید واژگان: مهاربند کمانش ناپذیر, SC-BRB, تحلیل هیسترزیس, تحلیل لرزه ای, روش اجزای محدود}One of the main aims of structural seismic design is to control structural damage due to severe earthquakes. A feasible solution to control and deplete earthquake energy is to use a bracing system. When the bracing is in the process of cyclic deformation or seismic load, the plastic deformation of the compressive and tensile cycles will occur in the restrained parts of the core plates, which will create a suitable energy absorption capacity in the brace. Among them, Buckling-Restrained Brace (BRBs) are widely used due to their stable hysteresis behavior. BRB braces usually have two main parts: a core that withstands the axial force, and a lateral restraint shell to prevent the core from buckling under compressive force. In the event of a severe earthquake, the core surrenders, but still reduces structural damage by absorbing seismic energy. However, due to the fact that the stiffness after the surrender of the brace is relatively low and it is not able to return to the conditions before the surrender, the structural frame faces damage and deformation of the residue after severe earthquakes. In this regard, the buckling brace with the ability to return to the original position known as Self-Centering Buckling-Restrained Brace (SC-BRB) has recently been considered by researchers. In this type of braces, the return phase is provided by polymer tendons. Since the numerical study of SC-BRB behavior measurement has not been done so far, so the present study tries to evaluate the behavior of this type of brace and compare it with steel bending frame and braced frame. For this purpose, Abaqus software has been used.In the present study, the results of the laboratory study of Zhou et al. (2015) in the analysis of the self-returning buckling system reinforced by SC-BRB basalt fibers have been used to validate the finite element model and the specifications of the brace to the steel frames of the case. The discussion in this study is generalized. The development of numerical model has been based on laboratory study. Then, a single-story, single-span frame in four different modes, simple bending frame, frame with simple bracing, frame with non-buckling brace, and frame with self-returning buckling brace was subjected to hysteresis and the results were compared. Then, design in ETABS software and seismic analysis in Finite element Abaqus software for 5-story structures with and without bracing against far and near Landers and Northridge earthquake faults.Comparisons were also made between the performance of a simple bending frame, a braced frame, a buckle with a buckling brace, and a braced frame with the SC-BRB system. Finally, the seismic performance of the frame was performed with SC-BRB bracing. The general results obtained from this study are as follows: Using appropriate behavioral models of materials, very accurate answers in the analysis of non-buckling irreversible buckling by basalt polymer fibers by finite element modeling using Abaqus. A very good approximation of the results obtained from the numerical model with the research model of Zhou et al. has been able to prove the accuracy of the results of the present numerical model. The results generally indicate the very good behavior of SC-BRB braces, the use of which in the structure has significantly increased the load-bearing capacity and ductility of the structure. The application of SC-BRB bracing in the bending frame increased the lateral bearing capacity of a single-story single-span frame from 1248 kN with a 2.8-fold increase to 3576 kN. Also, the strength of the five-story structure using SC-BRB braces installed in the two modes of middle openings and side openings was 21% and 38% higher than the simple bending frame, respectively.Keywords: BRB, SC-BRB, Hysteresis analysis, Seismic Analysis, FEM}
-
در نوشتار حاضر، با استفاده از الگوریتم مونت کارلو و با درنظرگرفتن توزیع نرمال برای 10 پارامتر موثر در تشکیل ستون کوتاه، یک پایگاه داده متشکل از 200.000 نمونه ایجاد شده است. برای مدل سازی قاب خمشی بتنی با درنظرگرفتن رفتار خمشی و برشی ستون، نرم افزار OpenSees استفاده شده و راستی آزمایی مدل از طریق مقایسه با مطالعات آزمایشگاهی صورت گرفته است. سپس با استفاده از تحلیل پوش آور بر روی مدل ها، نوع مکانیزم شکست ستون، اعم از خمشی و یا برشی تعیین شده است. با استفاده از روش های یادگیری ماشین: تحلیل مولفه ی اساسی، درخت تصمیم، و آزمون-F، و همچنین روش های تحلیل همبستگی پیرسون و اسپیرمن، میزان اهمیت هر یک از پارامترها بررسی شده است. روش های یادگیری ماشین درخت تصمیم و آزمون F، و همچنین هر دو روش همبستگی به خوبی قادر به شناسایی میزان اهمیت هر کدام از پارامترها در تشکیل ستون کوتاه هستند. پارامترهای درصد آرماتور برشی ستون و نسبت ارتفاع دیوار به ارتفاع ستون به عنوان مهم ترین و موثرترین پارامترها تعیین شده اند.
کلید واژگان: ستون کوتاه, تحلیل پوش آور, مونت کارلو, یادگیری ماشین, تحلیل همبستگی}Column shear failure remains one of the most important causes of damage and collapse of reinforced concrete buildings during recent earthquakes, which should be avoided due to its low ductility and brittle failure mechanism. In previous studies, various parameters have been introduced as effective factors in short column mechanism and in each case, the effect of some of them has been studied. However, there is no comprehensive study that investigates the importance of all of these parameters. In this paper, using Monte Carlo algorithm and considering the normal distribution for 10 effective parameters in short column formation, including column cross-section size, column longitudinal reinforcement ratio, column transverse reinforcement ratio, effective column length, concrete compressive strength, reinforcement yield strength, beam length, axial force ratio, infill wall to column height ratio, and wall thickness, a database consisting of 200,000 samples is created. OpenSees software is used to model the concrete moment frame by considering the flexural and shear behavior of the column, and the model is verified by comparison with experimental studies. Then, by using push-over analysis, the type of failure mechanism of the column in a moment frame with infill and opening is determined to be flexural or shear failure. The importance of each parameter is investigated using machine learning methods including Principal Component Analysis (PCA), Decision Tree (DT), and F-Test (FT) as well as Pearson and Spearman correlation methods. DT and FT machine learning methods as well as both Pearson and Spearman correlation methods are well able to identify the importance of each parameter in the formation of the short column. By summarizing the results of all methods, the parameters of the percentage of column shear reinforcement as well as the ratio of wall to column height have been determined as the most important and effective parameters. Also, the least important parameters are fy, L-Beam and axial load ratio. The result of this paper will be useful for designer of RC building and also to develop models and criteria for rapid short column identification in seismic evaluation of existing buildings.
Keywords: Short column, pushover analysis, monte carlo, machine learning, correlation analysis} -
اخیرا بکارگیری راهکارهای افزایش مقاومت و میرایی سازه ها در برابر بارهای لرزه ای، با هدف افزایش ایمنی در برابر کاهش هزینه اجرا و نگهداری، مورد توجه محققین قرار گرفته است. از جمله مهم ترین این راهکار ها می توان به ترکیب قاب های فولادی به همراه میراگرهای ویسکوز اشاره نمود. همچنین در زمینه کنترل غیرفعال سازه ها، یکی از توانمندترین ابزارها، میراگرهای ویسکوز می باشند که در جهت جذب انرژی زلزله و اتلاف آن جهت کاهش پاسخ سازه مورد استفاده قرار می گیرند. لذا هدف این پژوهش تحلیل اثر این سیستم سازه ای بر پاسخ قاب های معیار SAC که در 3، 9 و 20 طبقه احداث شده اند، در مقابله با بارهای لرزه ای می باشد. برای بررسی این موضوع در این مطالعه ابتدا مدل عددی میراگر ویسکوز با استفاده از نرم افزار آباکوس ایجاد شده است. در ادامه، اثر اعمال شتاب گسل دور و نزدیک زلزله های امپریال ولی، لوماپریتا و نورثریج بر رفتار این سیستم سازه ای بطور جداگانه ارزیابی شده و نتایج شامل دریفت طبقات، ظرفیت باربری (به صورت برش پایه بیشینه) و جذب انرژی سازه (در دو حالت کار خارجی و انرژی کرنشی) مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج بطور میانگین برای سه سازه مورد بحث، بیانگر کاهش 200 درصدی دریفت، افزایش 30 درصدی ظرفیت باربری و افزایش 35 درصدی جذب انرژی سازه های فولادی معیار SAC پس از اعمال میراگر ویسکوز بوده است.
کلید واژگان: قاب فولادی SAC, میراگر ویسکوز, ظرفیت باربری, جذب انرژی, تحلیل تاریخچه زمانی}Recently, the use of strategies to increase the strength and damping of structures against seismic loads, with the aim of increasing safety against reducing maintenance and maintenance costs, has been considered by researchers. Therefore, the purpose of this study is to analyze the effect of this structural system on the response of SAC standard structures that have been constructed in 3, 9 and 20 floors, against seismic loads. To investigate this issue, in this study, a numerical model of viscous damper was first created using Abaqus software. Then, the effect of near and near fault ground motions of Imperial Vali, Loma Prieta, and Northridge earthquakes on the behavior of this structural system was evaluated separately. The results, including floor drift, bearing capacity (as maximum base shear), and structural energy absorption (in the two modes of external work and strain energy), were discussed. On average for the three structures under study, the results indicate a 200% reduction in drift, a 30% increase in load-bearing capacity, and a 35% increase in energy absorption of SAC standard steel structures after the application of a viscous damper.
Keywords: SAC steel frame, Viscous damper, Bearing Capacity, Energy Absorption, time history analysis} -
ارزیابی میزان ظرفیت باربری و جذب انرژی قاب های فولادی بلندمرتبه مقاوم سازی شده توسط میراگرهای ویسکوز
توسعه و بهبود فرآیند طراحی و اجرای سازه های بلند مرتبه با توجه ویژه بر کاهش خسارات لرزه ای، از مهم ترین موضوعات مورد مطالعه پژوهشگران به شمار می رود. در این راستاء سازه های فولادی به همراه میراگرهای ویسکوز از جمله سیستم های سازه ای است که امروزه نظر بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است. همچنین در زمینه کنترل غیرفعال سازه ها، یکی از توانمندترین ابزارها، میراگرهای ویسکوز می باشند که در جهت جذب انرژی زلزله و اتلاف آن جهت کاهش پاسخ سازه مورد استفاده قرار می گیرند. لذا هدف این پژوهش بررسی اثر این سیستم سازه ای بر پاسخ سازه های بلندمرتبه 12، 22 و 32 طبقه در مقابله با بارهای لرزه ای می باشد. برای بررسی این موضوع در این مطالعه ابتدا مدل عددی میراگر ویسکوز با استفاده از نرم افزار آباکوس ایجاد شد و صحت سنجی پاسخ اجزای محدود مطابق نیز صورت پذیرفت. در ادامه، اثر اعمال شتاب زلزله های بم و طبس بر رفتار این سیستم سازه ای به طور جداگانه مدل سازی گردید و نتایج شامل نمودارهای هیسترزیس، تاریخچه زمانی جذب انرژی و تنش سازه مورد بحث و بررسی قرار داده شد. نتایج به طور میانگین برای سه سازه مورد بحث، بیانگر افزایش 22 درصدی جذب انرژی و 13 درصدی ظرفیت باربری سازه های بلندمرتبه فولادی پس از اعمال میراگر ویسکوز بوده است.
کلید واژگان: قاب فولادی, سازه بلند مرتبه, میراگر ویسکوز, جذب انرژی, ظرفیت باربری, تحلیل تاریخچه زمانی}Development and improvement of the process of design and implementation of high-rise structures with special attention to reducing seismic damage is one of the most important issues studied by researchers. In this regard, steel structures along with viscous dampers are among the structural systems that have attracted the attention of many researchers today. Also in the field of passive control of structures, one of the most powerful tools are viscous dampers that are used to absorb earthquake energy and its loss to reduce the response of the structure. Therefore, the purpose of this study is to investigate the effect of this structural system on the response of 12, 22 and 32 story high-rise structures against seismic loads. To investigate this issue, in this study, a numerical model of viscous damper was first created using Abaqus software and validation of finite element response was performed accordingly. Then, the effect of acceleration of Bam and Tabas earthquakes on the behavior of this structural system was modeled separately and the results including hysteresis diagrams, time history of energy absorption and structural stress were discussed. The results, on average for the three structures in question, showed a 22% increase in energy absorption and a 13% increase in bearing capacity of high-rise steel structures after the application of viscous dampers..
Keywords: Steel frame, High-Rise Structure, viscous damper, Energy absorption, bearing capacity. time history analysis} -
ارتقاء عملکرد لرزه ای ناحیه اتصال تیر به ستون در ساختمان های تیر فولادی- ستون بتنی با استفاده از کامپوزیت های سیمانی مهندسی شده
در سال های اخیر استفاده از قاب های خمشی مرکب متشکل از ستون های بتنی و تیر های فولادی (RCS) مورد توجه زیادی قرار گرفته است. این سیستم با ترکیب بهینه عناصر سازه ای فولادی و بتنی از محاسن هر دو سیستم بهره می برد. در این نوع سازه ها شناخت رفتار ناحیه اتصال تیر به ستون و مکانیسم شکست در اتصالات اهمیت عمده ای دارد. جایگزین نمودن بتن ستون در این اتصالات با بتنی توانمند و انعطاف پذیرهمچون بتن مهندسی شده (ECC) قادر است عملکرد لرزه ای این نوع از سازه ها را بهبود دهد. در این تحقیق دو نمونه از این اتصالات با تیر میان گذر، در نرم افزار المان محدود ABAQUS مدل سازی و با نمونه آزمایشگاهی موجود صحت سنجی شد. رفتار غیر خطی هشت مدل از اتصالات تیر فولادی، ستون بتنی با استفاده از بارگذاری استاتیکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که عملکرد این اتصالات با محصورشدگی بتن ناحیه اتصال رابطه مستقیم دارد. در ادامه جهت تسهیل جزییات اتصال و ارتقاء رفتار آن، بتن ECC در دو حالت متفاوت، در گره اتصال و کل ستون، جایگزین بتن معمولی در اتصالات گردید. در پایان پس از مقایسه نتایج عملکرد این نوع از اتصالات، یک مدل پیشنهادی اولیه با بتن ECC ارایه شد که علاوه بر افزایش ظرفیت این اتصالات، رفتار بسیار پایدارتر و مطلوب تری از خود نشان می دهد.
کلید واژگان: اتصال RCS, تیر میان گذر, بتن مهندسی شده ECC, عملکرد لرزه ای}Upgrading the Evaluation Methods of Influential Buildings for Post-Earthquake Emergency ResponseIn the aftermath of a large earthquake many buildings can have either disaster-mitigation or disaster-creation roles depending on the extent of their damage and performance conditions. The success of the emergency response in cities depends on the damage extent of the disaster-creative buildings, on the one hand, and the appropriate performance of the disaster-mitigative buildings, on the other. On this basis, with regard to the effective role of buildings in disaster response management after earthquakes, it is important to recognize and evaluate their roles. In order to evaluate the building damage and casualties, the classification of buildings are done based on the type of the building, number of stories and the age of the building. With regard to the previous earthquakes, in addition to these three factors, some other factors should also be considered in the classification of buildings in order to reach more reliable results. This study was conducted with the aim of upgrading the evaluation method of influential buildings by contributing more factors. A case study was done in selected Chizar neighborhood located in the eighth section of district 1 in capital city of Tehran. For structural vulnerability, guidelines No. 364 (Rapid Visual Screening for potential seismic hazard), was used. JICA and Coburn & Spence methods were utilized for risk assessment and evaluating losses and damages. Based on the results of structural vulnerability, 9% of the buildings had low vulnerability, 6% had medium vulnerability and 33% had relatively high vulnerability. The rest of the buildings were out of the scope of the mentioned guidelines. Victims for night and day in the worst scenario (without emergency assistance) are estimated 9.6% death for night scenario, and 10% death for day scenario. The results showed that in main streets due to the existence of tall buildings and the narrowness of the pathways, there is a threat of route blockage. In case of appropriate emergency disaster response and provisions, 437 people can be saved in day scenario, and 500 in night scenario, respectively.
Keywords: Influential Buildings, Emergency Response, Post-Earthquake, Disaster Mitigation, Disaster Creation} -
امروزه بتن یکی از محبوب ترین مصالح در ساخت سازه ها می باشد؛ اما باید در نظر داشت که استفاده از این مصالح محبوب مشکلاتی را به دنبال خواهد داشت. ترک پدیده ای است که همواره همراه بتن بوده و با توجه به نوع کاربری از سازه ی بتن این ترک ها در سازه رشد می کنند. این ترک ها رفته رفته باعث فرسودگی سازه شده و در هنگام زلزله احتمال تخریب سازه را افزایش می دهد. در این مقاله به مقایسه دال بتنی که بخشی از یک دیواره نگهداری مواد شیمیایی بوده پرداخته شده است. رفتار بتن با توجه به کششی و فشاری بودن آن مدل شده و رفتار رفت و برگشتی با وجود آرماتور در دل آن مورد بررسی قرار گرفته است. نگرانی اصلی ما در این سازه خاص ترک هایی بوده که در سطح دیواره رشد کرده و موجب کاهش عمر سازه شده است. همچنین با توجه به اینکه در دل سازه بتنی آرماتور وجود دارد در مدت طولانی آرماتورها خورده شده و ویژگی های اصلی آرماتور نظیر کرنش مناسب و تنش تسلیم آرماتور تغییر قابل توجهی خواهد داشت. در نتیجه پیوستگی و چسبندگی آرماتور به محیط پیرامونی خود کمتر شده و در نتیجه سازه رفتار واقعی خود را نشان نخواهد داد. این مهم خود به رشد و پیشروی ترک ها کمک کرده و کاهش عمر سازه را به دنبال خواهد داشت. این دیواره و آرماتورها به شکل عددی مدل شده و مدل رفتار ترک بتن برای آن تعریف شد و سپس با توجه به نیروی وارد شده به دیوار و انواع شرایط مرزی روند رشد ترک ها مورد برسی قرار گرفت.
کلید واژگان: خیز دال, رفتار بتن, فرسودگی, گسترش ترک, مدل رفتار ترک} -
انتقال فرآورده های نفتی و گاز در مراکز صنعتی توسط خطوط لوله که یکی از روش های ارزان قیمت، سریع و مطمئن است، انجام می گیرد که خطوط لوله یکی از اعضای اصلی شریان های حیاتی هستند. ارزیابی لرزه ای اتصالات رزوه ای از مهم ترین مسائل در خطوط نفت و گاز و در صنعت نیروگاهی است زیرا آسیب در این خطوط سبب ایجاد بحران در حین و پس از زلزله خواهد شد. در این مطالعه از یکی از متداول ترین اتصالات رزوه ای برای مدل سازی استفاده شده است. پس از مدل سازی و بارگذاری، اتصال مورد نظر در دو حالت رو زمینی و مدفون مورد ارزیابی قرار گرفت. برای مقاوم سازی اتصال نیز از یک قطعه انعطاف پذیر به نام آکاردئونی در محل اتصال استفاده شده است. علاوه بر طول آکاردئونی، شرایط تکیه گاهی و جنس آکاردئونی در مدل سازی ها در نظر گرفته شده است. بر اساس نتایج به دست آمده بیشترین تنش و آسیب در اتصال بر روی پین و همچنین در آخرین رزوه ی درگیر پین با باکس اتفاق می افتد. همچنین مشخص شد تنش در محل اتصال مستقل از شرایط تکیه گاهی است و با جنس مصالح رابطه مستقیم دارد و مشخص گردید استفاده از آکاردئونی رویکرد مناسبی جهت مقاوم سازی این گونه اتصالات می باشد.
کلید واژگان: تحلیل لرزه ای, شریان های حیاتی, مقاوم سازی, اتصال رزوه ای, لوله مدفون, لوله سطحی, آکاردئونی}Lifelines refer to a set of structures, facilities, and equipment that perform the task of storing, supplying, transmitting, and distributing vital needs including water, electricity, gas, or collection, storage, treatment or recycling of wastewater and waste, or communication including landline and telephone. The earthquake phenomenon is one of the natural disasters that causes many deaths, financial and environmental damages every year. Earthquake and industrial systems retrofit against earthquake due to repeated changes and evolution of regulations in recent decades is inevitable. The first step in reinforcing structures is to determine their vulnerability to earthquakes. The purpose of seismic vulnerability analysis is to examine the equipment, communication, safety and performance of a complex at the time of the earthquake. Using this approach (checking the performance of pipelines in past earthquakes), with the appropriate speed and cost, one can determine the areas with the highest level of risk, and for the next steps, which include preparation of retrofit plans and finally retrofit implementation, prioritized. One of the ways to assess the vulnerability is to use lessons learned from past earthquakes and the behavior of equipment against seismic forces. This approach is a rational and defensible approach because the actual conditions of the complex are considered and the seismic behavior of similar equipment in past earthquakes is investigated and the results are evaluated by combining information and engineering judgment, showing a common and widely used theme in the industry. According to recent earthquakes, the most common damage occurred in industrial centers and pipelines in joints, which is one of the weakest types of thread joints, with the most damage occurring in past earthquakes. Seismic evaluation of thread connections is one of the most important issues in oil and gas lines, transmission lines, grid lines and in the power plant industry as damage to these lines will cause crisis during and after the earthquake. The transfer of petroleum and gas products to industrial centers is carried out by pipelines, which are one of the cheapest, fastest and most reliable means of pipeline being a key member of lifelines. Seismic evaluation of thread connections is one of the most important issues in oil and gas lines and in the power plant industry as damage to these lines will cause crisis during and after the earthquake. In this study, one of the most common thread connections is used for modeling. After modeling and loading, the connection was evaluated in both daily and buried conditions. A flexible piece called an accordion is also used at the junction to reinforce the connection. In addition to the accordion length, the support conditions and the accordion material are considered in the modeling. According to the results, the most stress and damage to the connection occurs on the pin as well as in the last thread involved with the pin with the box. It was also found that stress at the joint is independent of the underlying conditions and is directly related to the material of the joints, and the use of accordion was found to be an appropriate approach to reinforce such joints.
Keywords: Seismic Analysis, Lifelines, Retrofitting, Threaded Connection, Buried Tube, Surface Tube, Accordion} -
پل ها به عنوان یک عضو اصلی سیستم های ارتباطی زمینی، جزو سازه های با اهمیت بالا محسوب می شوند. با نگاهی به زلزله های گذشته و اثرات مخرب آن بر سازه پل ها، اهمیت مقاوم سازی پل ها بیش از پیش احساس می شود. در این گزارش یک پل بتنی موجود به عنوان نمونه توسط نرم افزار SAP2000 مدل می شود و مدل پل تحت چهار رکورد زلزله طبس، کوبه، نورثریج و ال سنترو با چهار PGA مختلف مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی قرار می گیرد و سپس با اضافه کردن میراگر آکاردئونی فلزی به سازه پل نتایج حاصل از تحلیل در دو حالت قبل و بعد از نصب میراگر با هم مقایسه می شود که نتیجه آن کاهش پاسخ های لرزه ای سازه پل پس از نصب میراگر و همچنین جذب و اتلاف انرژی قابل قبول توسط میراگرها و افزایش اتلاف انرژی در اعضا و سازه کلی پل می باشد، این مطلب نشان دهنده ی موثر بودن میراگرهای فلزی آکاردئونی به عنوان گزینه ای مناسب در مقاوم سازی لرزه ای پل ها می باشد.کلید واژگان: مق, اوم سازی ل, رزه ای, اتلاف ان, رژی, پاسخ ه, ای ل, رزه ای, می, راگر فل, زی آکاردئ, ونی, تحلیل دینامیک, ی غیرخطی تاریخچه زمانی}Experiencing earthquakes with different magnitude scales every few years, Iran is one of the most seismically active countries in the world. Therefore, it is very important to do research studies in terms of seismology before construction of bridges. Without considering seismic parameters, it would not be possible to design earthquake resistant bridges. Earth`s natural structure in different areas varies in relation with factors including kinetic energy at faults, global plate movements, velocity and maximum acceleration of plate displacements as well as the frequency and oscillation time.
As mentioned before, demolition of an important structure like bridges, which is one of the basic elements in communication system among different areas leads to both heavy losses of life, and economic, social, hygienic and political losses. While a close and exact searching look at real seismic conditions of design site makes engineers able not only to prevent heavy costs of design and construction of bridges and to decrease earthquake losses significantly, but also to hold the communication system in service for the purpose of providing passages for firefighters to make all losses minimum.
Studying occurred earthquakes such as Northridge and Kobe, which caused a lot of losses to different structures especially bridges contribute to feel the need of considering and studying available bridges in Iran under earthquake.
According to the increasing growth of studies in field of vulnerability assessment and earthquake-resistant construction, this need was felt that a damper tested in building structures would be used as an option to make bridges earthquake-resistant.
In this article, analytical studies have been done on an available concrete bridge, which is common in Iran based on structure types and its elements arrangement.
This bridge was modeled in SAP 2000, and the model was run based on four earthquake records including Tabas, Kobe, Northridge and El Centro applying four different PGAs and nonlinear dynamic time-history analysis were carried out, then the steel accordion damper was installed in order to compare analysis results of model before and after the damper installation.
The result showed a decrease in seismic response of bridge structure after damper installation and acceptable amount of energy absorption and losses by dampers, which contribute to energy-loss increment in different elements of the main structure. These results lead to the conclusion that steel accordion dampers are a suitable solution in earthquake-resistant design of bridges.Keywords: Earthquake Resistant, Energy Losses, Seismic Response, Steel Accordion Damper, Nonlinear Dynamic Time, History Analysis} -
در ایران قاب های بتنی میان پر وجود دارد که نیاز به مقاوم سازی دارند. یکی از روش های موثر برای مقاوم سازی اینگونه ساختمان ها که در سال های اخیر مطالعات فراوانی در مورد آن انجام شده است، استفاده از کامپوزیت های مسلح فیبری (FRP) می باشد. در این تحقیق یک روش ساده به منظور تخمین سختی و ظرفیت بار نهایی قاب بتنی میان پر ارائه شده است. مصالح میانقاب به وسیله دو روش یک دستک و سه دستک، مدل سازی شده و با یکدیگر مقایسه شده است. در این دو روش به آسانی می توان آنالیز غیرخطی در سازه های دوبعدی انجام و محاسبه نمود. نتیجه ای که از آنالیز پوش آور بدست می آید می تواند به ما مدلی پیشنهاد دهد که بسیار نزدیک و مشابه به نمونه آزمایشگاهی می باشد. علاوه براین، نتایج یک مطالعه موردی بر روی قاب بتنی میان پر پنج طبقه که با کامپوزیت FRP تقویت شده اند، ارائه شده است که می تواند به عنوان روشی برای جایگزینی میانقاب و کامپوزیت FRP در قاب ها ، استفاده شود. نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی بدست آمده، بیانگر آن است که تقویت قاب بتنی میان پر تقویت شده با کامپوزیت FRP باعث افزایش ظرفیت باربری نهایی و سختی سازه می شود.کلید واژگان: قاب های بتنی میان پر, مقاوم سازی, کامپوزیت FRP, روش سه دستک, آنالیز پوش آور, ظرفیت باربری نهایی}There are many concrete infilled frames in Iran, that they need to strengthen . One of the effective methods to strengthen for these buildings, that in recent years many studies have been done about it, is the use of fiber-reinforced composites (FRP). In this paper, we provide a simple method to estimate the stiffness and ultimate load capacity of concrete infilled frame. Infill materials modeled via equivalent diagonal element, are modeled and compared with each other. The two methods can be easily applied to the two-dimensional nonlinear analysis of structures. The result of pushover analysis, offer us a model that is the very close and similar to the prototype. In addition, we provide the results of a case study on a five-story concrete infilled frame with FRP composites have been strengthened, that can be used as a way to replace Infill FRP composites in frames. The laboratory and analytical results that obtained, indicate that the reinforced concrete infilled frame with reinforced FRP composites, increases stiffness and final load capacity of the structure.Keywords: concrete infilled frames, Strengthening, FRP composite, pushover analysis, final load capacity}
-
یک روش پیشنهادی جدید برای مقاوم سازی لرزه ای سازه های بتن آرمه به کار بردن مهاربندهای پیش تنیده پیش ساخته بتنی است که مزایای آن این است که در محل نصب با بتن تر کار نمی شود، نصب آن آسان است و نیازی به انکر و بولت میلگرد به قاب موجود نیست، به همین دلیل سرعت اجرایی بالایی دارد که این خود موجب کاهش هزینه ها می شود. واتانابه و همکاران [1] و واتانابه و کونو [2] نخستین بار این مهاربند بتنی را با ساختن مدلی آزمایشگاهی معرفی کردند. در اینجا برای بررسی رفتار لرزه ای سازه مقاوم شده با مهاربند بتنی، مدلی از قاب و مهاربند با نرم افزار المان محدود آباکوس1 ساخته شد، مقایسه قاب اولیه و قاب تقویت شده موثر بودن مهاربندها را در کاهش تغییر مکان ها نشان داد. بررسی پارامتر رده مقاومتی بتن بر رفتار مهاربند نشان داد در نمونه انتخاب شده زمانی که رده مقاومتی مهاربند کمتر از رده مقاومتی قاب موجود باشد مهاربندها سختی کمی دارند و تاثیر چندانی در کاهش جابه جایی ها ندارند، ولی در نمونه های با نسبت رده مقاومتی بیش از 2 برابر، مهاربند سختی زیادی به سازه اعمال می نماید و کاهش تغییر مکان های جانبی آن مشهود است.کلید واژگان: مقاوم سازی, بهسازی لرزه ای, مهاربند بتنی, پیش تنیدگی, بتن پیش ساخته, سازه بتن آرمه}
-
هدف از بهسازی و مقاوم سازی1 لرزه ای سازه آن است که اعضای سازه ای و ملحقات غیر سازه ای به گونه ای تقویت شوند که در صورت وقوع زلزله آسیب کمتری به این اجزا وارد شود. سازه ی مورد بررسی در این مطالعه سازه ای بتنی شامل چهار طبقه روی زمین و دو طبقه زیر زمین با کاربری اداری- تجاری است که قبلا مقاوم سازی لرزه ای در آن انجام شده است. لیکن برخی از تغییرات اجرایی ایجاد شده توسط پیمانکار در حین اجرا منجر به بروز کاستی هایی از لحاظ عملکرد لرزه ای در برخی از اقلام شده که در این مطالعه روش های اجرایی جهت مقاوم سازی لرزه ای آنها مد نظر قرار گرفته است. اقلام غیر مقاوم مد نظر مقاوم سازی شامل تقویت دال سایبان طره پیرامونی با عرض بیش از مقدار مجاز آیین نامه ای در طبقه ی همکف، تقویت دیافراگم کف در بخش های بریده شده جهت عبور داکت های تاسیساتی و همچنین مقاوم سازی تاسیسات غیر ساختمانی ایجاد شده در بام می باشد. روش های پیشنهادی در این مطالعه از طریق الگوریتم سه گانه ی کنترل و بررسی سازه، تشخیص نوع آسیب دیدگی و طراحی شیوه ی ترمیم مناسب در قالب طرح اولیه ارائه شده است. سعی شده است تا در هر مورد فلسفه و هدف از ارائه ی طرح مقاوم سازی ارائه گردد.کلید واژگان: بهسازی و مقاوم سازی لرزه ای, اعضای سازه ای, ملحقات غیر سازه ای, دیافراگم}
-
در این مقاله، رفتار غیر خطی دیوارهای برشی فولادی ، که در آن ورق پرکننده جان با الیاف پلیمری شیشه تقویت شده، به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل آزمایشگاهی شامل یک پانل برشیفولادی یک طبقه، با اتصال مفصلی اعضای مرزی در چهار گوشه قاب و همچنین اتصال پیچی اعضای مرزی به ورق پرکننده است. در مجموع تعداد پنج آزمایش انجام شده است. در مدل اول آزمایشگاهی از ورق پرکننده فولادیتقویت نشده استفاده شده است، در حالی که در چهار مدلآزمایشگاهی بعدیاز ورق پرکننده فولادی تقویت شده با الیاف پلیمری شیشه با تعداد لایه های تقویتی متفاوت با چیدمانهای متفاوت استفاده شده است. نمونه های مورد بررسی تحت بارگذاری شبه استاتیکی سیکلی در امتداد قطری قرار گرفته و نتایج حاصل ارائه شده است . نتایج نشان می دهد که با استفاده از ورق پرکننده کامپوزیتی در سیستم دیوار برشی فولادی، میتوان به مقدار قابل توجه ای مقاومت تسلیم و نهایی، سختی اولیه و ثانویه و همچنین جذب انرژی سیستم را افزایش داد.کلید واژگان: مطالعه آزمایشگاهی, دیوار برشی فولادی, ورق پرکننده تقویت شده, الیاف پلیمری شیشه, مد شکست}Experimental study of steel plate shear walls with composite steel infill platesunder cyclic loadingIn this paper, nonlinear behavior of composite steel plate shear wall systems, in which steel infill plate is strengthened by fiber reinforced polymer (FRP) layers, are experimentally investigated. Tests are designed to evaluate the effect of glass-FRP layers, layers number of GFRP and orientation of GFRP layers on the stiffness, shear strength, cumulative dissipated energy and other seismic parameters in the composite steel plate shear wall. Experimental models are scaled one-story steel shear panel model, with hinge type connections of boundary elements at four corners. In the first test, unstiffened steel infill plate is used for test. In the next four tests, strengthened steel infill plates are being used with different number and orientation of GFRP layers. Each test was performed under fully reversed cyclic quasi-static loading in the elastic and inelastic response zones of the specimens, in compliance with ATC-24 (1992) test protocol. The experimental results indicate that by strengthening infill steel plate yield strength, ultimate shear strength and cumulative dissipated energy can be significantly increased.Keywords: Composite, Steel plate shear wall, GFRP, Fiber orientation, Stiffness, Failure modes}
-
در این مطالعه با هدف بهبود رفتار میراگر فلزی آکاردئونی به عنوان یکی از بارزترین میراگرهای فلزی جاری شونده در داخل کشور، تاثیرافزایش تعداد لایه های جداره ی این میراگر مورد مطالعه ی تحلیلی، آزمایشگاهی و پارامتریک قرار گرفته است. مطالعات آزمایشگاهی بر روی نمونه های تک لایه و دو لایه انجام شده و مدل های تحلیلی تک لایه، دو لایه و سه لایه ی میراگر توسعه یافته و با استفاده از نتایج مطالعات آزمایشگاهی مورد صحت سنجی قرار گرفته است. همچنین تاثیر تغییر پارامترهای مهم هندسی جداره ی میراگر در رفتار استهلاکی آن بررسی و مدل ایده آل هندسی ارائه شده است. به علاوه مطالعه یی تحلیلی به جهت شناسایی میزان تاثیر چند لایه شدن میراگر در قابلیت تحمل تعداد سیکل های بارگذاری انجام شده است. نتایج به دست آمده از مطالعات نشان می دهد که افزایش تعداد لایه های میراگر به دلیل ایجاد پایداری بیشتر رفتاری، اصلاح مودهای کمانشی تغییرشکل و همچنین تاثیرات مطلوب اندرکنش بین لایه ها، تاثیر بسزایی در مشخصات رفتاری میراگر و افزایش تعداد سیکل های بارگذاری قابل تحمل آن دارد.
کلید واژگان: استهلاک انرژی, مطالعات آزمایشگاهی, روش اجزاء محدود, میراگر فلزی آکاردئونی چند لایه, مطالعات پارامتریک, خستگی کم چرخه}Over the last three decades, structural control systems have developed into three categories: Passive, Active and Semi active. The hysteretic metallic damper is among one of the most popular supplemental energy dissipation devices, as a type of passive control system. The accordion metallic damper (AMD) was suggested to be the best hysteretic metallic damper because of its high capacity to absorb energy and its desirable behavior characteristics, including convenient fabrication and installation. The efficiency of AMD to control and mitigate the response of structures under seismic loading is established, both experimentally and analytically.In this research, for the purpose of improvement, the effect of increasing the number of accordion tube layers on the damping behavior of AMD is investigated using experimental, analytical and parametric studies. Experimental studies were conducted on single layer and two layer specimens under axial loading by a dynamic Roell-Amsler actuator. Analytical studies, based on the finite element method, and inelastic dynamic analysis have been carried out on a series of single and multi-layer AMD models, which have been verified by experimental results. Also, the effect of changing geometrical parameters on the damping behavior, by increasing the number of layers, was evaluated, and an ideal geometric model is made available. Finally, an analytical study has been performed to determine the effectiveness of a multilayer damper on the tolerability of low-cycle fatigue.The results show that increasing the number of layers has a great influence on the amount of dissipated energy, loading capacity and elastic stiffness, due to greater stable behavior. This includes improving the buckling mode, preventing destructive modes of buckling and interaction effects between the layers. Parametric study shows that the combination of geometric parameters, such as thickness of layer, radius of tube, length of tube and radius of corrugation, will provide ideal model geometry with optimal energy absorption. A fatigue study shows that increasing the number of layers has good effects on increasing the number of cycles tolerated, and reduces the damage damper coefficient by decreasing the stress focus on critical areas of the damper wall.
Keywords: Energy Absorption, Experimental Studies, Finite Element Method, Multilayer Accordion Metallic Damper, Parametric Studies, Low-Cycle Fatigue} -
پس از زلزله ی 1994 نورثریج کالیفرنیا تعداد قابل ملاحظه ای از ساختمان های فولادی با اتصالات خمشی خسارت دیدند. بعد از این واقعه تحقیقات زیادی برای بهبود عملکرد لرزه ای اتصالات خمشی صورت گرفت. اتصال خمشی براکت پیچ شده ی کایزر، یکی از اتصالات مطرح برای قاب خمشی ویژه در آیین نامه ی AISC-358 است، که به طور اختصار KBB خوانده می شود. این اتصال به صورت ریخته گری تولید می گردد. در این تحقیق رفتار اتصال خمشی KBB تحت بارگذاری های چرخه ای استاندارد و نزدیک گسل مطرح شده در آیین نامه های ATC و FEMA مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که این اتصال از عملکرد لرزه ای مناسبی برخوردار است ولی در تیر های عمیق به علت سختی بالای براکت و ارتفاع زیاد آن، نیروی اهرمی زیادی در پیچ های ردیف بالای براکت تولید می گردد. این موضوع و هم چنین استفاده از واشر انگشتی گوه ای سبب کاهش نیروی پیش تنیدگی پیچ های ردیف بالای براکت ها و ایجاد Pinch در نمودار هیسترزیس آن شده است.
کلید واژگان: بار گذاری چرخه ای استاندارد, بارگذاری چرخه ای نزدیک گسل, اتصال براکت پیچ شده ی کایزر (KBB), _ Pinch}In the aftermath of the 1994 Northridge، California، earthquake. A significant number of steel moment resisting structural systems were damaged. Many studies and researches have been conducted to improve the seismic performance of structures after the catastrophe. One of the proposed connections for special moment-resisting frames included AISC-358 is Kaiser bolted bracket moment connection، briefly named، KBB، this brackets produced as high steel cast. In this study، the seismic behavior of moment connection، KBB is examined under standard loading history and near-fault loading history according to ATC and FEMA codes. The results show that the connection has suitable seismic performance. But in beams with high depth due to the bracket rigidity، there is high lever force in top row bolts. Moreover use of Finger shims with variable thickness، reduce pre-tensioned force in bolts and increase pinch in hysteresis curve specimens.
Keywords: Standard loading history, Near, Fault loading history, Kaiser bolted bracket connection (KBB), Pinch} -
در روند ارزیابی رفتار یک سیستم سازه یی، عدم قطعیت های موجود می تواند سبب رفتار یک سازه در واقعیت متفاوت از رفتاری باشد که در مدل ریاضی تعیینی از سازه برای آن متصور هستیم. از این رو لازم است در ارزیابی عملکرد سازه، عدم قطعیت های موثر در پاسخ سازه ی شناسایی و احتمال وقوع خرابی در سیستم با توجه به عملکرد موردنظر محاسبه شود. در این مطالعه تاثیر سیستم کنترل ارتعاش جرم میراگر تنظیم شده)T M D(پانویس{t u n e d m a s s d a m p e r} در کاهش احتمال وقوع خرابی در سازه ی قاب خمشی فولادی بررسی شده است. مقاومت و سختی المان های سازه یی و بارگذاری زلزله به صورت احتمالاتی در مدل ریاضی اعمال شده است. نتایج مطالعه نشان می دهد که برای زلزله های دور از گسل با دوره ی تناوب میانگین پایین احتمال وقوع خرابی در سازه با T M D کمتر از سازه ی اصلی است و تاثیر استفاده از T M D با مشخصات مختلف در طبقات مختلف سازه متفاوت است.
کلید واژگان: احتمال وقوع خرابی, جرم میراگر تنظیم شده, مدل احتمالاتی, قاب خمشی فولادی}The inherent uncertainty in the behavior of a structure can lead to significant discrepancies between the results of the analytical model and the actual behavior of the structure. The probabilistic characteristics of the material, errors in construction, and the uncertainty of seismic loads could account for major causes of discrepancy between analytical results and the actual response of the structure. In this regard, inevitable uncertainties in the system’s behavior should be recognized, and the probability of the structure’s failure should be calculated for the desired level of performance. The availability of sophisticated computational tools provides the engineering community with the opportunity to estimate the performance of structures by computing the probability of occurrence for a specific state in the structure. Simulation techniques, such as Monte Carlo simulation, are efficient and promising computational methods in the context of reliability analyses to obtain the required knowledge about the probabilistic behavior of structural systems. In this paper, the effect of the tuned mass damper (TMD) on the performance of steel moment-resisting frames has been studied using the Monte Carlo simulation technique. The failure probability for the stories of the structure has been calculated based on the relative displacement of each story. The capacity and stiffness of the structural elements have been modeled through probabilistic fiber-discretized sections for each element. Also, the probabilistic effect of seismic loading has been taken into account by generating records with fully stochastic characteristics in the time and frequency domain. The uncertainty in the damping characteristics and seismic mass of the structure is also considered. The results indicate that for far-field earthquakes with low mean period, TMD could reduce the failure probability of the structure, with different effects on each story. The maximum density of relative displacement has been shifted towards small values, mainly for higher stories, by using the TMD on the roof story of the structure
Keywords: Failure Probability, Tuned Mass Damper, Probabilistic Model, Steel Moment, Resisting Frame} -
تحقیقات گذشته نشان داده است که ورق های نازک فولادی در برش عملکرد مطلوبی دارند که با توجه به این ویژگی، از این مکانیزم در سیستم های مقاوم جانبی مانند دیوار برشی فولادی استفاده می شود. در این مطالعه، برای بهبود عملکرد لرزه یی قاب های مهاربندی همگرا از پانل برشی فولادی استفاده شده است. از این رو، یک سیستم ترکیبی توسعه داده شده و رفتار غیرخطی آن به صورت تحلیلی و آزمایشگاهی بررسی شده است. در این مطالعه ی آزمایشگاهی، یک مدل پانل برشی یک طبقه با اتصال مفصلی اعضای مرزی در 4 گوشه ی قاب و همچنین اتصال پیچی اعضای مرزی به ورق پرکننده انتخاب شده است. نمونه ی مورد بررسی تحت بارگذاری شبه استاتیکی سیکلی در امتداد قطری قرار گرفت. نتایج حاصل از این آزمایش شان دهنده ی عملکرد لرزه یی مطلوب سیستم، جذب انرژی مناسب، و رفتار پایدار در نواحی غیرخطی است. تحلیل اجزای محدود نمونه ی آزمایشگاهی انجام و نتایج آن ارائه و انطباق خوبی بین نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی مشاهده شده است.
کلید واژگان: مطالعه ی آزمایشگاهی, پانل برشی فولادی, هیسترزیس, تحلیل غیرخطی, مهاربند همگرا}The recent researches have demonstrated that thin steel plates have good performance under shear loadings, and upon that property, they have been used in some of the lateral resistant systems such as steel plate shear walls. In the present study, it is intended to employ the shear panels for seismic performance improvement of concentrically braced frames. Hence, a combined system is developed and its non-linear behavior has been analytically and experimentally investigated. For experimental study, a scaled one-story steel shear panel model, with hinge type connections of boundary elements at four corners, is selected. Two rows of bolts with a diameter of 10 mm are used for connections of infill steel plate to surrounding frame. The boundary elements of the specimen are similar, while the infill steel plate thickness is 0.9 mm. specimen consisted of the standard profile double section UNP100, as boundary elements. The specimen's depth and width are equal to 400 mm. The specimen is subjected to quasi-static cyclic loading along the diagonal axes of specimen. Ultimate shear strength of system based on test results, 8.2 tons is obtained. Experimental result shows that using steel shear panel in the concentrically braced systems can improved hysteretic curve of system and it can dissipated a large amount of input energy in the nonlinear range. Finite element analysis of the laboratory specimen has been carried out. In the analysis, multi-linear kinematic hardening model is assigned to boundary element and infill plate. It is obtained that the used analytical method has been successful to estimate the actual shear capacity of the system and initial stiffness of system in comparison with the experimental results. It is found that the simulation outcomes have showed good agreement with the experimental results. Fundamental point in the designing of this kind of system is that buckling capacity of the system should be more than capacity of the steel shear panels to ensure that the panel is entered into the non-linear range without any buckling in the braced members. To achieve this goal, to design of the steel shear panel and braced members some equations have been proposed.
Keywords: EXPERIMENTAL INVESTIGATION, HYSTERETIC, NONLINEAR ANALYSIS, ECCENTRICALLY BRACED SYSTEM} -
سیلوها سازه هایی هستند که برای ذخیره کردن انواع مختلف مصالح دانه ای مورد استفاده قرار می گیرند. بدلیل رفتار غیرخطی دیواره بتنی و رفتار غیرخطی مصالح ذخیره شده در سیلو بررسی رفتار لرزه ای سیلوهای بتنی بسیار پیچیده است. در این مقاله اثر اندرکنش مصالح دانه ای و سازه برای یک سیلوی بتنی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS مورد بررسی قرار گرفته است. مصالح دانه ای با استفاده از یک مدل هیپوپلاستیک مدلسازی شده اند، پس از مدلسازی اندرکنش مصالح دانه ای و سازه تحت اثر زلزله، نتایج بدست آمده با نتایج بدست آمده از مدلهایی که در آنها از اثر اندرکنش مصالح دانه ای و سازه صرفنظر شده است مقایسه شده اند.
Silos are structures used for storing different types of granular materials. Seismic behavior of reinforced concrete silos is very complex due to nonlinearity of reinforced concrete wall of silo and nonlinear behavior of granular material. In this paper, the effect of granular material-structure interaction is investigated for a reinforced concrete silo by using ABAQUS finite element package. A hypoplastic constitutive model is used for modeling the granular material. After modeling the granular material-structure interaction under seismic excitation, the results obtained are compared with those of models without granular material-structure interaction.Keywords: Reinforced Concrete Silo, Seismic Behavior, Finite Element Method, Concrete Damaged Plasticity Model, Hypoplasticity, Granular Material, Structure Interaction} -
دیوارهای برشی بتنی از رایج ترین سیستم های مقاوم در برابر نیروهای جانبی در ساختمانها هستند. با توجه به اینکه طراحی دیوارهای برشی بتنی در محدوده الاستیک اقتصادی نیست، شبیه سازی پاسخ غیرخطی دیوار برای استفاده از ظرفیت غیرخطی آن مساله ای مهم است. دقت مدل های تحلیلی موجود یکی از جنبه های شناخته نشده در پیش بینی پاسخ غیرخطی دیوارها می باشد. در این مقاله، سه مدل برای پیش بینی رفتار غیرخطی دیوار استفاده شده است. ابتدا نتایج مدل غیرخطی اجزاء محدود و نتایج آزمایشگاهی برای دیوار با مقیاس یک چهارم مقایسه می شود. بنابراین مدل غیرخطی اجزاء محدود دیوار قادر به پیش بینی پاسخ غیرخطی دیوارهای برشی می باشد. سپس دیوار با ابعاد واقعی مدلسازی شده و نتایج حاصل از سه روش غیرخطی مدلسازی با روش اجزاء محدود مقایسه می شود. نتایج حاصل از سه روش مدلسازی و روش اجزاء محدود با یکدیگر تطبیق دارد.
-
در بیشتر نقاط جهان، و از جمله ایران، ساختمان های بتنیپانویس{c o n c r e t e s t r u c t u r e} به دلیل سختی جانبی کم و نقص های طراحی و اجرا، تحت زلزله های قوی دچار آسیب های شدید می شوند. در این نوشتار روشی کاربردی برای مقاوم سازی قاب های بتنی میان پر با مصالح بنایی و با استفاده از پلیمرهای مسلح کربنی C F R P(پانویس{c a r b o n f i b e r r e i n f o r c e d p o l y m e r s} مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این آزمایش های گسترده، تقویت قاب های بتنی میان پر است به گونه یی که رفتار کلی سازه بهبود یابد. بدین منظور چهار نمونه قاب میان پر یک دهانه و یک طبقه، نمونه ی کنترل و نمونه های مقاوم شده که براساس آیین نامه های قدیمی طراحی و اجرا شده اند تحت بارگذاری سیکلیپانویس{c y c l i c l o a d i n g} شبه دینامیکی تا مرحله ی شکست قرار داده شده و پارامترهایی مانند سختی، مقاومت و تغییر مکان نسبی طبقه یی آن ها برآورد شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مودهای شکست نمونه کنترل شامل خردشدگی کنج های بارگذاری شده ی میانقاب و همچنین شکست برشی ستون بوده، در حالی که نمونه های مقاوم شده شکست شکل پذیری را داشته اند.
کلید واژگان: ساختمان های بتنی, پلمیرهای مسلح کربنی, میان قاب بنایی, رفتار آزمایشگاهی, بارگذاری سیکلی}Due to various deficiencies and inadequate lateral stiffness, many reinforced concrete buildings have been highly damaged or collapsed in Iran and throughout the world during the last major earthquakes. In this study, the retrofitting of undamaged infilled reinforced concrete frames using carbon fibre-reinforced polymer (CFRP) is discussed in detail. The main objective of the extensive experimental program is to reinforce the masonry infilled concrete frames, which are known to contribute to the seismic performance of the reinforced concrete structures significantly, and to improve the behavior of such buildings to prevent total collapse. CFRP sheets are wrapped around the top and bottom of the columns to prevent column shear failure, which is known as a catastrophic failure mode. CFRP sheets are also attached to the masonry wall faces and anchored to the concrete frame to carry diagonal tension. The frame of the specimens is designed and detailed in accordance to the Iranian old codes. Four, 1/2 scaled, 1-story, 1-bay, brick infilled concrete frame are tested; namely, a control specimen and three rehabilitated specimens. The specimens are tested under reversed cyclic quasi-dynamic load to failure. The strength, stiffness, and story drifts of the test specimens are determined. The control specimen showed combined brittle column shear and corner crushing infill failure modes, while the rehabilitated specimens showed a more ductile failure mode. CFRP sheets improved the structural integrity and prevented collapse and debris fallout. The experimental results show that CFRP strengthening would not be effective unless CFRP is properly anchored to the infill and the frame members. The maximum increase in initial lateral stiffness due to strengthening was about 10%. But, if the lateral stiffness of the structure, considering that the contribution of the infills is adequate to control the drift of the frames, the increase in strength due to CFRP strengthening, without significant increase in stiffness, can be considered as an advantage. This paper is to discuss the specific design, test setup, and analytical and theoretical background, as well as improved results, that were obtained during testing. Finally, a series of recommendations is proposed for the actual use of CFRP's in ndustry.
Keywords: Concrete, Infilled Frame, CFRP, Masonry, Retrofitting} -
ستون های فولادی پرشده با بتن CFST، نوعی از ستون های مرکب می باشند که به دلیل مزایای فراوانی که نسبت به ستون های بتن آرمه و فولادی دارند، استفاده از آن ها، مخصوصا در ساختمان های بلند، در سال های اخیر رواج زیادی پیدا کرده است. از جمله ی این مزایا می توان به: سادگی نصب و اجرا، مسائل اقتصادی، حذف هزینه های قالب بندی، عملکرد خوب در مقابل نیرو های لرزه ای، مقاومت بیشتر با حجم کم تر و شکل پذیری بالا اشاره نمود. در این تحقیق، اثر تعدادی از پارامترهای مؤثر در رفتار ستون های CFST از جمله نسبت بعد مقطع به ضخامت جدار فولادی D/t، نسبت طول به بعد مقطع عرضیL/D و شکل مقطع عرضی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می گیرند. در بررسی آزمایشگاهی این ستون ها، 12 نمونه ستون با مقیاس حدود 1:3 ساخته شده و تحت بار محوری فشاری توام با بارجانبی متناوب افزایش یابنده تا انهدام کامل ستون آزمایش شده و منحنی های رفتاری نمونه ها ترسیم و مورد بررسی قرار می گیرند. از لحاظ شکل مقطع عرضی، سه شکل: دایره، مربع و هشت ضلعی در نظر گرفته شده است تا شکل بهینه ازلحاظ رفتار تحت بارهای متناوب، مشخص گردد. در تعدادی از نمونه ها، ورق های سخت کننده در داخل ستون تعبیه شده است تا اثرات آن ها در رفتار این نوع ستون ها مورد بررسی قرار گیرد. براساس نتایج آزمایشات، وجود ورق های سخت کننده در نواحی بحرانی ستون، باعث بهبود رفتار ستون در چرخه های بارگذاری جانبی شده و شکل پذیری ستون را افزایش می دهد؛ هم چنین رفتار ستون با مقطع عرضی به شکل دایره از لحاظ شکل پذیری و ظرفیت جذب انرژی، بهتر از مقطع هشت ضلعی و رفتار مقطع هشت ضلعی، بهتر از مقطع مربعی است.
Steel columns filled with concrete, so called CFST columns are kind of mega composite columns that poses greater mechanical and daynamic behavior. In recent years, due to this enhanced behavior, more and more are being used specially in tall structures. They also result in more cost effective and easy to construct structures. In order to study these columns, an experimental program was lunched to provide detailed properties. In doing so, 12 specimens with different cross sectional geometry and D/t ratios with a 1/3 scale were constructed and tested. Testing was performed under cyclic dynamic manner using actuators. It was obseved that, both mechanical and cyclic behavior of CFST colums were enhanced while some cross sectional shapes behavied even better meaning acoordingly, circular, ortagonal and squared. Also, it was resulted that much ductility was introduced to the columns when they were used as CFST columns. The set up and experimental program as well as test results are provided in this paper. Conclusions and comparisons are also provided in this paper in the forms of cyclic graphs. -
ستون های فولادی پرشده با بتن CFST نوعی از ستون های مرکب هستند که به دلیل مزایای فراوانی که نسبت به ستون های بتن آرمه و فولادی دارند، استفاده از آن ها مخصوصا در ساختمان های بلند در سال های اخیر رواج زیادی پیدا کرده است. در این تحقیق اثر ورق های سخت کننده که به صورت سرتاسری و یا در نواحی بحرانی)محل تنش های بیشینه(در داخل ستون به جدار فولادی جوش می شوند، به صورت آزمایشگاهی بررسی می شوند. در این بررسی ها 10 نمونه ستون با مقیاس حدود 3:1 ساخته شده اند و آزمایش می شوند. تعدادی ازنمونه ها بدون ورق های سخت کننده هستند و در تعدادی ورق های سخت کننده در تمام طول ستون و در تعدادی دیگر ورق های سخت کننده در ناحیه ی بحرانی ستون قرار داده شده است. نمونه های مورد آزمایش تحت بار محوری فشاری توام با بار جانبی متناوب افزایش یابنده تا انهدام کامل ستون قرار می گیرند و منحنی های رفتاری نمونه ها ترسیم شده و مورد بررسی قرار می گیرند. از لحاظ شکل مقطع عرضی، سه شکل دایره، مربع و هشت ضلعی در نظر گرفته شده است. وجود ورق های سخت کننده در نواحی بحرانی ستون باعث بهبود رفتار ستون در چرخه های بارگذاری جانبی می شوند و شکل پذیری ستون را افزایش می دهند.
کلید واژگان: ستون های فولادی پر شده با بتن, جدار فولادی, ورق های سخت کننده, شکل پذیری, بار جانبی متناوب}Steel columns filled with concrete composite columns are kind of CFST Due to the many benefits compared to RC columns and steel Have their use, especially in tall buildings in the years Recently has found a large spread. In this research work sheets Skhtknndh The overall basis or in critical areas) where the maximum stresses (Inside the walled steel columns are boiling, in the lab are check. This column reviews in 10 samples of about 3:1 scale made Are tested. Aznmvnhha are without number plates Skhtknndh And the number plates Skhtknndh entire column and in several other Skhtknndh sheets in the critical area column is placed. Samples Tested under axial compressive load times coupled with intermittent side Afzayshyabndh Columns are placed to complete demolition and treatment curves of samples Have been drawn and are being investigated. In terms of the cross-section, three The circle, square and octagonal are considered. There sheets Skhtknndh in critical areas to improve the behavior of column column in cycles Are side loading and increase the column ductility. -
در چند دهه گذشته تحقیقات بسیاری در زمینه قطعات الحاقی مستهلک کننده انرژی به ویژه میراگرهای فلزی پسماند انجام شده و نمونه های متنوعی از آن با قابلیتهای مختلف توسعه یافته است.
درسالیان اخیر استفاده از کمانش آکاردئونی سیستمهای جدار نازک لولهای نظر پژوهشگران را جلب کرده و به توسعهی میراگر فلزی آکاردئونی منجر شده است.
در این مقاله پساز معرفی میراگر فلزی آکاردئونی پر شده، شاخصهای رفتار میراگر پر شده و توخالی برای بارگذاری محوری چرخهای مطالعه و مقایسه شده است. بدین منظور ابتدا به روشی تحلیلی اجزای محدود، مشخصات تقریبی پلیمر پرکننده مؤثر تعیین و سپس چهار نمونه آزمایشگاهی شامل دو نمونه میراگر پر شده با نوع خاصی فوم پلیمریک و دو نمونهی میراگر توخالی متناظر با آنها، با استفاده از جک هیدرولیکی کشش و فشار آزمایش شده است. سپس تاثیر پرشوندگی میراگر با فوم بر برخی از مهمترین شاخصهای رفتار تعیین و سعی شده از این روش بهمنظور پایداری و بهبود رفتار میراگر استفاده شود. این مطالعه نشان میدهد که استفاده از ماده پرکننده متناسب در داخل میراگر، روشی مناسب بهمنظور افزایش برخی شاخصهای رفتاری میراگر مانند تعداد چرخهی قابل تحمل، میزان جذب انرژی و همچنین ظرفیت خمیری کشش و فشار میراگر بوده و اثر اندرکنش بین فوم و جدار آکاردئونی در افزایش جذب انرژی و افزایش ظرفیت خمیری سیستم بهویژه برای نمونه های جدار نازک آکاردئونی با ظرفیت باربری پایین، چشمگیر است.
کلید واژگان: مطالعه آزمایشگاهی, میراگر فلزی آکاردئونی پر شده, فوم پلیمریک}During the last decades, many researches have been carried out on development of supplemental passive energy absorption devices especially hysteretic metallic dampers and different types of them with different capacities and potentials have been developed. The idea of buckling of thin-walled tubes and the use of this property was led to develop an accordion metallic damper (AMD) [Motamedi, Nateghi-Alahi-2007]. This damper utilizes the capability of accordion thin-walled tube for excitation of axisymmetric concertina buckling mode as a damping mechanism which in turn increases the amount of dissipated energy. In this paper filled accordion metallic damper (FAMD) is suggested and analytically and experimentally the behavior of AMD's and FAMD's under axial cyclic loading are investigated and compared. For this purpose, Firstly analytical studies based on Finite element method and nonlinear dynamic analysis was performed on FAMD's for the determination of the approximate preliminary specifications of different polymers for potential use. After specifying the preliminary material properties, 4 specimens include 2 FAMD's filled by polymeric foam and 2 AMD's were subjected to dynamic tension and compression actuator and the effect of filling AMD's by this polymeric foam on the some of important specifications of damper studied and try to use this method for improving and developing of AMDs. Based on the results obtained using the appropriate filling inside the AMD's is a suitable technique for the purpose of improvement the some of important specifications such as the number of cycles before failure, amount of dissipated energy and plastic capacity. The effect of interaction between foam and accordion thin walled tubes play an important role for this purpose especially in low capacity AMDs. -
بدیهی است ساختمان های بتنی که سختی جانبی کافی نداشته و به صورت ضعیف طراحی و اجرا شده اند، در هنگام وقوع زمی نلرزه های شدید آسی بهای قابل توجهی را تجربه می کنند. یکی از روش های مناسب مقاو مسازی این گونه ساختمان ها برای اصلاح رفتار سازه و جلوگیری از فروریزش، تقویت میانقابهای به گونه ای است که این اعضا به صورت دیوارهای سازه ای (FRP) مصالح بنایی با کامپوزیت های پلیمر مسلح عمل کنند. در این مقاله ابتدا با استفاده از روش المان محدود، روش مدل سازی میانقاب با دستک معادل بررسی شده و سپس با معرفی رفتار دست کهای فشاری و کششی، میانقاب در دو حالت عادی و مقاوم شده مدل سازی شده است. نتایج تحلی لهای استاتیکی فزاینده غیرخطی نشان می دهد که مدل ارائه شده توانسته است رفتاری نزدیک به رفتار نمونه های آزمایشگاهی ارائه کند.
کلید واژگان: ساختمانهای بتنی, کامپوزیت های پلیمر مسلح, میانقاب, المان محدود, تحلیل استاتیکی فزاینده غیرخطی}Due to various deficiencies, inadequate lateral stiffness, weak design and weak construction, many reinforced concrete buildings are highly damaged during the major earthquakes. One way to retrofit these buildings is to improve the behavior and to prevent the total collapse of the reinforce masonry infilled walls in order to make them behave such as structural walls with composite materials. In this study, the concept of equivalent strut is investigated by finite element modeling and behavior of the compression strut and tension tie is presented to model unretrofit and retrofit masonry infilled walls. Analytical pushover results show great accordance with experimental results. -
دیوار برشی فولادی یک نوع سیستم ابتکاری مقاوم در برابر بارهای جانبی زلزله و باد می باشد و در مقایسه با دیگر سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی از قبیل قاب خمشی و قاب بادبندی شده عملکرد بهتری دارد. یکی از راه های موثر بهبود رفتار کمانشی دیوارهای برشی فولادی استفاده از سخت کننده ها است. سخت-کننده ها با جلوگیری از کمانش ورق فولادی قبل از جاری شدن، باعث بهبود رفتار آنها شده و علاوه بر این باعث افزایش سختی، مقاومت، شکل پذیری و جذب انرژی می شوند. از این رو در تحقیق حاضر، تقویت دیوارهای برشی فولادی با انواع سخت کننده ها، از جمله سخت-کننده ها با آرایشهای افقی، عمودی، افقی- عمودی تواما، قطری و ضربدری در فواصل مختلف بررسی شده اند. تمامی مدل ها با استفاده از نرم افزار ANSYS تحت تحلیل غیرخطی اجزاء محدود قرار می گیرند. این تحلیل با فرض رفتار غیرخطی هندسی به صورت جابه جایی های بزرگ به روش کنترل نیرو می باشد. نتایج بررسی حاکی از آن است که استفاده از سخت کننده های ضربدری در حدود 50 درصد تغییرشکل خارج از صفحه دیوار را کاهش می دهد. این در حالی است که سخت کننده های عمودی تاثیر کمتری داشته و در حدود 30 درصد تغییرشکلهای خارج از صفحه دیوار را کاهش می دهد.
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.