فهرست مطالب

مهندسی سازه و ساخت - سال سوم شماره 1 (پیاپی 6، بهار 1395)

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال سوم شماره 1 (پیاپی 6، بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/31
  • تعداد عناوین: 10
|
  • وحید رشیدی نیا، سیدعلی رضویان امرئی*، غلامرضا قدرتی امیری صفحات 5-13
    با توجه به واقع شدن ایران بر روی یکی از دو کمربند زلزله خیز جهان و وجود گسل های فراوان، وقوع زلزله در فلات ایران امری طبیعی است. هدف از این مطالعه بررسی آسیب پذیری شهر یزد در اثر زلزله طرح استاندارد 2800 ایران می باشد. در این مطالعه آسیب پذیری کل سازه ها با توجه به نوع خاک منطقه از روش HAZUS بدست آمده و براساس آن آسیب پذیری ساخت و ساز انواع سازه ها در مناطق مختلف بررسی می گردد و براساس سطوح آسیب سازه میزان خسارت و تلفات جانی برای هر محدوده به تفکیک محاسبه می شود. در نهایت با توجه به نتایج مشخص گردید که مناطق یک و دو بدلیل تراکم جمعیتی و فرسوده بودن اکثر سازه ها بیشترین تلفات جانی را داشته و منطقه 3 بیشترین خسارات مالی و سازه ای را داشته و آسیب پذیر می باشند.
    کلیدواژگان: آسیب پذیری لرزه ای، منحنی شکنندگی، یزد، زلزله
  • آرمین منیر عباسی*، اسماعیل شاهرخی نسب، جبار علی ذاکری صفحات 14-26
    صفحه لاستیکی زیر تراورس در مناطق متعددی از جمله مناطقی که بایستی انتقال ارتعاشات به محیط اطراف محدود شود مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر تمامی مزایا، این عناصر در زمینه کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری خط، بهبود هندسه خط، کاهش ضخامت بالاست مورد نیاز ، کاهش ارتعاشات و سر و صدای ناشی از عبور ناوگان ریلی و غیره موثر باشد. طبق بررسی های انجام شده در سطح بین المللی در خصوص ارزیابی های مربوط به تاثیر این صفحات در مقاومت جانبی خط، نشان می دهد که عوامل گوناگونی در مقاومت جانبی خط موثر می باشد که از آن جمله می توان به به کیفیت تماسی و تراکم دانه های بالاست، اندازه عرض شانه بالاست، ضخامت بالاست و فاصله بین تراورس ها اشاره کرد. بنابراین استفاده از پدهای ارتجاعی بویژه در مسیرهای با قوس های تند که در آنها موضوع مقاومت جانبی خط حائز اهمیت می باشد، مستلزم روشن بودن تاثیر این المان در مقاومت جانبی خط می باشد. به همین منظور در این مقاله مقاومت جانبی خط به کمک روش تراورس منفرد و تجهیزات مربوط به آن به صورت میدانی اندازه گیری و ارائه شده است. در این پژوهش برای بررسی مقاومت جانبی خط از 150 عدد پد زیر تراورس پلی اورتانی کمپانی گتزنر اتریشی با دو سختی متفاوت استفاده شده است. نتایج حاصل از بررسی های میدانی انجام شده در این زمینه نشان داد که استفاده از پدهای الاستیک سخت در زیر تراورس سبب افزایش 6/9 درصدی مقاومت جانبی خط می گردند و استفاده از نوع نرم آنها در زیر تراورس، سبب کاهش 54/2 درصدی مقاومت جانبی خط می شوند و این در حالی است که با کاهش سختی پدها نرخ کاهش مقاومت جانبی خط افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: روسازی بالاستی، مقاومت جانبی خط آهن، صفحات لاستیکی زیر تراورس، ارتعاشات محیطی
  • محمود یحیایی*، مصطفی مسعودی، فرید قربانی صفحات 27-37
    در این مقاله روشی برای تخمین پاسخ لرزه ای شتاب جانبی در سازه های بلند ارائه شده است. با در دست داشتن پاسخ شتاب جانبی در طبقات سازه، می توان با انجام تمهیداتی از خسارت به اجزای غیرسازه ای حساس به شتاب ساختمان کاست. در این مقاله، پاسخ لرزه ای شتاب سازه از ترکیب روابط مود-جابجایی، با روابط روش مدل سازی سازه های بلند با تیر طره خمشی و تیر طره برشی و با تخمین مولفه های دینامیکی سازه بلند بدست آمده است. روابط و راه حل های سریعی برای بدست آوردن شکل های مودی، نسبت های پریودی و ضرایب مشارکت مودی برای سازه ها ارائه شده اند. در رابطه پیشنهاد شده برای محاسبه پاسخ لرزه ای شتاب جانبی، نیاز به دانستن اطلاعات کمتری از ساختمان است، که این امر باعث آسانی و تسریع تحلیل می شود. با محاسبه شتاب جانبی سازه 10 و 15 طبقه طی سه نگاشت شتاب زمین لرزه با استفاده از رابطه ارائه شده و تحلیل همان سازه ها در نرم افزار اجزای محدود OpenSees دقت رابطه ارائه شده بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که رابطه ارائه شده بدون نیاز به مدلسازی و تحلیل نرم افزاری و صرف وقت، تخمین مناسبی را ارائه می دهد.
    کلیدواژگان: سازه بلند، شتاب جانبی، روش بر هم نهی مودی، روش تیر طره خمشی و برشی
  • ابراهیم خلیل زاده وحیدی*، نوذر مرادی صفحات 38-48
    اضافه کردن نانو مواد به همراه سیمان، از جمله راهکارهای بهبود خواص مکانیکی و ویژگی های بتن و ملات، نسبت به نمونه های معمولی و رایج می باشد. در این تحقیق با اضافه کردن نانو رس تنها معادل 3% و 5% وزنی سیمان و همچنین 3% و 5% نانو رس به همراه 15% خاکستر بادی، نمونه های ملات ساخته شده و به مقایسه نتایج آن ها با نتایج طرح مرجع پرداخته شده است. استفاده از نانو رس و خاکستر بادی، باعث کاهش مقاومت فشاری ملات ماسه سیمان در سنین کم 3 و 7 روزه می شود. با این حال اضافه کردن 3% و 5% نانو رس تنها در ملات، بترتیب باعث افزایش 2/27 و 1/15 درصدی مقاومت فشاری در سن 28 روزه و افزایش 4/28 و 4/22 درصدی آن در سن 90 روزه شده است. در حالی که در نمونه های ملات ماسه سیمان دارای خاکستر بادی و نانو رس توام، بترتیب افزایش 6/1 و 5/4 درصدی مقاومت فشاری را در سن 28 روزه و افزایش 10 و 16 درصدی آن را در سن 90 روزه در پی داشته است.
    کلیدواژگان: مقاومت فشاری، نانو ذرات رس، خاکستر بادی، میکروسکوپ الکترونی SEM
  • امیرحمزه کیخا، مسعود نکویی، رضا دهگذر* صفحات 49-58
    در این تحقیق ستون های فولادی قوطی شکل توخالی که در سطح خارجی بوسیله ورقهای CFRP دور پیچ شده و تحت فشار محوری قرار گرفته، بررسی شده اند. روش های متداول مقاوم سازی از جمله استفاده از ورقهای فولادی ضمن اینکه وزن سازه را افزایش می دهد در بعضی موارد دشوار و حتی غیر ممکن است. تحقیق حاضر در دو مرحله، به صورت تست آزمایشگاهی و مدل سازی به روش اجزای محدود و به کمک نرم افزار ANSYS انجام شده است. به منظور تعیین میزان افزایش بار نهایی فشاری ستون های فولادی قوطی شکل توخالی، تعداد 7 نمونه قوطی توخالی به ابعادmm 5/2 × 90 × 90 که با CFRP تقویت شده بودند، و دو نمونه شاهد مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از نرم افزار با نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی گردید. سپس نمونه ها با استفاده از نرم افزار ANSYS شبیه سازی شد. نتایج نشان داد، وقتی که پوشش لایه های CFRP کامل نباشد، CFRP تاثیری در افزایش بار محوری فشاری ستون ها ندارد. همچنین نتایج نشان داد که، موقعیت قرارگیری، تعداد، جهت و درصد پوشش لایه های CFRP در افزایش ظرفیت فشاری ستون های فولادی قوطی شکل توخالی موثر می باشند.
    کلیدواژگان: ستون های فولادی، مقاوم سازی، CFRP، روش اجزای محدود، روش آزمایشگاهی
  • سعید غفارپورجهرمی*، عبدالله حسینی صفحات 59-71
    طول شمع ها در اغلب گروه های شمع ، بصورت مساوی انتخاب و اجرا می شوند در حالیکه اندرکنش بین شمع ها نشان می دهد که این روش و شکل اجرا، همواره بهینه ترین و بهترین گزینه ممکن جهت دستیابی به ظرفیت باربری مناسب با کمترین نشست و جابجایی نمی باشد. در این مقاله بهینه سازی ظرفیت باربری، سختی محوری و نشست تفاضلی کلاهک در یک گروه شمع، با هندسه و طول متفاوت مورد ارزیابی قرار می گیرد. روش بهینه سازی مورد استفاده در این تحقیق برای یک گروه شمع با ظرفیت باربری اصطکاکی قابل کاربرد است. معیار بهینه سازی در این پژوهش، کاهش حجم بتن مصرفی در اجرای کلاهک و گروه شمع است که برای مقاصد اقتصادی و زیست محیطی می تواند بسیار مفید باشد چرا که با مصرف مصالح کمتر و به دنبال آن هزینه کمتر، گروه شمع می تواند عملکرد مورد انتظار را از نظر ظرفیت باربری و نشست نشان دهد. در این مقاله گروه شمع 5×5 با آرایش مربعی و سطری مورد بررسی قرار می گیرند و بهینه سازی با بهره گیری از الگوریتم تکاملی ژنتیک انجام شده و برای تحلیل ظرفیت باربری شمع ها از نرم افزار اجزاء محدود Fb-Pier استفاده شده است.
    کلیدواژگان: گروه شمع، بهینه سازی، ظرفیت باربری، نشیت گروه، الگوریتم ژنتیک
  • طاهره عارف زاده، سید روح الله حسینی واعظ *، حسین نادرپور، امیر عزالدین صفحه 72
    در این تحقیق روش شناسایی ترک های چندگانه در تیر طره بتن مسلح بر پایه تبدیل موجک ارائه شده است. به این منظور، سناریوهای مختلف خرابی در تیر بتنی درنظر گرفته شد. سپس، شکل های مودی چهار مود اول تیر در حالت سالم و آسیب دیده با استفاده از نرم افزار ABAQUS استخراج گردید. شکل های مودی بدست آمده برای شناسایی آسیب های در نظر گرفته شده، تحت تبدیل موجک پیوسته و گسسته قرار گرفتند. مشاهده شد که موجک گسسته به موقعیت آسیب برای تیر بتنی تعریف شده در این مطالعه، نسبت به موجک پیوسته حساس تر می باشد. همچنین اثر مرتبه مودها و تاثیر فاصله آسیب از تکیه گاه در شناسایی آسیب ارزیابی شد. ملاحظه شد که فاصله ترک ها از یکدیگر تاثیری در شناسایی موقعیت آنها ندارد.
    کلیدواژگان: شناسایی آسیب، تیر بتنی، شکل مودی، موجک پیوسته، موجک گسسته
  • علی خیرالدین، ربابه عمرانی* صفحه 84
    یکی از مهمترین پارامترهای کنترل کننده طراحی در سازه های بلند، تغییرمکان جانبی سازه است. سیستم های مقاوم مختلف ساز های جهت تحمل بار های جانبی و ثقلی پیشنهاد شده است. یکی از مدل های مناسب در طراحی سازه های بلند مدل سازه ای با هسته بتنی است که در آنها هسته بتنی عامل اصلی تحمل بارجانبی و کنترل کننده تغییرمکان جانبی سازه می باشد. با افزایش ارتفاع سازه به علت کاهش شدید سختی هسته، تاثیر هسته به تنهایی در طبقات بالاتر در کنترل تغیرمکان جانبی کاهش می یابد. برای رفع این ضعف مهم از مهار بازویی و کلاهک خرپایی علاوه بر هسته بتنی استفاده می گردد. در این مقاله سه سازه فولادی 30 و 40 و 50 طبقه با ارتفاع های 90 ،120و150 متر با پلان دایره ای به شعاع 16 متر مورد بررسی قرار گرفت و مدل های قاب فولادی با هسته بتنی، مهار بازویی و کلاهک خرپایی مدلسازی، تحلیل خطی، طراحی و بررسی شد. نتایج نشان می دهد با استفاده از مهار بازویی و کلاهک خرپایی در سازه فولادی با هسته بتنی، زاویه دریفت سازه به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد در حالیکه وزن مصالح مصرفی تغییر نمی کند. همچنین تنش در سازه کنترل و تعدیل شده و تعداد مفاصل پلاستیک و سطح عملکرد سازه افزایش یافت.
    کلیدواژگان: قاب فولادی، هسته بتنی، کلاهک خرپایی، مهار بازویی، پلان دایره ای
  • حسین کاظمی، امین محب خواه* صفحه 99
    یکی از سیستم های مقاوم که در مناطق لرزه خیز به کار برده می شوند، دیوارهای برشی بتن آرمه مرکب ویژه با اجزای مرزی فولادی می باشند که به دلیل دارا بودن شکل پذیری و قابلیت جذب و استهلاک انرژی بالا نسبت به دیوارهای برشی بتن مسلح رایج، در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. نظر به اینکه در خصوص رفتار این قبیل قاب ها مطالعات بسیار کمی انجام شده و همچنین روش طراحی سازه بر مبنای نیرو، باعث تقریب در سنجش رفتار واقعی سازه در حین وقوع زلزله خواهد شد، در تحقیق حاضر به بررسی رفتار لرزه ای غیر خطی این نوع از سیستم های سازه ای طرح شده به روش مستقیم بر مبنای تغییرمکان پرداخته می شود. بدین منظور ابتدا 4 دیوار برشی بتن آرمه مرکب ویژه با اجزای مرزی فولادی با تعداد طبقات 4، 8 ، 12 و 16 با استفاده از روش طراحی مستقیم بر اساس تغییر مکان برای یک سطح عملکرد مشخص (نظیر دریفت 2%)، طراحی شده و سپس تحت تحلیل های تاریخچه زمانی دینامیکی غیرخطی قرار گرفتند و در نهایت نتایج حاصل از این تحلیل ها با فرضیات طراحی مقایسه گردید. نتایج تحلیل حاکی از آن است که دیوارهای برشی مرکب طراحی شده در این تحقیق بر مبنای روش مستقیم مبتنی بر تغییرمکان، می توانند به خوبی سطح عملکرد مورد نظر طراح را به لحاظ تغییرمکان نسبی بین طبقه ای، ارضاء نمایند.
    کلیدواژگان: روش طراحی مستقیم بر مبنای جابجایی، ستون مرزی فولادی، دیوار برشی بتنی، رفتار لرزه ای، تحلیل دینامیکی غیر خطی
  • مرتضی اسماعیلی*، مهدی کمالی، حمیدرضا حیدری نوقابی صفحه 112
    از جمله مسائل مطرح در بهره برداری از خطوط راه آهن سریع السیر، اجتناب از وقوع تغییرات ناگهانی در سختی خط می باشد. محل آبروها و پل ها، شایع ترین نقاط تغییر ناگهانی سختی خط در طول مسیرهای راه آهن سریع السیر می باشد. یکی از مهمترین روش های اعمال تدریجی سختی در این نقاط، ساخت پیش دال های بتنی به عنوان ناحیه انتقال می باشد. بنابراین در این مقاله سعی گردیده تا این موضوع با انجام مدل سازی عددی مورد مطالعه قرار گیرد. برای این منظور یک خط بالاستی همراه با یک آبرو بتنی مشابه با آبروهای واقع در مسیر راه آهن سریع السیر تهران- قم- اصفهان به طول 6.6 متر مدلسازی گردیده و تاثیر وجود پیش دال های بتنی در حدفاصل خط بالاستی و آبرو مورد بررسی قرار گرفته است. در این مدلسازی خط بالاستی و اجزای آن شامل پد زیر ریل، تراورس، بالاست، بستر و زمین بصورت مجموعه ای از سیستم های جرم-فنر-میراگر مدل گردیده و ریل ها، آبرو و پیش دال های بتنی بصورت المان های تیر اویلر-برنولی شبیه سازی شده اند. سپس رفتار دینامیکی خط ریلی و اجزای آن با عبور دسته بار متحرک مشابه یک ناوگان سریع السیر متداول مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا بر روی پارامتر هائی از قبیل سرعت وسیله نقلیه، ضخامت دال خط ها، میرایی و سختی خط تحلیل حساسیت صورت گرفته است. نتایج تحلیل ها بیانگر آن است که با افزایش سختی و میرایی خط، نیروی ایجاد شده در بالاست ، شتاب ها و نشست های خط بویژه در قسمت خط با پیش دال های بتنی کاهش می یابد که این تاثیر در میرایی های بالاتر از KNsec/m 200 و سختی خط در محدوده MN/m 120 تا MN/m180 قابل توجه می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که افزایش ضخامت پیش دال ها تاثیر به سزایی بر بهبود رفتار خط در سرعت های بالا بویژه در سرعت 340 کیلومتر بر ساعت دارد.
    کلیدواژگان: ناحیه انتقال، پیش دال، آبرو بتنی، خطوط سریع السیر، مدلسازی عددی
|
  • Vahid Rashidinia, Seyed Ali Razavian Amrei, Gholamreza Ghodrati Amiri Pages 5-13
    Occurring earthquake in Iran plateau is common due to that Iran is on seismic belt and having a large number of faults. Studying of Yazd’s vulnerability in Iranian’s seismic code earthquake is the goal of this research. In this study vulnerability of structures depending on the type of soil obtained by HAZUS method and on the basis of the vulnerability of building structures in different regions will be investigated. On the basis of structural damage, levels of damage and loss of life calculated separately for each region. The results showed that in region 1 and 2 because of population density and having most of the old buildings, they have the greatest loss of life and region 3 have a greatest financial and structural damages and it is very vulnerable.
    Keywords: Seismic Vulnerability, Fragility curve, Yazd, Seismic analysis
  • Armin Monir Abbasi, Esmail Shahrokhinasab, Jabbar Ali Zakeri Pages 14-26
    Under sleeper pads are used in several areas, specially, in places where transfer of vibrations to the surrounding areas should be limited. Beside of all advantages of this elements in the field of reducing costs of repair and maintenance of railway, improvement of line geometry, decreasing the thickness of required ballast, reduction of vibrations and disturbing noises coming from passing trains and increasing trip convenience, use of these pads according to thickness and hardness of them could be effective in lateral resistance. Based on international evaluations in the field of under sleeper pads, results of influence of under sleeper pads in lateral resistance of railway are various, because of different reasons including: contact quality and compression of ballast grains, ballast thickness, distance between sleepers and different test for estimating the lateral resistance, therefore application of these pads specially in mountainous ways that lateral resistance is important, influence of these pads must be cleared. So in this field of study, lateral resistance of railway is measured by Single Tie Push Test. In this study 150 polyurethane under sleeper pads with two different stiffness which were produced by Getzner Company (specialize in vibration insulation in the rail), used in real line. Results of this field examinations show utilization of these elements under the sleepers increase 9.6% for the lateral resistance when SLB 3007 G (which are stiffer) attached in comparison to sleepers without pad and 2.54% decrease when SLB 1308 G attached in comparison to sleepers without pad. However decrease in hardness, results in increasing rate of lateral resistance reduction.
    Keywords: Lateral resistance, Under sleeper pad, Ballast geometry, Environment vibration
  • Mahmood Yahyai, Mostafa Massoudi, Farid Ghorbani Pages 27-37
    In this paper a new method is proposed to estimate the seismic lateral acceleration response in tall buildings. Evaluation of lateral acceleration response in the stories of the structure will allow measures to be taken to reduce the damage on non-structural elements sensitive to lateral acceleration. In this article seismic acceleration response of the structure is obtained by combining mode-acceleration approach with shear-flexural cantilever beams method, and by estimating dynamic components of tall buildings. Quick proposed solutions and equation to calculate the seismic lateral acceleration response, require less information about the structure, which makes analysis easier and faster. The accuracy of the proposed equation is examined by calculating lateral acceleration of 10, 15 story structures during 3 earthquake records using the proposed equation and analyzing the same structures in finite element software, OpenSees. The results show that the proposed equation which does not need simulation and software analysis, offers a good estimation.
    Keywords: Tall building, Lateral acceleration, Mode, superposition, Shear, flexural cantilever beam
  • E. Khalilzadeh Vahidi, N. Moradi Pages 38-48
    In the present paper, compressive strength of cement mortar was investigated through two cases: case I in which just nano-clay (Nano clay to cement proportion equal to 3% and %5) is included, and case II in which both nano-clay and fly ash were considered (with the same values for Nano-clay as case I, and with fly ash to cement proportion equal to 15%). Gradual interaction of fly Ash with calcium hydroxide and alkalins resulted from cement hydration process, produces more C-S-H, spreading through concrete substructure free spaces. Results indicated that, all samples which contain nano-clay are denser than the reference sample. Adding fly ash and nano-clay have resulted in decreasing short term period (relating to three and seven days age) compressive strength of cement mortar. The 28 day age compressive strength of samples of case I, showed a dramatic increase about 27.2% for proportion value equal to 3%, and a considerable increase about 15.1%, for proportion value of equal to 5%. Results, also indicated a considerable increase in the 90 day age compressive strength that was about 28.4% and 22.4% respectively relating to two proportion values, 3% and 5%. The 28 day age compressive strength of samples of case II increased about 1.6% and 4.5% respectively, relating to two values of nano-clay to cement proportion equal to 3% and 5%. The 90 day age compressive strength of samples of case II, showed an increase about 10% and 16% respectively, relating to two values of nano-clay to cement proportion equal to 3% and 5%.
    Keywords: Compressive strength, Nano clay Fly ash Water absorption Scanning Electron Microscopy (SEM)
  • Amir Hamzeh Keykha, Masoud Nekooei, Reza Rahgozar Pages 49-58
    In this research the hollow steel columns that strengthened with CFRP under axial compression has been investigated.Retrofit methods such as the use of steel plates increases the structural weight and in some cases using such method is difficult and impossible. This paper reports experimental and numerical modeling using ANSYS software. To determine the ultimate load of square hollow section (SHS) steel columns, seven samples of SHS steel columns with dimensions of 90 × 90 × 2.5 mm which were strengthened with CFRP and two control samples were tested. The results of numerical model was validated with experimental results. The results showed that, when the coverage of CFRP layers is not complete, CFRP has no effect on increase of the compressive axial load of SHS steel columns. In addition, the results showed that, the number, direction, and the coverage of CFRP layers can be effectively increase the pressure capacity of SHS steel columns.
    Keywords: Steel columns, Strengthening, CFRP, Finite element method Laboratory method
  • Saeed Ghaffarpour Jahromi, Abdollah Hoseini Pages 59-71
    Capacity of pile group is the summation of the individual piles capacity with influence of spacing between the piles. Pile groups usually have the same length, so if the spacing between piles is too close, the zones of stress around the pile will overlap and the ultimate load of the group is less than the sum of the individual pile capacities especially in the case of friction piles, where the efficiency of pile group is much less. In this research the optimization of bearing capacity and unsymmetrical settlement of cap in the vertical pile group using genetic algorithm were studied. Friction pile in granular soil, with different length and arrangement were investigated to find the best performance of the group for the axial stiffness, bearing capacity and unsymmetrical settlement. The criterion of optimization is the volume of concrete needs for piles and cap. Two patterns of 5×5 pile groups (row variation and squared variation) are studied in this research. The analysis of pile group to find bearing capacity was conducted using the finite element software (Fb-pier) and for optimization used evolutionary genetic algorithm method.
    Keywords: Pile group, Optimization, Efficiency of pile group, Overall stiffness, Unsymmetrical settlement, Evolutionary genetic algorithm
  • Tahere Arefzade, Seyed Rohollah Hoseini Vaez, Hosein Naderpour, Amir Ezzodin Page 72
    In this paper, a method of multiple cracks detection in a cantilever reinforced concrete beam based on wavelet transform is presented. For this purpose, different damage scenarios in concrete beam were considered. Then, the four first mode shapes of undamaged and damaged beam using ABAQUS software were extracted. The estimated mode shapes of the beam are analyzed by the continuous and discrete wavelet transform (CWT & DWT) to detect the damage scenarios. It was found that DWT is more sensitive to damage location than CWT in the concrete beam which introduced in this paper. Also, the influence of the mode order and the effect of damage distance from support on the effectiveness of damage detection was evaluated. It was observed that the distance of cracks to each other have no effect on identifying their location.
    Keywords: Damage detection, Concrete beam, Mode shape, Continuous wavelet, Discrete wavelet
  • Ali Kheyroddin, Robabeh Omrani Page 84
    Lateral displacement is one of the most important factors in the design of tall buildings. Different structural resistance systems proposed for resistance of gravity and lateral loads. One of the appropriate models in tall building design is structural model with concrete core that is the most important factor for structure’s lateral displacement and load control. With increasing the height of structures the influence of concrete core on lateral displacement control decrease in topper stories, because the concrete core stiffness decreases. To avoid this weakness, outrigger and belt truss is used with core concrete. In this article three steel structures with 30, 40 and 50 stories and 90, 120 and 150 m height and circular plan with 16 m radius was investigated, steel frame models with concrete core and belt truss-outrigger was modeled, analyzed linearly, designed and investigated. The results showed considerable decrease in structures drift angle with using belt truss and outrigger in steel structure with concrete core, without any important change in materials weight. In addition, structures stress ratio controlled and adjusted, and the number of plastic hinges and performance level was increased.
    Keywords: Steel frame, Concrete core, Outrigger, Belt truss
  • H. Kazemi, A. Mohebkhah* Page 99
    Special composite RC shear wall (CRCSW) with steel boundary elements is a kind of lateral force resisting structural system which is used in earthquake-prone regions. Due to their high ductility and energy dissipation, CRCSWs have been widely used in recent years by structural engineers. However, there are few studies in the literature on the seismic design of such walls. Although there are many studies in the literature on the Direct Displacement-Based Design (DDBD) of RC structures, however, no study can be found on DDBD of CRCSWs. Therefore, the aim of present study is to evaluate the ability of DDBD method for designing CRCSWs. In this study, four special composite reinforced concrete shear walls with steel boundary elements of 4, 8, 12 and 16 story numbers were designed using the DDBD method for target drift of 2%. The seismic behavior of the four CRCSWs was studied using nonlinear time-history dynamic analyses. Dynamic analyses were performed for the mentioned walls using 7 selected earthquake records. The seismic design parameters considered in this study includes: lateral displacement profile, inelastic dynamic inter-story drift demand, failure pattern and the composite RC shear walls overstrength factor. For each shear wall, the overall overstrength factor was calculated by dividing the ultimate dynamic base shear demand (Vu) by the base shear demand (Vd) as per the Direct Displacement Based-Design (DDBD) method. The results show that the DDBD method can be used to design CRCSWs safely in seismic regions with predicted behavior.
    Keywords: Direct displacement, based design, Steel boundary column, Reinforced concrete wall, Seismic behaviour, Nonlinear dynamic analysis
  • Morteza Esmaeili*, Mehdi Kamali, Hamidreza Heydari, Noghabi Page 112
    One of the most important issues in operation of high-speed railway tracks is avoiding to sudden variation of the track stiffness. Culverts and bridges are common areas which this problem is occurred along the railway lines. One of the method for applying the gradual variation of the track stiffness in these areas is using the approach slabs in transition zone. Therefore, in this research it has attempted to study this problem using numerical simulation. In this regard, a typical culvert of Tehran-Qom-Esfahan high-speed railway line with 6.6 m length was simulated. Then for studying the effect of transition zones, an approach slab includes of three parts with 6m length and various thicknesses simulated by FE model. In this model the ballasted track and its components such as railpads, sleepers, ballast and subgrade were modeled as lumped mass-dashpot-spring systems and the rails, approach slabs and culvert were modeled by Euler-Bernoulli beam elements. Then the dynamic behavior of the transition zone investigated under the passing of the moving loads same as the axle loads of the ICE high speed train. In this matter a series of sensitivity analyses were carried out on some parameters such as vehicle speed, approach slab thickness as well as damping and stiffness of track. Consequently, the achieved results show that the increasing of damping and stiffness of the track cause to the ballast forces increased and in other side it causes to the acceleration and settlement of the ballasted track and the approach slabs decreased. These aforementioned effects are more obvious in damping values higher than 200 kN.sec/m and the track stiffness values in the range of 120 MN/m to 180 MN/m. Moreover, it was understood that increasing the approach slabs thickness has remarkable effect on improving the dynamic behavior of the transition zone especially in speeds more than 340 km/hr.
    Keywords: Transition zone, Approach slabs, Box culvert, High speed railway lines, Numerical modeling