فهرست مطالب

  • شماره 17 (بهار و تابستان 1394)
  • تاریخ انتشار: 1394/06/28
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سامان یغمایی سابق*، ویدا وطندوست شیشوان صفحات 5-24
    برخورد ساختمان های پایه ثابت در اثر حرکت های قوی زمین، می تواند موجب آسیب های موضعی و یا فرو ریزی سازه ها گردد. در واقع، نبود فاصله کافی جهت تسهیل جابجایی نسبی موجب برخورد سازه های مجاور شده، رفتار لرزه ای آنها را متاثر خواهد نمود. این مسئله برای سیستم های نوین لرز ه ای مانند جداگر های لرزه ای کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. در مقاله ی حاضر بمنظور بررسی اثر حوزه های دور و نزدیک گسل، امکان برخورد سازه ی ایزوله شده با دیوار پیرامونی و سازه های پایه ثابت مجاور فراهم گردیده است. نتایج حاصل نشان می دهد علاوه بر پریود غالب، هر چه زمان تناوب متوسط رکورد (Tm) به زمان تناوب طبیعی سازه ها نزدیک باشد، برخورد بحرانی تر خواهد بود. همچنین هرچه ارتفاع سازه های مجاور به سازه ی ایزوله شده نزدیک تر باشد، اثرات زلزله های نزدیک گسل بحرانی تر خواهد بود. نتایج تحلیل ها نشان داد، میزان تاثیر پذیری نیروی ضربه در زلزله های نزدیک گسل با افزایش ارتفاع سازه های مجاور می تواند تا حدود 4 برابر بیشتر از زلزله های دور از گسل باشد.
    کلیدواژگان: ضربه ی وارد بر سازه ها، برخورد لرزه ای، جداگر های لرزه ای، ساختمان های مجاور، درز جدایی، اثرات نزدیک گسل
  • مهرسا میرزاحسینی *، محسن گرامی، احسان برهانی صفحات 25-34
    بعد از زلزله نورتریج، محققین بسیاری یکی از علل شکست اتصالات را وقوع پدیده خستگی کم چرخه تحت بارهای سیکلیک زلزله معرفی نمودند. مطالعات انجام شده در زمینه خستگی کم چرخه در سازه های قاب خمشی فولادی، اغلب به صورت آزمایشگاهی، تحلیلی و به صورت موضعی در قالب اتصال انجام شده است، لذا لزوم ارزیابی نقاط بحرانی کل سازه و تاثیر پارامترهای لرزه ای در مقیاس کلی قاب، بیشتر احساس می شود. در مقاله حاضرضمن مدل سازی و انجام آنالیز دینامیکی یک قاب خمشی فولادی، تاثیر خستگی کم چرخه تحت زلزله های مختلف در اتصالات قاب مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. میزان آسیب و یا کاهش عمر خستگی هماهنگی مناسبی با طیف پاسخ زلزله های متفاوت در پریود سازه داشته است. همچنین نتایج نشان می دهد افزایش ماکزیمم شتاب زلزله،سبب افزایش آسیب خستگی در اتصال شده است وباکاهش 68 درصدی مدت زلزله در تحلیل، آسیب خستگی در اتصال با 17 درصدکاهش(بطور متوسط) همراه بوده است.
    کلیدواژگان: قاب خمشی، خستگی کم چرخه، اتصالات تیرستون، روش سیلان بارش
  • مهندس میترا عابد، دکتر محمدعلی کافی صفحات 35-46
    با توجه به تقاضای روزافزون برای طراحی و ساخت سازه های بلند مرتبه قاب خمشی، و وجود مزایای استفاده از فولاد مقاومت بالا در این نوع سازه ها (اعم از صرفه جویی در تولید، سهولت نصب و انتقال به محل اجرا، طراحی ظریف اعضا و کاهش آلودگی های زیست محیطی)، لزوم بررسی اتصالات گیردار ساخته شده از فولاد پرمقاومت وجود دارد. از طرفی استفاده از فولاد با تنش جاری شدن بیشتر از حد معمولی (240 نیوتن بر میلیمتر مربع) سبب کاهش شکل پذیری اتصال می گردد. از این رو ایده ی دستیابی به مدل اتصالی که در کنار بکارگیری فولاد مقاومت بالا و استفاده از مزایای آن، سبب کاهش شکل پذیری نشود؛ مطرح گردید. بدین منظور تنها در جزئی از المان تیر که پیش بینی ایجاد مفصل پلاستیک می شود (المان فداشونده یا فیوز) از فولاد با مقاومت پایین استفاده شده مابقی المان های اتصال که رفتاری الاستیک را در خلال بارگذاری تجربه می کنند، از فولاد پرمقاومت می باشند. در این روش با تضعیف فولاد قسمت ابتدایی تیر، مفصل پلاستیک به دور از ناحیه بر ستون تشکیل شده و همچنین با بکارگیری فولاد مقاومت بالا در سایر المان ها، کاهش وزن سازه و کاهش هزینه های حمل و نقل و ساخت و ساز اتفاق می افتد. همچنین در راستای صحت سنجی ایده ی موجود، مدلسازی هایی بر روی اتصال صلیبی شکل ستون- درختی انجام پذیرفت و نتایج حاصله با اتصالات رایج مقایسه گردید و امکان جایگزینی اتصال پیشنهادی با اتصالات موجود انجام گردید.
    کلیدواژگان: اتصالات ستون، درختی، فولاد مقاومت بالا، فولاد جاذب انرژی
  • پروفسور سید مهدی زهرائی*، مهندس عبدالله چراغی صفحات 47-58
    مهاربندهای همگرا یکی از متداول ترین سیستم های باربر جانبی سازه ها می باشند که به دلیل سهولت اجرا و هزینه کمتر نسبت به قاب های خمشی همواره مورد توجه بوده اند، ولی رفتار غیرشکل پذیر آنها پس از کمانش عضو فشاری سبب افت محسوس عملکرد آنها می گردد. لذا همواره محققین مختلف سعی در ارائه راهکارهایی جهت مقابله با این ضعف نموده اند. در این مقاله اثر کاربرد نبشی فولادی در مهاربند شیاردار قبل از صفحه اتصال کناری جهت جلوگیری از کمانش زود هنگام آن مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت شناسایی رفتار عضو پیشنهادی، از تحلیل های استاتیکی غیر خطی توسط نرم افزار اجزای محدود ABAQUS استفاده گردید. نتایج حاکی از بهبود عملکرد چرخه ای و افزایش شکل پذیری مهاربند همگرا بوده که با توجه به سهولت اجرای آن می تواند به عنوان سیستم موثر در استهلاک انرژی زلزله بکار رود. مقایسه منحنی های هیسترزیس نمونه پیشنهادی با مهاربند معمولی گویای رفتار متقارن و پایدارتر بوده و تا تغییرمکان حدود 3 سانتیمتر نیز افت مقاومت و سختی در آن دیده نمی شود، لیکن مهاربند معمولی در تغییر مکان چرخه ای حدود 1 سانتیمتر دچار کمانش شده است.
    کلیدواژگان: مهاربند شکافدار، نبشی فولادی، تحلیل استاتیکی غیر خطی، رفتار چرخه ای، شکل پذیری
  • مهندس سالار شیراسب*، دکتر فرزانه حامدی صفحات 59-70
    در این تحقیق، رفتار اتصال محدود در لغزش تیر فولادی به ستون CFT با استفاده و یا عدم استفاده از سخت کننده در جان تیر، تحت مطالعه ای تحلیلی قرار گرفته است. در اتصال مطالعه شده، تیر فولادی و سخت کننده های مثلثی متصل شده روی بال های آن، توسط ورق انتهایی و میل مهارهای عبور کننده از درون ستون در طرفین آن نصب می گردد. در مطالعه حاضر،5 نمونه با تعداد و آرایشی متفاوت از سخت کننده در جان تیر، پس از طراحی مطابق با ضوابط پیشنهاد شده در آئین نامه AISC2011، در محیط نرم افزار المان محدود ABAQUS تحت بارگذاری چرخه ای و یکنواخت قرار گرفته اند. در ابتدای مطالعه، جهت دستیابی به روند صحیح مدل سازی تحلیلی در نرم افزار، نتایج حاصل از بارگذاری نمونه ای آزمایشگاهی(به عنوان مرجعی قابل اطمینان) با نمونه تحلیلی مدل سازی شده مقایسه و ارزیابی شده است. بررسی تحلیلی نمونه های طراحی شده، علاوه بر اثبات رفتار مناسب اتصال موجود تحت بارگذاری چرخه ای و یکنواخت، تاثیر چشمگیر سخت کننده های جان تیر بر عملکرد اتصال مطالعه شده را تایید می نماید.
    کلیدواژگان: ستون CFT، سخت کننده جان تیر، میل مهار عبوری از درون ستون، اتصال خمشی، سخت کننده مثلثی
  • عباس کرم الدین *، محمد رسول کفاش صفحات 71-86
    سیستم مقاوم لرزه ای دیوارهای برشی فولادی همبسته، حالت توسعه یافته سیستم دیوار برشی فولادی ویژه است. در تحقیقات محدود صورت گرفته تا کنون، فقدان شیوه ای مناسب برای تحلیل و طراحی این سیستم، منجر به عدم درک صحیح از رفتار و طراحی محافظه کارانه آن شده است. در این مقاله ضمن معرفی رویکرد طراحی کشسان این سیستم، روش طراحی مومسان بر پایه کارکرد، برای طراحی لرزه ای این سیستم توسعه داده شده است. به منظور بررسی روش طراحی،12 نمونه سازه 6 و 12 طبقه با درصدهای همبندی 30 و 45 و 60 درصد و تیر همبند با دو رفتار خمشی و خمشی-برشی طراحی شده است. این نمونه ها مدل سازی عددی شده اند و مورد ارزیابی تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون قرار گرفته اند و در نهایت سطح عملکردشان بررسی شده است. نتایج نشان داد که روش طراحی ارائه شده، منجر به بینش بیشتر از رفتار سازه، کنترل بیشتر روی طراحی و دستیابی به هدف های عملکردی خواهد شد.
    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، دیوارهای برشی همبند، طراحی مومسان بر پایه کارکرد
  • مسعود اژدری فر*، افشین مشکوه الدینی صفحات 87-101
    در این مقاله عملکرد سیستم های مقاوم جانبی با ساختار قاب صلب لوله ای بر پایه ارزیابی پاسخ دینامیکی غیرخطی سازه های فولادی میان مرتبه تحت رکوردهای حوزه نزدیک و حوزه دور از صفحه شکست گسل مورد مطالعه قرار گرفته است. سه مدل مطالعاتی مختلف با اسکلت قاب صلب لوله ای انتخاب و بر اساس ضوابط لرزه ای موجود در آیین نامه 3-2800 و نیز مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان های فولادی) طراحی شده اند. همچنین در این پژوهش، معیار اصلی در انتخاب رکوردهای حوزه نزدیک برای انجام تحلیل های تاریخچه زمانی غیر خطی، حضور یک پالس منفرد با پریود بلند و دامنه بزرگ همراه با ساختارهای چند گانه موجی شکل در تاریخچه زمانی سرعت زمین بوده است. ارزیابی نتایج تحلیلی این پژوهش با تاکید اساسی بر روی تغییرات دو پارامتر تغییرمکان جانبی و دریفت طبقات که در پروسه طراحی از اهمیت بسزایی برخوردارند، صورت گرفته است. افزون بر آن دیده شد که ماکزیمم ایجاد شده برای پارامتر دریفت بیشتر از 3.5 درصد بوده و میزان دوران چشمه اتصال در ترازهای فوقانی سازه های مطالعاتی نیز بیشتر از 5 درصد رادیان بدست آمد. همچنین ملاحظه گردید که ساختار پاسخ لرزه ای ساختمان های فولادی میان مرتبه با اسکلت قاب محیطی خمشی، بطور چشمگیری تحت تاثیر رکوردهای زلزله قوی که در تاریخچه زمانی آنها پالس های با پریود بلند ظاهر می شوند، قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: تحلیل دینامیکی غیر خطی، اسکلت فولادی، قاب محیطی خمشی، حرکات قوی زمین، پالس سرعت
|
  • Saman Yaghmaei*, Vida Vatanparast Pages 5-24
    Pounding problem between fixed-based structures due to large earthquakes may cause local damages or lead to the structure’s total collapse. Inadequate gap distance between structures could influence pounding between adjacent structures. Limited studies could be found on pounding analysis of modern systems as based-isolation buildings. In the present paper, we have modeled two adjacent structures, fixed base building and base isolated one in order to assess the effects of near and far properties of earthquakes on their response. Results show that critical impact could occur when mean period (Tm) is close to the natural period of structures. Also, if the highs of adjacent structures are nearer to isolated structures, the effects of near field earthquakes would increase. As a results, with increasing the height of adjacent structure, the amount of affected impact force in near-field motions is amplified 4 times more than far-field ones.
    Keywords: Structural Pounding, Impact, Seismic isolation, Adjacent structure, Separation gap, Near, field effect
  • Mehrsa Mirzahoseini*, Mohsen Grami, Ehsan Borhan Pages 25-34
    After Northridge earthquake, many researches were introduced low cycle fatigue as one of the reasons of failure of connections under cyclic earthquake loads.The most of the studies of low cycle fatigue in flexural steel frame structures, has been experimentally and analyticaly done in local scale. Therefore, the evaluation of all critical points of structure and the effect of seismic parameters in global scale is necessary. In the present study modelling and dynamical analisys of an flexural steel frame and also the effect of low cycle fatigue under various earthquakes in the mentioned frame connections has been investigated. The amount of damage or decrease in fatigue life has been properly coordinated with response of various earthquakes. On the other hand, the result shows that the increase of the first acceleration of earthquake leads to increase of damage due to fatigue in connections. Also, as time of earthquake decreases down to 68 percent, the fatigue damage in connection has been decreases about 17 percent.
    Keywords: Flexural frame, Low cycle fatigue, Beam column connection, Cumulative fatigue, Rain flow method
  • Mitra Abed *, Dr. Mohammad Ali Kafi Pages 35-46
    In this study to evaluate the effect of high-strength steel and energy-absorbing steel in moment frame structures, a numerical investigation was undertaken of column-tree moment connections with three type of steels as ST37, ST19 and ST52. Also, in order to improve steel moment connections, the possibility of replacing the proposed model has been analyzed by common popular models. The results show acceptable ductility and energy absorption capacity and also stable hysteresis curves in the models which have been made of light steel in the plastic zone. As a result, using ST37 steel in plastic hinges of connections which were made of ST52 steel, increase the ductility(36%) and energy absorption(5.8%) in compared with column-tree connections which are fully made of ST37. Also applying ST19 in plastic hinges of ST37 connections will bring more ductility in a range of 64 percent and will increase the energy absorption. Accordingly, this study recommends this column-tree connection with combined steels as a good alternative for rigid connections
    Keywords: Column, tree connections, High strength steel, Energy absorbing steel
  • Mahdi Zahraei*, Abdolah Cheraghi Pages 47-58
    Concentrically braced frames are among the most common systems due to ease of implementation and low cost compared to the moment resisting frames, however non-ductile behavior after buckling of compression element is noticeable. So, various research projects have been conducted to deal with this shortcoming. In this paper, the effect of steel angle in slit brace is considered to prevent its buckling. Stresses and displacement of structures using nonlinear static analysis by finite element software "ABAQUS" are evaluated. Results indicate improved cyclic performance and ductility of CBF systems. In addition, comparing the hysteresis loop of the proposed sample with that of normal braces shows symmetric and stable rational behavior where strength and stiffness degradations are not observed in the displacement up to about 3 cm while the normal brace buckles in about 1 cm.
    Keywords: Slit brace, Steel angles, Nonlinear static analysis, Cyclic behavior, Ductility
  • Salar Shirasb*, Farzane Hamedi Pages 59-70
    In this study, the behavior of slip-critical connection of steel beam to CFT column has been analytically studied by using and not using web stiffeners in beam. In the studied connections, steel beam and triangular stiffeners attached on its flanges are installed on both sides of connection by the end-plate and passing rods through the column. In this study, 5 specimens with different number and arrangement of beam web stiffeners have been designed by AISC 2011 specifications and modeled with the finite element software of ABAQUS and subjected to static and cyclic loadings. To achieve correct trend of analytical modeling in software, the results obtained from a tested experimental specimen have been compared with stimulated analytical one and have been evaluated. In addition to proving the appropriate behavior of the connection under cyclic and static loading, the analytical study of the designed specimens confirm the significant effect of beam web stiffeners on the performance of studied connection.
    Keywords: CFT column, Beam web stiffener, Passing rods through Column, Moment Connection, Triangular stiffener
  • A. Karamodin*, M.R. Kaffash Pages 71-86
    Coupled steel plate shear walls are an extension of the steel plate shear wall (SPSW) system. Limited research and lack of appropriate methodology to analyze and design such system has led to less understanding of the behavior and conservative design requirements. In this paper the conventional elastic design approach for the system is introduced and performance-based plastic design (PBPD) method is developed for seismic design of this system. In order to evaluate the design method, 12 samples of 6 and 12-story structures with 30, 45 and 60 percent coupling and different coupling beam length are designed using this methodology. To evaluate the performance of sample structures a nonlinear static analysis is conducted. Steel plates are modeled with nonlinear orthotropic membrane elements. The results showed that the proposed design method, would lead to further insight into the structural behavior, more control over the design and achieve performance targets.
    Keywords: Steel plate shear wall, Coupled shear wall, Performance, based plastic design
  • Masude Ajdarifar*, Afshin Mshkohedini Pages 87-101
    In this research, the performance abilities of tube type lateral load resistant framed systems are studied in order to assess the dynamic response of mid-rise steel structures under effects of far and near-field ground motions. For this purpose, three 10 story structural models with separated framed tube based skeletons were selected and designed. The structural models have been designed according to the Iranian seismic code 2800(3rd edition). The main criterion which was considered to select powerful ground motions for performing nonlinear time history analyses is the existence of energized coherent velocity pulses as well as high amplitude acceleration spikes in the time history of each earthquake record. Assessment of the analytical results should emphasize on the importance of both lateral displacement and drift parameters which must be taken into account during the design phase. Furthermore, it was concluded that the maximum drift demand is more than 0.035 and the upper level of rotation of rigid connecting zones was obtained more than 5 percentages of a radian. As a general note, it was concluded that the seismic response parameters of mid-rise steel framed tube structures are intensively influenced by those strong earthquake records which contain forward directivity effects and are able to emerge long period pulses in their time histories.
    Keywords: Non Linear Dynamics, Steel Skeleton, Framed Tube, Strong Ground Motions, Velocity pulse