فهرست مطالب

نشریه آنالیز سازه - زلزله
سال چهاردهم شماره 4 (زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/12/24
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد حاجعلی، عبدالرحیم جلالی *، احمد ملکی صفحات 1-12
    در این تحقیق به بررسی عملکرد پل بتنی تحت بار دینامیکی زلزله در حوزه دور و نزدیک گسل پرداخته شده است. با توجه به اطلاعات موجود و نشان دادن اثرات عوامل و متغیرهای کلیدی حرکات زمین در زلزله های حوزه دور و نزدیک گسل، به عملکرد پل پرداخته شده است. مدل سازی یک پل دو دهانه به صورت سه بعدی در نرم افزار CSI Bridge صورت گرفته و برای بررسی قابلیت یک سازه تحت زلزله های نزدیک به یک گسل با زلزله های حوزه دور از گسل، مقایسه و بررسی گردید. تحلیل تاریخچه ی زمانی بر روی مدل های ایجاد شده و تحت 7 رکورد از زلزله های گذشته در دو حالت دور و نزدیک به گسل، صورت گرفت که با بررسی رکورد زمین لرزه های نزدیک گسل مشاهده شد که این زمین لرزه ها نسبت به زمین لرزه های دور از گسل تغییرمکان های شدیدی را تولید می کنند. پل های جداسازی شده با استفاده از جداگرهای لرزه ای، نسبت به زلزله های دور از گسل پاسخ بسیار مناسبی دارند. بدین معنی که با جدا نمودن این پل ها میزان شتاب وارده بر عرشه، برش پایه و همچنین جابه جایی نسبی عرشه نسبت به پل جدا نشده کاهش می یابد. این موضوع در پاسخ این پل ها نسبت به زلزله های نزدیک گسل دیده نمی شود. با بررسی رکورد زمین لرزه های نزدیک گسل مشاهده شد که این زمین لرزه ها نسبت به زمین لرزه های دور از گسل تغییرمکان های شدیدی را تولید می کنند که می تواند سیستم جداسازی را به شرایط بحرانی ببرد، لذا برای جلوگیری از این رخداد لازم است از سیستم مضاعفی (FDGM) جهت اصلاح پاسخ پل هایی که تحت این زمین لرزه ها قرار می گیرند، استفاده نمود. براساس نتایج بالا می توان بیان کرد که تغییر مکان ها در نزدیکی گسل و با اثر جهت پذیری پیش رونده بیشتر از حوزه های دور از گسل خواهد بود به طوری که برای نسبت های فاصله مختلف از گسل، هر چه مقدار این نسبت کمتر باشد، تغییر مکان حداکثر پایه های پل بیشتر و مقدار نیروی برش حداکثر نیز بیشتر خواهد بود.
    کلیدواژگان: پاسخ دینامیکی پل، حرکات زمین، حوزه دور و نزدیک گسل، راستاداری پیشرونده
  • سید صفر صالح کوتاه، اسماعیل ایزدی زمان آبادی * صفحات 13-23
    با گسترش روزافزون تکنولوژی ساخت تجهیزات نظامی با تخریب بالا، نیاز به ساخت سازه هایی با مقاومت قابل قبول در برابر انفجار در مراکز حساس و حیاتی بیش از پیش احساس می شود. این سازه ها به عنوان امکانات شهری در زمان صلح و در زمان جنگ و بلایای طبیعی عاملی برای حفظ جان مردم محسوب می شوند. به علت عدم وجود اطلاعات تجربی مناسب و مشکلات روش های آزمایشگاهی در زمینه انفجار سازه ها، استفاده از روش های مدل سازی عددی و اجزا محدود می تواند کمک شایانی در طراحی سازه ها و برآورد بارهای وارد بر آنها داشته باشد. در این تحقیق تاثیر دال بتن آرمه فداشونده بر عملکرد سازه های بتن آرمه قوسی شکل زیرزمینی تحت بار انفجار با جزئیات متداول و همچنین پارامترهای تاثیرگذار مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت حل از نرم افزار اجزا محدود Ls-Dyna استفاده شده و مدلهای بهینه سازی شده قوس های بتنی تحت میزان مختلف مواد منفجره مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل های مختلف صورت گرفته نشان می دهد که در صورت قرار دادن دال بتنی فداشونده روی تاج سازه قوسی شکل زیرزمینی تخریبی روی سازه مورد مطالعه صورت نمی گیرد و فقط تخریب مربوط به دال بتنی خواهد بود که با افزایش میزان TNT تخریب روی آن بیشتر می شود و در اصل وجود این دال باعث پخش قدرت انفجار در سطح بیشتری از خاک می گردد که این موجب کاهش انتقال نیرو به سازه مورد مطالعه می باشد. بنابراین درجه ایمنی این سازه ها به لحاظ عملکرد در برابر بار انفجار به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت.
    کلیدواژگان: بار انفجار، سازه قوسی شکل زیر زمینی، دال بتن آرمه فدا شونده، روش اجزا محدود
  • محمدرضا حسابی، عبدالکریم عباسی دزفولی * صفحات 25-34
    خوردگی فولاد در بتن مسلح یکی از مهمترین عوامل تخریب و نابودی سازه های بتنی در سراسر دنیا می باشد. این مساله حتی در کشورهای پیشرفته هرساله هزینه های زیادی را برای تعمیر و نگهداری سازه های بتنی حساس و غیر حساس به دولتها و منابع ملی تحمیل می نماید. این خسارتها در کشورهای حاشیه خلیج فارس بسیار شدیدتر بوده و سازه های بتنی زیادی دچار خوردگی و خرابی گشته اند. بررسی ها نشان می‎دهد، اصلی ترین عامل خوردگی سازه های بتنی مسلح، خوردگی میلگردهای فولادی می باشد. از اینرو کلیه میلگردهای ساختمان ها و سازه ها در مناطق خورنده باید به نحو مناسب در مقابل خوردگی محافظت گردد. جدا کردن میلگرد از محیط و عایق سازی آن از نظر تماس با عوامل خورنده یکی از راه حل های جلوگیری از خوردگی و با دوام کردن بتن مسلح می باشد تاکنون روش های متفاوتی برای این منظور ارائه گردیده است،در این پژوهش نشان داده می شود که استفاده از آرماتورهای گالوانیزه باعث جلوگیری موثر از خوردگی میلگردهای مورد استفاده در بتن مسلح شده و در نتیجه بتن مسلح مقاومت بسیار بالاتری در برابر عوامل محیطی خورنده همچون حمله کلراید و سولفاتها خواهد داشت، همچنین از نظر اقتصادی نیز نتایج نشان می دهد که هزینه استفاده از میلگردهای گالوانیزه در سازه های صنعتی حساس همچون مخازن نفتی حدود 6 درصد هزینه کل و در ساختمانهای معمولی بین 1 تا 2 درصد هزینه کل خواهد بود که از این نظر نیز مقرون بصرفه خواهد بود. بنابراین استفاده از میلگردهای گالوانیزه به عنوان یک ابزار اصلی و موثر درحفاظت از خوردگی فولاد، می تواند مورد توجه صنعت ساختمان قرار گیرد.
    کلیدواژگان: خوردگی بتن مسلح، خوردگی فولاد، گالوانیزه، آرماتورهای گالوانیزه25
  • محمدعلی دشتی رحمت آبادی، سید حمید شهابیفر، علیرضا راسخی صحنه *، سعید زینعلی صفحات 35-41
    امروزه کاربرد بتن الیافی به دلیل مزایای آن نسبت به بتن غیر مسلح گسترش یافته است. از جمله این مزایا می توان میزان جذب انرژی بالا، بهبود چشمگیر رفتار بتن در ناحیه بعد از ایجاد اولین ترک، بهبود مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه و جلوگیری از ایجاد و گسترش ترکهای جمع شدگی را نام برد. طاقت عبارت است از مقدار انرژی که نمونه بتنی در اثر نیروهای ضربه ای می تواند قبل از گسیختگی کامل تحمل نماید. طاقت از سطح زیر نمودار بار-تغییرشکل در آزمایش خمش یا فشار بدست می آید و با ضریبی به نام ضریب طاقت بتن مشخص می شود. در این تحقیق اثر الیاف شیشه با درصدهای حجمی 1، 2 و 3 درصد و با دو طول 3 و 6 میلیمتر بر ضریب طاقت بتن الیافی بررسی شده است. روش کار به صورت آزمایشگاهی و بر اساس دستورالعمل های مندرج در آیین نامه ژاپن (نسخه هایJSCE-SF4) می باشد. نتایج حاکی از آنست که با افزایش طول الیاف شیشه ای تغییر قابل ملاحظه ای در مقدار ضریب طاقت خمشی بتن رخ نداده است. در نمونه های مسلح به الیاف شیشه ای نمونه با 3 درصد حجمی الیاف بیشترین مقدار و نمونه با 2 درصد حجمی الیاف کمترین مقدار ضریب طاقت خمشی را دارد. در نمونه های مسلح به الیاف شیشه ای با طول 3 میلیمتر از مقایسه نتایج مشخص شد که در طول های مساوی الیاف ضریب طاقت فشاری بتنی بیشتر است که میزان درصد حجمی الیاف آن بیشتر بوده است.
    کلیدواژگان: بتن الیافی، ضریب طاقت، الیاف شیشه
  • علی دلفانی، آرمین عطیمی نژاد *، عبدالرضا سروقدمقدم صفحات 43-50
    گسترش یک خرابی موضعی اولیه از یک عضو به عضو دیگر و در نتیجه تخریب کلی سازه یا بخش بزرگی از آن خرابی پیشرونده تعریف می شود. وقوع حوادث مختلفی از قبیل انفجار، آتش سوزی، برخورد وسایل نقلیه، خطا در محاسبات یا ساخت می تواند این نوع خسارت را در سازه ایجاد نماید. اگرچه احتمال وقوع تخریب پیشرونده در ساختمانهای معمولی قابل توجه نیست اما این پدیده می تواند در ساختمانهایی که در طبقه بندی با اهمیت خیلی زیاد قرار می گیرند تلفات انسانی،خسارات اقتصادی و تهدیدات امنیتی زیادی به همراه داشته باشد. در این تحقیق روش تحلیل خرابی پیشرونده مختصرا بیان شده و سپس رفتار یک سازه 7 طبقه بتن مسلح متشکل از سیستم قاب خشمی ویژه که در برابر نیروهای لرزه ای طراحی شده است تحت تخریب پیشرونده مطابق با آیین نامه UFC-4-023-03 بر اساس روش مسیر جایگزین با استفاده از نرم افزار SAP مورد ارزیابی قرار می گیرد. مشاهده می شود که سازه قادر به تامین الزامات UFC نمی باشد. بنابراین تیرهای ضعیف با پلیمرهای مسلح به الیاف کربن CFRP در خمش تقویت شدند. نتایج تحلیل بیانگر این است که روش اتخاذ شده پیوستگی و مقاومت را در تیرهای مجاور ستون حذف شده به طور قابل توجهی بهبود بخشیده و توزیع مفاصل پلاستیک رضایت بخش است. در نتیجه خسارت بصورت موضعی باقی می ماند.
    کلیدواژگان: خرابی پیشرونده، مسیر جایگزین، بتن مسلح، FRP، تحلیل دینامیکی غیرخطی
  • حامد استوار، محمدرضا مطهری * صفحات 51-56
    یکی از مسائل مهم در مدیریت تعمیر و نگهداری خطوط ریلی، پایدارسازی بستر و خاکریز راه آهن تحت تائیر بارهای بهره برداری و محیطی است. این موضوع به ویژه در خاکریزهای بلند متکی بر بسترهای سست و با ظرفیت باربری ناچیز و همچنین مستعد نشست از اهمیت زیادی برخوردار است. در بین روش های موجود جهت بهسازی مشخصات خاکریز و بستر در خطوط ریلی در حال بهره برداری، استفاده از ریزشمع جهت تثبیت خاکریز و بستر که موجب انسداد خط و قطع ترافیک نمی شود، ارجحیت بیشتری دارد. در مقاله حاضر با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS یک مطالعه پارامتریک بر روی خاکریز های بلند تسلیح شده با ریزشمع با آرایش های مختلف در برابر بارهای عملیاتی، ریل، وزن دائم شبکه راه آهن و زمین لرزه های شدید انجام شده و آرایش بهینه ریزشمع ها برای تقویت خاکریز شبکه ریلی با بهره گیری از استاندارد بارگذاری LM71 مشخص گردیده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که عوامل موثر در طرح چیدمان ریزشمع ها به طور کلی شامل نحوه توزیع و مقدار بارهای گسترده و متمرکز، پارامترهای مقاومتی و ظرفیت باربری خاک، عمق نفوذ ریزشمع ها و مشخصات هندسی خاکریز می‎باشد. لازم به ذکر است که آرایش بهینه ریزشمع ها به منظور بهسازی خاکریزهای بلند بین پاشنه و تا طول شیروانی می باشد و این امر موجب کاهش هزینه های تعمیر، نگهداری و نیز بهربرداری می شود.
    کلیدواژگان: ریزشمع، بهسازی خاکریزهای راه آهن، Abaqus، خطوط ریلی
  • آرش رفیعی، احسان کریمی * صفحات 57-67
    از جمله مشکلات رایج در اجرای سازه های بتنی بروز درز یا اتصال سرد می باشد. ناپیوستگی به وجود آمده در جسم بتن درنتیجه اتصال سرد می تواند باعث ضعف سازه ای، افزایش نفوذ پذیری، کاهش دوام، خوردگی میلگردها و نمای بد در بتن شود. در تحقیق حاضر، به منظور بررسی تاثیر اتصال سرد بر روی مقاومت فشاری بتن، 192 عدد نمونه مکعبی به روش طرح اختلاط ملی در 4 حالت، به نحوی که 48 عدد نمونه بدون اتصال سرد، 48 عدد نمونه با اتصال سرد به صورت افقی، 48 عدد نمونه بااتصال سرد به صورت عمودی و 48 عدد نمونه بااتصال سرد به صورت مورب در بازه ی زمانی 24 ساعته بتن ریزی شده و پس از طی 28 روز عمل آوری با شرایط استاندارد با دستگاه جک فشاری، مقاومت فشاری نمونه ها مورد ارزیابی قرارگرفته است. پس از ارزیابی های به عمل آمده بر روی نتایج حاصل از آزمایش ها، مقادیر تاثیر اتصال سرد بر روی مقاومت فشاری نمونه ها، عدم قطعیت و احتمال شکست نمونه ها مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج تحلیل ها حاکی از آن است که به طور کلی ایجاد اتصال سرد در بتن باعث کاهش مقاومت فشاری بتن می گردد؛ اما میزان کاهش مقاومت فشاری در اثر ایجاد اتصال سرد به زاویه آن بستگی دارد. همچنین اندازه زاویه سطح اتصال سرد بر روی میزان احتمال شکست آن نیز تاثیر دارد.
    کلیدواژگان: تحلیل آماری، اتصال سرد، مقاومت فشاری بتن، روش ملی طرح مخلوط بتن
|
  • mohammad hajali, abdolrahim jalali *, ahmad maleki Pages 1-12
    In this study, we assessed the performance of a concrete bridge under the dynamic strain of an earthquake in the near and far domain of earth’s faults. With respect to available data and showing the effects of key factors and variables, we have examined the bridge’s performance. The modelling of a double span bridge has been done in CSI Bridge software and has been compared and examined to assess the capability of a bridge under the strain of a close-to-fault-line earthquake and a far-from-fault-line earthquake. Timeline interpretation was done on the resulting models and from 7 records from the past earthquakes and it was observed that the close to fault line earthquakes caused much bigger displacements when compared to far from fault line earthquakes. Bridges which are separated by a quake separator, have an acceptable response to far from fault line earthquakes. This means that by disassembling these bridges, the acceleration rate on the deck, the cut of the base, as well as the relative displacement of the deck relative to the undivided bridge, is reduced. This issue is not reflected in the response of the bridges to faults near earthquakes. By investigating the record of near-earthquakes, it was observed that these earthquakes produced large displacements to earthquakes that are far from faults, which could make the isolation system more critical, so, to avoid this event, it FDGM should be used to reform the response these bridges have to the earthquake.
    Based on these results, it can be stated that the displacements near the fault and with the effect of progressive movement will be greater than the distances from the fault, so that for the ratio of different distances from the fault, the lower this ratio is, the maximum displacement of the bridge and the maximum cutting force will also be greater.
    Keywords: The dynamic response of the bridge, ground motions, the near, far field of the fault, forward directivity
  • seyyed safar saleh kutah, esmaeil izadi zaman abadi * Pages 13-23
    With the increasing expansion of the technology for the production of high-tech military equipment, the need to build structures with acceptable resistance against explosion in vital centers increasingly felt. These structures as the facilities in times of peace and in times of war and natural disasters are contributing to saving lives. Due to the lack and limitation of experimental data for explosion problems, numerical modeling based on finite element method can help in designing and estimating the loads exerted on structures. In this research, the effects of sacrificial RC slab on the performance of underground arched shape RC structures with practical details under explosion load were studied. Ls-Dyna finite element software was used to solve the problem and optimized concrete arches under different levels of explosives were investigated. Results show that, if a sacrificial RC slab is placed on the crown of the study structure, no damage will occur in structure and structural damages will be concentrated in RC slab. However these damages will be increased with increasing of the explosives. On the other hand, sacrificial slab distributes the blast waves at a higher level of soil which in turn shield the structure against explosion. Consequently, the safety of the structure in terms of performance against blast loading will be increased significantly.
    Keywords: Explosion Load, Underground Arc Shaped Structures, Sacrificial RC Slab, Finite element method
  • mohammadreza hesabi, abdolkarim abbasi dezfouli * Pages 25-34
    Corrosion of steel in concrete is one of the most important factors in the destruction and destruction of concrete structures around the world. Even in advanced countries, this is a year-long issue that will cost a lot of maintenance and maintenance of concrete structures that are sensitive and insensitive to national and national resources. These damage are more severe in the Gulf countries, and many concrete structures have been corroded and damaged. Studies show that the main corrosion agent of reinforced concrete structures is corrosion of steel joints. Therefore, all corners of buildings and structures in corrosive areas should be adequately protected against corrosion. Separating the rebar from the environment and insulating it in terms of contact with corrosive agents is one of the solutions to prevent corrosion and durability of reinforced concrete. Different methods have been proposed for this purpose. In this study, it has been shown that the use of Galvanized reinforcement prevents the corrosion of reinforced concrete meshes effectively and, as a result, reinforced concrete will have a much higher resistance to corrosive environmental factors, such as chloride and sulfate attack. Also, economically, the results show that the cost of using galvanized rebars in sensitive industrial structures, such as oil tanks, is about 6 percent of the total cost, and in conventional buildings, between 1 and 2 percent of the total cost, which is also cost-effective in this regard. Therefore, the use of galvanized bars as a main and effective tool for protecting steel corrosion can be considered by the construction industry.
    Keywords: Concrete corrosion, Steel corrosion, Galvanized, Galvanized reinforcement
  • mahammad ali dashti rahmat abadi, seiyed hamid shahabifar, alireza rasekhi sahneh *, saeid zeinali Pages 35-41
    Fiber reinforced concrete (FRC) has been used widely due to its advantages over plain concrete such as high energy absorption, post cracking behavior, flexural and impact strengths, arresting shrinkage crack. Toughness is the amount of energy that a concrete can withstand by impact forces before rupturing. Toughness is obtained from the area under the force - deflection curve in flexural and compressive test and is characterized by a coefficient called the toughness ratio. In this study, the effect of 3 percentage of glass fiber (1,2 and 3%) with two different size of 3 and 6 millimeter on flexural and compressive toughness of FRC were investigated. The flexural and compressive toughness were carried out in accordance with the JSCE-SF4. The results indicate that by increasing the length of glass fiber, there is no significant change in the amount of flexural toughness. Mixtures with 3% glass fibers has the highest flexural toughness and mixtures with 2% glass fibers has the lowest flexural toughness. Among mixtures with the same length, the mixture with the higher percentage of glass fiber had the highest compressive toughness.
    Keywords: Fiber concrete, Glass fiber, Toughness
  • ali delfani, armin aziminejhad *, abdolreza sarvghadmoghaddam Pages 43-50
    The spread of an initial local failure from element to element, eventually resulting in the collapse of an entire structure or a disproportionately large part of it is defined as progressive collapse. Occurrence of events such as blast, firing, vehicle collision and error in design calculations or construction could cause local damages to structures. Although prospect of progressive collapse is not considered in ordinary buildings, such incident could result in significant human casualties, economic losses, and security threats in buildings which fall into very high importance categories. In this paper progressive collapse analysis is briefly presented and then nonlinear behavior of a seven-story reinforced concrete building with special resisting moment frame designed against seismic loads is evaluated under progressive collapse in accordance with Unified Facilities Criteria, UFC4-023-03 code, based on alternate path method using SAP software. It is observed that the structure is unable to meet the requirements presented in the UFC. Thus, weak beams were strengthened in flexure by carbon reinforced polymer (CFRP) fabrics. Results of the analysis indicate that the adopted method greatly enhances continuity and strength in beams adjacent to the lost column and hence in plastic hinge development, remaining the damage to be local.
    Keywords: Progressive collapse, Alternate path, Reinforced concrete, FRP, Nonlinear dynamic analysis
  • hamed ostovar, mohammadreza motahhari * Pages 51-56
    One of the most important issues in the management of railways maintenance is the stabilization of the bed and railroad tracks under the influence of environmental loads. This issue is of particular importance, especially in tall embankments, based on loose platforms with little or no bearing capacity. Among the existing methods to improve the embankment and the bedding in the railway lines, installation of micropiles for fixing the embankment and the bed, which does not block the line and stop the traffic, is preferable. In the present paper, a parametric study was carried out; using ABAQUS, for high rise embankment improved by micropiles with different patterns, operational loads, railroad traffic and severe earthquakes, using the LM71 loading standard. The results indicate that the factors affecting the pattern of the microplots generally include the distribution of loads, shear parameters and bearing capacity, depth of the micropiles and geometric characteristics of the embankment. It should be noted that the optimum arrangement of micropiles for improvement, is the length between the toe and 0.25 to 0.5 percent of the slope length, which reduces the maintenance and handling cost.
    Keywords: Micropiles, Improved High-Rise Embankments, Abaqus, Railways
  • Arash rafiei, Ah karimi * Pages 57-67
    One of the common problems in the implementation of concrete structures is seam or cold joint. The discontinuity in concrete body can cause structural weakness, increased permeability, reduced durability, corrosion of the rebar, and bad appearance of concrete. In this study, in order to evaluate the effect of cold joint on compressive strength of concrete, 192 cubic samples by national method of mix design in 4 modes, in which 48 samples without cold joint, 48 samples with horizontal cold joint, 48 samples with vertical cold joint, and 48 samples with diagonal cold joints were concreted in a 24-hour time interval. After 28 days of treatment with standard conditions by pressure cylinder device, the compressive strength of the samples was evaluated. After evaluating the results of the experiments, the values of the effect of cold joint on the compressive strength of the samples, the uncertainty and the probability of failure of the samples have been investigated. The results of analyzes indicate that, generally, the creation of a cold joint in concrete reduces the compressive strength of concrete. However, the reduction in compressive strength depends on the degree of cold joint to its angle. Also, the size of surface angle of the cold joint is also affected by the probability of failure.
    Keywords: Statistical Analysis, Cold Joint, Compressive Strength of Concrete, National Method for Concrete Mix Design