فهرست مطالب

نشریه آنالیز سازه - زلزله
سال سیزدهم شماره 1 (بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/30
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سید مهدی زهرایی ، امید محمدی صفحات 1-13
    سیستمهای اتلاف انرژی در سازه ها در چند دهه اخیر به طور گسترده برای کاهش نیروهای ناشی از زلزله و باد و همچنین کاهش جابجایی های ساختمانها در حد مجاز آیین نامه ای مورد استفاده قرار گرفته اند. یک نوع از این مستهلک کننده ها به عنوان سیستم های کنترل غیرفعال، میراگرهای ویسکوز می باشند که مورد توجه پژوهشگران زیادی قرار گرفته اند. میراگرهای ویسکوز از یک پیستون روزنه دار درون سیلندری که حاوی سیالی با غلظت زیاد می باشد تشکیل شده اند. استهلاک این میراگر از طریق هل دادن و عبور سیال چسبنده از سوراخهای پیستون انجام می شود. این میراگرها بر دو نوع خطی و غیرخطی می باشند که نوع کاربردی و معمول آن میراگرهای خطی با ضریب توانی سرعت یک می باشد. درعمل مقادیر مناسب نیروی میرایی این سازه ها با توجه به روش شرح داده شده در FEMA273تعیین شده و در سه حالت کنترل شده توسط تغییرمکان، سرعت و شتاب، بدست می آیند.
    در این تحقیق، به بررسی تاثیر افزودن میراگرهای ویسکوز برپاسخ لرزه ای قابهای خمشی پرداخته شده است. برای این منظور سه قاب خمشی فولادی با 3 دهانه، و تعداد طبقات 1، 3 و6 و میراگرهایی ویسکوز با ضریب توانی 1، 8/0 و 6/0 انتخاب شده اند. این سازه ها تحت تحلیل های تاریخچه زمانی غیرخطی با نرم افزار Opensees ناشی از سه شتاب نگاشت ال سنترو، کوبه و نرتریج قرار گرفته و پاسخ آنها شامل تغییرمکان، شتاب و برش پایه در حالت با و بدون میراگرهای ویسکوز با یکدیگر مقایسه شده است. در پایان با توجه به پاسخ آنها در سه حالت کنترل شده توسط تغییرمکان، سرعت وشتاب، نیروی میرایی مناسب آنها بر مبنای شتاب و برش پایه حداکثر بدست آمده از FEMA273 برای سازه 1 طبقه 7/94، 3 طبقه1/240 و سازه 6 طبقه 1/557 کیلونیوتن تعیین شده است.
    کلیدواژگان: نیروی میرایی، میراگرهای ویسکوز، استهلاک انرژی، رفتار لرزه ای، تحلیل تاریخچه زمانی
  • احمد ملکی ، فردین اسماعیلی صفحات 15-22
    امروزه بتن به عنوان یکی از پرمصرفترین مصالح ساختمانی در جهان شناخته شده است. میکروسیلیس و فرآورده های آن در حال حاضربه عنوان یکی از بهترین مواد افزودنی معدنی بتن شناخته می شود. میکرو سیلیس عمدتا برای بهبود خواص بتن سخت شده به کار می رود. اگرچه تاکنون آزمایش های گوناگونی در مورد این موضوع انجام گرفته است ولی این مقاله در نظر دارد تاثیر دیگر فراورده های سیلیس را بر روی خواص بتن سخت شده بررسی کند که شامل مقاومت فشاری، نفوذپذیری و ذوب-یخبندان بتن سخت شده می باشد. در این راستا سه نسبت اختلاطی در آزمایشگاه مورد آزمایش قرار گرفته است: نسبت اول بدون مواد افزودنی و با عیار 350 کیلوگرم بر مترمکعب سیمان، نسبت اختلاط دوم با وجود 10 درصد پودر میکروسیلیس و یک درصد فوق روان کننده و نسبت اختلاط سوم با 10 درصد میکروژل. براساس کار آزمایشگاهی انجام یافته در این پژوهش و باجمعبندینتایجخواصبتنسخت شده می توان بیان کرد، استفاده از پودر و ژل میکروسیلیس مقدار مقاومت فشاری را به ترتیب 37. 5 و 56 درصد افزایش داد. میزان نفوذ آب در مقایسه با نسبت اول، در نسبت دوم 50 درصد افزایش یافته و در نسبت سوم 25 درصد کاهش یافته است. نتایج نشان دهنده ی مطلوب بودن تاثیرات دراز مدت ژل میکروسیلیس بر کیفیت بتن سخت شده از جمله دوام آن است. در حالیکه پودر میکروسیلیس، تاثیر نامطلوبی بر میزان نفوذپذیری و ذوب-یخبندان بتن داشت.
    کلیدواژگان: بتن، میکروسیلیس، نفوذپذیری، ذوب-یخبندان سریع
  • محمدرضا تابش پور* ، آزاده نوری فرد صفحات 23-32
    بسیاری از ساختمان ها در زلزله های گذشته در اثر وقوع طبقه نرم دچار خسارت و ویرانی گردیده اند. عوامل متعددی همچون ارتفاع بلندتر یا حذف تعدادی از ستون ها، حذف مهاربندی های جانبی، دیوارهای برشی و یا میانقاب ها به دلایل معماری در یکی ازطبقات به ویژه در طبقه همکف علت اصلی وقوع این پدیده به شمار می رود. بر این اساس اکثر آیین نامه های لرزه ای، ضوابطی را جهت جلوگیری از ایجاد طبقه نرم ارائه نموده اند، اکثر این ضوابط نسبت هایی را بین سختی طبقات مجاور درنظر گرفته اند لیکن روش همسانی جهت محاسبه سختی طبقات ارائه نکرده اند، اکثر پژوهش های انجام شده در خصوص سختی نیز، بر روی روش های تقریبی متمرکز بوده و کمتر به روش های دقیق و نرم افزاری پرداخته شده است. در این پژوهش نخست پدیده طبقه نرم و روش های محاسبه سختی در ادبیات بررسی و سپس شش روش دقیق (نرم افزاری) جهت محاسبه سختی طبقات از طریق تحلیل قاب های بتنی دو بعدی مطالعه گردیده است. بر اساس نتیجه تحلیل ها، روش سوم که در آن بدون هیچ گونه تغییر در مدل اصلی، نیروهایی با توزیع مثلثی مشابه نیروی زلزله بر مرکز جرم کلیه طبقات اعمال شده و از طریق محاسبه تغییرمکان نسبی هر طبقه، سختی آن طبقه محاسبه می شود، از دقت قابل قبول و کارایی مطلوبی برای طراحی سازه برخوردار می باشد.
    کلیدواژگان: سختی طبقه، طبقه نرم، طبقه ضعیف، مدل خمشی، مدل برشی
  • احسان تیموری ، سید فرهاد موسوی، حجت کرمی، سعید فرزین صفحات 33-43
    از جمله موارد دخالت بشر در محیط زیست، تغییرات قابل توجه در نفوذ ناپذیر نمودن بخش هایی از سطح زمین و به تبع آن تغییر در چرخه آب می باشد. بتن متخلخل نوع خاصی از بتن با تخلخل بالاست که با محیط زیست سازگار بوده و می توان از آن به عنوان یکی از روش های نفوذپذیر نمودن سطح زمین و کاهش حجم رواناب شهری استفاده نمود. در پژوهش آزمایشگاهی حاضر، به منظور بهبود عملکرد این نوع بتن، اثر اضافه کردن سبک‏دانه های پوکه معدنی و پرلیت (با اندازه 6/0 تا 2/1 میلی متر) و همچنین افزودن 10 % وزنی ریزدانه به نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، پارامترهای تاثیرگذار برای استفاده از بتن متخلخل در سیستم رواناب شهری نظیر مقاومت فشاری، ضریب نفوذپذیری و درصد تخلخل برای نمونه ها اندازه گیری شد. تحلیل نتایج آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار SAS 9. 4 در سطح اطمینان 95 % برای تمامی نمونه ها انجام گردید. نتایج نشان داد که با افزودن ریزدانه به بتن متخلخل، مقاومت فشاری افزایش و ضریب نفوذپذیری و درصد تخلخل کاهش می یابد. افزودن سبک‏دانه پوکه معدنی نیز باعث افزایش مقاومت بتن متخلخل و کاهش ضریب نفوذپذیری و درصد تخلخل گردید. اما سبک‏دانه پرلیت، به دلیل وزن مخصوص کم، علاوه بر کاهش ضریب نفوذپذیری و در صد تخلخل، منجر به کاهش مقاومت فشاری در نمونه های بتن متخلخل نیز شد. به طور کلی، سبک‏دانه پوکه معدنی به دلیل داشتن وزن مخصوص بیشتر نسبت به پرلیت و همچنین داشتن فضای خالی بیشتر در ساختمان داخلی خود دارای عملکرد بهتری بود.
    کلیدواژگان: بتن متخلخل، پوکه معدنی، پرلیت، سیستم رواناب شهری
  • روح الله احمدی جزنی، پیمان شادمان حیدری، مهدی امری صفحات 45-55
    به منظور کاهش یا حذف تغییرشکل های باقی مانده ایجاد شده در اعضای اصلی سازه پس از باربرداری زلزله، می توان از سیستم های خودمرکز استفاده نمود. یکی از روش های ایجاد خاصیت خودمرکزی در سازه ها، استفاده از اتصالات پس کشیده فولادی می باشد. در این تحقیق با استفاده از تحلیل عددی به روش اجزا محدود، به مطالعه رفتار اتصال پس کشیده فولادی همراه با نبشی های فوقانی و تحتانی پیچ شده به بال تیر و بال ستون، تحت بارگذاری چرخه ای پرداخته و با استفاده از مقایسه مقادیر شاخص های خسارت گوناگون، نقش عوامل مختلف در عملکرد این اتصال بررسی شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد، با استفاده از روش پس کشیدگی، توان باربری اتصال افزایش قابل توجهی یافته درحالیکه تغییر شکل های باقی مانده در اعضای اصلی اتصال ناچیز می باشد. در یک اتصال پس کشیده ناحیه ماکزیمم تنش ایجاد شده در تیر بر روی بال تیر بوده و استفاده از ورق تقویت با طول بزرگتر سبب کاهش مقادیر تنش های ایجاد شده در تیر و کاهش شاخص های خسارت و درنتیجه کاهش احتمال وقوع گسیختگی ترد در نبشی های کششی اتصال می شود.
    کلیدواژگان: سیستم های خودمرکز، اتصالات پس کشیده فولادی، تحلیل عددی به روش اجزا محدود، شاخص های خسارت اتصالات
  • غلامرضا صغیر شمس آبادی ، عبدالکزیم عباسی دزفولی صفحات 57-66
    امروزه در اکثر نقاط دنیا تحول عظیمی در تکنولوژی بتن برای دستیابی به بتن های با مقاومت بالا پدید آمده است. کاربرد متاکائولین در بتن برای دستیابی به بتن های با مقاومت بالا و با دوام، چند سال است که در صنعت بتن جا باز نموده است. ریزی نسبی بسیار زیاد و فعالیت پوزولانی قابل ملاحظه و ایجاد واکنش با هیدروکسید کلسیم موجود در سیمان، این ماده سبب کاهش تخلخل و نفوذپذیری و افزایش دوام و مقاومت در بتن ها شده است. در این تحقیق نقش متاکائولین و تاثیر آن بر خواص مکانیکی و پایایی بتن و رسیدن به درصد بهینه استفاده از متاکائولین جهت کسب مقاومت بالا و دوام مناسب مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق تست های آزمایشگاهی که شامل بررسی روانی، درصد جذب آب، وزن مخصوص بتن، تست مقاومت الکتریکی (که نشان دهنده ی میزان خوردگی و نفوذپذیریست) و تست مقاومت فشاری بر روی نمونه هایی با 0،10،15و20 درصد متاکائولین جایگزین سیمان در شرایط سنی 7 و 28 روزه بر روی نمونه 15 X 15 سانتیمتری ساخته شده صورت پذیرفته است. نتایج بدست آمده نشانگر آن بوده که افزودن 10 درصد متاکائولین جایگزین سیمان در آزمایش اسلامپ، 15 درصد متاکائولین جایگزین سیمان در آزمایش مقاومت فشاری و20 درصد متاکائولین جایگزین سیمان در آزمایش مقاومت الکتریکی بیشترین مقادیر و افزودن 15 درصد متاکائولین جایگزین سیمان در آزمایش وزن مخصوص بتن و 20 درصد متاکائولین جایگزین سیمان در آزمایش درصد جذب آب کمترین میزان را نسبت به دیگر طرح های ساخته شده از خود نشان داده اند.
    کلیدواژگان: پوزولان، متاکائولین، دوام، خواص مکانیکی، آزمایش های پایایی، درصد جذب آب، وزن مخصوص بتن
  • مسعود پوربابا ، صابر عظیمی صفحات 67-73
    با توجه به تصویب ویرایش چهارم استاندارد 2800 و لحاظ شدن تغییرات عمده نسبت به ویرایش سوم و همچنین تغییر مبحث ششم مقررات ملی، بررسی و ارزیابی آسیب پذیری ساختمان های طراحی و ساخته شده طبق ویرایش سوم استاندارد 2800 و مقایسه آن با خواسته های ویرایش جدید حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق عملکرد لرزه ای چهار سازه بتن آرمه که بر مبنای ویرایش های سوم و چهارم آیین نامه 2800 و مبحث ششم مقررات ملی ویرایش سال 85 و 92 بارگذاری شده اند مورد ارزیابی قرار گرفته است. بطوریکه سازه ها بر اساس ویرایش سوم تحلیل و طراحی شده اند و به منظور مقایسه، ضوابط ویرایش چهارم استاندارد 2800 و مبحث ششم سال 1392 در همان سازه ها اعمال شده است. در نهایت پارامترهایی از قبیل مقدار آرماتور مورد نیاز المان های سازه ای، جابجایی نسبی واقعی طبقات و مقدار ضریب زلزله مقایسه شده اند. نتایج بدست آمده نشانگر تاثیر فراوان تحولات آیین نامه ای بر مقدار آرماتور مورد نیاز تیرها می باشد، درحالیکه تاثیر آن بر ستون ها بسیار ناچیز است.
    کلیدواژگان: سازه بتن آرمه، ویرایش سوم استاندارد 2800، ویرایش چهارم استاندارد 2800
|
  • seyyed Mehdi Zahraei, Omid Mohammadi Pages 1-13
    Energy dissipation systems have been broadly used in structures during the recent decades in order to reduce earthquake and wind forces as well as reduction of structural lateral drifts within the code limits. Viscous damper is considered as one of the energy dissipation systems which are classified as velocity-dependent dampers among passive control systems and have been paid attention and their further detailed properties taken into account by many researchers. Viscous damper consists of a piston with some orifices inside the cylinder which contains highly viscous fluid. Energy dissipation of this damper is through pushing viscous fluid out of the orifices.
    These are two types of these dampers: linear and nonlinear from which linear type with velocity power of one is more practical. The structural damping force is usually set according to the procedure described in FEMA273 and are optimized by three controlled modes of displacement, velocity and acceleration.
    This study examines the effect of adding viscous dampers on seismic behavior of steel moment frames. For this purpose, three steel moment frames of 1, 3 and 6-story all in 3 bays, with viscous dampers having power factor of 1, 0.8 and 0.6 are selected. These sample structures are subjected to the nonlinear time history analysis under the El Centro, Kobe and Northridge earthquakes, and their response including displacement, acceleration and base shear is compared in two cases of with and without viscous dampers.
    Finally, regarding nonlinear time history analysis results based on the structural behavior in three modes controlled by displacement, velocity and acceleration, proper damping forces are specified as 94.7, 240.1 and 557.1 kN respectively for one, three and six story structures based on maximum acceleration and base share obtained from FEMA273.
    Keywords: Damping force, Viscous Damper, energy dissipation, seismic behavior, Time-history analysis
  • Ahmad maleki, fardin esmaeili Pages 15-22
    Today, concrete is known as one of the most used building materials in the world. Silica fume and its products are now known as one of the best mineral additives in concrete. Silica fume is mainly used to improve the properties of hardened concrete so when using Silica fume concrete properties after hardening usually more significant. But although various experiments have been conducted on the subject. But this thesis is considering other products of silica impact on the hardened concrete properties have been investigated, including compressive strength, permeability and Thawing -freezing of hardened concrete. Three mixing ratio is tested in the laboratory: 1- without additives and 350 kg per cubic meter of cement, 2- with 10% Silica fume powder and one percentage lubricant, 3- with 10% of the micro gel. Based on lab work conducted in the research and the gathering of results can be explained by the properties of hardened concrete, the use of powder and gel of Silica fume increased compressive strength of 37.5 and 56 percent respectively. Water penetration rate, in the second ratio increase 50 percent and in the third ratio decreased 25 percent, compared to the first ratio. The results indicate the desirability of Silica fume gel long-term impact on the quality of hardened concrete including its durability. While the silica fume powder, could adversely affect the permeability and Freezing-Thawing of concrete.
    Keywords: Concrete, silica fume, Permeability, Rapid Freezing-hawing
  • mohammad reza tabesh poor, azadeh noorifard Pages 23-32
    Soft story has caused the failure of many buildings in previous earthquakes. Several factors such as greater height of columns, removing some columns, lateral bracings, shear walls or infill walls due to architectural design in a story especially ground floor are the main reason of this phenomenon. Most of the seismic codes have criteria for vertical irregularity. This is usually based on the ratio of stiffness between adjacent storeys, but there is no recommendation for calculating the storey stiffness. On the other hand a great number of previous studies on stiffness have focused on approximate methods and exact methods have been almost neglected. In this study, soft storey, weak storey and approximate methods in literature are reviewed and then six exact methods for calculating the storey stiffness by using structural analysis software are investigated. This study is done on 2D reinforced concrete frames. Based on analysis results, method 3 with no modification in the model of structure and the triangular distribution of lateral forces similar to seismic forces has acceptable accuracy and desirable efficiency for designing and controlling structures.
    Keywords: Storey Stiffness, Soft Storey, Weak Story, Flexural Model, Shear Model
  • Ehsan Teymouri, s.farhad musavi, hojjat karami, saeid farzin Pages 33-43
    One of the cases of human intervention in environment is vast variations in making parts of the land surface impervious, followed by changes in the hydrologic cycle. Porous concrete is an especial type of highly pervious concrete, compatible with the environment, and could be used a method to increase surface infiltrate and reduce urban runoff. In the present experimental research, to improve the performance of this type of concrete, effect of adding lightweight pumice and perlite (0.6-1.2 mm), and adding 10% fine grains to the samples, was investigated. In this respect, the effective parameters for using porous concrete in urban runoff system, such as compression strength, hydraulic conductivity and porosity of the samples were measured. Analysis of experimental results was performed by using SAS 9.4 software at 95% confidence level. Results showed that adding fine grains to porous concrete increases compression strength and reduces hydraulic conductivity and porosity. Addition of lightweight pumice increases compression strength and reduces hydraulic conductivity and porosity of porous concrete. But, lightweight perlite reduced all three parameters of hydraulic conductivity, porosity and compression strength. In general, lightweight pumice, which has higher density and more pore space in its structure with respect to perlite, had better performance.
    Keywords: Porous concrete, Pumice, Perlite, Urban runoff system
  • rohollah ahmadi jazani, peyman Shadman heydari, mehdi amrii Pages 45-55
    To reduce or eliminate residual deformations in the main members of the structures after an earthquake, researchers presented the idea of using self-centering systems. Several types of self-centering systems have been proposed.One of the strategies for created self centering in structures, using post-tensioned(PT) steel moment connections. Until now several types of PT steel connections is provided. In this paper, results of numerical analysis using finite element method in ABAQUS software for five full-scale model of interior PT steel connections with bolted top and seat angles has been studied. The results of numerical analysis in this research demonstrate the beams and columns remain essentially elastic while inelastic deformation of the top and seat angles provided energy dissipation and also using post-tensioning method, increase loading capacity significantly without residual deformation in main members of the connection. In a PT connection, maximum stresses in beam created at the flange of beam and using longer reinforcing plate, cause decrease stresses created in beam and reduce various damage index and risk of brittle fracture in tension angles.Cyclic behavior of numerical model of PT connection with combined axial load and drift demand shows that the axial load reduces bearing capacity of connection.
    Keywords: Self centering systems, Post-Tensioned connections, numerical analysis, Damage Index
  • Gholamreza saghir shams abadi, Abdolkarim Abbasi dezfoli Pages 57-66
    Development of concrete technology is undergoing for achieving high strength concrete. Metakaolin (MK) for obtaining high strength and durable concrete recently is used in industry. The relatively high micro particles and pozolan activity and reaction with calcium hydroxide of cement, causes lower voids, permeability and increasing durability. In the present research the history of pozolans and their materials specially MK and their effects on mechanical properties to achieve an optimize percentage of MK instead of cement were investigated. The tests are included as workability, absorbing water, relative density, electric resistance (that shows permeability and corrosion resistance) and compressive strength. The tests were carried out on 0%, 10%, 15% and 20% of MK in replacement of cement on 150x150 mm samples on 7 and 28 days after casting. The results show that 10% of MK has better workability. 15% of MK higher compressive strength and 20% higher electric resistance and lower absorbing water and 15% have a reduced relative density
    Keywords: pozolan, Metakaolin, relative density, Permeability, Mechanical Properties
  • masud purbaba, saber azimi Pages 67-73
    The study of design codes has been of great importance in last many years because the evaluation of similarities and differences between them can cause better recognize the seismic parameters and also realize the diverse aspects and weaknesses and strengths. According to Addoption of the forth edition of 2800 standard and major changes to the third edition, evaluation and vulnerability assessment of designed and built structures according to previous standard and comparison with the new standard demands is so important. In this study the seismic performance of reinforced concrete moment frames based on the third and forth edition of 2800 standard have been evaluated. At the end, the safety of designed frames such as displacement and drift ratio have been comparised according to both editions. Also the reinforcement used in the structures has been studied acconomically.