فهرست مطالب

نشریه آنالیز سازه - زلزله
سال دوازدهم شماره 4 (زمستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/10/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمد امین شریفی ، عبدالرحیم جلالی صفحات 1-8
    پژوهش حاضر عملکرد لرزه ای سیستم قاب خمشی بتنی مسلح [1] مقاوم سازی شده با سیستم های مهاربندی فولادی مختلف را بررسی می کند. دو نوع ترکیب سازه ای شامل، سیستم مهاربندی فولادی همگرا [2] و سیستم مهاربندی فولادی مگا [3] در دو نوع سازه با تعداد طبقات مختلف استفاده شده است. این دو سازه که با سیستم قاب خمشی بتنی مسلح 5 و 10 طبقه طراحی شده، دارای ضعف در سختی جانبی بوده و جهت جبران محدودیت های دریفت آیین نامه در مناطق با خطر زلزله بالا و در سطح عملکردی ایمنی جانی در نظر گرفته شده است. سپس این قاب ها با سیستم های مهاربندی فولادی همگرا و سیستم مهاربندی مگا بهسازی می شوند. جهت انجام این پژوهش از تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش آور) [4] برای ارزیابی عملکرد سازه تحت اثر حرکات زمین استفاده شده است. همچنین برای مقایسه پاسخ سازه بهبود یافته از دوران عضو [5] ، دریفت طبقه [6] و برش پایه استفاده شده است. نشان داده شده که سیستم مهاربندی فولادی مگا و مهاربندی فولادی همگرا از نظر آیین نامه ای کنترل دریفت، مقدار برش پایه، تعداد مفصل پلاستیک، تعداد المان های گسیخته شده و همچنین از لحاظ مسائل اقتصادی، به ترتیب از بهترین نوع سیستم های مهاربندی فولادی جهت بهسازی و مقاوم سازی سازه ها می باشند.
    کلیدواژگان: بهسازی لرزه ای، طراحی بر اساس عملکرد، تحلیل استاتیکی غیرخطی
  • ابوذر صالح، سید مهدی زهرایی ، سید رسول میرقادری صفحات 9-20
    بروز گسیختگی های ترد غیر قابل انتظار در اتصالات قاب خمشی ویژه طی زلزله های نرثریج (1994) و کوبه (1995) خواص شکل پذیری و قابلیت جذب و استهلاک انرژی القایی، ناشی از زلزله را در این نوع سیستم سازه ای با چالش مواجه نمود، بطوریکه ایجاد شکل پذیری و توانایی مقاومت در برابر تغییر شکلهای بزرگ چرخهای مورد اهمیت قرار گرفت. عوامل خرابی در این اتصالات، تنشهای بزرگ متمرکز در نواحی جوشی اتصال و آسیب پذیری اتصال در تقاضاهای شکل پذیری زیاد، مطرح گردید و استانداردهای طراحی با فرض ایجاد ناحیه مستهلک کننده انرژی، بر روی تیر و در نزدیکی محل اتصال تیر به ستون همراه گردید. لذا در همین راستا، در طرح حاضر دو اتصال نوین خمشی تیر به ستون با مقطع کاهش یافته که با ایجاد برش در بال و بخشی از جان تیر و با بکارگیری قطعات کمانی شکل بعنوان بال تیر در این قسمت بدست می آید در دو حالت، استفاده از کمان دوبل (DAFS) و استفاده از کمان معکوس (AFS) مورد بررسی قرار می گیرد و با انجام چهار مدل عددی از اتصالات معرفی شده، به کمک نرم افزار ABAQUS6. 10 پرداخته و نتایج عددی مورد مطالعه قرارمی گیرد. نتایج بررسی نشان می دهد که استفاده از قطعات کمانی شکل در نزدیکی محل اتصال تیر به ستون در بال تیر، با تضعیف مقطع در این ناحیه و مستهلک نمودن انرژی زلزله، ضمن ایجاد فیوز شکل پذیر می تواند تا 8% تغییر مکان نسبی در تیر را، بدون کاهش مقاومت خمشی در وجه اتصال، تجربه نماید. در این بین استفاده از قطعه کمانی شکل معکوس، از نقطه نظر مقاومت خمشی الاستیک و معیار سختی تیر نیز گزینه مناسبتری است بطوریکه در این خصوص با مدلهای RBS برابری می نماید. بدلیل عدم مناسب بودن اتصال RBS در تیر ورقها و تیرهای بال پهن، بخاطر تشدید پارامترهای ناپایداری در این نوع اتصال، استفاده از ایده بکارگیری کمان معکوس در بال تیر ضمن برقراری شرایط پذیرش اتصال صلب بر اساس AISC2010 ، مقاومت در برابر کمانش جانبی-پیچشی جان و کمانش موضعی جان و بال را بهبود می بخشد و می تواند بعنوان گزینه مناسب در تیر ورقها مطرح گردد. .
    کلیدواژگان: قاب خمشی فولادی ویژه، رفتار لرزه ای، مقطع تضعیف شده، فیوز کمانی شکل در بال تیر
  • سهیلا پیروی، صالح امین یاوری، محمد تقی مهدوی صفحات 21-28
    در سال های گذشته مطالعه ورق های جدار نازک مسطح و انواع مسائل مربوط به آن مورد توجه بوده و این در حالیست که مطالعات منسجمی در رابطه با فرمول بندی رفتار ورق های خمیده وجود ندارد. بنابراین با توجه به رشد روزافزون استفاده از پانل های خمیده در زمینه های مختلف، در این تحقیق، اثر سختی پیچشی، خمشی و محوری اعضای پیرامونی بر روی رفتار کمانش برشی و پس کمانشی پانل های فولادی برشی خمیده با استفاده از نرم افزار ABAQUS و روش Riks بررسی شده است. بر طبق نتایج بدست آمده، سختی خمشی و محوری تاثیری بر افزایش مقاومت کمانشی پانل ها ندارند درحالیکه سختی پیچشی بر مقاومت کمانشی الاستیک پانل ها موثر است. رفتار غیرخطی پانل ها تابع نسبت سختی اعضای پیرامونی به سختی پانل است. سختی اعضای پیرامونی بر ظرفیت پس از کمانش و روند گسترش تنش های اصلی پانل ها تاثیر ندارند.
    کلیدواژگان: پانل های خمیده، کمانش برشی، اعضای پیرامونی، ظرفیت پس از کمانش
  • محمدرضا شکرزاده، آرمین عظیمی نژاد* ، عبدالرضا سروقدمقدم صفحات 29-40
    برای مقاوم سازی اتصالات بتن آرمه روش های مختلفی وجود دارد که به دلیل خصوصیات منحصربه فرد کامپوزیت های FRP، استفاده از آن ها برای بهسازی اتصالات بتن آرمه، تبدیل به یکی از متداول ترین روش ها شده است. با توجه به این که قیمت مصالح FRP یکی از عوامل محدود کننده استفاده از آن در بهسازی اتصالات محسوب می شود در این مقاله مدلسازی اتصال در نرم افزار المان محدود ABAQUS آرایش نوار های ضربدری FRPدر سه گروه باضخامت های مختلف و در هرگروه با ابعاد مختلف در عرض نوارهایFRP در مقایسه با پوشش کامل اتصال با FRP مورد بررسی قرار گرفت. با مقایسه نتایج بدست آمده از تحلیل نمونه های با نوارهای ضربدری با نمونه همپوشانی کامل شده مشخص گردید که ظرفیت باربری اتصال تقویت شده با نوار های ضربدری نزدیک به اتصال پوشش کامل شده بود. این در حالی است که مقدار مصرف FRP در اتصال با نوار ضربدری حدود 16٪ کاهش یافته است که این امر سبب کاهش هزینه های بهسازی اتصالات بتنی می گردد.
    کلیدواژگان: بهسازی لرزه ای، FRP، اتصالات تیر - ستون بتنی
  • مهدی وکیل زاده ، کامبیز مظاهری، محدثه بختیاری آزاد صفحات 41-50
    هدف از بهسازی لرزه ای ساختمان این است که اعضای سازه ای و غیر سازه ای به گونه ای تقویت شوند که در صورت وقوع زلزله آسیب های کمتری به این اجزا وارد شود. میراگرها وسایل اتلاف انرژی در سازه ها محسوب می شوند. این وسایل انرژی لرزه ای را مستهلک کرده و بخشی از انرژی ورودی به سازه را تلف می کنند. از این رو خسارت وارده به سازه به طور چشمگیری کاهش می یابد. در این مقاله، قاب فولادی سه،شش و ده طبقه با و بدون میراگر در نرم افزار SAP مدلسازی شده اند و با استفاده از دستورالعمل بهسازی لرزه ای و روش استاتیکی غیر خطی مورد ارزیابی قرار می گیرند. نتایج نشان می دهد افزودن میراگر ویسکوز موجب کاهش اثرات نیروی لرزه ای و سطوح خرابی عملکرد می گردد، همچنین استفاده از میراگر در سازه های بلند در مقایسه با سازه های کوتاه تر تاثیر بیشتری در کاهش نیروی زلزله دارد.
    کلیدواژگان: میراگرهای ویسکوز، تحلیل استاتیکی غیرخطی، نرم افزار SAP، بهسازی لرزه ای، سطح عملکرد
  • نوبخت بختیاری صفحات 51-58
    برای کاهش خیز و تنظیم تنش ها در سیستم های پوششی بزرگ، از تیرهای عرضی عمود بر تیرورق ها یا تیرهای اصلی موجود، استفاده می شود در مقاله حاضر اثر تیرهای عرضی که به منظور مقاوم سازی سیستم سقف و تنظیم تنش تیرهای اصلی موجود به سیستم سقف اضافه می شود مورد بررسی قرار گرفته و رابطه دیفرانسیل حاکم بر رفتار سازه جدید تعیین شده است. حل معادله دیفرانسیل با مشتقات جزئی درجه چهار بدست آمده به دلیل پیچیدگی، با تبدیلات ریاضی ساده شده و به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل گردیده با روابط حاصل یک مسئله کاربردی حل شده است و جواب حاصل از حل مسئله با روش ارائه شده در این مقاله با نتایج مدلسازی شده در برنامه SAP2000 مقایسه شده است و تطبیق و سازگاری بسیار دقیقی نتیجه گردیده است. بررسی ها نشان می دهد که با تغییر اختیاری در سختی و فواصل تیرهای فرعی می توان مقادیر مختلف تنش ها، لنگرها و نیروهای تیر اصلی را تعدیل نموده و نسبت به مقاوم سازی سیستم موجود اقدام کرد.
    کلیدواژگان: تنظیم تنش – بهسازی- خرپا، تیرعرضی – سختی
  • مرتضی رستاخیز، احمد ملکی صفحات 59-64
    دیوار برشی فولادی مرکب به عنوان سیستم مقاوم جانبی است که برای سازه های جدید و هم بعنوان سیستم تقویت کننده برای ساختما های موجود مناسب است. دیوارهای برشی مرکب در مقایسه با دیوارهای برشی بتنی مسلح، یک دیوار مرکب طراحی شده برای همان نیروی برشی، با وجود سختی و مقاومت برشی بیشتر،دارای ضخامت و وزن کمتری می باشد مقاله ی حاضر به بررسی امکان بهبود پارامترهای لرزه ای دیوارهای برشی مرکب می پردازد. میزان افزایش در ظرفیت باربری، شکل پذیری و میزان استهلاک انرژی از پارامترهایی هستند که مورد بررسی قرار گرفته اند. تحلیل عددی با استفاده از نرم افزارهای اجزای محدود برای بررسی پارامترهای مذکور مورد استفاده قرار گرفته است. بررسی مقایسه ای نتایج آزمایشگاهی با نتایج مدلسازی ها نشان می دهد که نرم افزارهای اجزای محدود توانایی مدلسازی مناسب را داشته باشد. نتایج حاصل از مطالعات عددی نشان داد که افزایش ضخامت ورق فولادی سختی اولیه نمونه ها را افزایش داده است و به ترتیب ضخامت 8. 4 و 131 میلی متر برای ورق فولادی و پوشش بتنی بعنوان مناسب ترین ابعاد هندسی برای دیوار برشی مرکب با ابعاد 2. 5*3 متر می باشد
    کلیدواژگان: دیوار برشی مرکب، رفتار لرزه ای، شکل پذیری، ضخامت بتن، ضخامت فولاد
  • پیمان شادمان ، مهدی امری، محمد خراسانی صفحات 65-77
    نیاز روزافزون به تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی و عدم وجود شتابنگاشت های مناسب در مناطق مختلف، تولید شتابنگاشت های مصنوعی سازگار با طیف طرح را ضروری می سازد. هدف اصلی این تحقیق ارائه روشی نوین، بر اساس تبدیل بسته موجک و روش های هوش مصنوعی برای تولید شتابنگاشت مصنوعی زلزله سازگار با طیف طرح بر اساس مقدار بزرگا، فاصله از گسل و طیف مربوطه می باشد. در این تحقیق از شبکه های عصبی فازی و آنالیز موجک پکت برای رسیدن به هدف مورد نظر استفاده خواهد شد. روش کار بدین صورت است که ابتدا شتابنگاشتهای زلزله با توجه به شرایط ساختگاهی مشخص، بزرگا و فاصله از مبداء زلزله جمع آوری شده و سپس طیف این شتابنگاشت ها برای آموزش با شبکه های عصبی فازی بدست می آید. طیف های کاهندگی بر اساس اطلاعات موجود در منطقه با استفاده از روش های رگرسیون گیری غیر خطی ریاضی بدست آمده و سپس با استفاده از شبکه های عصبی فازی ارتباط بین رکورد های زلزله و طیف های بدست آمده از هر رکورد بدست می آید. در این بخش با استفاده از آنالیز موجک پکت شتابنگاشت ها به زیرشتابنگاشت ها (ضرایب موجک) تجزیه شده و در مرحله بعد با کمک گرفتن از شبکه های عصبی فازی رابطه بین طیفهای پاسخ شتابنگاشت ها با ضرایب موجک پکت بدست می آید.
    کلیدواژگان: شتاب نگاشت مصنوعی، شبکه عصبی فازی، آنالیز موجک پکت، ضرایب موجک
|
  • Mohammad amin Sharifi, Abdolrahim Jalali Pages 1-8
    The present study investigates the seismic performance of reinforced concrete moment frame system retrofitted with different steel bracing systems. Two types of structural combinations including concentric steel bracing system and steel mega bracing system were used in two types of structures with different numbers of stories. These two structures which are designed by 5 and 10 story reinforced concrete moment frame system have poor lateral stiffness. They were considered to compensate for the limitations of drift regulations in areas with high seismic risk and life safety performance level. Then, these frames are improved by concentric steel bracing system and mega bracing system. In this study, the nonlinear static (pushover) analysis was used to evaluate the performance of the structure under the influence of ground motions. Also chord rotation, story drift and base shear were used to compare the response of the improved structure. It was shown that the steel mega bracing system and the concentric steel bracing system are respectively the best types of steel bracing systems for upgrading and retrofitting the structures in terms of drift control regulations, the amount of base shear, the number of plastic hinges, the number of collapse elements and the economic issues.
    Keywords: Seismic Retrofitting, Performance-Based Design, Nonlinear Static Analysis
  • Aboozar saleh, seyyed mehdi zahraei, seyyed rasool Mir ghaderi Pages 9-20
    Unexpected brittle failure in steel rigid frameconnectionsby concentrated tensions on the welded area and connectionvulnerability in high ductility demands as occurred during the Northridge (1994) and Kobe (1995)has challenged ductility properties and ability to absorbseismic energy in this type of structural system. So in design of this type of structural system, creating ductility and ability to withstand cyclic large deformations is important. On this basis, in present study two new beam-to-column moment connections with reduced beam section by double orreverse arc-shaped fuseare studied in capacity design approach. The arc-shaped fuse, by removing flange and a part of web and replacing double orreverse arc-shapedin the section bending of the beam, resulted in a ductile fuse away from beam-to-column connections components, which prevents connection vulnerability in high ductility demands. The purpose has been numerically studied byfournumericalmodelsunder cyclic load using ABAQUS 6.10 finite element software. Obtained numerical results were compared with those of other studies. The numerical results show that arc-shapedfuse creates ductile fuses faraway from beam-to-column connectioncomponents and can satisfy acceptance conditions of special moment resistance connection based on AISC and FEMA. The arc-shaped fusecan increase drift story capacity up to 8% without any significant strength loss through increasing the out-of-plane stiffness of the beam longitudinal axis against lateral-torsional buckling.According toelasticflexural strengthandstiffnessof beam criteria,the reversearc-shaped fuseisabetter choicethan double arc-shaped fuse.
    Keywords: Steel Moment Frames Connection, Reduced beam section, Double, Reverse Arc-Shaped Fuse, Numerical study
  • soheyla peyrovi, saleh amin yavari, mohammad taghi mahdavi Pages 21-28
    In recent years, we have witnessed a considerable increase in the study of thin flat sheet and various issues related to it. However, comprehensive studies on the formulation of curved plates are rare. Due to the growing use of curved panels in various fields, in this study, the effects of torsional stiffness, bending stiffness and axial stiffness of the peripheral members on shear buckling andpost buckling behavior of curved steel panels were investigated. To do this, ABAQUS software and Riks method were used. The findings revealed thatflexural stiffness and axial stiffness do not increase buckling resistance of panels while the torsional stiffness on elastic buckling resistance of panels was found to be effective. The nonlinear behavior of panels is the function of stiffness ratio of peripheral members to stiffness of panels. Stiffness of peripheral members on capacity after buckling anddevelopment of principal stresses of panels were not affected.
    Keywords: Curved Panels, Shear Buckling, Peripheral Members, Capacity after Buckling
  • mohammadreza shokrzadeh, Armin Aziminejhad, Abdolreza sarvghadmoghaddam Pages 29-40
    Different methods may be used for strengthening weak concrete connections.Because of the unique characteristics of FRP composites, they are widely used for strengthening concrete moment resisting frames. These retrofitting techniques are widely considered in research and practical applications. The retrofitting cost is an important factor in the selection of the most suitable retrofitting techniques. In the application of FRP laminates, the cost of retrofitting is mainly the function of FRP volume and the surface preparation. In this research, using ABAQUSgeneral purpose finite element software, the effect of different FRP configuration in X-shape connection strengthening scheme were considered and the results were compared with full FRP coverage of connection. In this strengthening scheme, the effect of parameters such as strip width and thickness was examined. The results showed that in strengthening with x-shape strips, the connection could develop the capacity of connection strengthened by full FRP coverage, while it needs about 16 percent less FRP laminates, which meaningfully could reduce the price of connection strengthening.
    Keywords: Seismic Rehabilitation, FRP, Rainforced beam-column Concrete Connection
  • Mehdi Vakilzadeh, Kambiz Mazaheri, Mohaddeseh Bakhtiyari Azad Pages 41-50
    The target of seismic improvement of a building is to strengthen the structural and non-structural members in order to reduce the earthquake damage. Dampers dissipate the structure’s energy.By using these types ofequipment,the damage to the structure is dramatically reduced. In this article steel frames with three, six and ten stories with and withoutdampers aremodeled in SAP software.They are evaluated by using seismic retrofitting guidelinesand nonlinear static method. The results show that adding a viscous damper reduces seismic effect and damage performancelevel.In addition, using dampersin high-rise structures is more effective than shorter ones in reducing the effects of an earthquake.
    Keywords: Viscous Dampers, Nonlinear Static Analysis, SAP Software, Seismic Improvement, Performance Level
  • Nobakht Bakhtyari Pages 51-58
    Plate girders structure is a major industry which is mainly used in the systems covered by these beams. Reducing deflection and decreasing the maximum bending moment can be considered as a development in methodology. By the use of cross beamsor braced beams, element perpendicular to the girders is provided. In this paper, the effect of stiffness and distance elements development are studied. Differential equation of degree four governing the behavior of the partial structures which is a quadratic relationship is determined by solving the following mathematical transformations, and the fundamental equations are derived. The resulting equations are solved by a practical problem and the answer to the problem .The modeling results are compared with the SAP2000 program. The findingsshow highly accurate implementation and compliance. It is also revealed that stiffness changing elements within the cross can include different amounts of stress, bending moment and improved cover system.
    Keywords: Girders, Retrofitting, Cross Beam, Roof Stiffness, Strengthening
  • Morteza Rastakhiz, Ahmad Maleki Pages 59-64
    Since the application of composite shear wall is increasing rapidly throughout the world, it is necessary to study its behavior. General interest of engineers in using this unique system due to its application and behavior indicates the need for better understanding of this system.
    In this paper, by modeling composite shear walls and using Abaqus software and its verification, the results have been used for modeling composite shear wall with emphasis on the impact of number and diameter of bolts under cyclic loading. Solid and shell cements are used for modeling concrete and steel elements respectively. The results of the numerical study shows that 3×3 and 3×2.5 configuration with diameter of 22.2 millimeters of bolts are the best sizes
    Keywords: Composite shear walls, seismic behavior, ductility, Concrete thickness, Steel thickness
  • Peyman Shadman, Mehdi Amri, Mohammad Khorasani Pages 65-77
    There is a growing need for dynamic time history analysis and the absence of proper records in different areas has necessitatedthe production of artificiallaccelerograms compatible with the whole plan. This study presents a new approachbased on wavelet packet transform and artificial intelligence techniques to produce artificial earthquake accelerograms compatible with the whole plan. This approachtakes into account the magnitude and the distance from the fault. The study of neural networks and fuzzy wavelet packet analysis has been used to achieve the desired goal. To do so, first earthquake accelerograms have been collected according to specific site conditions, earthquake magnitude and distance from origin.Then all records have been gatehered for training with fuzzy neural network. Attenuation spectra have been developed on the basis of information in the area using nonlinear regression. Then using fuzzy neural networks, the relationship between earthquake records and the devloped spectra from each record is calculated. In this satge, using wavelet packet analysis, mapping acceleration are analyzed and converted intoaccelerograms (wavelet coefficients)
    Keywords: Artificial Accelerograms, FuzzyNeural Network, Wavelet Packet Analysis, Wavelet Coefficients