فهرست مطالب

نشریه آنالیز سازه - زلزله
سال دوازدهم شماره 1 (بهار 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/02/08
  • تعداد عناوین: 8
|
  • بهینه سازی وزن قاب های فالادی با استفاده از الگوریتم ژنتیک
    احسان کریمی * صفحات 1-8

    در طراحی های اخیر، بهینه سازی سازه ها برای کمترین وزن اهمیت زیادی پیدا کرده است. در این مطالعه از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک که یک تکنیک بهینه سازی و جستجو براساس اصول ژنتیک و انتخاب طبیعی می باشد برای به حداقل رساندن وزن قاب های فولادی استفاده شده است. محدودیت های مربوط به مقاومت و خدمت پذیری از آیین نامه انجمن ساختمان های فولادی آمریکا (AISC) گرفته شده و در الگوریتم اعمال شده است. فرآیند طراحی، یک قاب و الگوی مهاربندی با کمترین وزن را به وسیله انتخاب مناسبی از مقاطع برای تیرها، ستون ها و اعضای بادبندی از مجموعه مقاطع استاندارد فراهم می کند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که بهینه سازی بر اساس به حداقل رساندن وزن قادر به بهبود عملکرد سازه ای نیز است.

    کلیدواژگان: بهینه سازی وزن، قاب فولادی، الگوریتم ژنتیک، تغییرمکان نسبی، تغییر مکان فوقانی
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • بررسی تاثیرات اندازه فاصله اولین سوراخ روی بال تیر از بر ستون در رفتار لرزه ای اتصال DFC
    محسن علی بخشی *، روح الله احمدی جزنی، محمد سهیل قبادی، پیمان شادمان حیدری، مهدی امری صفحات 9-17
    اتصالات کاهش یافته در مقطع تیر به عنوان اتصالات شکل پذیر در قاب های خمشی ویژه شناخته می شوند. نمونه ای از اتصال مقطع کاهش یافته تیر که در آیین نامه های معتبر ساختمانی معرفی شده اتصال با کاهش مقطع بال تیر به وسیله برش شعاعی (RBS) می باشد. به منظور کاهش هزینه ساخت و همچنین اجرای ساده تر این نوع اتصال روش جدیدی بر مبنای ایجاد سوراخ های در بال تیر (DFC) به جای برش بال پیشنهاد شده است. در این پژوهش تاثیر فاصله اولین سوراخ روی بال تیر از بر ستون که به منظور کاهش مقطع ایجاد شده در رفتار لرزه ای اتصال DFC مورد ارزیابی قرار گرفته است. این مطالعه نشان می دهد که فاصله اولین سوراخ از بر ستون در بازه مکانی که بر اساس نسبتی از عرض بال تیر به میزان ( ) می باشد، رفتار شکل پذیر اتصال DFC را تامین می نماید.
    کلیدواژگان: اتصال، DFC، اتصال مقطع کاهش یافته، قاب خمشی ویژه، رفتار لرزهای
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • تاثیر انرژی کرنشی آزاد شده بحرانی در فرآیندگسترش ترک در تیرهای بتنی
    مهدی شهابی علمدار *، احمد ملکی صفحات 19-26
    بسیاری از سازه های حجیم و مهم مانند نیروگاه ها، پل ها، سدها و همچنین ساختمان ها از بتن به عنوان مصالح اصلی استفاده می نمایند. گسترش ترک یکی از دلایل اصلی و مهم شکست سازه های بتنی محسوب می شود. فرآیند شکل گیری و رشد ترک در بتن، یکی از موضوعات مهم و پیچیده است، زیرا بتن یک ماده ناهمگن بوده و عوامل متفاوتی مانند فرآیند ساخت و شیوه عمل آوری بتن، طول ترک اولیه، نرخ انرژی کرنشی آزاد شده بحرانی، عرض ترک، شرایط بارگذاری، شرایط جوی و… در ایجاد ترک خوردگی و رشد ترک تاثیر دارد. در این مقاله به بررسی تاثیر پارامتر انرژی کرنشی آزاد شده بحرانی ( ) در فرآیند گسترش ترک اولیه در تیرهای بتنی غیرمسلح پرداخته می شود. برای مدل سازی گسترش ترک اولیه از نرم افزار المان محدود آباکوس و روش المان محدود بسط یافته (Extended Finite Element Method) استفاده می شود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با افزایش نرخ انرژی کرنشی آزاد شده بحرانی در تیرهای بتنی با ابعاد یکسان، مقدار بار ماکزیمم شکست افزایش یافته و تغییر مکان دهانه بازشونده ترک (Crack Mouth Opening Displacement) افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: رشد ترک، المان محدود بسطیافته، نرخ انرژی کرنشی آزاد شده بحرانی، تیر بتنی ترک خورده
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • اثر نسبت مقاومت مشخصه در رفتار لرزه ای سازه با جداگر هسته سربی
    کامبیز مظاهری *، مهدی وکیل زاده، محدثه بختیاری آزاد صفحات 27-34
    روش های مرسوم طراحی لرزه ای سازه ها بر اساس ظرفیت سازه می باشند. بدلیل معایب روش های متداول، استفاده از جداگرهای لرزه ای بویژه در سازه هایی که دارای تجهیزات حساس هستند به عنوان یک راه حل موثر در محافظت از سازه ها در برابر زلزله شناخته می شود. در این تحقیق عملکرد قاب فولادی 2 طبقه با و بدون جداگر لرزه ای تحت زلزله های نزدیک گسل chichi، northridge و capemendocine مورد مطالعه قرار می گیرند و تاثیر عواملی چون نسبت مقاومت مشخصه به کل وزن سازه روی آن بررسی می شود. در ادامه عملکرد قاب مهاربندی شده و قاب خمشی با جداگر هسته سربی مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد جداگر لرزه ای موجب عملکرد بهتر سازه در برابر زلزله می شود همچنین مقدار نسبت مقاومت مشخصه به وزن سازه بر روی عملکرد سازه تاثیر بسزایی دارد.
    کلیدواژگان: جداگر هسته سربی، تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی، قاب مهاربندی شده، نرم افزار SAP، برش پایه
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • آزمایش و ارزیابی خصوصیات مکانیکی بتن سنگین تهیه شده از سنگدانه های باریت
    علیرضا مجتهدی، محمدعلی لطف الهی یقین، مهدی قلیپور فیضی صفحات 35-42
    مطالعات تحقیقاتی در زمینه بتن های سنگین دارای گستره وسیعی است. کاربرد این نوع بتن ها به عنوان سپرهای محافظ در مراکز پزشکی و مراکز هسته ای و نیز به عنوان سپر مقاوم درپانل های تسلیحاتی- نظامی جایگاه خاص خود را دارا می باشد. بررسی مصالح بتنی و تکنولوژی مربوط به ساخت این نوع بتن ها، به عنوان ماده مورد استفاده در پانل های مقاوم، اساس شناخت رفتار آنها می باشد. ایلمنیت، لیمونیت، هماتیت، مگنتیت و باریت سنگدانه های معدنی مورد استفاده در تکنولوژی ساخت بتن های سنگین می باشند. در این پژوهش مشخصات مکانیکی بتن تولید شده توسط سنگ معدن باریت مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین ضمن انجام امکان سنجی ساخت بتن سنگین با توجه به منابع معدنی موجود در منطقه، بهینه ترین حالت در تولید انبوه و مناسب این محصول با بهترین کارآئی ارائه گردید. نهایتا با استفاده از نتایج حاصل، نحوه طرح و اجرای این نوع از بتن با حداقل هزینه و با استفاده از منابع قرضه محلی قابل دسترس، ارائه گردیده است.
    کلیدواژگان: بتن سنگین، سنگ معدن باریت، طرح اختلاط، مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • مطالعه تحلیلی اتصال خمشی تضعیف شده در مقطع تیر توسط جان لوله ای
    ابوذر صالح، سید مهدی زهرایی *، سید رسول میرقادری صفحات 43-52
    تضعیف عمدی مقطع تیر در نزدیکی محل اتصال به ستون یک راه حل کاربردی برای ایجاد شکل پذیری و توانایی مقاومت در برابر تغییر شکلهای بزرگ چرخه ای در اتصالات قاب خمشی است. با این روش، مفصل پلاستیک در مقطع تضعیف شده تشکیل می گردد و این کاهش موضعی، تقاضای وارده بر روی اجزاء اتصال و احتمال آسیب پذیری آن را کاهش می دهد. بر همین اساس در طرح حاضر اتصال نوین خمشی تیر به ستون با مقطع کاهش یافته توسط جان آکاردئونی لوله ای شکل TW-RBS: Tubular Web RBS connection)) که با برش در جان پیوسته تیر در محل مورد نظر و جایگزینی یک لوله در جان بدست می آید، مورد مطالعه تحلیلی قرار می گیرد. نتایج تحلیلی نشان می دهد که استفاده از مقطع تضعیف شده با جان اکاردئونی لوله ای، با حذف اثر جان تیر در مقاومت خمشی مقطع، منجر به ایجاد فیوز شکل پذیر دور از اجزاء اتصال تیر به ستون می گردد. میزان کاهش ظرفیت خمشی تیر در محل مفصل پلاستیک بر اساس مشخصات ابعادی تیر و لوله مصرفی قابل محاسبه است بطوریکه سهم باقیمانده جان لوله ای در مقاومت خمشی مقطع با توان دو ضخامت لوله رابطه مستقیم و با ضخامت جان صاف تیر و همچنین قطر لوله رابطه معکوس خواهد داشت. تعیین محل بهینه قرار گیری جان لوله ای نیز با توجه به طول تیر و نسبت مدول پلاستیک تیر در محل مفصل پلاستیک به مقطع کل قابل ارزیابی است. همچنین نحوه کنترل برش در جان لوله ای با توجه به کمانشهای موضعی و کلی حاصل از برش از دیگر نکات مورد طرح است. نتایج تحلیلی بیان می کند که بکارگیری لوله در جان تیر، کاهش سختی خمشی مقطع در محل مفصل پلاستیک را در حدود 14 الی 19% درصد به همراه دارد که این میزان کاهش در سختی خمشی با اتصال RBS20% برابری می نماید. همچنین این اتصال بر حسب سایز تیر مصرفی منجر به کاهش مقاومت خمشی مقطع در محل مفصل پلاستیک بین 22 تا 28% می گردد که بینابین نتایج حاصل از اتصال RBS20% و اتصال RBS50% است.
    کلیدواژگان: اتصال قاب خمشی فولادی، مقطع کاهش یافته، جان آکاردئونی لوله ای، بررسی تحلیلی رفتار اتصال
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • بهینه سازی شبکه های تخت دولایه فضاکار با استفاده از الگوریتم ژنتیک
    ارژنگ صادقی *، مصطفی میرزایی اصل، بهمن فرهمندآذر، مجید پورامینیان صفحات 53-58
    هدف اساسی در مهندسی عمران ایجاد طرحی است که در برابر نیازهای مورد نظر و نیز شرایط موجود، بیشترین کارآیی را داشته باشد. در بهینه سازی سازه ها این عمل، معادل با تعیین گروهی از متغیرهای طراحی است که بر حسب بارهای اعمال شده و قیدها و پارامترهای از پیش تعیین شده، موجب کمینه شدن تابع هدف گردند. در این تحقیق جهت بدست آوردن طرح بهینه شبکه های تخت دولایه فضاکار از روش الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. همچنین در این پژوهش سطح مقطع اعضاء و عمق شبکه دولایه به عنوان متغیرهای طراحی به صورت پیوسته بدست آورده شده، در ضمن وزن سازه نیز به عنوان تابع هدف انتخاب شده است. همچنین مقایسه شده کارآیی الگوریتم ژنتیک با برخی از روش های دیگری با ذکر مثالی و برای بدست آوردن وزن بهینه با استفاده از الگوریتم ژنتیک از نرم افزار Matlab استفاده شده است. قیدهای که برای مسئله بهینه سازی در این پژوهش درنظر گرفته شده شامل تغییرمکان گره ها، تنش ها و ضریب لاغری اعضا می باشند. نتایج نشان داد که استفاده از روش بهینه سازی ژنتیک روشی موثر در بهینه سازی شبکه های تخت دولایه می باشد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی سایز، تاشه، شبکههای تخت دولایه فضاکار، الگوریتم ژنتیک
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • بررسی رفتار دیوارهای برشی بتنی با آرماتورگذاری قطری تحت بار جانبی دوره ای به روش المان محدود
    میرحسن موسوی اصل *، محمد علی لطف اللهی یقین صفحات 59-67
    ساختمان های دارای سیستم دیوار یا ترکیب دیوار- قاب دارای مقاومت موثری در برابر نیروی زلزله هستند و خرابی کمتری نسبت به ساختمان هائی که مقاومت جانبی آنها تنها بر قابها استوار است، از خود نشان داده اند چهار نمونه دیوار سازه ای بتن مسلح (RC) با هدف مطالعه تاثیر آرماتورگذاری قطری و ترکیبی جان به روش المان محدود و توسط نرم افزار ABAQUS تحت بارگذاری دوره ای قرار گرفته اند. متغیرهای موردنظر در تحقیق شامل مقدار و وضعیت قرارگیری آرماتورها در جان بودند. دیواری که بصورت معمولی آرماتورگذاری شده و بدلیل شکست جان با یک افت ناگهانی در ظرفیت باربری، گسیخته شد. در حالی که دیوارهای مسلح شده با آرماتورهای قطری جان با یک مد نرمتر گسیخته شدند. نتایج تحقیق بوضوح نشان می دهد که آرماتورگذاری قطری جان ظرفیت بار جانبی دیوار را افزایش می دهد. ظرفیت اتلاف انرژی نمونه های دارای آرماتورگذاری قطری بیشتر از مورد دارای آرماتورگذاری معمولی است.
    کلیدواژگان: دیوار برشی، رفتار دورهای، روش المان محدود، آرماتورگذاری قطری، بتن مسلح
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
|
  • Weight Optimization of Steel Frames Using Genetic Algorithm Method
    EHSAN KARIMI * Pages 1-8

    Optimization of structures for minimum weight has become important in the recent designs. In this study, a genetic optimization algorithm for weight minimization of steel frames has been used. The genetic algorithm is an optimization and search technique based on the principles of genetics and natural selection. Constraints regarding material strength and serviceability are taken from “AISC code (1989)” and implemented in the algorithm. The design process obtains a frame and bracing pattern with the least weight by selecting appropriate sections for beams, columns and bracing members from the standard set of steel sections. The results of this study indicates that the optimization based on weight minimization is also able to improve structural performance.

    Keywords: Weight optimization, Steel Frame, Genetic Algorithm, Drift, Top Displacement
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Study on the effect of the first hole distance of beam flange from column face on the seismic behavior of Drilled flange connection (DFC)
    mohsen Alibakhshi *, Rohollah Ahmadi Jazani, Mohammad Sohail Ghobadi, Peyman shadman heydari, Mehdi Amri Pages 9-17
    Beam to column welded connection with radius cut on beam flange is known as rigid connection that provides acceptable ductility for Special Moment Resisting Frame (SMRF). In order to decrease the cost of construction and to provide an easy-to-construct structure, the new method is available for reducing the beam section based on drilling on beam flange , known as Drilled Flange connection (DFC). In this research, the effects of distance between first rows of holes from the column face on the seismic performance of DFC are studied for a specific configuration of the holes. Based on the results, the above-mentioned distance should be limited to 0.45 to 0.7 of beam flange width to provide acceptable ductility for DFC.
    Keywords: Drilled flange connection (DFC), Reduced beam section, Special Moment Resisting Frame(SMRF), Seismic behavior
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • The Effect of the Critical Strain Energy Release on Propagation of Cracks in Concrete Beams
    Ahmad Maleki, Mehdi Shahabi Alamdar * Pages 19-26
    Concrete is one of the most widely used materials in construction industry. Many large and important structures such as power plants, bridges, dams and buildings employ concrete as main material. Propagation of crack is considered one of the main reasons in failure of concrete structures. The process of formation and crack growth is one of the major and complex issues in concrete, because concrete is a heterogeneous material and different factors such as the construction and curing methods, initial crack length, rate of critical strain energy release, crack width, loading condition, weather conditions and etc. are effective in formation and crack growth. This paper aims to discuss the effect of critical strain energy release ( ) in propagation of initial crack in concrete beams. Finite element software ABAQUS and extended finite element method is used for modeling propagation of initial crack. The results of this study show that increase of critical strain energy release rate in concrete beams with same dimensions causes the increase of maximum failure load and crack mouth opening displacement.
    Keywords: Crack growth, Extended finite element method, GC, Cracked concrete beam
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • The effect of characteristic strength on seismic beharior with lead rubber bearing
    Mehdi Vakilzadeh, Mohaddeseh Bakhtiari Azad, kambiz mazaheri * Pages 27-34
    Conventional methods for seismic design of structures are based on building capacity. Because of the disadvantages of conventional methods, base isolation system is known as an effective solution to protect structures against earthquakes. In this study the operation of 2-storey steel frame with and without seismic isolators Under near-fault earthquake of chichi، northridge and capemendocine Are investigated. Effect of characteristic strength to structure weight ratio is also evaluated and performance of braced frames and moment frames with lead core isolators are compared. The results indicate that seismic isolators will lead to better performance of structures against earthquakes and characteristic strength to structure weight ratio have a significant impact on the performance of the structure.
    Keywords: lead rubber bearing, time history analysis. Braced frame. Sap software , base shear.
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Testing and evaluating the mechanical properties of concrete made of heavy barite aggregates
    Mehdi gholipour Feizi, Alireza Mojtehedi, Mohammad Ali lotfollahi yaghin Pages 35-42
    Research on the heavy concrete technology expanded rapidly in the last decades. This kind of the concrete can be used for different purposes such as the protective shields of the medical centers and nuclear power plants. Ilmenite, limonite, hematite, magnetite and barite are the common mineral aggregates which are used in the heavy concrete construction technology.In this research the mechanical properties of the concrete which is made of the Barite are studied. For this purpose, at first the feasibility of the construction of the heavy concrete is considered based on the local mineral resources. Then, the most efficient plan for appropriate production process is explained. Finally, the low cost design and implementation of this type of the concrete is presented using the observed results.
    Keywords: Heavy concrete, barite, high density, mechanical properties
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Analytical study on reduce beam section connection by tubular accordion web
    Aboozar Saleh, Seyyed Mehdi Zahrai, Seyyed Rasool Mirghaderi Pages 43-52
    The basic strategy of reduce the ductility demand and related concentrated tensions at moment resistance connections is reduce the section of the beam at connected region to column. By this method plastic hinge done at the reduced cross section and this local reduction decreases the demand of the components of connection. On this basis, in present study a new beam-to-column moment connection with reduced beam section using Tubular Accordion Web that called TAW-RBS is studied analytically. The results show that TAW-RBS create a ductile fuse away from beam-to-column connection components, through removing web from beam flexural capacity. Reduction of beam flexural capacity in the plastic hinge is calculated based on the dimensions of beam and tube. So bending strength of the remaining tubular web would be proportional with square of the thickness of tube and inversely related with the thickness of flat web and the diameter of tube. The optimal location of the tubular web is determined due to the length of beam and the plastic modulus ratio at the plastic hinge to the total cross section. Also shear control at tubular web according to local and global shear buckling are other points of this study. The results show that TAW-RBS reduces flexural stiffness about 14 to 19% in the plastic hinge locations that is equal with the RBS20%. Also the proposed connection, depending on the size of the beam, reduces bending strength between 22 to 28% in the plastic hinge location that is intermediate between RBS20% and RBS50%.
    Keywords: Steel Moment Frames connection, Reduce Beam Section, Tubular- Accordion Web section, Analytical Study
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Optimization of double layer grids using genetic algorithm method
    Arjang sadeghi , Mostafa Mirzaeiasl, Bahman Farahmandazar, Majid Pouraminian Pages 53-58
    The main purpose of design in civil engineering is to establish a project which has the most versatility on the expected needs and existing conditions. Through optimization this is equivalent to determination of a group of design variables that cause minimizing the object function versus imposed loads, restraints and predetermined parameters. In this research, genetic algorithm method is used to design optimally the double layer grids. Furthermore, in this research the cross section of the members and the depth of the double layer grid are taken as the continuous variants, while the weight of the structure is set as the object function. Also the versatility of the genetic algorithm method is compared with other methods and for this an example is examined. The programming of the genetic algorithm is done by Matlab software. The adapted restraints for the example of this research consist of deflections of the nodes, stresses and slenderness ratio of the elements. The results show that application of genetic algorithm is very versatile for optimization of double layer grids.
    Keywords: optimization, double layer grids, algorithm genetics, target function
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Investigation On Diagonal reinforced Concrete Shear Walls Behavior Under Cyclic Lateral Load Using Finite Element Method
    Mirhassan Moosavi Asl *, Mohammad Ali Lotfollahi Yaghin Pages 59-67
    Buildings with wall or frame-wall systems are more effective against earthquake forces and sustain less damage than buildings which their lateral resistance is solely depends on framesFour reinforced concrete (RC) structural wall specimens were subjected to cyclic loading using finite elements method with ABAQUS software in order to study influence of diagonal web reinforcement. The research parameters included the amount andconfiguration of reinforcing bars in the web. Theconventionally reinforced wall failed due to web crashing with an abrupt drop in load capacity, whereas the walls reinforced with diagonal web reinforcement failed in a more ductile mode. The results clearly indicates that the diagonal web reinforcement increase the lateral load capacity of wall. The energy dissipation capacity of the diagonal web reinforced is superior to the conventionally reinforced wall.
    Keywords: Shear wall, Cyclic behavior, Finite element method, Diagonal reinforcement, Reinforcement concrete
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian