فهرست مطالب
نشریه آنالیز سازه - زلزله
سال یازدهم شماره 1 (بهار 1393)
- تاریخ انتشار: 1393/02/03
- تعداد عناوین: 8
-
صفحات 1-11زمین لرزه های نزدیک گسل دارای محتوای فرکانسی بالا و پهنای باند باریک می باشند. این خصوصیات باعث می شوند انرژی فوق العاده زیادی که ناشی ازشتاب های تولیدی در ابتدای زمین لرزه است به سیستم وارد شود. در این تحقیق اثرات نیروهای ناشی از این نوع زمین لرزه ها برروی پل مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور یک پل بزرگراهی سه دهنه به طول 60 متر که برای آن سه نوع جداگر لاستیکی سربی مطابق با ضوابط آئین نامه آشتو طراحی گردیده و با استفاده از نرم افزار SAP2000 نسخه1/10 طراحی شده است، در دو حالت جداسازی شده وجداسازی نشده مدل سازی گردیده و تحت اثر سه شتاب نگاشت نزدیک گسل در جهات طولی، عرضی و در دو جهت ترکیبی (YZ, XZ) تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی شده اند. بررسی رفتار و منحنی های بار جابه جایی جداگرهای لاستیکی سربی حاکی از آن است که کرنش اولیه و نیروی تسلیم این نوع جداگرها باعث کاهش چشمگیر برش پایه و لنگر خمشی در پل مورد مطالعه شده است. همچنین در نظر گرفتن همزمان مولفه قائم وافقی زلزله درجهات X وY بر روی خروجی های تحلیل از دیگر نتایج این تحقیق می باشد که باعث افزایش نیروی فشاری یا کششی در ستون می شود که به عنوان یک نتیجه اثر گذار در این تحقیق استخراج گردیده است این نتایج همچنین نشان دهنده نقطه ضعف آئین نامه های معتبر دنیا نظیر IBC وNEHRP در پل های جداسازی شده می باشد که در آن ها اثر قائم زلزله نادیده گرفته شده و لازم است همانند سازه های غیر جداسازی شده لحاظ گردد.کلیدواژگان: زلزله نزدیک گسل، جداسازی لرزه ای، پل، جداگرلاستیکی سربی
-
صفحات 13-20رفتار دال بتن مسلح در محل اتصال به ستون بتنی به دلیل احتمال ایجاد شکست برشی در این قسمت یکی از مهم ترین دغدغه های مهندسین در طراحی این اعضا می باشد. با وجود تحقیقات گسترده و بهبود چشمگیر استانداردهای مرتبط، نگرانی هایی در مورد ارزیابی سیستم های دال تخت وجود دارد. در این مقاله بررسی برش پانچینگ در دال های تخت مورد مطالعه قرار گرفته و سعی شده است با روش های مناسب از جمله استفاده از پهنه، گل میخ های فولادی با شکست برشی در محل اتصال به ستون مقابله گردد. لازم به ذکر است با روش اجزای محدود و در نرم افزار المان محدود Ansys این مطالعه انجام پذیرفته و در نهایت با ارائه نتایج شبیه سازی های عددی، تاثیر نتایج به دست آمده بررسی و ارزیابی شده است.کلیدواژگان: دال بتن مسلح، شکست برشی، پهنه، گل میخ های فولادی، روش اجزای محدود
-
صفحات 21-28دراین مقاله سه مدل چسبندگی-لغزش (Farra, Harajli, CEB-FIP) که برمبنای نتایج مطالعات تجربی قبلی بدست آمده اند، مطالعه
می شوند تا اثر چسبندگی-لغزش در فاصله ی ترک و نحوه ی انتشار ترک صفحه ی بتن آرمه بررسی شود. برای این منظور، یک صفحه ی بتن آرمه با استفاده از مدل عددی شبکه ای توسط نرم افزار ABAQUS مدل سازی شده است و روند ترک خوردگی توسط خرابی عضوهای میله ای بتن نشان داده شده است. مدل های شبکه ای بر اساس معیار ترک خوردگی توسعه یافته و با بکارگیری اصول مکانیک شکست در ارزیابی ترک خوردگی اعضا بتن آرمه بکار رفته اند. بتن وفولاد با یک مدل برهم کنش دهنده (Bond-Link) و با در نظر گرفتن اثر چسبندگی-لغزش با یکدیگر ترکیب شده اند تا رفتار مصالح ترکیبی بتن آرمه را توصیف کنند. نتایج تحلیل ها نشان داده اند که مدل های چسبندگی-لغزش تاثیر مهمی در فاصله ی ترک، عرض ترک، نحوه ی انتشار ترک و موضع شدگی خرابی دارند.کلیدواژگان: مدل شبکه ای، مکانیک شکست، گسترش ترک، روابط چسبندگی، لغزش عنوان مقاله [English] -
صفحات 29-38سیستم دیوار برشی فولادی یک سیستم باربر جانبی است که به سبب داشتن مزایایی از جمله شکل پذیری مناسب، سختی زیاد، میزان مقاومت برشی و جذب انرژی بالا همواره مورد توجه محققین بوده است. از سال 1980 میلادی که تحقیقات پایه برروی دیوار برشی فولادی بدون سخت کننده صورت پذیرفت، پیوسته پژوهشگران در صدد بهبود رفتار این سیستم، افزایش کارآیی و بهره وری آن بوده اند. از جمله اقداماتی که در جهت افزایش کارآیی و بهره وری دیوار برشی فولادی صورت پذیرفت، ایجاد بازشو بر روی ورق درونی بود. تحقیقات بر روی دیوار برشی فولادی دارای بازشو در اوایل دهه ی 90 میلادی با مطالعات صبوری قمی و رابرتز بر روی این سیستم آغاز گردید. در سال های اخیر یک نمونه دیوار برشی فولادی با بازشوهای منظم دایره ای شکل یا ماتریسی توسط محققان دانشگاه بوفالو آمریکا مطرح شده و مورد آزمایش قرار گرفت. از این نوع بازشو علاوه بر سیستمی جهت عبور تاسیسات در مواردی که ضخامت ورق مورد نیاز طراحی در دسترس نباشد می توان استفاده نمود، به گونه ای که ورق ضخیم همراه با بازشوهای دایره ای شکل جایگزین ورق نازک بدون بازشو می گردد. در این مقاله نیز به جهت مطالعات بیشتر بر روی بازشوهای منظم دایره ای شکل، تاثیر اینگونه بازشو بر روی رفتار سیستم دیوار برشی فولادی مورد ارزیابی قرار می گیرد. بدین منظور یک نمونه دیوار برشی فولادی با بازشوهای دایره ای طراحی و ساخته شده سپس در مرکز تحقیقات سازه دانشگاه ارومیه تحت بارگذاری چرخه ای قرار گرفت. علاوه بر مطالعات آزمایشگاهی رفتار این نوع سیستم به صورت تحلیل عددی و با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS بررسی گردیده است. در نهایت نتیجه ی هر دو تحلیل آزمایشگاهی و عددی با روش تئوری آنالیز پلاستیک سازه مقایسه شده است. نتایج بدست آمده حاکی از تطابق مناسب پوش منحنی هیسترزیس در دو تحلیل عددی و آزمایشگاهی بوده همچنین نشان دهنده ی محافظه کارانه بودن روابط روش آنالیز پلاستیک و یا ضرایب کاهشی اعمال شده بر این روابط به سبب وجود بازشو و کاهش مقطع تیر می باشد.کلیدواژگان: دیوار برشی مجوف فولادی، بازشوی ماتریسی، آنالیز پلاستیک، تحلیل المان محدود، نرم افزار ABAQUS
-
صفحات 39-48یکی از نیروهای پدید آمده در هنگام وقوع زلزله، نیروی کششی است که در ستون ها پدید می آید که این نیرو با نام نیروی برکنش شناخته شده است که باعث آسیب دیدن ستون، صفحه ستون ومیل مهارها گشته و حتی ممکن است در صورت عدم کنترل مناسب موجب واژگونی ساختمان نیز گردد. باذکر این دلایل لزوم مهار این نیرو آشکار و اجتناب ناپذیر می شود. در این تحقیق سعی برآن است با ارائه راه کارهایی نیروی برکنش در ستون ها کاهش داده شود. در این مسیر از دو ساختمان به عنوان مدل های عددی استفاده می شود که با استفاده از انواع بادبندها، تغییر محل مهاربندها و همچنین افزایش تعداد مهاربندها سعی در کاهش مقدار نیروی برکنش در ستون ها خواهد شد. برای هر ساختمان، مدل های مجزای کامپیوتری ساخته شده که در این مدل ها راه کارهای پیشنهادی جهت کاهش نیروی برکنش، مورد استفاده قرار می گیرند. در این مدل ها به بررسی انواع بادبندها در دو حالت بدون خروج از محوریت و دارای خروج از محوریت پرداخته می شود. در نهایت با مشاهده نتایجی که از مطالعه عددی به دست می آید، به بررسی کمی و کیفی نتایج پرداخته می شود. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که استفاده از مهاربندهای تکی در گوشه های ساختمان، به جهت خنثی شدن نیروی برکنش، منطقی به نظر نمی رسد و حتی المقدور بایستی از یک قاب میانی دیگر جهت مهاربندی کمک گرفت. بررسی اخیر نشان داد که افزایش دهانه بادبندی بیش از 50 % در کاهش نیروی برکنش در حالت های متفاوت موثر است. همچنین در این تحقیق استفاده از بادبند هم محور برای ستون های کناری و بادبند برون محور برای ستون های میانی در جهت کاهش برکنش مناسب تر تشخیص داده شد که نتایج عددی متفاوتی را با توجه به محل ستون شامل می گردد.کلیدواژگان: نیروی برکنش، مهاربندی، عکس العمل تکیه گاهی، مهاربند با خروج از مرکزیت، مهاربند بدون خروج از مرکزیت
-
صفحات 49-58دال های بتن آرمه از مهمترین اجزاء سازه های بتنی محسوب می شوند. اجرای دال تخت به خاطر سادگی قالب بندی و سهولت آرماتور گذاری آسان تر از دال های دیگر بوده و اقتصادی تر می باشد ضمنا در ساختمان های با پلان های نسبتا نا منظم از سازه های ستون- دال تخت زیاد استفاده می شود. متاسفانه این نوع از سازه ها در شکست برش پانچینگ مستعد هستند. ولی با تقویت کننده های برشی می توان این شکست ترد را کنترل کرد. بولت های برشی یک نوع از این تقویت کننده ها می باشند که در این تحقیق به تاثیر آنها بر روی دال پرداخته شده است. از سوی دیگر اغلب به دلیل عبور کانال تهویه هوا، آب و برق به طبقات بالا در دال ها بازشوهایی قرار داده می شود. وجود بازشوها، شکل و ابعاد آنها در محل اتصال دال به ستون در مقاومت و شکل پذیری دال موثر می باشد. این نمونه ها تحت بار محوری و بارهای جانبی سیکلی قرار گرفته اند. بار گرانشی در طول آنالیز ثابت بوده و بارهای جانبی افزایش می یابند. حداکثر تنش ایجاد شده و جابه جایی و خیز در نقاط مختلف از دال و شکل پذیری نمونه ها باهم مقایسه شده است. نتایج آنالیز و خروجی ها نشان داده اند که بولت های برشی می توانند ظرفیت مقاومت دال در حداکثر بار جانبی و شکل پذیری دال را افزایش دهند. و مد شکست را در اتصالات دال- ستون تغییر دهند. ابعاد بازشو مربعی هرچه کوچکتر باشد بهتر بوده و بازشو دایره ای نسبت به بازشو مربعی با مساحت یکسان شکل پذیری بیشتری در دال ایجاد می کند.کلیدواژگان: دال بتنی، بازشو، بولت های برشی، برش پانچینگ، شکل پذیری
-
صفحات 59-66شبکه های دولایه فضاکار از جمله سازه هایی هستند که در برابر پدیده خرابی پیش رونده آسیب پذیر هستند. بر این اساس برای شبکه های دولایه فضاکار باید روش هایی مورد بررسی قرار گیرد تا رفتار خرابی آن ها را از رفتار ترد به رفتار نرم و شکل پذیر تبدیل کند. از این رو جهت بهبود رفتار خرابی شبکه های دولایه فضاکار با روش استفاده از ابزار محدود کننده نیرو برای جلوگیری از کمانش عضو فشاری، رفتار سازه به رفتار شکل پذیر تبدیل خواهد شد، بنابراین افزایش شکل پذیری خرپا با استفاده از ابزارهای محدود کننده نیرو می تواند روشی موثر در نظر گرفته شود. به همین دلیل در این مقاله تاثیر بهینه تعداد ابزارهای محدود کننده نیرو در بهبود رفتار خرابی این سازه ها مبنی بر این که ابزارهای محدود کننده تا چه حدی از نظر تعداد بر افزایش شکل پذیری و تغییر ظرفیت باربری شبکه های دو لایه فضاکار چلیکی موثر واقع می باشند، مورد بررسی قرار گرفته است.کلیدواژگان: ابزار محدود کننده نیرو، خرابی پیش رونده، شکل پذیری، شبکه های چلیکی
-
صفحات 67-75در این مقاله موقعیت بهینه میراگرهای جرمی تنظیم شده در کنترل رفتار لرزه ای سازه ها مورد مطالعه قرار گرفته است بدین منظور سازه های فولادی 3، 7 و 15 طبقه که در بر گیرنده پریودهای طبیعی مختلف می باشند در نرم افزار ETABS به روش تنش مجاز طراحی گردیده و به همراه سیستم میراگر جرمی تنظیم شده با مقاطع بدست آمده از طراحی، در نرم افزار اجزای محدود Openseesکه دارای قابلیت بالا در انجام تحلیل های غیر خطی دینامیکی می باشد، مدل سازی شده و تحت شتاب نگاشت های مختلف قرار گرفته است. در تحقیق حاضر پس از انجام آنالیزهای دینامیکی متعدد بر روی مدل های با ترکیبات مختلف میراگرهای جرمی تنظیم شده در پلان بام، نتایج حاصل از ترکیبات مختلف قرارگیری در جهت کاهش پاسخ لرزه ای سازه های مورد نظر مقایسه شده و بهینه ترین موقعیت در قرارگیری میراگرهای جرمی تنظیم شده براساس معیار کاهش دریفت طبقات مشخص گردید که نتایج نشان می دهد مرکز جرم با توجه به در نظرگیری تقارن، بهترین موقعیت در پلان سازه های مورد بررسی جهت کاهش دریفت طبقات می باشد.کلیدواژگان: میراگرجرمی تنظیم شده، کنترل غیرفعال، بهینه یابی موقعیت میراگرجرمی، OpenSees
-
Pages 1-11The present paper is a study of the (Behavior of the) elastomeric bearing isolated bridges located near the faults. The earthquakes near the faults have high frequency and narrow bandwidth. Such characteristics cause the strikingly high energy released due to production acceleration happening at the initial stage of the earthquakes to be imposed on the system. The present research undertakes to study the effects of the forces resulted by such type of earthquakes on the bridges. For this purpose, a three span highway bridge being of 60 meters length, for which were applied three types of lead rubber isolators in pursuant to the regulation envisaged in ASHTO standard, was designed. Using SAP2000, a 10.1 version was designed and the same was modeled in base-isolated and non-isolated modes. Considering the effect of three seismic recorders near the fault along longitudinal and latitudinal directions as well as in (YZ and XZ) directions, a nonlinear time history analysis was performed. The study of the behavior and load shift curves of the lead rubber isolators showed that initial strains and yield strength of such isolators cause significant reduction of base shear and bending moment in the bridge under study. Furthermore, simultaneous considering of the vertical and horizontal component of the earthquake in X and Y directions in the analysis showed increase compress or tension forces in column. These results show the shortcomings of the provisions recommended by, as instance, NEHRP and IBC about the isolated bridges in not considering the vertical effect of the earthquake. Such an effect should be taken into consideration as is the case with the non-isolated bridges.Keywords: Seismic isolation, Bridge lead rubber isolator , Near fault earthquake
-
Pages 13-20In the design of flat plate structures, special attention must be paid to the connection between the slab and the supporting columns. Despite extensive studies and improvement of codes in this subject, also there are problems about evaluation of flat slab systems. In this paper punching shear in flat RC slabs is evaluated. Therefore the connections are retrofitted against punching shear, such as studs and column head. It is noted that parametric study is provided by ANSYS software. Finally results of Finite Element Method are evaluated.Keywords: Punching shear, Column head, Stud, finite element method , Reinforced flat slab
-
Pages 21-28The present paper studiesthree bond-slip models (CEB-FIP, Harajli and Farra) based on thefindings of previous experimental studies in order to investigate the influence of bond-slip on crack spacing and crack propagation in RC panel. For this purpose, the RC panel is modeled using a lattice type numerical model in ABAQUS software, in which the cracking process is represented by the damage of the concrete bar elements. The lattice models are proposed based on an improved cracking criterion, which is derived from fracture mechanics principles. Concrete and steel are combined based on a model of the interaction (bond-link) through bond-slip in order to describe the behavior of the composite reinforced concrete material. The results of this analysis showed that the effects of diverse bond-slip models on crack spacing, crack propagation and damage localization are significant.Keywords: Lattice model, Fracture Mechanics, Crack Propagation, Bond-slip relationship
-
Pages 29-38Steel Shear Walls are a lateral resistance system in frames that has attracted many researchers’ attention owing to advantages such as appropriate ductility, high stiffness, significant shear strength and energy absorption. Since the early 1980s, when key researches on unstiffened Steel Shear Wall (SPSW) were under considerations, researchers were continously trying to improve the performance and efficiency of this system. One of these efforts was the creation of the opening in infill plate. Studies on perforated-SPSW began in the early 1990s by the experiments of Sabouri and Roberts. Recently a perforated-SPSW which having some circular openings was presented and examined by the researchers of Buffalo University. In addition to a system for passing the utility through the infill plate, this kind of opening is useful when a required thinner plate is not available, so it can be possible to substitute a proper multi-perforated Steel Shear Wall with a solid plate. This paper presents results of a research on the effect of multi openings on the performance of SPSW. Beside the experimental investigation a numerical study was conducted using the well-known ABAQUS finite element program was conduvted. Eventually the results of numerical and experimental studies were compared with the Plastic analysis’ conclusion. Results show a good agreement between experimental and numerical hysteresis and envelop curves. Furthermore, the Plastic analysis reduction factors seem to be conservative.Keywords: Perforated steel shear wall, Multi circular openings, Plastic analysis, finite element method, ABAQUS software
-
Pages 39-48One of the forces occurring during an earthquake is the tensile force that arise in the columns. This phenomenon is called ‘uplift’. It causes damage in column, base plate and anchor bolts. In the absence of appropriate control it may cause the building to collaps. Knowing the reasons which lead to such phonomenon will clarify the point that such phonmenon needs to be controlled. The present study has tried to offer solutions by which the uplift in columns can bereduced. This study has tried to by offering solutions the uplift in columns is reduced. To do so, the numerical models for two buildings were applied in which the location of the braced were changed and the number of brace columns were increased hoping to reduce the uplift strength. For each building, a separate model was built. In the models the proposed ways to reduce uplift were applied. Both EBF and CBF types of the braces were assessed. The numerical results obtained from the study indicate that using the single brace at the corners of the building, aiming to neutralize the uplift does not seem to be appropriate and that even the existence of an additional intermediate frame braced for further support might be needed. The present study showed that the increase in the number of span bracing in different places (situations) are effective in reducing the uplift more than 50%. Also, CBF in lateral columns and EBF for intermediate columns are better ways to reduce uplift, and that different numerical results according to the location of the column in plane.Keywords: Keywords: Uplift force, bracing, Reaction support, EBF, CBF
-
Pages 49-58Concrete slabs are of the main components of the concrete structures. Implementing flat slab is more simple and economic than other ones owing to it’s ease of formatting. Furthermore, the flat slabs mostly utilized in the buildings with relatively irregular plans of flat slab- column structures. Unfortunately, the typical structures are ready to punching are prone to shear failure, but such shear brittle failure can be controlled by reinforcing the shear. Shear bolts is a shear strengthening method the influence of which on the slabs has been investigated in the present study. In practical situations, it is often necessary to create openings in slab to allow electrical, water or air conditioning ducts to go through floors. The existence of openings and their form along with their dimensions and slab-column connections impact the strength and ductility of the slabs. These specimens were placed under vertical load and cyclic lateral loads. The vertical load for each specimen was kept and cyclic lateral load increased. When the peak tension created, displacement in different points of slab and ductility were compared among different specimens. The analysis results show that shear bolts can increase lateral peak load resisting capacity, the lateral drift capacity at peak load, and also the ductility of the slab-column connections. Shear bolts also change the failure mode of the slab-column connections. Shear bolts capacity of the slab resist the lateral loads increases. The square opening dimensions are smaller better and circular opening more ductility to square opening one with same space.Keywords: Opening, Shear bolts, Punching shear, ductility , Concrete slab
-
Pages 59-66Space double-layer grids are the structures that are vulnerable to the progressive collapse phenomenon. So, some methods should be looked for space double-layer grids that change their collapse behavior from brittle to a soft and ductile. In order to improve the space double-layer grids collapse behavior by using force limiting devices and also to avoid buckling, in compression members the structure element will be changed into the ductile ones. Hence space truss ductility can be done by force limiting devices. In the present study the effects of a number of force limiting devices on the progressive collapse behavior improvement of these structures have been studied. The present study determines the extent to which the limiting devices increase the ductility and load-carrying capacity variation of the double-layer space barrel vaults grids considering their number.
-
Pages 67-75The present paper attempts at investigating the position of tuned mass dampers in controlling the seismic behavior of the structures. Three buildings of 3, 7 and 15 stories with various natural periods, were designed according to the allowed stress design method employing the ETABS. Designed sections and tuned mass dampers were modeled in opensees finite element analysis software, and finally subjected to several accelerograms. After conducting a number of dynamic analyses with various combinations of tuned mass dampers on the roof plan, the results were compared to other combinations of tuned mass damper location aiming to reduce the seismic response of the buildings. Optimum positions were selected according to the drift reduction criterion of the stories.Keywords: Tuned mass dampers, Passive control, Optimizing mass damper position, OpenSees
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.