فهرست مطالب

آنالیز سازه - زلزله - سال هشتم شماره 1 (بهار 1389)

نشریه آنالیز سازه - زلزله
سال هشتم شماره 1 (بهار 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/02/15
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مقاله پژوهشی
  • مجید برقیان* ، صمد مقصود پور صفحات 1-9
    در ساختمان های بتنی برای مقابله با نیروهای جانبی، معمولا سیستم هایی مانند قاب خمشی، دیوار برشی و یا ترکیبی از این دو استفاده می شود. استفاده از مهاربندی کابلی به صورت ضربدری، روش جدیدی برای مقاوم سازی آن ها می باشد. این سیستم به دلیل وزن کم کابل، مقاومت کششی بسیار بالای کابل، سهولت اجرا و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری نسبت به سایر سیستم های مقاوم سازی بسیار اقتصادی است. در این سیستم جهت افزایش سختی و کاهش بیشتر تغییر مکان های جانبی قاب از کابل های پیش تنیده استفاده می شود. مقدار نیروی پیش تنیدگی محدوده مشخصی دارد که تجاوز از این محدوده، کاهش قابل ملاحظه ای در تغییر مکان های قاب ایجاد نمی کند. با مدل سازی و تحلیل دو قاب بتنی یک طبقه، که دارای مهاربندی کابلی هستند، بویسله نرم افزار SAP2000 وجود این محدوده نشان داده می شود. در نهایت می توان گفت که استفاده از مهاربندی کابلی، تغییر مکان های جانبی طبقات را بطور قابل ملاحظه ای کاهش داده و ظرفیت مقاومت برشی قاب را به مقدار خیلی زیادی افزایش می دهد که بررسی نتایج حاصل از تحلیل دو قاب بتنی سه و شش طبقه موید این امر می باشد
    کلیدواژگان: تغییر مکان جانبی، ساختمان های بتنی، سیستم مقاوم جانبی، مهاربندی کابلی، نیروی پیش تنیدگی
  • محمدرضا جعفریان *، علیرضا عباس زاده صفحات 11-17
    بهینه سازی سازه ها در مهندسی عمران یعنی طراحی آنها بصورتی که هم مسایل فنی رعایت شوند و هم کمترین وزن و هزینه اجرایی را داشته باشند. سازه های فضاکار گنبدی یکی از انواع سازه هایی است که در مهندسی عمران کاربرد روز افزونی دارد. بنابراین بهینه سازی این نوع سازه ها که از عضوهای زیادی تشکیل شده است کمک بزرگی از نظر اقتصادی خواهد نمود. در سازه های گبنددی شکل با قطر دهانه ثابت، یافتن وزن حداقل سازه بستگی به موقعیت گره ها و بارگذازی آنها دارد. یکی از مشکلات موجود در مسئله بهینه سازی همگرایی موضعی می باشد. لذا استفاده از ابزاری که بتواند بر مشکل مذکور غلبه کند، ضروری به نظر می رسد. الگوریتم وراثتی که یکی از روش های بهینه سازی الهام گرفته از طبیعت است، بر این مشکل فائق امده است.
    در این تحقیق هدف، بهینه سازی سازه های فضاکار گنبدی شکل با در نظر گرفتن کمانش کلیه اعضاء و تعیین مناسب ترین ارتفاع لایه ها می باشد. بدیهی است با تغییر موقعیت گره ها، سطح بارگیر گره ها نیز متغیر خواهد بود لذا تعیین بهترین موقعیت گره ها با در نظر گرفتن انحنای گنبد، به منظور دستیابی به حداقل وزن سازه بعنوان هدف اصلی این نوشتار منظور گردیده است.
    به منظور نیل به اهداف فوق اقدام به تهیه نرم افزاری شده که کلیه مراحل تحلیل و طراحی و بهینه سازی سازه های مذکور را با در نظر گرفتن شرایط اخیر بوسیله الگوریتم وراثتی انجام می دهد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، الگوریتم وراثتی، سازه های فضا کار، شکل گنبدها، کمانش اعضاء
  • رضا جهانگیری درزه کنانی* ، محمدعلی لطف الهی یقین صفحات 19-26
    کسب معیاری جهت آگاهی و شناخت ماهیت نیروهای وارده بر یک سازه مهندسی قطعا یکی از مهمترین قدمها در طراحی، ساخت و بهره برداری از آن می باشد. در عین حال، هنگامیکه این نیروها از فرآیندهای تصادفی که به صورت دینامیکی عمل می کنند ناشی می شود ، قطعا ماهیت پیچیده تری پیدا خواهند کرد. امواج تولید شده در محیطهای آبی، از جمله فرآیندهائی است که باعث اثر نیروهای هیدرودینامیکی بر سازه های ساحلی، دریائی و هیدرولیکی می گردد. در این مقاله، با در نظر گرفتن یکد المان سازه ای پایه استوانه ای که در یکسری آزمایشهای مقیاس بزرگ بارگذاری امواج آب، نیروهای هیدرودینامیکی واقع بر آن بدست آمده است، قابلیت دو روش آنالیز طیفی و شناسائی سیستمها جهت تخمین و پیش بینی نیروهای مذکور، مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. بدین منظور، پایه استوانه ای بصورت یک سیستم سازه ای که امواج آب، محرکها و نیروهای هیدرودینامیکی پاسخ ان می باشند در نظر گرفته شده است، سپس، با استفاده از تئوری های آنالیز طیفی، تابع انتقال مناسبی جهت شناخت پاسخ سیستنم بدست آمده است. انگاه، در حوزه سری زمانی و با توجه به مبحث شناسائی سیستمها، یک مدل پارامتری مناسب تخمین زده شده و قابلیت آن نیز در تخمین نیرو ارزیابی گردیده است. نهایتا بین کارآمدی دو روش، مقایسه انجام گرفته و نتایج حاصل ارائه گردیده است.
    کلیدواژگان: پایه استوانه ای، امواج آب، نیروهای هیدرودینامیکی، آنالیز طیفی، تابع انتقال، شناسائی سیستم
  • علی داوران* ، جواد حسن زاده، محمد جعفر رفیع زاده صفحات 27-31
    در این مقاله رفتار غیر خطی- غیر الاستیک قابهای مهاربندی شده ویژه هم مرکز SCBF با قابهای مهاربندی شده ضد کمانشی BRBF مقایسه شده است. سازه های مختلفی با تعداد متفاوتی طبقه که قبلا بوسیله آیین نامه های موجود طراحی گردیده بودند، بوسیله نرم افزار OPENSEES آنالیز استاتیکی غیر خطی شده و رفتار بار افزون و چرخه ای آنها برای هر دو نوع مهاربند تعیین گردیدند. مقایسه نتایج، حاکی از رفتار شکل پذیرتر و پایدارتر مهاربند ضد کمانشی نسبت به بادبند معمولی می باشد. همچنین اثر میزان نقص هندسی اولیه بادبند و میزان سخت شوندگی کرنشی بادبند بر رفتار سازه ها بررسی شده و رفتار بار افزون و چرخه ای آنها تعیین شدند.
    کلیدواژگان: بادبند BRB، SCBF، بارافزون، برش پایه، کمانش تاب
  • پرویز شهبازی* ، یوسف یوخانلار، علاءالدین بهروش صفحات 33-37
    تحلیل سازه های فضاکار مرکب که شامل سازه فضاکار با پوسته بتنی می باشد چندی است که از سوی محققان مورد توجه بوده و روش های مختلفی برای تحلیل چنین سازه های ارائه می شود. در این مقاله که برگرفته از پاره سازی و تئوری مقطع معادل می باشد. ضمن تحلیل مدل واقعی سازه، نوار عرضی از آن به تنهایی مورد تحلیل قرار داده شده تا نشان داده شود که در صورت تقارن سازه ای و بارگذاری می توان نوار واحدی از عرض سازه را بجای کل آن مورد تحلیل قرار داد و جهت سهولت با استفاده از تئوری مقطع معادل، سازه مرکب شامل خرپای فلزی و پوسته بتنی را نیز به خرپای معادل تبدیل نمود. در این راستا سه مدل سازه ای که شامل، سازه اصلی، المان واحدی از عرض سازه و خرپای معادل می باشد با شرایط سازه ای و بارگذاری یکسان از طریف نرم افزار SAP مدلسازی و تحلیل شده است. به منظور بررسی و مقایسه نتایج حاصل ضمن استفاده از تقارن، نتایج تحلیلی اصلی در چهار قسمت از سازه مورد ارزیابی و مقایسه قرار داده شده و نتایج حاصل از تحلیل مدلها در جداول جمع بندی و به منظور بررسی به گرافهای مربوطه تبدیل شده است. این نتایج نشان می دهد در تحلیل و ارزیابی عملکرد سازه چلیکی مرکب می توان بجای کل سازه از نوار عرضی واحد یا خرپای معادل آن در مطالعات موردی و پژوهشی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: تحلیل سازه، سازه فضاکار مرکب، چلیک، پوسته بتنی، مدلسازی، نوار واحد عرضی، مقطع معادل، خرپای معادل
  • محمدحسین متین پور *، نوید عبدالرحیم پور حکیمی، سجاد قدیمی باویل علیایی، کیومرث جعفر پور صفحات 39-45
    روند رو به رشد ساختمان سازی در کشور از یک سو و لزوم حرکت در راستای توسعه پایدار و نیاز به ساخت و سازهای با دوام و استفاده از مصالح بومی، از سوی دیگر، محققان این رشته را بر آن داشته تا دست به مطالعه، طراحی و ساخت مصالحی بزننذ که بتواند علاوه بر اقتصادی بودن آن، با سبک کردن وزن سازه، موجب کاهش نیروهای ناشی از زلزله شده و مقاومت در برابر زلزله را افزایش دهد. یکی از این مصالح که معمولا بصورت کارخانه ای تولید و به بازار عرضه می شود، بلوک های ساختمانی می باشد. آجر و بلوک از پر مصرف ترین مصالح بنایی در دنیا به شمار می روند، طوریکه بخش عمده هر ساختمان بوسیله دیوارهای پیرامون ساخته شده از همین بلوک ها محصور شده و توسط هین بلوکها ساختمان پارتیشین بندی می شود. با علم به این موضوع، می توان با کاهش وزن بلوک ها، وزن مرده ساختمان را بطور قابل ملاحظه ای کاهش داد. بلوک های بتنی معمولی، معمولا دارای چگالی زیادی بوده و با توجه به ساختار آنها معمولا فاقد عایق صوتی و حرارتی می باشند. در پژوهش حاضر تاثیر الیاف فلزی در بتن سبک، جهت ساخت نوع جدیدی از بلوکهای بتنی سبک، برای دستیابی به اهداف موردنظر محققان مطالعه شده است. این بلوک ها در عین عایق صوتی و حرارتی بودن دارای وزن سبک بوده و باعث افزایش مقاومت برشی ساختمان های با مصالح بنایی می شود. در ادامه مقاومت فشاری و کششی نمونه های ساخته شده مورد آزمایش قرارگرفته اند تا طرح اختلاط بهینه از این آزمایش ها برای ساخت بلوک های بتنی سبک حاوی الیاف بدست آیند.
    کلیدواژگان: بلوک بتنی سبک، توسعه پایدار، بتن مسلح باالیاف فلزی، نسبت الیاف
  • طالب مرادی شقاقی *، بهرام محمد پور، حامد غفارزاده، منصور کیوانی صفحات 47-60
    با توجه به مصرف زیاد سیمان در کارهای عمرانی و کم بودن مقدار تولید سیمان نسبت به مصرف، همه ساله در فصل کاری تعداد زیادی از پروژه ها به علت کمبود سیمان، مدتی تعطیل می شوند و این امر خسارات قابل توجهی به پروژه های عمرانی تحمیل میکند. آهک به عنوان جایگزین قسمتی از سیمان در بتن می تواند مصررف سیمان را به مقدار قابل توجهی کاهش دهد، خوشبختانه در کشر ما معادن غنی از آهک وجود دارد و یکی از مواد اولیه تولید سیمان محسوب می شود. بنابراین در این تحقیق اثرات آهک بعنوان جایگزین قسمتی از سیمان در مقاومت فشاری بتن مورد بررسی قرار میگیرد و مقدار بهینه مصرف آهک تعیینمی گردد. برای بررسی اثرات آهک بعنوان جایگزین قسمتی از سیمان در بتن، برای سه رده بتن، C30, C25, C20 و در هر رده برای مقادیر آهک 2/5، 5، 7/5، 10، 15 و 20 درصد وزنی سیمان و برای نسبتهای آب به سیمان 0/45، 0/5، 0/55 و 0/6 نمونه های مکعبی 15*15*15 سانتیمتر تهیه گردید. این نمونه ها بعد از عمل آوردن در شرایط آزمایشگاهی، در سن 28 روزه تحت آزمایش فشاری قرار گرفته و نتایج حاصل مورد بررسی قرار گرفت. برای هر رده بتن و در نسبتهای آب به سیمان مختلف یک نمونه بدون آهک بعنوان نمونه شاهد در نظر گرفته شد. در کل تعداد 168 نمونه مورد آزمایش و بررسی قرار گرفتنند
    کلیدواژگان: مقاومت فشاری بتن، نسبت آب به سیمان، آهک بعنوان جایگزین قسمتی از سیمان در بتن، کارآیی بتن
|
  • Majid Barghian *, samad magsodpor Pages 1-9
    To resist lateral loads in concrete buildings, usually systems such as flexural frame, shear wall or their combinations are used. Using X form of cable bracing in order to strengthen concrete buildings is a new method. This system is more economical compared with the other systems due to cables low weight, high tensile resistance, easy performance and less maintenance problems. In this system pre-tensioned cables are used to increase the stiffness of structure and more reduction in frame lateral displacements. The amount of pre-tensioning has a specific range, exceeding of which does not cause considerable reduction in frame displacements. By modeling and analyzing two one-storey frames using SAP 2000 package, the mentioned range has been discussed and shown. By analyzing more frame structures, it can be said that using cable bracing has reduced considerably the lateral displacements of storeys and also increased considerably frame shear resistant capacity. The results of analyzing of buildings have verified the above mentioned results.
    Keywords: Cable Bracing, Concrete Buildings, Lateral Displacement, Lateral Resistant System, Pretension Force
  • mohammadreza gafariyan *, Alireza Abaszade Pages 11-17
    Structural optimization in Civil Engineering is a designing technique that, besides controlling the technical behavior of the structure, should possess the minimum weight. A dome structure is one type that is so applicable in civil engineering purposes. In such structures with a constant span diameter and under a constant distributed loading, determining a minimum weight depends on the location of the joints and a portion of the load applied to each joint. One of the major drawbacks in optimization techniques is a possible convergence of the problem in a local region. Therefore, using a technique capable of overcoming this major problem could be crucial. Genetic Algorithm (GA), a method based on the nature, is a technique which has overcome this problem to some extent. In this research, the objective is to minimize the weight of dome structures with concern to the buckling of all the members, while the height of the layers may vary to its best location in Z direction. Obviously alteration of the joint location will cause a change on the amount of load applied to each joint in order to keep the total loading constant. Also in order to make the optimum shape practical, the new location of the joint will move in the xy plane to fit a parabolic function. Therefore, obtaining the best location of the joints with regard to the defined parabolic function could also be considered as a secondary objective of the paper. The proposed technique was then applied to a number of dome problems and also to a barrel vault. The results obtained were found to be very satisfactory.
    Keywords: Buckling, Geometric Optimization, Genetic Algorithms, Dome structures, Load variation
  • reza Gahangiri, mohammad lotfolahiyagin Pages 19-26
    Evaluating criteria of nature of forces on structures is an important step in design, construction and utility. In a stochastic phenomenon, the process of the force exerting, are more complicated. Sea waves have such characteristics, where hydrodynamic forces act on hydraulic, offshore and coastal structures. In this paper, the cylinder structure is considered as a system with incoming water wave inputs and the time series of the resultant forces are system’s responses. The experimental data used in this study were collected at a hydraulics laboratory on a full-scale rough vertical cylinders and the capability of system identification and spectral analysis to modeling and prediction of these forces were evaluated and compared. For this purpose, first, a transfer function has been estimated, and then an ARMAX model has been used to capture the dynamics of the process relating in-line forces provided by water waves. Finally, the comparisons between two methods and conclusion have been made.
    Keywords: Cylindrical pile, Sea wave, Hydrodynamic forces, Spectral analysis, Transferfunction, System identification
  • Ali Davaran *, javad Hasanzadeh, mohammad jafar rafizade Pages 27-31
    In this thesis the nonlinear-inelastic behavior of two braced frame systems (special concentric, SCBF, and buckling restrained, BRBF) have been investigated. By choosing sample structures. These structure have been analyzed and designed by current standards, their push-over and cyclic analysis were performed using opensees software. The comparison of results confirms the more stable and ductile behavior of the BRBF. In addition, the effect of initial imperfection of brace element in SCBF and the variation of strain hardening parameter has been verified.
    Keywords: BRB, SCBF, Base Shear, OPENSEES, Emperfection
  • Parviz shahbazi *, yosef yokanlar, Alaedin behravesh Pages 33-37
    Analysis of composite structures, including space frame structures with concrete shell have been taking meny attention from researchers and different methods is being used for analyzing such structures. In this paper, based on the substructures metod and the theory of equivalent section, analyzing the actual structural model, a transverse strip alone has been analyzed to show that if the structural and loading symmetry can be a single strip from the entire structure or not. For the ease, using the theory of equivalent section, composite structure including steel truss structure and concrete shell can also be changed to a equivalent of truss. On this way, three models including main structure, a single element of structure and equivalent steel truss, modeling and analyzing havebeen done by using SAP. In order to review and compare the results, while using symmetry, the results in four parts of the structure have been evaluated.Then the results of analyzing the models. Have been summarized in the tables and then changed to the graphs.The results show that in analyzing and studying the behavior of composite double-layer barrel vaults, we can make use of the single strip composite truss or its equivalent steel truss in place of the whole structure in case studies.
    Keywords: Composite Structures, Space frame, Concrete Shell, Analyse
  • mohammad hoseyn matinpour *, Navid Abdolrahimporehakime, sajad gadimi, kiyomars jafarpor Pages 39-45
    A growing trend in building in the country, the necessity to move towards sustainable development and, the need for durable buildings and structures and use of indigenous materials made the researchers in this field to study, design and construct materials that, in addition to being economical, build structures with light weight to reduce forces due to earthquakes and to increase earthquake resistance. One of these materials, usually as a factory production and supply to the market, is the building block. Brick and block is the most used masonry and building material in the world so that the bulk of each building by a wall is built , surrounded by the same block and partitioned. Hence, by reducing the weight of blocks, we can significantly decrease the dead weight of the buildings. Concrete blocks usually have high density and because of their structure usually lack thermal and sound insulation. In this research, we have studied the effect of metal fibers in the light concrete to make new light blocks. In addition to thermal and sound insulation, these blocks are light, which increases the shear strength of masonry construction. Then pressure-tensile resistance was tested in order to get the optimum mix design of experiments for manufacturing light concrete blocks containing metal fibers obtained.
    Keywords: Light concrete blocks, Sustainable development, Metal fibers, Fibers ratio
  • TALEB MORADI SHAGAGI *, Bahram mohammadpor, Hamed gafarzadeh, Mansor keyvani Pages 47-60
    Considering the high consumption of cement in construction works and the low amount of cement production to consumption, every year in working season a long number of projects are closed for a long period of time due to shortage of cement, and this substantially imposes damages to civil projects. Limestone as a substitute for part of cement in concrete can decrease the consumption of cement considerably. Fortunately in Iran there are lime-rich mines and it is considered as one of raw materials in production of cement.
    In this research, effects of lime as a replacement of part of cement in compressive strength of concrete are studied and the optimum amount of lime consumption is determined. For effects inspection of lime as a substitute for part of the cement in concrete, for three concrete category, C20, C25 and C30 and in each category for lime values 2.5, 5, 7.5, 10, 15 and 20 percent of cement weight and water to the cement ratios 0.45, 0.5, 0.55 0 and 0. 6 cubic samples 15 × 15 × 15 cm were prepared. After reproduction in laboratory conditions,the pressure of samples the age of 28 days were examined pressure and the results were analyzed. For each concrete category and in each water to cement ratio one sample without lime was considered for comparing samples results. The total number of 168 samples were tested and evaluated.
    Keywords: Compressive strength of concrete_Water cement ratio_Lime as a substitute forpart of cement in the concrete_Concrete workability