فهرست مطالب

آنالیز سازه - زلزله - سال هشتم شماره 2 (زمستان 1389)

نشریه آنالیز سازه - زلزله
سال هشتم شماره 2 (زمستان 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/11/26
  • تعداد عناوین: 7
|
  • هومن اسحاقی شربیانی *، فریدون زینعلی صفحات 1-6
    هدف از این تحقیق دستیابی به روش بهینه عمل آوری ترکیبی در دو محیط اشباع و اتوکلاو برای بتن های پرمقاومت و همچنین بررسی تاثیر محیط اشباع بر روی کاهش مدت زمان قراگیری این نمونه‏ ها در اتوکلاو می باشد. در این پژوهش نمونه های شاهد فقط تحت شرایط اشباع قرار گرفته و مقاومت فشاری 28 روزه kg/cm2 54/884 را کسب نمودند. سایر نمونه ها در شرایط 1 روز محیط اشباع سپس اتوکلاو، 3 روز محیط اشباع سپس اتوکلاو و بدون قرارگیری اولیه در محیط اشباع و فقط در اتوکلاو قرار داده شدند. زمان قرارگیری نمونه ها در اتوکلاو از 15 تا 150 دقیقه می باشد. با نگهداری نمونه ها در محیط اتوکلاو به مدت 15 دقیقه بدون قرارگیری در محیط اشباع مقاومت فشاری kg/cm2 73/748 بوده و در صورت نگهداری یک روزه نمونه ها در محیط اشباع پیش از اتوکلاو با همان زمان مقاومت فشاری kg/cm2 71/834 خواهد بود که به ترتیب 65/84 و 37/94 درصد مقاومت 28 روزه نمونه شاهد می باشند. با افزایش زمان قرارگیری نمونه ها در اتوکلاو در دو حالت فوق به 30 دقیقه مقاومت فشاری حاصله به ترتیب kg/cm2 40/892 و kg/cm2 51/903 بوده که در حد مقاومت فشاری 28 روزه نمونه شاهد می باشد. افزایش زمان قرارگیری نمونه ها در محیط اشباع به بیش از یک روز قبل از اتوکلاو بر روند رشد مقاومت فشاری کم تاثیر است. در این پژوهش زمان مناسب قرارگیری نمونه های بتنی پر مقاومت در اتوکلاو و محیط اشباع جهت کسب مقاومت های 7، 28، 42 و 90 روزه تعیین شده است.
    کلیدواژگان: بتن پر مقاومت، روش بهینه عمل آوری- اتوکلاو
  • فرزاد برزگر جلیلی مقام*، محمدرضا شیدایی صفحات 19-24
    با توجه به اینکه در طبیعت هیچ سازه ایده آل کاملی وجود ندارد و کلیه سازه ها در عمل دارای عیوبی (ناکاملی هایی) هرچند جزئی می باشند، وجود برخی ناکاملی های هندسی عضوی در سازه های فضایی تخت دولایه با صدها یا هزاران عضو، تقریبا غیر قابل انکار می باشد. این ناکاملی ها موجب افت ظرفیت باربری اجزای فشاری و در نتیجه باعث افت ظرفیت سازه های فضاکار می گردد. در این مقاله دو سازه فضاکار خرپایی مختلف مدلسازی وبصورت غیرخطی برای مقادیر مختلف ناکاملی تحلیل گشته اند. توزیع ناکاملی ها نیز به دو حالت انجام شده است: 1- توزیع یکنواخت 2- توزیع تصادفی. نتایج تحلیل ها بصورت منحنی های بار – تغییر مکان نشان داده شده وبیانگر افت ظرفیت سازه در اثر وجود ناکاملی می باشد.
    کلیدواژگان: ناکاملی، سازه فضا کار دولایه تخت، توزیع، ظرفیت باربری
  • مسعود پوربابا * صفحات 25-34
    مقاوم سازی سازه های ضعیف، که ممکن است بدلیل تغییر آیین نامه های طراحی یا ضعف در اجرای سازه ها به وجود آمده باشد، یا به دلیل افزایش طبقات آن نیاز به تقویت و مقاوم‎سازی داشته باشد و یا آسیب دیدن ساختمان در اثر خوردگی فولاد آن باشد، یک موضوع مهم و ضروری می باشد. این مقاوم سازی ممکن است قبل از وقوع زلزله و یا به صورت ترمیم اعضای آسیب دیده آنها بعد از زلزله صورت پذیرد. در ساختمان ها ستون ها از جمله المان های آسیب پذیر در برابر زلزله هستند. افزایش ظرفیت محوری و شکل پذیری ستون های بتن آرمه می تواند در تقویت کل سازه موثر واقع شود. در سال های اخیر روش های مختلفی برای ترمیم یا تقویت ستون ها ارایه شده و نظریات متعددی در مورد افزایش ظرفیت محوری آنها بیان گردیده است. یکی از این روش ها استفاده از غلاف بندی بتنی، با میلگردها یا پروفیل های فلزی است. همچنین استفاده از روش های اقتصادی و اجرایی یک امرحیاتی در مقاوم سازی سازه ها می باشد. اعمال این روش مقاوم سازی بر روی ستون های ضعیف یا آسیب دیده، باعث بهبود ظرفیت های محوری، برشی و افزایش شکل پذیری این ستون ها منجر می شود. در این مقاله انواع ستون های مختلف که نیاز به مقاوم سازی داشتند در مقیاس کوچکتر، به تعداد 12 نمونه در آزمایشگاه ساخته شده و سپس این ستون ها با استفاده از غلاف بندی، مقاوم سازی شده اند. ظرفیت نهایی محوری ستون ها قبل از مقاوم سازی (ستون های اولیه ضعیف) و بعد از انجام مقاوم سازی، توسط دستگاه پرس تعیین و با هم مقایسه شده اند. در نهایت مزایا و معایب روش مقاوم سازی با غلاف بندی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: مقاوم سازي، غلاف بندي، المان هاي آسيب پذير، ستون هاي ضعيف
  • شهرام شریفی * صفحات 35-45
    در این مقاله به بررسی یک روش تجربی تراکم بتن و اندازه گیری مقاومت فشاری آن پرداخته شده است. سقوط آزاد برای تراکم بتن روشی است که تابحال به آن پرداخته نشده و یا در صورت انجام، مطالب و نتایج آن خیلی کم ارائه شده است. در این مقاله به مقایسه فشاری بتن متراکم شده با سقوط آزاد با بتن متراکم شده بوسیله میز لرزاننده پرداخته شده است که برای انجام کار در مجموع 176 عدد آزمونه استوانه ای به ابعاد 15*30 سانتی متر ساخته شد. بتن ریزی در 88 مرحله و در آزمایشگاه تکنولوژی بتن انجام گرفت ساخت آزمونه ‎ها بر اساس عوامل پیش بینی شده موثر بر نتایج آزمایش ها که به ترتیب عبارتند از: مقداری انرژی تراکم، ارتفاع سقوط و دفعات سقوط در هر انرژی، نسبت آب به سیمان (W/C) و نسبت شن به ماسه (G/S) انجام گرفت. کلیه آزمونه ها پس از باز کردن قالب، تا زمان آزمایش در درون آب قرار گرفته و در نهایت همه آزمونه ها در سن 28 روزه بطور همزمان زیر دستگاه پرس شکسته شده اند. نتایج حاصل از شکست آزمونه های سقوطی و آزمونه های ویبره شده که بوسیله دستگاه پرس انجام شد بصورت کامل در جداول و نمودارهای مختلف ارائه شده است.
    کلیدواژگان: مقاومت فشاری، سقوط آزاد، نسبت آب به سیمان، نسبت شن به ماسه، انرژی تراکم
  • ارژنگ صادقی *، رضا باقر ملکی صفحات 47-55
    دیوارهای برشی فولادی در چند دهه اخیر به عنوان یک سیستم مقاوم جانبی مطرح و تحقیقات متعددی در مورد رفتار استاتیکی و دینامیکی این دیوارها انجام گرفته است. در این تحقیق به بررسی بهینه سازی دیوار برشی فولادی پرداخته شده است. منظور از بهینه سازی افزایش نسبت ظرفیت باربری جانبی دیوار به وزن آن می باشد. برای انجام تحقیق سه گروه دیوار برشی با نسبتهای طول به ارتفاع 5/3،4/4 و 3/5 در نظر گرفته شده اند. در هر گروه، یک دیوار بدون تقویت و 5 دیوار با تقویت در نظر گرفته شده است. آرایش تقویت در دیوارها با هم متفاوت می باشد. آنالیز غیرخطی استاتیکی بر روی کلیه مدل ها انجام و در نتیجه مشاهده گردید که مدل های بدون سخت کننده دارای نسبت بهینه باربری به وزن می باشند. سپس انواع مدل های با سخت کننده بررسی و از بین آنها مدل بهینه انتخاب گردیده است. در ادامه مدل بهینه با سخت کننده های با ابعاد مختلف و ضخامت های مختلف ورق فولادی مورد بررسی قرار گرفته و روند تغییرات نیرو و فولاد مصرفی در آنها مقایسه گردیده است. در کلیه تحلیل های این تحقیق، از نرم افزار ANSYS بهره گیری شده است
    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، تحلیل غیر خطی، نسبت بهینه باربری
  • احسان کریمی *، جعفر عسگری مارنانی، شهریار طاووسی تفرشی صفحات 57-66
    از متداول ترین روش های مقاوم سازی جانبی قاب های فولادی، مهاربندی با استفاده از بادبندهای فولادی قطری و ضربدری می باشد. در شیوه مرسوم و سنتی برای مهاربندی قاب، در یک یا چند دهانه ی قاب، بسته به نیاز سازه ای، از طبقه نخست تا آخرین طبقه بدون هیچ گونه جابجایی در ارتفاع و به صورت روی هم و ستونی، بادبند قرار داده می شود. این در واقع ابتدایی ترین و ساده ترین الگوی مهاربندی می باشد که غالبا آیین نامه های موجود براین اساس روابط طراحی را ارائه می دهند. اما شیوه مهاربندی متداول بهترین الگوی مهاربندی نبوده و قادر نمی باشد تا بهترین پاسخ و رفتار سازه ای را حاصل نماید. هدف این تحقیق یافتن الگوی مناسب مهاربندی جهت ارتقاء و بهبود کارآیی و رفتار سازه ای می باشد. بهینه سازی بوسیله ارزیابی الگوهای گوناگون با استفاده از روش تحلیل استاتیکی معادل و تاریخچه زمانی به دست آمده است. پارامترهایی نظیر وزن، جابجایی فوقانی و پریود سازه برای مقایسه قاب های مهاربندی مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند. تمامی قاب های فولادی مهاربندی شده براساس آیین نامه های لرزه ای حاضر طراحی گردیده اند. نتایج این مطالعه نشان داد که توزیع نیروهای جانبی و پاسخ سازه ای و کارآیی برای الگوی مهاربندی پیشنهاد
    کلیدواژگان: بادبند قطری، بادبند ضربدری، تحلیل شبه استاتیکی، تاریخچه زمانی، الگوی بهینه مهاربندی، رفتار سازهای
  • رحمان میرزایی *، یاسر شهبازی، علیرضا باباییان امینی، مرآت اقبالیان صفحات 73-80
    در این مقاله، بار و مود کمانشی اصلی یک ستون هوشمند ارایه شده است. مدل تئورییک عضو فشاری کامپوزیت پیزوالکتریک سه لایه است که به صورت یک مکانیزم به کاراندازنده ی محوری عمل می کند. این به کاراندازنده شامل یک هسته ی الاستیک بوده که بین دو لایه ی فعال پیزوالکتریک ساندویچ شده است. لایه های پیزوالکتریک به صورت جانبی پلاریزه شده اند به نحوی که بردار پلاریزاسیون با میدان الکتریکی اعمالی به لایه های فعال موازی است. مدل المان محدود ستون کامپوزیت هوشمند توسط نرم افزار المان محدود ANSYSصورت گرفته است. سپس، نتایج آنالیزهای عددی کمانش ستون کامپوزیت هوشمند برای آموزش سیستم برنامه ریزی ژنتیتیک (Genetic Programming) بکار رفته است. در نهایت، با توجه به قابلیت برنامه ریزی ژنتیک در معرفی یک رابطه حاکم بر داده های آموزش، یک رابطه ی ریاضی برای محاسبه ی بار کمانشی ستون کامپوزیت هوشمند ارایه شده است.
    کلیدواژگان: سازه های هوشمند، آنالیز کمانش، مدل المان محدود، برنامه ریزی ژنتیک، ANSYS
|
  • houman sharabiani *, fereydon zeynali Pages 1-6
    In order to determine an efficient approach for compound curing of high resistant concertes under saturated/ autoclave medium and studying the influence of saturated situation on reduction of holding time in autoclave, the research was carried out using different curing methods. Concrete specimens which were prepared on standard methods were divided into control and treated ones from which the formers were just exposed to saturated situation(which attained compressive strength of 884.54 Kg/cm2 at 28 days) while the other 3 sets were cured as follows: First and second part were placed under saturated situation for one to three days but the remaining one) was directly transferred to autoclave. All of these 3 sets were maintained in autoclave for 15 to 150 minutes. Results showed that specimens kept in autoclave for 15 minutes (without any maintenance at saturated situation), attained compressive strength of 748.73 Kg/cm2 while in the case of the ones kept at saturated situation for one-day (before autoclave) the compressive strength to 834.71 Kg/cm2 which was about 84.65 and 94.37% of compressive strength of the control sample at the age of 28-days respectively. By increasing the autoclave time to 30 minutes, the compressive strength of the specimens under two circumstances mentioned above improved up to 892.40 Kg/cm2 and 903.51 Kg/cm2 respectively which was about the compressive strength of the check specimen in 28 days. We found no impact on compressive strength growth whenever samples were kept in autoclave for more then one-day
    Keywords: high resistant concrete, curing, autoclave
  • farzad Galili, Mohammadreza sheydayi Pages 19-24
    The existence of some geometrically imperfect members, like initial curvature in a double layer space structures with hundreds or thousands of members is almost inevitable. These imperfections give rise to loss of load bearing capacity of double layer space structures. To evaluate the effect of initial member imperfection on load bearing capacity of double layer space structures and their failure behavior, two models of double layer space structures were considered and analyzed nonlinearly by different member imperfection values. The distribution of imperfections was carried out in two ways: 1-uniform distribution, 2- random distribution. In uniform distribution one amount of imperfection was considered and performed to all of the members, but in random distributions, different amounts of imperfections were considered and performed to members and then the structure was analyzed. The results of these analyses were presented with load- displacement figures and they showed loss of overall strength of structures due to initial member imperfections, so that the greater amount of initial imperfection led to increase in the loss of strength. With random distribution of imperfections, results showed 17 to 32 percent loss of strength with respect to the normal condition.
    Keywords: Imperfection, double layer grid space structure, bearing capacity, failure behavior
  • Masoud pourbaba * Pages 25-34
    Retrofitting structures is an important issue. Structural weakness may be due to changes in design codes or defects in implementation. Adding structural floors to the existing structures may also lead to the need for strengthening and retrofitting. Retrofitting is possible before the earthquake or may take place as rehabilitation of damaged members after earthquake. Elements such as columns in buildings are vulnerable to earthquakes. Increasing the ductility and load bearing capacity of reinforced concrete columns can be effective in strengthening the entire structures. In recent years several methods for repairing or strengthening the columns have been presented and several theories have been proposed about increasing their load bearing capacity. One of these methods is using reinforced concerte or steel profile jacketing technique. Retrofitting methods also should be applicable and cost effective. This method of retrofitting on weak or damaged columns improves the axial and shear load bearing capacity and increases the ductility. In this research 12 column specimens in small scales were prepared in laboratory and retrofitted using jacketing technique. Load bearing capacity of the specimens before and after retrofitting were calculated and compared. Finally advantages and disadvantages of this method were investigated using experimental test results.
    Keywords: retrofitting, jacketing technique, damaged elements, weak columns
  • shahram sharifi * Pages 35-45
    This article deals with a tentative method of concrete compression and the measurement of compressional resistance. The subject of free fall for concrete compression has not received adeqaute attention so far. In this research, the compresional resistance of compressed concrete with free fall is compared with the compressed concrete by trembling bed. To do so, 176 cylinderical testing case with dimensions of 30*15 cm were made. The concrete casting was accomplished in the laboratory of the technical college in 88 stages. Construction of the testing case was on the basis of suggested factors effective on the result of tests including the amount of compression energy, the height and time of fall in every energy, the ratio of water to cement (W/C) and gravel to sand (G/S). All of the testing cases (after testing) were broken under press machinery at the age of 28 days simultaneously. The result obtained from breaking of the free fall and vibrated testing case accomplished by press machinery have been represented in different tables and charts.
    Keywords: compressional resistance, free fall, ratio of water to cement (W, C), ratio of gravel to sand (G, S), compression energy(J)
  • Arjang sadegi, reza bager maleki Pages 47-55
    During the last few decades, steel shear walls have been adopted as efficient lateral resisting systems for high rise structures and numerous researches have been conducted on their static and dynamic behavior. Steel shear walls have been utilized for retrofitting existing structures, as well as in design of new buildings in japan and USA. In this research, we have focused on the optimization of steel shear walls. Optimization in this research is to increase the proportion of lateral resistance to the weight of steel shear wall panels. For this purpose, three groups of steel shear walls (SSW) with length to height ratios of 5:3, 4:4 and 3:5 were selected. In each group, there was one un-stiffened panel and 5 stiffened walls. The patterns of stiffeners were different for 5 walls. All the SSWs were analyzed by pushover method using the ANSYS code. The analyses show that SSW without stiffener has the highest lateral resistance to weight ratio. Although adding stiffeners increase the lateral strength of the shear walls but decrease the lateral resistance to weight ratio. In this research optimum pattern of stiffeners is discussed and compared to other SSWs.
    Keywords: steel shear walls, lateral resistance, optimization, pushover method
  • ahsan karimi, jafar Asgarimarnani, shahriyar tavosi Pages 57-66
    The most conventional method for lateral bracing of steel frames is using diagonal and x steel braces. In conventional method, braces of frame emplace in one bay or more, relative to structural requirement, from first to last story without displace the braces emplacement on height as columnar form. This pattern is a preliminary and simplest bracing template that the generally codes present based on it. But conventional bracing method isn’t the best bracing template and can’t give the best structural response and behavior. This article purpose is finding the best bracing template to upgrade structural response and efficiency. The optimization is obtained by evaluating several different templates using pseudo-static and time history analysis method. The parameters such as weight, top displacement and period of structures are used to comparison of various bracing frames. All Braced steel frames was designed according to current seismic codes. The results of this study shown the lateral loads distribution and structural response and efficiency for proposed bracing template are upgraded.
    Keywords: diagonal bracing, X bracing, pseudo-static analysis, time history, optimization of the bracing template, structural response.
  • rahman Mirzaei *, yaser shahbazi, Alireza babaiyaneamini, Marat egbaliyan Pages 73-80
    In this paper, load and buckling mode of a smart column are presented. The theoretical model is a three-layer piezoelectric composite beam that behaves as an axial actuating mechanism. This actuator consists of an elastic core sandwiched between two piezoelectric active outer layers. The piezoelectric layers are polarized transversely, i.e., the polarization vector is parallel to the applied electric field intensity vector. The finite element models of smart composite are derived by ANSYS. Then, numerical buckling analysis results of composite column are used to train of Genetic programming (GP) intelligent system. Finally, a mathematic formulation is presented for calculation of load and buckling mode of smart column using GP.
    Keywords: smart space structures, buckling load, genetic programming