فهرست مطالب

مهندسی سازه و ساخت - پیاپی 24 (تابستان 1398)
  • پیاپی 24 (تابستان 1398)
  • بهای روی جلد: 1,000,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1398/06/05
  • تعداد عناوین: 14
|
  • صفحات 1-4
  • علی اشرفیان، محمد جواد طاهری امیری، فرشیدرضا حقیقی* صفحات 5-20
    میزان حساسیت جریان اسلامپ بتن خود تراکم حاوی متاکائولن به مواد تشکیل دهنده آن و نسبت های طرح اختلاط،لزوم استفاده از مدل هایی با دقت بالا برای تضمین ویژگی های تخمین درست و تعمیم آن را ضرورت بخشیده است.ازاین رو، در این مقاله به بررسی قابلیت روش های اسپلاین رگرسیونی چندمتغیره تطبیقی و مدل درختی در مدلسازی و پیش بینی جریان اسلامپ بتن خودتراکم می-پردازد.برای این منظور،تعداد 117 داده مختلف از مقالات معتبر به چاپ رسیده جمع آوری و در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفت.اطلاعات مورد استفاده در مدل های پیش نهادی در قالب هشت ورودی شامل سیمان،درشت دانه،ریزدانه،آب،متاکائولن،فوق روان کننده،چسباننده و اندازه بزرگترین دانه شرکت کننده در طرح اختلاط (Dmax) و یک خروجی جریان اسلامپ دسته بندی شد.برای ارزیابی دقت مدل های پیشنهادی، مطالعه ای مقایسه ای در قالب شاخص های آماری RMSE، R ، MAE انجام شد.نتایج بدست آمده از مجموعه داده ها در مراحل آموزش و آزمون مدل های پیش نهادی و مقایسه آنها با نتایج آزمایشگاهی پتانسیل بالای دو روش مارس و مدل درخت را در پیش بینی خواص بتن با دقت نشان می دهد.آنالیز حساسیت انجام شده برای مشخص کردن تاثیرگزار ترین پارامتر در جریان اسلامپ بتن خودتراکم نشان داد ریزدانه و متاکائولن موثرترین متغیر ها درمدلسازی و پیش بینی جریان اسلامپ این نوع بتن خودتراکم در قالب روش پیشنهادی مدل درخت در این پژوهش بوده است.
    کلیدواژگان: بتن خودتراکم، جریان اسلامپ، متاکائولن، مارس، مدل درخت، مدلسازی
  • محمدامیر نجفقلی پورحقیقی*، محمدعلی هادیان فرد، شهریار ملک جمشیدی، سیدمهدی دهقان صفحات 21-38
    با توجه به گسترش استفاده از دستورالعمل های بهسازی لرزه ای برای ارزیابی سطح عملکرد ساختمان های موجود در سراسر جهان و همچنین اشاره به استفاده از تحلیل های غیرخطی در طراحی سازه های جدید در ویرایش های جدید آیین نامه های طراحی لرزه ای برخی از کشورها، بحث تطبیق این مدارک با یکدیگر از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به معرفی چهار روش مختلف تحلیل در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود (نشریه 360)، سازگاری این روش ها نیز در تعیین سطح عملکرد ساختمان های موجود قابل بررسی است. از این رو در این تحقیق در راستای پاسخ به دو سوال فوق در ساختمان های با سیستم باربر قاب خمشی فولادی، عملکرد لرزه ای سه ساختمان فولادی با پلان مشابه شکل پذیری ویژه و متوسط که با استفاده از آیین نامه های رایج طراحی سازه های فولادی (مبحث دهم مقررات ملی ساختمان) طراحی شده بودند، با استفاده از چهار روش تحلیل پیشنهادی در نشریه 360 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که به طور کلی نشریه 360 نسبت به آیین نامه های مرسوم طراحی سازه های فولادی مانند مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، برای سازه ساختمان های جدید منجر به مقاطع سبک تری می شود. به عبارت دیگر آیین نامه های طراحی لرزه ای نسبت به آیین نامه های بهسازی دارای ضوابط سختگیرانه تری می باشند. این امر می تواند به دلیل کنترل معیار تغییرشکل نسبی جانبی طبقات در آیین نامه های طراحی ساختمان های جدید یا دیگر کنترل های مضاعف لازم باشد که در ساختمان های فولادی با قاب خمشی کنترل کننده طرح هستند.
    کلیدواژگان: قاب خمشی فولادی، عملکرد لرزه ای، طراحی لرزه ای، تحلیل غیرخطی، تحلیل خطی
  • جواد واثقی امیری*، سید ابوالفضل ناصری صفحات 39-56
    معمولا در زلزله های متوسط و شدید اگر فاصله میان سازه های مجاور کافی نباشد و خواص دینامیکی سازه ها با هم متفاوت باشد، به دلیل ارتعاش غیر هم فاز سازه ها پدید ضربه رخ می دهد. عوامل مختلفی در چگونگی ضربه بین سازه ها موثر می باشد و محققان در گذشته عوامل گوناگونی همچون فاصله میان دو سازه، نوع ضربه، نحوه انتقال نیرو بین دو سازه، کاهش خسارت ناشی از ضربه و... را بررسی کرده اند. نوع شتاب نگاشت نیز از عواملی است که می تواند روی میزان ضربه بین دو سازه تاثیرگذار باشد و یکی از پارامترهای مهم شتاب نگاشت، مدت زمان حرکت قوی زمین است که بررسی تاثیر آن بر چگونگی پاسخ سازه ها از اهمیت فراوان برخوردار است.در این تحقیق به بررسی اثر مدت زمان حرکت قوی زمین بر ضربه بین دو سازه مجاور پرداخته می شود. به این منظور سازه های قاب خمشی فولادی 5، 8 و 12 طبقه ای طراحی گردید که در سه حالت (مدل های 5-8، 5-12 و 8-12طبقه در کنار هم) مورد تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی قرار گرفته اند. در این تحلیل ها از 15 شتاب نگاشت که شامل سه طیف از مدت زمان حرکت قوی زمین متفاوت است، (0 تا 10 ثانیه، 10 تا 30 ثانیه و 30 ثانیه و بالاتر) بهره گرفته شده است. همچنین به منظور دریافت نیروی ضربه در بین سازه ها در تراز کف طبقات از المان الاستیک خطی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که در سازه هایی که فاصله یک درصد ارتفاع در آنها رعایت نشده است، با افزایش مدت زمان حرکت قوی زمین، بیشترین نیروی ضربه بین دو سازه نیز با شیب ملایمی افزایش می یابد و این نرخ رشد در سازه هایی که دارای فاصله نیم درصد ارتفاع بوده اند، بیشتر از سازه هایی که بدون فاصله از هم بوده اند، مشاهده شده است.
    کلیدواژگان: ضربه سازه ای، مدت زمان حرکت قوی زمین، المان الاستیک خطی، تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی، قاب خمشی فولادی
  • حامد رحمن شکرگزار*، مریم زارع آقبلاغ، احمد علی خدایی اردبیلی صفحات 57-74
    اندرکنش خاک - سازه اختلاف موجود در پاسخ های سازه را درشرایط واقعی و تئوری با فرض تکیه گاه صلب بیان می کند و به مشخصاتی همچون سختی، جرم و میرایی خاک و سازه بستگی دارد. ساختمانهای دارای قاب خمشی از جمله سیستمهای سازه ای هستند که امروزه از فراوانی نسبتا بالایی برخوردار هستند. در این نوع قابها شکل پذیری توسط عواملی همچون تسلیم خمشی تیرها، ستونها و تسلیم برشی چشمه اتصال ستون حاصل می گردد. در این مقاله، تاثیر مدلسازی اتصالات تیر - ستون و اندرکنش خاک - فونداسیون - سازه بر پاسخ لرزه ای ساختمانهای 10 طبقه با سیستم سازه ای قاب خمشی فولادی متوسط واقع بر خاک نوع IV دارای سرعتهای موج برشی 150 و 80 متر بر ثانیه و خاک نوع II با سرعت موج برشی 560 متر بر ثانیه ارزیابی شده است. اتصالات بکار رفته برای این ساختمانها از نوع اتصالات از پیش تایید شده ی جوشی به کمک ورقهای روسری و زیرسری (WFP) هستند. به منظور بررسی عملکرد این ساختمانها، مدلهای اجزای محدود دو بعدی با فرض لحاظ اثر خاک و اتصالات، لحاظ اثر خاک و عدم لحاظ اثر اتصالات، تکیه گاه صلب و بدون لحاظ اثر اتصالات توسط نرم افزار OpenSees ساخته شده اند. این مدلها تحت تحلیلهای دینامیکی تاریخچه ی زمانی غیرخطی قرار گرفته و حداکثر پاسخ آنها با یکدیگر مقایسه گردیده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در مدلهای واقع بر خاک نوع IV، لحاظ اثر خاک و اتصالات و یا فقط اثر خاک، منجر به افزایش حداکثر تغییرمکان جانبی و حداکثر تغییرمکان نسبی بین طبقه ای نسبت به مدلهای بدون لحاظ آنها و در مدلهای واقع بر خاک نوع II منجر به کاهش برخی از این پاسخها می گردد. در کلیه ی مدلها، لحاظ این دو عامل باعث کاهش حداکثر برش پایه می شود.
    کلیدواژگان: قاب خمشی فولادی متوسط، اندرکنش خاک فونداسیون سازه، اتصالات از پیش تایید شده، تحلیل دینامیکی تاریخچه ی زمانی غیرخطی، اتصالات
  • سامان باقری*، حسین حیاتی راد صفحات 75-86
    مخازن ذخیره سیالات به طور گسترده برای ذخیره مایعات مختلف همانند فرآورده های نفتی در صنایع استفاده می شوند و صدمه دیدن آنها پیامدهای خطرناکی را به همراه خواهد داشت. زلزله های حوزه نزدیک گسل با دارا بودن پالس های شدید سرعت، پتانسیل آسیب زدن به چنین سازه هایی را دارند. این نوع تحریکات زمین می توانند به صورت توابع تحلیلی پالس گونه ارائه شوند. در این تحقیق رفتار لرزه ای مخازن ذخیره سیالات تحت چنین تحریکات پالس گونه بصورت پارامتریک بررسی می شود. برای این منظور ابتدا مخازن با مدل های مکانیکی معادل شبیه سازی شده و سپس آنالیز دینامیکی آنها تحت این نوع تحریکات انجام می شود. مدل تحلیلی پالس انتخاب شده بر پایه توابع موجک بوده که دارای چهار ویژگی دامنه، پریود، شکل و تعداد پالس است. تاثیر هر یک از این متغیرها در انواع پاسخ های دینامیکی و نیز تاثیر نسبت ابعادی مخزن ارزیابی می شود. نتایج حاصله بیانگر این است که پالس هایی با پریود بلند با توجه به بالا بودن زمان تناوب مود نوسانی، جابجایی قائم سطح آزاد سیال و پالس هایی با پریود کوتاه به لحاظ پایین بودن زمان تناوب ضربانی، برش پایه و ممان واژگونی را تحت تاثیر و تشدید قرار می دهند. همچنین با افزایش تعداد پالس، پاسخ ها در حوالی پریود پالس نزدیک به زمان تناوب نوسانی افزایش چشمگیری می یابند. این در حالی است که شکل پالس از نظر متقارن یا پاد متقارن بودن تاثیر محسوسی بر نتایج حاصل ندارد.
    کلیدواژگان: مخازن ذخیره مایعات، زلزله حوزه نزدیک گسل، تحریک پالس گونه، اندرکنش سازه و سیال، پاسخ لرزه ای
  • محمد صافی*، سپهر رسول پور، عباس مهدویان صفحات 87-102
    مخازن زمینی بتنی، کاربرد گسترده ای در ذخیره آب، فاضلاب، نفت، مواد شیمیایی سمی و سایر مایعات دارند. بنابراین با توجه به نوع کاربری آنها، به طور معمول در رده سازه های با اهمیت خیلی زیاد شریان های حیاتی قرار دارند؛ در نتیجه تحلیل دینامیکی مخازن ذخیره مایعات از موضوعات مهم در مهندسی زلزله است. از طرفی بررسی رفتار لرزه ای مخازن و اندرکنش مایع درون آن اهمیت بسزایی دارد. در این مطالعه محیط آب به روش هیدرودینامیک ذرات هموار و سازه مخزن به روش اجزای محدود مدلسازی شدند. روش هیدرودینامیک ذرات هموار که یک روش بدون مش است دارای مزایای فروانی نسبت به دیگر روش های سنتی بر پایه شبکه بندی می باشد. به منظور صحت سنجی، درستی مدل سازی با نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود مقایسه شد، دلایل و پارامترهای موثر در انتخاب رکوردها بیان، و سپس مخزن مدلسازی شده تحت تاثیر رکورد زلزله های با محتوای فرکانسی مختلف به صورت تاریخچه زمانی تحلیل گردید. پارامترهای ارتفاع تلاطم، شتاب در بالای دیواره مخزن، برش پایه، نیرو در عرض واحد و جابه جایی دیواره برای مقایسه بدست آورده شدند و در انتها تاثیر محتوای فرکانسی با در نظر گرفتن تاثیر اندرکنش آب-سازه بر مخزن بررسی گردید. نتایج نشان داد که رکورد با محتوای فرکانسی کمتر منجر به تلاطم با ارتفاع بیشتر می شود؛ در حالی که رکورد با محتوای فرکانسی متوسط علیرغم ارتفاع تلاطم کمتر باعث به وجود آمدن پاسخ های بزرگتر سازه مخزن می گردد. همچنین مشاهده شد که فرکانس های غالب تلاطم با کاهش محتوای فرکانسی زلزله، افزایش پیدا می کند.
    کلیدواژگان: مخازن بتنی، هیدرودینامیک ذرات هموار، محتوای فرکانسی، ارتفاع تلاطم، اندرکنش آب-سازه
  • طالب رودیان، حمید رحمانی*، شهاب الدین حاتمی صفحات 103-118
    دوام بتنهای مسلح در محیطهای خورنده در سالهای اخیر با استفاده از افزودنیهای مختلف افزایش یافته است. در این تحقیق نیز نانو ذرات رس به میزان 0/5، 1 و 1/5 درصد وزنی سیمان، جایگزین سیمان در طرح اختلاط شاهد شده اند. بر همین اساس 24 عدد تیر بتن مسلح پس از 28 روز عمل آوری در آب به سه گروه تقسیم بندی شدند که در هر گروه میزان جایگزینی نانو ذرات رس متغیر میباشد. گروه اول شامل 8 عدد تیر که پس از 28 روز عمل آوری در آب تحت آزمایش خمشی قرار گرفتند. گروه دوم و سوم نیز هر کدام شامل 8 عدد تیر بودند که پس از 28 روز عمل آوری در آب به مدت 6 ماه در محلول کلراید و چرخه تر و خشک قرارگرفته و سپس تحت آزمایش خمشی قرار گرفتند، با این تفاوت که تیرهای گروه سوم در مدت 6 ماه قرارگیری در محلول خورنده تحت بارگذاری نیز قرار داشتند. همچنین مقاومت فشاری و جذب آب کلیه طرح اختلاطها در سنین مختلف اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که افزودن نانورس به بتن باعث کاهش قابل توجه مقاومت فشاری شده و همین امر باعث میگردد که ظرفیت خمشی تیرها نیز کاهش یابد. علاوه بر این افزودن نانورس به بتن باعث کاهش جذب آب نیم ساعته و افزایش جذب آب 24 ساعته میشود. ضمنا نتایج نشان داد که قرارگیری تیرها در محلول کلراید و سیکلهای تر و خشک باعث کاهش ظرفیت خمشی تیرها میگردد، اما بارگذاری تیرها تاثیر مخرب محلول کلراید را کاهش میدهد. همچنین تیرهای حاوی نانورس در برابر تهاجم کلرایدها به مراتب عملکرد بهتری داشتند.
    کلیدواژگان: نانورس، تیر بتن مسلح، بار بهره برداری، یون کلراید، سیکل تر و خشک، خوردگی آرماتور
  • فرزاد اعتدادی علی آبادی، محمد مهدی معمارپور* صفحات 119-140
    در ساختمان های بلند با سیستم لوله ای ستون ها و تیرهای اطراف سازه وظیفه تحمل بارهای جانبی را به عهده دارند. در این سیستم سازه ای در حالت ایده‏ال کل سازه به صورت یک تیر طره رفتار کرده و ستون‏های سازه در دو وجه مقابل هم به‏طور‏یکنواخت به کشش و فشار باربری می‏نمایند ولی با توجه به تغییر‏شکل ایجاد‏شده در تیرهای محیطی سازه، یکنواختی تنش در ستون‏های محیطی دچار خلل شده و پدیده لنگی‏برشی ایجاد می‏گردد. میزان اثر پدیده لنگی برشی به عواملی مانند انعطاف پذیری تیرهای جانبی، فاصله و ابعاد ستون های جانبی، ارتفاع سازه و دیگر مشخصات سازه بستگی دارد. تعیین اثر پدیده لنگی برشی بر توزیع نیروی جانبی بین المان های سازه ای اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق میزان تاثیر اندرکنش خاک و سازه بر پدیده لنگی برشی، تغییرشکل ها، نحوه توزیع نیروهای جانبی بین ستون های محیطی ساختمان و روند تشکیل مفصل های پلاستیک در سازه های لوله ای بتن آرمه بررسی می شود. همچنین مقایسه ای بین نتایج تحلیل خطی و غیر خطی صورت گرفته و اثرات تشکیل مفصل‏های پلاستیک با در نظر گرفتن تاثیرات ثانویه P-Delta بر تغییرشکل‏ها و رفتار کلی سازه بررسی شده است. در این تحقیق با مدل کردن یک ساختمان بتنی 50 طبقه با سیستم لوله ای و تحلیل رفتار لرزه‏ای سازه تحت اعمال بارهای جانبی ناشی از زلزله در دو حالت با و بدون در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که به طور کلی وجود اندرکنش خاک و سازه باعث کاهش پدیده لنگی برشی و افزایش تغییر شکل می شود همچنین تشکیل مفصل‏های پلاستیک اثر زیادی بر رفتارکلی و تغییر شکل سازه لوله‏ای خواهد داشت.
    کلیدواژگان: لنگی‏ برشی، سازه لوله ای، اندرکنش‏خاک‏و‏سازه، تاثیرات ثانویه P-Delta، تحلیل بارافزون استاتیکی غیرخطی
  • مجید قلهکی*، قاسم پاچیده صفحات 141-156
    استفاده از الیاف یا مواد بازیافتی در بتن، باعث بهبود مقاومت، شکل پذیری و دوام بتن می شود. بتن دارای خواص ضد حریق بوده لکن بیشترین نگرانی از سازه های بتن آرمه در زمان آتش سوزی مربوط به میلگردها است. لذا یکی از پیشنهادات به منظور کاهش خطرات فوق، استفاده از مصالح جایگزین نظیر فنر فلزی بازیافتی می باشد. در این مقاله به مطالعه ی آزمایشگاهی عملکرد بتن های حاوی فنر فلزی بازیافتی با بکار بردن درصدهای حجمی 2/0، 4/0 و 6/0 تحت دماهای 25، 100، 250، 500، 700 و 900 درجه ی سانتی گراد پرداخته شد. پس از سرد شدن نمونه ها، مقاومت فشاری و کششی بهینه ترین درصد اختلاط فنر در بتن، با بتن حاوی الیاف فولادی و پلی پروپیلن مقایسه شد. نتایج حاکی از آن است که استفاده از مقدار 2/0 درصد فنر در بتن با باعث بهبود مقاومت فشاری و کششی بتن تا حدود 3 برابر نمونه ی شاهد شده، اما هرچه میزان استفاده از آن در بتن افزایش یابد از مقاومت آن نیز کاسته می شود. همچنین مقاومت فشاری بتن با درصد بهینه ی فنر در دماهای مختلف حدود 2 الی 3 برابر بتن حاوی الیاف فولادی و پلی پروپیلن بوده و مقاومت کششی آن نیز تا حدودی نزدیک به مقاومت الیاف فولادی می باشد. همچنین وجود فنر در بتن، عرض ترک های بوجود آمده پس از انجام تست مقاومت کششی را تا 3 برابر کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: بتن فنری، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، فنر فلزی بازیافتی، الیاف فولادی، الیاف پلی پروپیلن، دماهای بالا
  • مجتبی لبیب زاده*، محمد دادک صفحات 157-176
    ستون های بتنی با آرماتورهای طولی مارپیچ ایده ی جدیدی در طراحی هستند که در سال های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته اند. این ستون ها قابلیت باربری و شکل پذیری زیادی در مقایسه با ستون های مسلح شده با آرماتورهای طولی مرسوم دارند. کلیه مطالعات در این زمینه به چند کار ازمایشگاهی بر روی پیکربندی های مختلف آرماتور مارپیچ محدود شده اند. در این مقاله برای نخستین بار، ستون های مسلح شده به آرماتور مارپیچ بوسیله ی روش اجزای محدود شبیه سازی شده است و سپس مدل اجزای محدود با استفاده از نتایج ازمایشگاهی، صحت سنجی شده است. به کمک نمونه صحت سنجی شده می توان امکان مطالعه پارامتری گسترده روی رفتار باربری این گونه ستون ها که انجام آن در شرایط ازمایشگاهی بسیار هزینه بر و وقت گیر می باشد را فراهم ساخت. تاکنون برای این تیپ از ستون ها روش عددی برای تخمین ظرفیت باربری ارائه نشده است. در این مطالعه، همچنین برای بار نخست تلاش شده است تا ظرفیت باربری ستون های یاد شده با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی بدست آید. به دلیل کمبود امکانات ازمایشگاهی، از نمونه ی صحت سنجی شده اجزای محدود برای تعیین پارامترهای تاثیر گذار بر ظرفیت باربری و همچنین تولید داده های مورد نیاز به عنوان ورودی برای شبکه عصبی استفاده شد. پس از طراحی شبکه، نتایج حاصل از شبکه عصبی با چند نمونه ازمایشگاهی که در فرایند اموزش از انها استفاده نشده بود، راستی ازمایی گردید. در پایان علاوه بر روش شبکه عصبی، از روش تحلیلی رگرسیون چندگانه که با برازش از میان نتایج حاصل از مدل سازی عددی رابطه ای بین متغیر-های ورودی و ظرفیت باربری نهایی ارائه می دهد، استفاده شد. نتایج حاصل از دو روش با دقت قابل قبولی بر این گواهی می دهند که این روش ها می توانند ظرفیت باربری این تیپ از ستون ها را با دقت قابل قبولی تخمین بزنند که می تواند در آینده به ارائه روابط کاربردی جهت طراحی و استفاده در صنعت ساختمان منجر شود.
    کلیدواژگان: ستون بتن مسلح، آرماتور مارپیچ، ظرفیت باربری، روش اجزای محدود، شبکه عصبی مصنوعی
  • جمال احمدی*، علی گوهررخی، علی نانکلی، رضا راستی اردکانی صفحات 177-190
    در مطالعات انجام شده، اثرات زلزله بر روی خطوط لوله مدفون به دو دسته اثر انتشار امواج (آثار دینامیکی) و اثر تغییر مکان پایدار زمین (آثار استاتیکی) تقسیم بندی می شوند. به عبارتی خطرات لرزه ای به دو دسته خطرات ناشی از انتشار امواج و تغییرمکان دائمی زمین (PGD) تقسیم می شوند. خطر تغییر مکان پایدار زمین (PGD) براساس کرنش ایجاد شده در لوله به علت لغزش، نشست زمین یا روانگرایی ناشی از گسترش جانبی مشخص می‏شود و خرابی‏های ناشی از آن معمولا در ناحیه محدودی از شکست زمین اما به شکل شدیدی اتفاق می‏افتد. مهمترین پارامتر برای تعیین سطح عملکرد و میزان خرابی خطوط لوله مدفون در هنگام وقوع زلزله، مقدار حداکثر کرنش می‏باشد. آئین‏نامه‏ های شریان‏های حیاتی نیز با بررسی مقدار حداکثر کرنش، به بررسی رفتار لرزه ای خطوط لوله مدفون پرداخته اند. در این مطالعه با استفاده از نرم افزار Abaqus روشی برای محاسبه حداکثر کرنش به وجود آمده در لوله‏ های فولادی مدفون انتقال گاز در خاک بر حسب پارامترهای محتوی انرژی زلزله مانند شدت آریاس و شدت طیفی هاوزنر که با استفاده از شتاب نگاشت ها بدست می آید ارائه شده است. سپس به منظور ارائه یک رابطه واحد برای نمایش ارتباط بین حداکثر کرنش لوله های فولادی و پارامترهای محتوی انرژی زلزله (SI, AI, PGV*te/PGD) از پارامتر T/L (نسبت پریود امواج برشی خاک به طول لوله) استفاده گردید و مقادیر a و b (ضرایب نمودار های برازش داده شده) در هر بخش بر اساس این پارامتر بیان شده است
    کلیدواژگان: شریان های حیاتی، حداکثر کرنش، لوله مدفون، امواج لرزه ای، انواع خاک
  • محسن عزیزی، نوید سیاه پلو* صفحات 191-208
    در اثر زلزله ی سال 1994 نورتریج تعداد زیادی از ساختمان های فولادی جوشی با سیستم قاب خمشی، در ناحیه ی اتصالات تیر به ستون دچار شکست شدند. این خرابی در اتصالات قاب های خمشی که بر خلاف انتظار مهندسان بود، باعث شد تا نوع نگاه به اتصالات این قا ب ها دچار تغییر شود. به همین دلیل مهندسان بر آن شدند تا اتصالاتی با شکلپذیری بیشتر و جزئیاتی جدید معرفی کنند. اتصال پس کشیده یکی از اتصالات نوین است که توسط محققان پیشنهاد شده است. اتصالات پس کشیده، شامل کابل های پس کشیده با مقاومت بالا برای ایجاد خاصیت خود مرکزی و اتلاف کننده های انرژی برای کنترل تغییرشکل های پلاستیک هستند. در این مطالعه مدلسازی عددی اتصال پس کشیده با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس انجام گرفته و ضمن کنترل صحت مدلسازی با نتایج آزمایشگاهی، 6 نمونه از اتصال مدلسازی شده و تاثیر برخی پارامترها شامل استفاده از فولاد پرمقاومت برای نبشی، استفاده از نبشی با ساق نامساوی، استفاده از سخت کننده برای نبشی و اثر نسبت طول آزمون به ضخامت نبشی (g/t) بر رفتار اتصال تحت بارگذاری چرخه ای مورد بررسی قرار می گیرد. در محدوده مدل های این مقاله نتایج نشان می دهد که استفاده از فولاد با مقاومت تسلیم بالاتر برای نبشی باعث افزایش جزئی ظرفیت خمشی و توان اتصال در تحمل بار جانبی می شود. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از نبشی با طول ساق نامساوی تاثیری بر رفتار اتصال ندارد. استفاده از سخت کننده برای نبشی، باعث افزایش ظرفیت خمشی، توان اتصال در تحمل بار جانبی، اتلاف انرژی، سختی اولیه و سختی ماندگار اتصال می شود. همچنین کاهش نسبت طول آزمون به ضخامت نبشی (g/t) از 4 به 6/3، باعث افزایش اتلاف انرژی اتصال می شود، بگونه ای که اتلاف انرژی در اتصال با نسبت (g/t) کمتر، 17% بیشتر است.
    کلیدواژگان: اتصال پس کشیده، کابل پس کشیده، مدلسازی عددی، بارگذاری چرخه ای، نبشی
  • مسعود ذبیحی سامانی*، محمدحسین عابدابراهیمی، پیام طریقی صفحات 209-222
    یکی از نقدهای مطرح شده به اتصالات پیشنهادی بعد از زلزله های نورثریچ و کوبه، تخریب تیر بعد از وقوع زلزله، دشواری و مقرون به صرفه نبودن تعویض آن پس از زلزله می باشد. به همین منظور ایده استفاده از اتصالات همراه با میراگر شکافدار (SSD) که موجب استهلاک انرژی و تشکیل مفصل پلاستیک در مکانی غیر از المان های اصلی سازه ای میگردد، مطرح شد. در این مطالعه ابتدا مقایسه ای بین اتصال SSD و اتصال تیر با سطح مقطع کاهش یافته (RBS) تحت بارگذاری چرخه ای انجام شده است. در ادامه پیشنهاداتی به منظور بهبود عملکرد اتصال SSD با قابلیت استفاده در قاب های خمشی ویژه مطرح گردیده است، که این پیشنهادات شامل افزایش ضخامت و تعداد نوارها و همچنین کاهش ارتفاع میراگر بوده است. نتایج مطالعات نشان داد که اتصال SSD از لحاظ عملکردی تفاوت زیادی با اتصال RBS نداشته است و مطابق با ضوابط لرزه ای اتصالات از پیش تایید شده، امکان استفاده از این اتصال در قاب های خمشی ویژه وجود دارد با این تفاوت که نیاز به تعویض آن پس از زلزله نمی باشد. همچنین نتایج نشان داد که افزایش ضخامت و کاهش ارتفاع میراگر بر خلاف افزایش تعداد نوارهای آن، بر روی عملکرد اتصال SSD تاثیر بیشتری داشته است. نتایج نشان می دهید اتصال SSD علاوه بر سهولت تعویض می تواند عملکردی مشابه اتصالات RBS را از خود بروز دهد.
    کلیدواژگان: اتصال همراه با میراگر شکافدار، اتصال تیر با سطح مقطع کاهش یافته، بارگذاری چرخه ای، قاب خمشی ویژه، ساختمان های فولادی
|
  • Pages 1-4
  • Ali Ashrafian, Mohammad Javad Taheri Amiri, Farshidreza Haghighi * Pages 5-20
    The sensitivity of slump flow of self-compacting concrete containing metakaolin to its ingredient materials and mixture proportions, necessitate the use of high accuracy models to guarantee both estimation and generalization features. Therefore this paper investigates the potential of multivariate adaptive regression splines (MARS) and model tree (MT) approaches in prediction of slump flow of self-compacting concrete. Total of 117 data collected from the several published literature were used in present work. The data used in proposed models are arranged in a format of eight input parameters including cement, coarse aggregate, fine aggregate, water, metakaolin, super plasticizer, binder and maximum size of aggregates (Dmax) and one output as slump flow. To evaluate the precision of the models, a comparative study has been performed in terms of RMSE, R and MAE indices. The results of training and testing datasets of the techniques are compared with experimental results and their comparisons demonstrate that the MARS and MT models have potential to predict concrete properties with great precision. Performed sensitivity analysis to assign effective parameters on slump flow was indicating fine aggregate and metakaolin is most effective variable for modeling and prediction in this type of the self-compacting concrete using MT technique in this study
    Keywords: Self-Compacting Concrete, Slum flow, Metakaolin, MARS, Model tree, Modeling
  • M. A. Najafgholipour *, M.A. Hadianfard, Sh Malekjamshidi, Seyed Mehdi Dehghan Pages 21-38
    Today, instructions for seismic rehabilitation of existing buildings are widely used for seismic performance evaluation of existing buildings. Moreover, nonlinear structural analysis methods are permitted for seismic design of new buildings in recent versions of seismic design codes in some countries, such as Iran. Therefore, match compliance of conventional design codes with instructions for seismic rehabilitation of existing buildings is of great importance. On the other hand, four different analysis methods are available in seismic rehabilitation instructions that compatibility of these analysis techniques can be evaluated. In this regard, seismic performance of three buildings with steel moment frames as lateral load resisting system with 4, 8 and 12 stories that were designed previously according to conventional seismic design codes with two levels of ductility (Intermediate and Special) were evaluated using seismic vulnerability assessment instruction in Iran (Code No. 360) by means of four analysis procedures. Analysis results indicate that conventional seismic design codes are more conservative than Code No. 360. In other words, design of steel moment frames with conventional design codes leads to stronger beams and columns. This phenomenon can be due to controlling lateral interstory drift and weak beam-strong column criterion in moment frames that control final design of these structures.
    Keywords: Steel moment frame, Seismic Performance, Seismic Design, Nonlinear analysis, Linear analysis
  • Javad Vaseghi Amiri *, Seyed Abolfazl Naseri Pages 39-56
    Usually during moderate and strong earthquakes, if the space between the adjacent structures is not enough, structural pounding will occur which is due to the out-of-phase vibration of the structures regarding the differences in dynamic properties of the structures. Different factors contribute in the state of structural pounding, and researchers have already studied several factors including the space between two structures, the type of pounding, force transmission means, reducing the pounding damage and etc. Record is one of the factors which can affect the structural pounding, and one of the most crucial parameters of record is strong ground motion duration which its analysis is very important in the quality of structural response.In this study, effect of strong ground motion duration on the adjacent structural pounding is investigated. To do so, steel moment resisting frames in 5, 8 and 12 floors are designed which are paired together in three forms of 5-8, 5-12, and 8-12 models for nonlinear time history analysis. In this analysis, 15 records that include three intervals for strong ground motion duration are being implemented (0 to 10 seconds, 10 to 30 seconds, 30 seconds and more). Besides, in order to obtain the pounding force between structures, linear elastic elements are used in floor levels.Results show that in structures in which the space equal to 1% of their heights are not considered, with increasing the strong ground motion duration, maximum structural pounding will also increase with a smooth gradient, and for the structures with space equal to 0.5% of their heights, this increase rate is more compared to the structures with no space.
    Keywords: Structural pounding, strong ground motion duration, Linear Elastic Element, Nonlinear time history analysis, Steel moment frame
  • Hamed Rahman Shokrgozar *, Maryam Zare Aghblagh, Ahmad Ali Khodaiee Ardabili Pages 57-74
    Soil-structure interaction expresses the difference of structural responses between the actual and theoretical rigid based conditions, and depends on the stiffness, mass and damping of soil and structure systems. Nowadays, moment-resisting frame is one the most applicated structural systems. Ductility of these frames is due to the flexural yielding of beams, columns and the shear yielding of panel zone of columns. The influence of modeling beam-column connections and soil-foundation-structure interaction on the seismic responses of 10-story intermediate steel moment-resisting frames that located on the soil type IV with various shear wave velocities (150 and 80 m/s) and soil type II (with shear wave velocities 56 m/s) is studied in this paper. Prequalified welded flange plate connections (WFP) are used in these buildings. For this purpose, several 2D finite element models are developed using OpenSees software by assuming three conditions such as models with considering soil and beam-column connections effects, models with considering soil and without connections, models with fixed based and without considering connections. The maximum responses of the studied frames are calculated and compared with nonlinear time-history dynamic analyses. The numerical results show that in the models located on soil type IV, considered connections, SFSI, or just soil, the maximum lateral displacement and maximum inter-story drift are more, compare to models without connections and with fixed based conditions. In the models rested on soil type II, some of these parameters are reduced. The maximum base shear of structures is reduced in the mentioned models.
    Keywords: Intermediate moment-resisting frames, Soil-foundation-structure interaction, Prequalified connections, Nonlinear time-history dynamic analysis, connections
  • Saman Bagheri *, Hossein Hayati Raad Pages 75-86
    Liquid storage tanks are widely used to store different types of liquids such as petroleum products. Any failure of these structures may cause serious consequences. Near-fault ground motions which may have severe velocity pulses have a destructive potential on these facilities and can be represented by analytical pulse-like functions. In this paper, a parametric study is carried out to investigate the seismic behavior of liquid storage tanks under pulse-like excitations. For this purpose, the liquid storage tanks are modeled using equivalent mechanical models and then dynamic analyses of the models are done using pulse-like excitations. The selected analytical pulse-like excitation is based on the modified Gabor Wavelet transform with four main characteristics: amplitude of the signal, period of the signal, shape (phase) of the signal, and the number of pulses. The effect of each pulse parameter as well as the effect of tank aspect ratio on the various response parameters is investigated. The obtained results indicate that the sloshing motion of the liquid near the free surface is affected more by equivalent pulses with long periods while the base shear and overturning moment are affected more by equivalent pulses with short periods. It is also seen that by increasing the number of pulses, the response parameters increase considerably when the pulse period is near the natural period of the convective mode. However, changing the phase of input signals in order to produce symmetric or anti-symmetric pulses has not any noticeable effect on the obtained results.
    Keywords: Liquid storage tanks, Near-fault earthquake, Pulse-like excitation, Structure-fluid interaction, Seismic response
  • Mohammad Safi *, Sepehr Rassoulpour, Abbas Mahdavian Pages 87-102
    Concrete ground tanks are widely used in storing water, sewage, oil, toxic chemicals and other liquids. Depending on their type of use, they are usually in the category of very important structures of lifelines; Therefore, the dynamic analysis of liquid storage tanks is one of the most important issues in earthquake engineering. On the other hand, the seismic behavior of the storage tanks and its interaction with liquid is very important. In this study, the water medium is modeled using smoothed particle hydrodynamics method and tank’s structure modeled by finite element method. The smooth particle hydrodynamics, which is a meshfree method, has many advantages over other traditional grid-based methods. For verification purposes, the modeling accuracy was compared with the available experimental and numerical results, the reasons and parameters that were effective on selecting the records were expressed, and then the time history analysis was performed on the modeled storage tank including records with different frequency content. The parameters of sloshing height, acceleration at the top of the tank’s wall, base shear, force per unit width and wall displacement were obtained for comparison. Finally, the effect of frequency content was studied considering the effect of water-structure interaction on the tank. The results showed that a record with low frequency content results higher sloshing height, while a record with moderate frequency content will cause larger responses on the tank’s structure despite of its lower sloshing height. The study also proved that the dominant frequencies of sloshing increases with decreasing frequency content of earthquake.
    Keywords: Concrete tanks, Smoothed particle hydrodynamics, Frequency content, Sloshing height, Water-structure interaction
  • Taleb Roodian, Hamid Rahmani *, Shahabaddin Hatami Pages 103-118
    Durability of reinforced concrete (RC) structures has been increased using different additives under corrosive environments in the recent years. In the present study, 0, 0.5, 1 and 1.5 percentage of nano clay particles were substituted as cement. Therefore, 24 RC beams divided in three groups after 28 days of curing. The first group consists of 8 beams which were tested after 28 days of moist curing. The second and the third groups consist of 8 beams in each group, which were tested after 6 months exposure in chloride solution and wetting and drying cycles, where the third group beams were additionally under service loads. Also, compressive strength and water absorption of the mixtures were evaluated at different ages. Results showed that the addition of nano-clay particles considerably reduces the compressive strength of concretes which consequently decreases the flexural capacity of the beams. In addition, nano-clay particles reduce the half-hour water absorption and increase 24-hour water absorption. Also, results showed that the wetting and drying cycles of chloride solution for 6 months reduces the flexural capacity of the beams, but service loads reduces the negative effect of the exposure. Also, the beams containing nano-clay particles showed better performance under chloride attack.
    Keywords: Nano-clay, Reinforced concrete beam, Service loads, Chloride ion, Wetting, drying cycle, Corrosion of rebar
  • Farzad Etedadi Aliabadi, Mohammad Mahdi Memarpour * Pages 119-140
    In recent years, the framed tube system has been known as the most efficient structural system for the high-rise buildings. The entire lateral resistance in the framed tube structures is provided by closely spaced exterior columns and deep spandrel beams. A framed tube building suffers from the shear lag effects, which cause a nonlinear distribution of axial stresses along the face of the building so that the axial stress in the corner columns increases while it decreases in the interior columns. Shear lag depends on the perimeter columns size and spacing and flexibility of the spandrel beams. In this study, the influence of soil structure interaction (SSI) on shear lag phenomenon and deformation of reinforced concrete framed tube structures have been investigated and the results of linear and nonlinear analyses have been compared. In addition, P-Delta effects on some of the nonlinear static analyses have been considered and the sequence of plastic hinges formation has been investigated. The influence of SSI, the formation of plastic hinges and P-Delta effects have been determined by analyzing a 50-story reinforced concrete framed tube structure under seismic loading. The results show that SSI decreases shear lag and increases deformations of the structure. It also indicates that the formation of plastic hinges is so effective in deformation of the top stories and distribution of axial stresses in the top half of the building, and how P-Delta effects are important in deformation and strength of the framed tube structures.
    Keywords: Shear Lag, Framed Tube, Soil Structure Interaction, P-Delta Effects, Nonlinear Static Pushover Analysis
  • Madjid Gholhaki *, Ghasem Pachideh Pages 141-156
    Fibre or recycled material used in the concrete improves resistance, ductility, and durability of concrete. Concrete has fire-resistant properties but the most worrying thing about reinforced concrete structures during the fire is related to rebars. Therefore, there is a suggestion about use of alternative materials such as recycled metal spring in order to reduce above mentioned risks. In this paper, we conduct laboratory study to assess performance of concrete containing recycled metal spring while using volumetric amounts of 0.2, 0.4 and 0.6% at temperatures of 25, 100, 250, 500, 700 and 900 degrees Celsius. Furthermore, compressive strength and tensile strength of the most optimal combination of spring in the concrete are compared with concrete containing steel fibre and polypropylene. The results show that spring used in the concrete improves compressive strength and tensile strength. But the more the spring is used in the concrete, the more the resistance is reduced. Therefore, if the spring with 0.2 volume percent that is considered as the most optimal combination percentage is increased by 3 times, it increases compressive strength and tensile strength. Furthermore, the optimal compressive strength of spring in different temperatures is about 2 – 3 times of steel fibre and polypropylene and its tensile strength is close to strength of steel fibre. Fibre used in concrete reduces width of the cracks created after the test by 3 times.
    Keywords: spring concrete, Compressive strength, tensile strength, recycled metal spring, steel fibre, polypropylene fibre, High Temperatures
  • Mojtaba Labibzadeh *, Mohammad Dadak Pages 157-176
    Concrete rectangular columns reinforced with longitudinal spirals are new types of RC columns which their behavior has been investigated by researchers in recent years. These researches are limited to some experimental studies which investigate the effect of different configurations and layouts of the spirals within the cross-section of these columns on the bearing capacity and ductility. In this study, for the first time, the behavior of these columns has been simulated using numerical approaches. Finite Element (FE) models of these columns were developed using ABAQUS/CAE/Explicit v.2016 and then verified against available valid experiments in literature. Subsequently, by performing several sensitivity analyses using verified EF model, the effective parameters on bearing capacity of this kind of columns were detected. By changing the value of these parameters in rational ranges, a comprehensive parametric analysis was done after that using FE models in order to produce necessary input data for training an Artificial Neural Network (ANN). This parametric study was performed because of the lake of sufficient available experimental data. The developed ANN was verified against some experimental data. Finally, in addition to ANN, a regression analysis was performed to obtain a polynomial function can predict the bearing capacity of these type of columns. Obtained results demonstrate that the combination of FE and ANN is an effective method to predict the load bearing capacity of RC columns with longitudinal spiral reinforcements and have a good agreement with the results of regression analysis.
    Keywords: RC Column, Spiral Reinforcements, Load Bearing Capacity, FE Modelling, Artificial Neural Network
  • Jamal Ahmadi *, Ali Goharrokhi, Ali Nankeli, Reza Rasti Pages 177-190
    The most important parameter for determining the level of performance and breakdown of buried pipes in the case of earthquake is the maximum value of strain. Vital arteries code, while studying the maximum value of strain, have addressed the seismic behavior of buried pipelines. Static methods don’t have the ability to consider the transient strain effect in their results, so it is necessary to consider another method in determining maximum strain. From the suggested methods to determine the maximum strain in buried pipes during earthquake is nonlinear dynamic analysis of pipes and the soil around it. In this study, using Abaqus software, we have presented a method to calculate the maximum strain of buried steel pipes for gas transfer in soil according to the parameters including earthquake energy like Arias intensity and Housner spectral intensity and using accelerograms. Analyses performed according to dynamic method is nonlinear and modeling has been done for three different lengths of gas transfer buried steel pipes in soil, with the internal pressure using different accelerograms for types of soil in Iran 2800 code. Then, in order to present a united relation to show the relationship between maximum strain of steel pipes and parameters including earthquake energy, in order to apply the considered relation for buried pipes with different lengths and different soils, we have used T/L parameter and the values of a and b (coefficients of fitted diagrams) in each section is expressed according to this parameter
    Keywords: Vital Arteries, Maximum Strain, Buried Pipe, Accelerogram, Seismic Behaviour
  • Mohsen Azizi, Navid Siahpolo * Pages 191-208
    Due to the 1994 Northridge earthquake, many of welded steel moment resisting frames (WSMRF) collapsed in the connection area of the beam to a column. The damage in WSMRF, which was contrary to the expectations of the engineers, changed the attitude of the WSMRF. Thus, engineers decided to introduce more ductile and detailed connections. Post-Tensioned Connection (PTC) is one of the new connections proposed by them. PTC includes high strength, pre-tensioned cables to create self-centering properties and energy dissipation to control plastic deformation. In this study, the numerical modeling of the PTC was performed using the ABAQUS finite element software. In addition to verify the model accuracy with the experimental results, 6 types of the connection were modeled and the effect of some parameters including the use of high strength steel (HSS) angle, the application of angle with unequal leg lenght, the use of stiffness for angle and the effect of the ratio of length to thickness on connection behavior under cyclic loading are investigated. In the range of models of this paper, the results show that the use of HSS for an angle causes a slight increase in flexural strength and capacity in lateral load bearing. Also, results demonstrated that the use of an angle with an unequal leg length does not affect the behavior of the connection. The use of stiffness for angle increases bending strength, capacity, energy dissipation, initial and inelastic stiffness and durability. Also, the reduction of the gage length to the thickness (g/t) from 4 to 3.6 would increase the energy dissipation of the connection, so that the energy dissipation in the connection with a lower g/t ratio is 17% higher.
    Keywords: Post-tensioned connection, Post-tensioned cable, Numerical modeling, cyclic loading, angle
  • Masoud Zabihi Samani *, Mohammad Hossein Abed Ebrahimi, Payam Tarighi Pages 209-222
    One of the drawbacks of the mentioned connections after Northridge and kobe earthquakes was the destruction of beam after earthquake, difficulty and non economical displacement of the beam. Several studies are being carried out on a variety of materials and systems that dissipate the seismic loading effects in order to improve the seismic performance of steel frames. By placing dampers in the beam column connections, damage to the beams and columns, which are very difficult to replace after an earthquake, was prevented during an earthquake. During the design process of dampers, in order to concentrate the earthquake loads on the damper, it was manufactured intentionally with a lower strength than the beams and columns. Through this, beams and columns are protected from damage by utilizing the energy absorption capacity of the damper. Slit damper is a plate or a standard section with a number of slits in the web. The damper is attached to the beam by bolting a plate on the damper under the flange of the beam. In this study first compared slit steel damper connection and connection with the reduced beam section (RBS) under cyclic loading. Some suggestions were provided for improvement of the performance of slit steel damper connection and for making its behavior similar to that of reduced beam section connection and transforming it to a connection which can be used in the special bending frame; and these suggestions include increase in the thickness and number of stripe and decrease in the height. the results and simulations showed that increasing in the number of strips, the increase in thickness and decrease in the height of the SSD damper affects significantly the performance of SSD connection.
    Keywords: slit steel damper, reduced beam section, cyclic loading, special moment frame, steel structure