فهرست مطالب

آنالیز سازه - زلزله - سال شانزدهم شماره 3 (پاییز 1398)
  • سال شانزدهم شماره 3 (پاییز 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/07/17
  • تعداد عناوین: 6
|
  • آرش دلیلی، رامین وفایی پور* صفحات 1-7

    با توجه به استفاده ی روز افزون میلگردهای FRP، به عنوان مسلح کننده در سازه های بتنی، بررسی رفتار دینامیکی اینگونه سازه ها و همچنین مقایسه رفتاری آن با سازه های بتن مسلح شده با میلگرد فولاد امری ضروری به نظر می رسد. در این راستا، در تحقیق حاضر ساختمان های با طبقات 2، 5 و 10 در حالت های دو بعدی و سه بعدی، در دو نوع مسلح شده با میلگرد فولادی و FRP مد نظر قرار گرفته و در نرم افزار آباکوس مدل سازی و تحلیل گردیدند. به منظور بارگذاری لرزه ای، داده های چهار شتاب نگاشت استفاده شده است. با استفاده از نتایج تحلیل های انجام یافته، مقایسه ی رفتاری بین سازه های مذکور با تمرکز بر جابجایی انجام پذیرفت. نتایج تحلیل نشان می دهد که با در نظر گرفتن شرایط یکسان، جابجایی در سازه های مسلح شده با FRP بیشتر از سازه مسلح شده با میلگرد فولادی است. همچنین در مدل ساختمان 2 طبقه، رابطه جابجایی بین ساختمان های مسلح شده با میلگردهای فولادی و FRP خطی با ضریب رگرسیون ٪90 مشاهده گردید در حالی که در ساختمان های 5 طبقه و 10 طبقه رفتار غیرخطی ، به ترتیب با ضریب رگرسیون ٪89 و 87% ملاحظه گردید.

    کلیدواژگان: ساختمان های بتنی، میلگردهای FRP، نرم افزار آباکوس، جابجایی، تحلیلی لرزه ای
  • سعید غنی شایسته، اشکان خدابنده لو* صفحات 9-18

    ساخت سازه های بلند مرتبه در سراسر دنیا به سرعت در حال افزایش است و این روند به دنبال رشد سریع اقتصادی و گسترش روزافزون شهرها و افزایش تقاضا برای فضا در مناطق پرجمعیت سرعت بیشتری گرفته است. همینطور که این آسمان خراش ها به ارتفاع بلندتری می رسند تبدیل به نمادی از قدرت و برتری پیشرفت تکنولوژی و توسعه اقتصادی کشورها می شوند. از این رو استفاده از سیستم های جدید سازه ای و تکنولوژی های نوین ساخت با هدف دستیابی به ساختمانهای با ارتفاع هر چه بلندتر مد نظر طراحان و مهندسین قرار گرفته است. در این تحقیق یک سازه بلند 26 طبقه با 3 طبقه زیر زمین  که در آن دیوارهای حائل ملزم به طراحی در برابر نیروی جانبی خاک پیرامونی خود نیز می باشند، دارای سیستم دوگانه با هسته مرکزی لوله در لوله بوده که تحت اثر نیروی جانبی زلزله ، آنالیز دینامیکی گردیده و میزان تغییر مکان جانبی سازه و تغییرات در نیروی وارد بر اجزای آن در نرم افزار تحلیلی Sap2000 بررسی می شود. سیستم لوله ای در مقابل نیروهای ثقلی و جانبی کارایی مناسبی را از خود نشان داد و حداکثر تغییر مکان جانبی طبقات با توجه به مقادیر مجاز آئین نامه ای و ارتفاع سازه مورد نظر در محدوده مجاز واقع گردید و سیستم سازه ای و مقاطع تخصیص داده شده از این جهت مناسب ارزیابی گردید.

    کلیدواژگان: بلند مرتبه، هسته مرکزی، سیستم لوله در لوله، آنالیز دینامیکی، نرم افزار Sap2000
  • سیدعلی موسوی داودی، مرتضی نقی پور* صفحات 19-29

    استفاده از ستون های فولادی پرشده با بتنCFT بعلت همکاری توام مناسب بتن و فولاد در سرتاسر جهان رو به افزایش است،ستون های فولادی پرشده با بتن بیشتر در اشکال دایره ای اجرا می شود، دلیل این موضوع این نکته است که مقطع دایره ای محصور شدگی بیشتری را برای بتن هسته ایجاد می کند، اما در بعضی از مواقع استفاده از مقطع متقارن همیشه امکان پذیر نیست و اشکال دیگر همچون مقطع L شکل استفاده می گردد، این مقاطع به دلیل نامتقارن بودن محصور شدگی کمتری را برای بتن هسته ایجاد می نمایند، این امر سبب کاهش ظرفیت باربری بر روی این ستون ها با مقطع نامتقارن L شکل می گردد. با توجه به این مهم در این پژوهش به مطالعه ستون های فولادی پرشده با بتن با مقطع نامتقارن L شکل در جهت تامین رفع کاهش محصور شدگی تحت اثر پارامترهای موثر از جمله ارتفاع ، ضخامت مقطع فولادی و تنش فشاری بتن پرداخته شد، بعد از انجام بررسی اثر تاثیر پارامترهای ارتفاع، ضخامت جدار فولادی و مقاومت فشاری بتن بر روی اثر تامین محصور شدگی بتن هسته در مقاطع L شکل تحت تحلیل اجزای محدود مشاهده گردید که اثر ضخامت جدار فولادی (t) در مقاطع L شکل از تاثیر گذارترین پارامترها در جهت رفع نقص کاهش محصور شدگی است، که  اثر این تاثیر گذاری به طور میانگین چیزی در حدود 31/18 درصد بیشتر از پارامترهای مطالعاتی مقاومت فشاری بتن و ارتفاع بود، در انتها نتیجه گیری شد که در مقاطع نامتقارن L شکل با تغییر ضخامت جدار فولادی نسبت به پارامتر مقاومت فشاری بتن و ارتفاع، محصور شدگی بیشتری برای مقاطع نامتقارن L شکل تامین خواهد شد.

    کلیدواژگان: ستون فولادی پر شده با بتن CFT، نیروی محوری، تحلیل اجزای محدود، لاغری، تحلیل حساسیت
  • علیرضا فاروقی*، محمود حسینی صفحات 31-38

    چندین حالت در طراحی لرزه ای سازه ها وجود دارد که ساده سازی تحلیل لرزه ای آیین نامه ای برای آن  قابل استفاده نیست. در این حالات اغلب آیین نامه ها تحلیل تاریخچه زمانی (بررسی سازه تحت تمام طول زلزله) را توصیه می کنند که بسیار زمان بر است زیرا گام زمانی شتاب زلزله به طور معمول خیلی کوچک است. بنابراین چنانچه تحلیل تاریخچه زمانی را بتوان با گام زمانی بزرگتر انجام داد ، البته بدون از دست دادن دقت ، بسیار مفید خواهد بود. در این مقاله یک روش برای ساده سازی رکورد زلزله برپایه ویرایش تبدیل فوریه آنها معرفی شده است. برای این هدف در ابتدا طیف فوریه رکورد زلزله محاسبه شده سپس با برنامه کامپیوتری که توسط مولفین تهیه شده است یک طیف فوریه تولید شده و سپس رکورد جدیدی با استفاده از تبدیل معکوس فوریه با استفاده از گامهای زمانی نسبی بزرگ، محاسبه شده بر مبنای تمام فرکانسهای زلزله اصلی (که این هم معمولا 5 تا 10 برابر بزرگتر از گام زمانی رکورد اصلی زلزله است) تولید و پر واضح است که تحلیل تاریخچه زمانی با استفاده از این رکورد ساده شده زمان بسیار کمتری را صرف خواهد کرد. نتایج عددی نشان داد بیشترین مقدار پاسخهای بدست آمده با استفاده از رکورد ساده شده وابسته به نوع سازه و خصوصیات زلزله در حدود 5 تا 10 درصد خطا دارد.

    کلیدواژگان: رکورد زلزله، گام زمانی، تبدیل معکوس فوریه، تحلیل تاریخچه زمانی خطی
  • هادی عزیزیان، محمدعلی لطف الهی یقین*، علاءالدین بهروش صفحات 39-49

    با توجه به اینکه اجرای ستون در دال های مجوف دوطرفه با برخی محدودیت ها بخصوص معماری مواجه است، بنابراین در بعضی از اجراها، ستون، باید چرخش داده شود که این چرخش باعث تغییر فاصله گوی های کروی از لبه ستون و تغییر ظرفیت برش منگنه ای خواهد شد، که تاکنون در این زمینه تحقیقات آزمایشگاهی و آنالیز عددی انجام نشده است. در این تحقیق بعد از کالیبراسیون نرم افزار المان محدود ABAQUS با نتایج آزمایشگاهی، تاثیر چرخش ستون مربعی با فواصل مختلف گوی های کروی از لبه ستون بر ظرفیت برش منگنه ای و مکانیسم شکست (ناحیه مستعد خرابی) در دال مجوف دو طرفه بررسی شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش فاصله گوی ها از بر ستون تا () با زاویه های مختلف، ظرفیت برش منگنه ای افزایش پیدا کرده سپس ثابت می گردد. در شرایطی که فاصله گوی ‍ ها از لبه ستون، کمتر از (d</em>) باشد با افزایش زاویه چرخش ستون، ظرفیت برش منگنه ای کاسته می شود که علت این امر وجود ناحیه مستعد خرابی در فاصله کمتر از (d</em>) می باشد.

    کلیدواژگان: دال مجوف دوطرفه، چرخش مثلثاتی ستون، ظرفیت برش منگنه ای، تحلیل اجزاء محدود
  • کوروش مهدی زاده*، سیده وحیده هاشمی، عباسعلی صادقی صفحات 51-63

    سیستم لوله در لوله یکی از کاربردی ترین فرم‌های سازه‌ای در ساختمان های بلندمرتبه می‌باشد. از جمله مهم‌ترین معایب این سیستم، پدیده ی تاخیر برشی است که باعث می‌شود نیروی محوری در ستون‌های کناری بال سازه افزایش و در ستون‌های میانی بال کاهش یابد. بنابراین در این تحقیق، به بررسی شاخص تاخیر برشی در سازه های بتن آرمه ی بلندمرتبه با سیستم لوله در لوله با و بدون قطع ستون‌ها در ارتفاع و پلان تحت اثر بار باد پرداخته می‌شود. بنابراین دو سازه ی بتنی 40 و 60 طبقه به‌صورت سه‌بعدی در سه حالت با و بدون قطع ستون ها در نرم‌افزار ETABS 2017 مدل‌سازی شده اند. مدل های 40 طبقه بدون قطع و با قطع ستون ها در طبقات 11، 21 و 31 و مدل های 60 طبقه بدون قطع و با قطع ستون ها در طبقات 16، 31 و 46 در نظر گرفته شده اند. مدل ها تحت بار باد تحلیل‌ و پدیده ی تاخیر برشی در آن ها محاسبه و مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که در سازه ها از پایین به بالا شاخص تاخیر برشی از فاز مثبت به منفی تغییر حالت داده و در طبقات بالا نیروی محوری ستون‌های میانی بیش از ستون‌های گوشه است. به عنوان نمونه مقدار میانگین شاخص های تاخیر برشی در طبقه ی 5 ام ساختمان 40 طبقه ی بدون قطع ستون 2/1 و در طبقه ی 35 ام آن 61/0 است. در مورد ساختمان 60 طبقه ی بدون قطع ستون نیز مقادیر فوق در طبقات 5 ام و 55 ام به ترتیب 52/0 و 14/1 می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که با دسته بندی ستون های ساختمان ها، عملکرد آن ها در ارتفاع بهبود یافته است.

    کلیدواژگان: سازه ی بتن آرمه ی بلند، سیستم لوله در لوله، تاخیر برشی، قطع ستون، ستون دسته بندی
|
  • arash dalili, ramin vafaeipoor* Pages 1-7

    Considering the increasing use of FRP bars, as reinforcement in concrete structures, the study of the dynamic behavior of these types of structures and its behavioral comparison with steel reinforced concrete structures seem to be necessary. In this regard, in the present study, buildings with floors 2, 5, and 10 in two-dimensional and three-dimensional states were considered in two types of steel reinforced and FRP reinforced were modeled and analyzed in ABAQUS software. By using the results of the analysis, behavioral comparisons between these structures were carried out with a focus on displacement. By considering in the same conditions, the results of the analysis reveal that displacement in FRP-reinforced structures is more than steel-reinforced structures. Also, in the 2-storey building model, the relation between steel structures and FRP structures is linear with 90% regression coefficient was observed while in 5-storey buildings and 10-storey building’s behavior are nonlinear, with a regression coefficient of 89% and 87%, respectively.

    Keywords: Reinforced Concrete, FRP Bars, ABAQUS, displacement
  • Saeed Ghani Shayesteh, ashkan khodabandehlou* Pages 9-18

    The construction of high-rise structures around the world is rapidly increasing and this trend has been accelerated following the rapid economic growth and expansion of cities and increasing demand for space in populated areas. As these skyscrapers reach higher heights, they become a symbol of the power and superiority of technology advancement and economic development. Therefore, the use of new structural systems and modern construction technologies with the aim of reaching taller buildings considered by designers and engineers. In this study, a 26-story structure with 3-story underground with retaining walls is required to design against the lateral soil force of the surrounding area, that has a dual core system with tubular core modelled and dynamic analysis was performed under the influence of earthquake lateral force, and extent of lateral displacement of the structure and changes in force applied to its components were investigated in Sap2000 software. The tube in tube system indicated good performance against gravity and lateral forces and the maximum lateral displacement of the floors was within the permissible range due to the code and height of the structure concerned.

    Keywords: High-rise structures, Central Core, Tube in tube System, Dynamic Analysis, Sap2000 Software
  • seyed ali mousavi davoudi, morteza naghipour* Pages 19-29

    The use of CFT-filled steel columns is increasing worldwide due to the proper co-operation of concrete and steel, with more concrete steel columns being implemented in circular shapes, which is due to the fact that the core concrete is more enclosed with the circular cross-sections, but sometimes it is impossible to use symmetrical cross sections and other forms such as L-shaped crosses are used, which create less confinement for the core because of their asymmetry. This issue decreases the bearing capacity on these columns formed by an asymmetric L-section. The aim of this study was to study the asymmetric L-shaped cross-section of steel-filled concrete columns in order to provide the reduction of confinement due to effective parameters such as height, steel cross-section thickness and compressive stress. In this investigation, steel wall thickness, height, and compressive strength of concrete on the effect of securing core concrete confinement in L-shaped sections under finite element analysis were observed that the effect of steel wall thickness (t) in L-shaped cross-sections is one of the most effective parameters to remove the confinement defect that the impact of this effect is, on average, about 18.31% more higher than the  parameters of height and compressive strength of concrete. Finally, it was concluded that the asymmetric L-shaped sections would be more confined by changing the thickness of the steel wall compared to the concrete compressive strength and height parameter.

    Keywords: Steel column filled with concrete CFT, Axial force, Finite Element Analysis, L-shaped, Sensitivity analysis
  • Alireza Faroughi*, mahmood hossseini Pages 31-38

    There are several cases in seismic design of structures in which the simplified seismic analysis code is not applicable. In such cases most codes recommend time history analysis, which is very time consuming, mainly since the time step size of the digitized accelerograms is usually very small. Therefore, if the time history analysis can be performed by large time steps without losing much precision, it would be very helpful. In the present study, a method is introduced for simplification of accelerograms based on the modification of their fourier analyses. For this purpose, at first the fourier spectrum of the accelerograms is calculated. Then, by using a computer program, created by the authors, a modified version of fourier spectrum is produced and then the corresponding inverse fourier transform is calculated using a relatively large time step, which is computed based on the all major earthquake frequencies (which is usually 5 to 10 times larger than the original accelerograms time step) in order to create the simplified accelerograms.  It is obvious that time history analysis by using this simplified accelerograms will be much less time-consuming. Numerical results indicate that the maximum response values obtained by using the simplified accelerograms have approximately 5 to 10 percent error depending on the type of the structure and earthquake characteristics.

    Keywords: dominant frequencies, fourier, inverse fourier transforms, time step size
  • hadi azizian, mohammad ali lotfollahi yaghin*, Alaaddin behravesh Pages 39-49

    Considering that the execution of column in two-way hollow slabs has some limitations especially in terms of architecture, so in some executions, the column has to be rotated, which will change the spherical balls spacing of the column edge and change the punching shear capacity. In this field of study, no laboratory research and numerical analysis have been performed so far. In the present research , after calibration of ABAQUS finite element software to experimental results, the effect of square column rotation with different spherical balls spacing from column edge, on punching shear capacity and failure mechanism (areas prone to damage) in two-way hollow slab is investigated.The results present that by increasing the spacing of spherical balls from columnedge to (S ≥d) at different angles of rotation, the punching capacity increases and then stabilizes. Under conditions where the spherical balls' distance from the edge of the column is less than (d), the punching shear capacity is reduced by increasing the angle of rotation of the column. This is due to the presence of a damage-prone area at a distance less than (d).

    Keywords: Two-way Hollow Slab, Trigonometric rotation of column, Punching Shear Capacity, Finite Element Analysis
  • Kourosh Mehdizadeh*, Seyede Vahide Hashemi, Abbasali Sadeghi Pages 51-63

    The tube-in-tube system is one of the most practical structural forms in high-rise buildings. One of the most important disadvantages of this system is the shear lag phenomenon, which increases the axial force in the side columns and decreases the axial force of the middle columns of the flange of structure. Therefore, in this study, the shear lag is investigated in high-rise reinforced concrete structures with tube-in-tube system with and without columns cut according to the height and plan under the effect of wind load. Thus, two high-rise concrete buildings, 40 and 60-story are modeled in ETABS 2017 software three dimensionally in three states. 40-story and 60-story prototypes are considered with and without columns cut in stories 11, 21 and 31, and then in stories 16, 31, and 46, respectively. Models were analyzed by wind force in order to calculate and compare the shear lag phenomenon. The results show that shear lag index has been changed from positive to negative phase at the height of building from the bottom to top and the axial force of the middle columns is higher than the corner columns in top stories. For example, the shear lag indices average is 1.2 and 0.61 in the 5th and 35th floors of 40-story building without column cut, respectively. Then the above values are 0.52 and 1.14 in the 5th and 55th floors, respectively for 60-story building without column cut. Also, the results indicate that the performance of structures has been improved at height by bundling of the columns in structures.