فهرست مطالب

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال هفتم شماره 1 (پیاپی 30، بهار 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/01/03
  • تعداد عناوین: 16
|
  • حمیدرضا اشرفی*، سید علی حسن زاده صفحات 5-25

    انجام بهینه تحلیل دینامیکی غیرخطی در خرابی پیش رونده یکی از مسایل بسیار مهمی است که تاکنون به آن پرداخته نشده است. در تحلیل خرابی پیش رونده استفاده از نرم افزارهای میکرومدل مانند ABAQUS و ANSYS باوجود دقت بالا در محاسبات، از سرعت کافی برخوردار نیستند و به همین دلیل در کارهای تحقیقاتی بیش تر از نرم افزارهای ماکروی مانند OpenSees استفاده می شود. در این تحقیق نویسندگان این مقاله تلاش کرده اند که روشی کارآمد و مناسب را برای حذف المان در نرم افزار کدباز OpenSees معرفی کنند. از آنجایی که تحلیل دینامیکی غیرخطی بهترین رفتار از سازه را نشان می دهد؛ در این مطالعه این روش برای تحلیل دینامیکی غیرخطی توسعه داده شده است. برای این منظور الگوریتم توسعه داده شده در این مقاله با سایر روش های موجود مقایسه شده است و دقت بالای آن نمایش داده شده است. در روش توسعه داده شده می توان دو یا چند ستون را به صورت همزمان و یا غیرهمزمان از مدل موردنظر حذف کرد و اثرات مربوط به زمان حذف های متوالی چند ستون را در آن مشاهده نمود. کاربرد روش گفته شده برای انجام تحلیل دینامیکی غیرخطی افزاینده (NIDA) استفاده شده است و کاربرد آن برای ظرفیت نهایی سازه نشان داده شده است. استفاده از روش ارایه شده در این مطالعه باعث بالا رفتن سرعت و دقت محاسبات در حذف چند ستون بصورت غیرهمزمان و همچنین ظرفیت نهایی سازه با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی افزاینده می شود. در پایان نیز کاربرد این روش برای حذف سایر المان های سازه ای نظیر تیرها، مهاربندها و میانقاب آجری نیز بیان شده است.

    کلیدواژگان: خرابی پیش رونده، تحلیل دینامیکی غیرخطی، حذف المان، نرم افزار OpenSees، مسیر جایگزین بار
  • امید کهنه پوشی*، افراسیاب سالم صفحات 26-40
    بسیاری از قاب های خمشی فولادی، در اثر بارهای لرزه ای به علت خراب شدن اتصالات آسیب می بینند. استفاده از سیستم-های کنترل غیرفعال در سازه ها به منظور عدم آسیب به اجزای اصلی سازه، در دهه های اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این تحقیق، عملکرد میراگر شکافدار فولادی (SSD) در اتصالات تیر به ستون فولادی به روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. این میراگر از یک ورق فولادی که بر روی آن تعدادی شکاف با انتهایی دایره ای شکل ایجاد شده، ساخته می شود. به منظور شناخت رفتار این میراگر، عملکرد آن دریک اتصال تیر به ستون فولادی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تاثیر اندازه شعاع شکاف ها بر روی اتصال، و اشکال دیگری از این نوع میراگر با شکاف های بیضی و لوزی شکل در اتصالات تیر به ستون فولادی بررسی شده است. پس از مدل سازی این دو نوع جدید از میراگر به روش المان محدود، منحنی هیسترزیک مدل ها و کرنش های پلاستیک با هم مقایسه شده است. بر پایه نتایج، میراگر شکافدار فولادی می تواند تعداد زیادی از چرخه بارگذاری را تحمل کند. حداکثر لنگر و نیروی وارده به اتصال، تغییر شکل و اعوجاج در میراگر با شکاف های مختلف مقایسه شده است. همچنین مقایسه برش پایه وارد شده به قاب فولادی تحت جابجایی جانبی و انرژی جذب شده توسط قاب با میراگر SSD و میراگر بیضی شکل انجام شده است. که نتایجی برای استفاده از اندازه یا اشکال بهینه این میراگرها را به دست می دهد.
    کلیدواژگان: المان محدود، کنترل غیرفعال، میراگر شکافدار فولادی، بارگذاری چرخه ای، تصال تیر به ستون
  • علی صدر ممتازی*، رضا کهنی خشکبیجاری، مهرداد ملکی خشکبیجاری، مرتضی عموئی صفحات 41-55
    انتخاب، طراحی و کنترل کیفیت مصالح مصرفی، برای دستیابی به یک لایه تعمیری سازگار، پردوام و اقتصادی بسیار حایز اهمیت است. پیوستگی مناسب بین لایه تعمیری و بتن بستر و همچنین عدم ترک خوردگی لایه تعمیری از مشخصه های اصلی برای حصول یک لایه تعمیری با دوام می باشند. استفاده از لایه های تعمیری همانند بتن های پلیمری و بتن های پلیمری اصلاح شده که دارای عملکرد و دوام بسیار خوبی می باشند، می تواند به عنوان یکی از روش های ترمیم سازه های بتنی آسیب دیده مورد توجه قرار گیرد. در این پژوهش مشخصات مکانیکی و مقاومت پیوستگی به بتن بستر در لایه های تعمیری از نوع بتن های پلیمری و بتن های پلیمری اصلاح شده بررسی و مقایسه شده است. مقاومت پیوستگی به بتن بستر با استفاده از روش کشیدن از سطح (Pull-Off) تعیین شده است. نتایج نشان می دهد مقاومت پیوستگی بتن های پلیمری به بتن بستر کمتر از مقاومت پیوستگی بتن های پلیمری اصلاح شده در شرایط مشابه بوده است. در مقایسه با لایه تعمیری از نوع بتن شاهد، بیشترین افزایش مقاومت پیوستگی لایه تعمیری به بتن بستر، حاصل از آزمایش کشیدن از سطح، در بتن پلیمری اصلاح شده با 50 درصد جایگزینی آب با پلیمر حاوی SBR ، برابر 30 درصد و در بتن پلیمری اصلاح شده با 50 درصد جایگزینی آب با پلیمر حاوی اکریلیک، برابر 28 درصد بوده است. در بتن های پلیمری اصلاح شده، جایگزینی میکرو سیلیس تا 5 درصد باعث کاهش جمع شدگی و پس از آن باعث افزایش جمع شدگی در همه طرح های ساخته شده بوده است.
    کلیدواژگان: بتن پلیمری، بتن پلیمری اصلاح شده، مقاومت پیوستگی، جمع شدگی، میکروسیلیس
  • منیره سنگی، جواد واثقی امیری*، غلامرضا عبدالله زاده، مهدی دهستانی صفحات 56-71

    از آنجا که پارامترهای موثر بر نحوه تقویت تیرهای ترک خورده و رفتار شکست آن ها پس از مقاوم سازی از اهمیت بسزایی برخوردار می-باشد، این تحقیق به بررسی عددی رفتار شکست تیرهای بتی ترک خورده که با ورقCFRP مقاوم سازی شده اند، اختصاص یافته است. تیرهای مورد بررسی دارای ترک اولیه در وسط دهانه می باشند و با یک لایه CFRP در زیر تیر تقویت شده اند. با استفاده از روش عددی اجزای محدود و تحلیل استاتیکی غیر خطی، ظرفیت باربری نمونه ها، جداشدگی ورق، رشد و بازشدگی دهانه ترک مورد ارزیابی قرار گرفته است. ابتدا مدل عددی صحت سنجی شده که جهت ارزیابی صحت مدلسازی، نتایج حاصل با داده های بدست آمده از کار آزمایشگاهی موجود، مقایسه گردید و پس از اطمینان از درستی مدلسازی، اثر تغییر پارامترهای مختلف از جمله ضخامت ورق، مشخصات مکانیکی بتن، طول ترک اولیه و مقاومت چسب، بر رفتار شکست مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می دهد که نمودارهای بار-بازشدگی دهانه ترک دارای دو نقطه حداکثر بار می باشند که نقطه حداکثر اول و دوم با افزایش مقاومت بتن، مقاومت چسب و ضخامت ورق، بیشتر شده و در اثر افزایش طول ترک اولیه، نقطه حداکثر اول کاهش می یابد در حالی که نقطه حداکثر دوم تقریبا بدون تغییر باقی می ماند.

    کلیدواژگان: تیر بتنی شکافدار، CFRP، جداشدگی ورق، بازشدگی دهانه ترک، روش اجزای محدود غیر خطی
  • ابوالفضل حسنی*، محمد دانشفر صفحات 72-87
    بتن به عنوان یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی رفتاری شکننده دارد. افزودن الیاف به بتن بر رفتار شکل پذیری و برخی مشخصات مکانیکی بتن اثر میگذارد. به همین منظور پژوهشی آزمایشگاهی جهت ارایه مدل تجربی تاثیر اندازه نمونه بتن مسلح به الیاف ماکروسینتتیک بر تغییرات انرژی شکست انجام شد. در این پژوهش نمونه های تیرچه بتنی به صورت بتن معمولی و بتن مسلح به الیاف ماکروسینتتیک و با سه ضخامت و سه عرض مختلف ساخته شده، انرژی شکست نمونه ها اندازه گیری و نتایج مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت نمونه، مقدار انرژی شکست به میزان 1/63-3/15 درصد و همچنین با افزایش عرض نمونه، انرژی شکست به میزان 72/50-04/42 درصد افزایش می یابد.بتن الیافی یکی از انواع بتن می باشد که با الیاف ترکیب شده است. الیاف مختلفی برای تهیه بتن الیافی استفاده می شود مانند الیاف شیشه، پلیمری، کربن و فولاد. در این پژوهش از الیاف پلیمری ماکروسینتتیک استفاده شد. از کاربرد های الیاف ماکروسینتتیک در بتن میتوان به کاهش میزان جمع شدگی بتن تازه و سخت، افزایش شکل پذیری، ضربه پذیری و سختی بتن، افزایش مقاومت در برابر تنش های خستگی، افزایش دوام و طول عمر بتن ، بهبود ویژگی های مکانیکی بتن (مقاومت کششی، خمشی و...)، کنترل ترک های ثانویه/حرارتی بتن، جلوگیری از گسترش ترک ها به عمق، قابلیت بارپذیری پس از ایجاد ترک، کاهش نفوذپذیری در مقابل یون های کلر و سولفات. پژوهش های متعددی در زمینه بتن الیافی انجام گرفته است. در این پژوهش با استفاده از مفهوم مکانیک شکست مدل های انرژی تغییر ضخامت ارایه شد.
    کلیدواژگان: بتن مسلح به الیاف، الیاف ماکرو سینتتیک، انرژی شکست، طاقت خمشی، تیرچه بتنی
  • امیرمحمد محتاج خراسانی، محمدرضا اصفهانی* صفحات 88-107

    میلگردهای پلیمری مسلح الیافی (FRP) یک جایگزین مطمین برای میلگردهای فولادی جهت مسلح کردن اعضای بتنی در محیط مرطوب است. دوام این میلگردها در برابر خوردگی، به خصوص در شرایط سخت آب و هوایی بسیار زیاد است. به دلیل مدول الاستیسیته کم این میلگردها در مقایسه با میلگردهای فولادی، خیز و عرض ترک‎ها در تیرهای مسلح شده با این میلگردها بیشتر می‎باشند. بنابراین، طراحی اعضای بتنی مسلح شده با این میلگردها در حالت بهره برداری کنترل کننده است. در این پژوهش، رفتار خمشی و ترک خوردگی تیرهای بتنی مسلح شده با میلگردهای GFRP مورد بررسی قرار می گیرد. به این منظور، 12 نمونه تیر آزمایشگاهی به ابعاد مقطع 250×250 میلی متر و طول 2200 میلی متر ساخته شدند و به صورت دو سر ساده و تحت خمش چهار نقطه ای مورد آزمایش قرار گرفتند. 8 نمونه از تیرها با نسبت آرماتور کم ساخته شدند که 4 نمونه از آنها از بتن با مقاومت بالا و 4 نمونه ی دیگر از بتن با مقاومت معمولی ساخته شدند. 4 نمونه ی دیگر از تیرها با نسبت آرماتور زیاد و ساخته شده از بتن با مقاومت معمولی می باشند. پارامترهای مورد بررسی در این تحقیق، شامل مقاومت بتن، آرایش و نسبت میلگردهای کششی می باشند. نتایج پژوهش انجام شده نشان داد که تغییر در مقاومت بتن و هم چنین تغییر در آرایش و نسبت میلگردهای کششی، باعث تغییر در رفتار خمشی تیرها می شود و بر ترک خوردگی نیز موثرند. به علاوه، نتایج آزمایشگاهی این پژوهش با آیین نامه طراحی ACI440.1R مقایسه شده است.

    کلیدواژگان: تیر بتن آرمه، رفتار خمشی، ترک خوردگی، میلگردهای مسلح کننده GFRP، مقاومت بتن، آرایش میلگردها، نسبت میلگردهای کششی
  • سجاد آذرخش*، علیرضا نظام آبادی صفحات 108-123

    طراحی و بررسی رفتار جاذب های انرژی یکی از موضوع های مهم در صنایع می باشد. سازه های لوله ای جدارنازک فلزی یکی از انواع پرکاربرد جاذب های انرژی است که همواره پیش بینی نحوه فروریزش و تعیین میزان جذب انرژی در آ ن ها مورد مورد توجه پژوهشگران بوده است. در این مقاله طراحی ضربه گیر به کمک بررسی رفتار فروریزش محوری لوله های متقارن محوری به صورت عددی ارایه شده است. در ابتدا مدل اجزاء محدودی برای خواص مکانیکی مواد ساخته میشود و با داده های تجربی صحه گذاری می شود. سپس مدلی برای لوله جدارنازک تحت بارگذاری محوری اتخاذ می شود. مقایسه نشان می دهد نتایج اجزاء محدود تطابق قابل قبولی با نتایج تجربی دارد. سپس از مدل صحه گذاری شده برای بررسی لوله های متقارن محوری با مقاطع مختلف و مطالعه پارامتری بهترین هندسه تحت بارگذاری محوری استفاده می شود. در مجموع 7 مدل عددی با هندسه متفاوت تهیه و رفتار فروریزشی این هندسه ها به صورت متقارن محوری شبیه سازی شده است. مقایسه نتایج میزان انرژی جذب شده و نیروی بیشینه فروریزش هندسه های مختلف نشان می دهد که لوله مخروطی با درپوش کروی دارای عملکرد بهتری نسبت به دیگر هندسه ها است. بنابراین مطالعه پارامتری برای تعیین اثر پارامترهای مختلف مانند شعاع بخش کروی، زاویه نیم راس، ضخامت و دانسیته فوم بر روی این هندسه انجام شده است. نتایج این مطالعه، اطلاعات پژوهشی جدیدی است که طراحی لوله های جدارنازک متقارن محوری را به عنوان جاذب انرژی در کاربرد برخورد تسهیل می کند.

    کلیدواژگان: لوله های متقارن محوری، جذب انرژی، روش اجزاء محدود، فروریزش محوری، برخورد
  • سعید کیایی نژاد، افشین مشکوه الدینی*، علی معصومی صفحات 124-140

    اسکلت دوگانه فولادی، یکی از سیستم های سازه ای کاربردی برای مقابله با نیروهای جانبی ناشی از زلزله ها بوده که علاوه بر شکل پذیری مطلوب، دارای سختی، پایداری دینامیکی و درجه نامعینی بالا نیز می باشد. ساختار رفتاری سیستم های مقاوم دوگانه بر اساس دو مود عملکرد خمشی و برشی تشکیل می گردد. این پژوهش شامل یک مطالعه بر روی رفتار لرزه ای غیرخطی اسکلت دوگانه مقاوم حاوی قاب های صلب و پانل های مهاربندی واگرا با دستک های سخت کننده است. میزان تاثیرگذاری وجود المان های مذکور بر اساس انجام تحلیل-های تاریخچه زمانی غیرخطی تحت رکوردهای نیرومند سه مولفه ای ارزیابی گردیده است. یک رکورد پر قدرت حوزه نزدیک دارای خصوصیات ویژه ای است. وجود پالس های پر دامنه و با پریود بلند در بازه زمانی جنبش های نیرومند زمین، تجمع شدید انرژی جنبشی و آزاد شدن آن در یک مدت کوتاه از عمده تفاوت ها نسبت به رکوردهای ثبت شده در حوزه دور از گسل است. نگرش ویژه این پژوهش در ارزیابی دامنه تغییرات بیشینه پاسخ و همچنین تاریخچه زمانی پارامترهای تغییرمکان نسبی، شتاب مطلق و سرعت نسبی طبقات و برش پایه سازه مطالعاتی می باشد. بررسی نتایج نشان دهنده نمود اثرات مشخص حاصل از پالس های بزرگ و پیوسته سرعت موجود در تاریخچه زمانی رکوردهای حوزه نزدیک بر تغییرمکان جانبی نسبی طبقات، همراه با ایجاد و گسترش سریع مکانیزم مفاصل پلاستیک در المان های اصلی اسکلت مقاوم دوگانه می باشد.

    کلیدواژگان: رفتار لرزه ای، سیستم دوگانه، پانل مهاربندی واگرای، دستک سخت کننده، حوزه نزدیک، پالس سرعت
  • حسن احمدی*، ماریه زنده دل صفحات 141-155

    ایران دارای رتبه نخست ذخایر گازی و سومین مالک بزرگ ذخایر نفتی در جهان است؛ لذا اجرای پروژه ها در این صنعت عظیم، نیازمند قراردادهای دقیقی است. در راستای انجام بهینه پروژه های طرح و ساخت صنعتی، تدوین الگو و مختصات جدید سند همسان طرح و ساخت با کمترین ایرادات، امری اجتناب ناپذیر است؛ به نحوی که با قطعیت دادن به زمان و مبلغ مندرج در قرارداد تا حد امکان، با بهترین کیفیت و کمترین میزان دعاوی، نتایج مطلوب حاصل و پروژه ها با بهترین کیفیت اجرا گردند. در این راستا با انجام مطالعات کتابخانه ای، بررسی اسناد بین المللی خصوصا سند نقره ای فیدیک، مطالعه مقالات و پایان نامه ها و بررسی قوانین و مقررات، ایرادات و کاستی های موجود با طراحی، توزیع و جمع آوری پرسشنامه از خبرگان و تحلیل نتایج مشخص گردیده و این نتایج حاصل شد که علاوه بر اصلاح ساختار و مدل مفهومی سند، بایستی تعهدات و مسئولیت های طرفین پیمان بطور دقیق پیش بینی شده و توزیع منطقی ریسک انجام شود. خصوصا در زمینه تاخیر در پرداخت به پیمانکاران، مکانیزم جبران خسارات پیش بینی گردد. همچنین ماده های مربوط به مبلغ پیمان، شرایط تنفیذ پیمان، انجام طراحی پایه، بیمه نامه ها، ضمانتنامه ها، تسهیلات پیمانکاران، تعلیق، تحویل موقت و خاتمه و فسخ پیمان و سایر موارد اصلاح گردیده و قوانینی که باید صراحتا در متن شرایط عمومی پیمان عنوان گردند، ذکر شوند.

    کلیدواژگان: طرح و ساخت صنعتی، فیدیک، EPC، شرایط عمومی پیمان، صنعت نفت، دعاوی
  • محمدرضا آقا باقری، مهدی آرزومندی، امیرحسین عموحسینی، مجتبی کریمایی طبرستانی*، هادی علیزاده صفحات 156-168

    در سال های اخیر توسعه فناوری بتن این امکان را فراهم نموده تا بتوان بتن های توانمندی تولید نمود که کارایی و مقاومت آن فراتر از بتن معمولی باشد. امروزه استفاده از مواد بازیافتی و پوزولان ها در راستای کاهش هزینه های جاری و همچنین کاهش یا حذف مشکلات زیست محیطی به یکی از مباحث مورد علاقه اکثر محققین تبدیل شده است. در این پژوهش امکان استفاده از میکروسیلیس و همچنین بتن بازیافتی به عنوان سنگدانه بازیافتی در بتن مطالعه شده است. برای این منظور از 6 طرح اختلاط استفاده گردید و نقش جایگزینی درصدهای مختلف سنگدانه بازیافتی درشت دانه(20 و 50 درصد) در بتن همراه با 6 درصد میکروسیلیس بر روی مقاومت فشاری و کششی بتن برای نمونه های بتن 7، 28 و 56 روزه مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، بتن حاوی سنگدانه درشت دانه بتن بازیافتی و میکروسیلیس مقاومت فشاری و کششی بهتری نسبت به بتن شاهد نشان دادند. به عنوان نمونه مقاومت فشاری بتن حاوی 6 درصد میکروسیلیس و 20 درصد سنگدانه بتن بازیافتی در سن 56 روز در مقایسه با بتن مرجع 14 درصد افزایش می یابد در حالیکه با افزایش درصد سنگدانه بتن بازیافتی به میزان 50 درصد، این پارامتر به میزان 4 درصد افزایش می یابد که این موضوع تاثیر معکوس افزایش میزان سنگدانه بتن بازیافتی بر مقاومت فشاری را نشان می دهد. در نهایت نتایج حاصل از آزمایشات تحقیق حاضر با روابط آیین نامه ای و تجربی مختلف و همچنین داده های آزمایشگاهی محققین قبلی مورد مقایسه قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: بتن، سنگدانه بازیافتی، بتن بازیافتی، میکروسیلیس، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، کاهش مشکلات زیست محیطی
  • معین دیانی، رضا اسمعیل آبادی*، سالار آرین مقدم صفحات 169-185

    انتخاب شتاب نگاشت های مناسب جهت انجام تحلیل های دینامیکی غیر خطی یکی از مهمترین چالش ها به دلیل تاثیر مهم آنها در تفسیر پاسخ های تحلیل می باشد. یک روش منطقی برای پالایش اولیه شتاب نگاشت ها با صرف هزینه محاسباتی اندک، کاربرد فرایند پالایش بر مبنای سنجه شدتی است که بتواند به خوبی پاسخ های سازه ای محتمل را پیش بینی کند. در این تحقیق، فهرستی از سنجه های شدت به منظور تعیین کاراترین آنها از نقطه نظر ارتباط موثر با پاسخ دینامیکی سازه مورد بررسی قرار می گیرد. مدل های انتخابی در این مقاله، شامل چهار سازه دو بعدی 4، 8، 12 و 20 طبقه بتنی با سیستم قاب خمشی ویژه می باشند که به صورت غیرخطی مدلسازی شده است. مقادیر ظرفیت فروریزش سازه ها با استفاده از سنجه شدت شتاب طیفی در دوره تناوب مود اول سازه Sa@T1 و تحلیل های دینامیکی فزاینده (IDA) تحت اثر 40 شتاب نگاشت منتخب از مجموعه داده های پالایش شده برای مشاهده رفتار تدریجی سازه از مرحله خطی تا آستانه فروریزش به دست آمد. سرانجام با برقراری ارتباط آماری بین پارامترهای پاسخ دینامیکی و 27 سنجه شدت معرفی شده با کاربرد شاخص همبستگی پیرسون، کاراترین سنجه شدت که همگی دارای فرم انتگرالی و مستقل از دوره تناوب سازه می باشند، برای هر یک از سازه های منتخب معرفی گردید. با بررسی نتایج حاصله می توان گفت که برای سازه کوتاه مرتبه 4 طبقه سنجه شدت طیف پاسخ هاسنر و برای سازه های میان مرتبه 8 و 12 طبقه، سنجه شدت هاسنر و در نهایت در سازه بلند مرتبه 20 طبقه، سنجه شدت طیف پاسخ جابه جایی دارای بیشترین همبستگی در میان سنجه های شدت مورد مطالعه می باشند.

    کلیدواژگان: قاب خمشی بتنی، سنجه شدت، تحلیل دینامیکی فزاینده، ظرفیت فروریزش، کارایی
  • رضا تاری نژاد*، حامد نوری ناورود، رامتین صبح خیز، محسن ایثاری، حامد محجوب صفحات 186-198
    اهمیت اثرات تحریک غیریکنواخت در پاسخ لرزه ای سازه ها به خوبی شناخته شده است. برای بررسی اثرات جابجایی های غیر یکنواخت روی پاسخ لرزه ای یک سد اطلاعات جابجایی زمین لرزه مورد نیاز خواهد بود. چنین اطلاعاتی در طول یک زمین لرزه در ساختگاه یک سد به ندرت به ثبت رسیده است و عموما تعداد داده های ثبت شده نیز به کفایت انجام تحلیل غیر یکنواخت را نمی نماید. در پژوهش حاضر، با استفاده از طیف کانای-تاجیمی در روش ارتعاش تصادفی، شتابهای غیر یکنواخت با اعمال اثرات عبور موج ، اثرات ناپیوستگی ناشی از تفرق امواج و با اعمال مدل طیف ارتباطی، روی ساختگاه مورد بررسی تولید شد. در ادامه مدل سه بعدی از سد کارون 4 به عنوان بلندترین سد بتنی دو قوسی در ایران تهیه شد. مدل آماده شده، تحت شتابهای یکنواخت و غیریکنواخت تولید شده در دو حالت مخزن خالی و پر بررسی و رفتارهای لرزه ای آن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که، تحلیل های غیر یکنواخت منجر به تفاوت در رفتار لرزه ای سازه در مقایسه با تحلیل یکنواخت می شود. چنانکه که دیده شد، تحریکهای غیر یکنواخت باعث افزایش تنشها و جابجایی های بدنه سد می شوند. علاوه براین ، وجود مخزن نیز منجر به افزایش تنش در بدنه سد شده است.
    کلیدواژگان: تحریک غیریکنواخت، سد بتنی قوسی، طیف کانای-تاجیمی، پاسخ دینامیکی، اثرات ساختگاهی
  • علی کچوئی، محمدعلی کافی*، محسن گرامی صفحات 199-217

    سیستم مهاربندی شده هم محور یکی از متداولترین سیستمهای مقاوم باربر جانبی بین سازه های فولادی می باشد. این سیستم مقاوم باربر جانبی دارای شکلهای ظاهری متنوعی می باشد که خصوصیت اصلی همه آنها سختی و مقاومت جانبی قابل ملاحظه شان است. ضعف اصلی سیستم مهاربندی شده هم محور کمانش مهاربند در فشار است. این امر سبب میشود مهاربندهای هم محور ظرفیت باربری فشاری پایین به همراه شکل پذیری نامطلوب و ظرفیت اتلاف انرژی محدودشده ای داشته باشند. به منظور حل این مشکل و بهبود پاسخ لرزه ای سازه های مهاربندی شده هم محور، در این مطالعه روشی ابتکاری ارایه شده است. در این روش از یک فیوز موضعی در ناحیه میانی مهاربند استفاده شده که محیط پیرامونی و داخلی آن بوسیله یک المان کمکی غلاف در غلاف شکل پوشانیده شده است. فیوز موضعی طوری طراحی شده که پس از تسلیم، مهاربند در این ناحیه دچار کمانش موضعی شود. اما حضور المان کمکی جا داده شده در اطراف فیوز مانع این کمانش موضعی شده و بدین وسیله مهاربند یک رفتار تقریبا متقارن در بار فشاری و کششی از خود ارایه می دهد. نتایج کارهای آزمایشگاهی و عددی انجام شده در این مطالعه بیانگر عملکرد بهتر این سیستم سازه ای به لحاظ شکل پذیری و ظرفیت اتلاف انرژی نسبت به سیستم متدوال مهاربندی شده همگرا می باشد. همچنین از این سیستم جدید می توان به منظور کاهش ظرفیت اتصالات مهاربندی که منجربه کاهش هزینه های پرژوه نیز می شود، بهره برداری کرد.

    کلیدواژگان: سازه های فولادی، مهاربند هم محور، کمانش، فیوز موضعی، پاسخ لرزه ای، شکل پذیری، ظرفیت اتلاف انرژی
  • رامین مدنی، سید علی مرتضوی، افشین مشکوه الدینی* صفحات 218-239

    در این پژوهش عملکرد لرزه ای ساختمان های فولادی 5 طبقه با چهار سیستم دوگانه قاب خمشی - مهاربندی شورون، شورون همراه با ستون دوخت، شورون معکوس و شورون معکوس همراه با ستون دوخت بر اساس انجام تحلیل های تاریخچه زمانی غیر خطی تحت مجموعه ای از رکوردهای سه مولفه ای حوزه دور و نزدیک مورد ارزیابی قرار گرفته است. مشخصه های رفتاری اسکلت مقاوم دارای پانل-های مهاربند شورون توسط عملکرد نزدیک به وضعیت کمانش اعضای مورب تحت فشار، کنترل می گردد. ملاحظه شده است که هنگام وقوع زلزله های شدید، این نوع اسکلت مقاوم می تواند دچار کاهش تدریجی مشخصه های مقاومتی گردد. نمود اثرات دو پدیده کاهش سختی و زوال مقاومت، قابل توجه خواهد بود. یک راهکار مناسب جهت مرتفع ساختن این ضعف، اضافه کردن المان ستون دوخت در پانل مهاربندی شده است. معیار اصلی در انتخاب رکوردهای حوزه نزدیک، وجود پالس منفرد یا ترکیبی با پریود بلند و دامنه بزرگ در تاریخچه زمانی سرعت زمین بوده است. ملاحظه شد که وجود این ویژگی، پارامترهای پاسخ لرزه ای سازه را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. تمامی سازه ها با پلان های منظم و بر اساس ضوابط لرزه ای موجود در آیین نامه 2800 و نیز مباحث ششم و دهم مقررات ملی ساختمان طراحی شده اند. دیدگاه خاص این پژوهش در ارزیابی تغییرات پاسخ های بیشینه تغییرمکان نسبی، سرعت نسبی، شتاب مطلق طبقات، مکانیزم تشکیل مفاصل پلاستیک و نیروی محوری ستون ها می باشد. نتایج به دست آمده، نشان دهنده برتری حدودی عملکرد لرزه ای اسکلت دوگانه دارای المان های ستون دوخت (زیپر) نسبت به همین سیستم مقاوم در حالت نبود المان های زیپر می باشد.

    کلیدواژگان: قاب خمشی، مهاربند شورون، ستون دوخت، جهت داری، پالس سرعت
  • سید مهدی نبوی*، امین پورعبدل، مجید جمال امیدی صفحات 240-254

    هدف از این مقاله مقاوم سازی لوله های استوانه ای حاوی ترک محیطی کامل (داخلی و خارجی) تحت فشار داخلی با استفاده از وصله های کامپوزیتی به دلیل خواص بارزشان می باشد. در فرآیند تحقیق به منظور اعتبار بخشی مدل های پیشنهادی، ابتدا لوله استوانه ای حاوی ترک محیطی تحت کشش یکنواخت، مدل سازی و نتایج ضرایب شدت تنش با مقاله موجود مقایسه شده است. سپس به منظور اثبات صحت روند مدل سازی وصله کامپوزیتی و چسب، ورق آسیب دیده حاوی ترک مرکزی مدل سازی و نتایج ضرایب شدت تنش با مقاله موجود مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. محاسبه ضرایب شدت تنش در نوک ترک با بهره گیری از انتگرالJ حاصل شده است. پس از اثبات روند شبیه سازی در دو مرحله به بررسی عملکرد لوله های استوانه ای با ترک محیطی داخلی و خارجی کامل با ترک هایی با عمق نسبی 4/0 تا 8/0 با استفاده از روش اجزای محدود سه بعدی تحت فشار داخلی، قبل و پس از ترمیم پرداخته شده است. در پروسه ترمیم از کامپوزیت های بور/اپوکسی، کربن/اپوکسی و شیشه/اپوکسی استفاده است. نتایج تحقیق نشان داد استفاده از وصله های کامپوزیتی به میزان قابل توجهی ضرایب شدت تنش را کاهش داده و این کاهش در لوله حاوی ترک محیطی خارجی کامل بیشتر از لوله حاوی ترک محیطی داخلی کامل می باشد. همچنین در فرآیند تحقیق تاثیر ضخامت وصله، زاویه قرارگیری الیاف و جنس چسب بر ضریب شدت تنش مورد بررسی قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: ترک محیطی کامل (داخلی-خارجی)، ضریب شدت تنش، وصله کامپوزیتی، ترمیم، روش اجزاء محدود، لوله ی استوانه ای
  • صفحه 255
|
  • HamidReza Ashrafi *, Seyed Ali Hassanzadeh Pages 5-25

    Optimum implementation of nonlinear dynamic analysis (NDA) in progressive collapse is one of the most important issues that has not been addressed recently. Using detailed FE software like ABAQUS and ANSYS in progressive collapse analysis despite their accuracy is not appropriate because of consuming a lot of time. For this reason, many of researchers utilize the macro software such as OpenSees. In this study, authors tried to introduce an optimum and appropriate method for element removal in open program, OpenSees. Since nonlinear dynamic analysis shows the exact behavior of structure, this algorithm is developed for NDA. For this purpose, the developed algorithm has been compared with the other methods and it has been found that it has a high accuracy. Developed algorithm can remove one or more columns at the same or different time intervals and the effects of sequence column removals to their time durations can be seen. The application of the developed algorithm for nonlinear incremental dynamic analysis (NIDA) has been implemented and its application for an ultimate capacity of the structure has been shown. Analysis results showed that using of developed algorithm will lead to the speed and accuracy improvement of calculations in the sequence of columns removal and ultimate capacity of the structure using NIDA. At the end of this research, the application of this method has been shown for other element removal such as beams and infill walls.

    Keywords: Progressive collapse, Nonlinear dynamic analysis, Remove element, OpenSees program, Alternate path method
  • Omid Kohnehpooshi *, Afrasyab Salem Pages 26-40
    ABSTRACTMost of the steel moment resisting frames, damage at the beam-to-column connections during seismic loads. Application of passive dampers in order to prevent damages to the main components of structure has been an interesting subject for many researchers recently. In this present study, performance of the metallic yield damper is slit steel damper (SSD) on the steel beam-to-column connection is carried out using finite element model. Thus, first this damper and its connection is simulated. After validation of results, the effect of various dimensional parameters including radius slot, of damper on the performance of damper and its connection was investigated. Then various forms of this damper simulated and their effect on the performance of damper and the steel beam-to-column connection is studied. Moment- rotation, Hysteresis curves and plastic strains for each size of radius slot and different shapes extracted from the analysis were compared. Furthermore base shear force for steel frames with and without slit dampers in term of energy absorption and deformation are compared together. Findings indicated seismic behavior fitted to such dampers. The results indicate that the slit damper shows a proper function in absorbing energy. Recommendation for appropriate size and shape of slit steel dampers proposed.
    Keywords: Energy dissipation, Passive control, steel slit damper, Finite Element, Beam to column Connection
  • Ali Sademomtazi *, Reza Kohani Khoshkbijari, Mehrdad Maleki Khoshkbijari, Morteza Amooei Pages 41-55
    Selection, design and control of materials are very important for achievement of a compatible, durable and economical repair overlay. Suitable bonding of repair overlay to substrate and good resistance against fracture are basics for a durable overlay. Using Polymer Concretes (PC) and Polymer Modified Concretes (PMC) which present great performance and durability can be considered as a method of restoration in damaged structures. In this research, mechanical properties and strengths of bonding to substrate concrete of Polymer Concretes and Polymer Modified Concretes as repair overlays are investigated and compared. Strength of Bonding to substrate concrete was obtained by Pull-Off test method. Bonding strength to substrate concrete in Polymer Concretes mix designs samples was weaker than Polymer Modified Concretes mix designs samples in similar conditions. In comparison with conventional concrete repair overlays in Pull-Off test, the maximum increment of bonding strength to substrate concrete was observed in mix design containing %50 of water replacement with SBR-based polymer which was %30 of increment and after that in mix design containing %50 of water replacement with Acrylic-based polymer which was %28 of increment. In Polymer Modified Concretes, %5 replacement of cement with Silica Fume decreased the amount of shrinkage but in higher values of replacement the amounts of shrinkage were increased in samples.
    Keywords: PC, PMC, Bonding Strength, Shrinkage, Silica fume
  • Monireh Sanghi, Javad Vaseghi Amiri *, Gholamreza Abdollahzadeh, Mehdi Dehestani Pages 56-71

    The serviceability and safety of building and bridge structures may gradually degrade due to long term use, natural environmental deterioration, poor initial design and/or construction, increased design loads, extreme events such as earthquakes, and/or lack of maintenance. It is needed to use materials that are not susceptible to the same causes that trigged the deterioration in the first instance. Since the rebuilding of old infrastructure is very expensive and time consuming, cost-efficient and durable techniques of strengthening/rehabilitating are needed. There is a growing interest in the use of Fiber Reinforced Polymer (FRP) composite materials for the strengthening and retrofitting of concrete beams. Also it is too important to know the influence of effective parameters on the fractural behavior and strengthening of cracked concrete beams, so the present study is dedicated to numerical analysis of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheet-strengthened notched concrete beams. The bearing capacity, CFRP debonding and crack mouth opening displacement (CMOD) of notched beams were evaluated with nonlinear finite element method. Numerical results have been compared with experimental results of other researches. After validation the numerical modeling of CFRP plated notched beams, parametric studies reveal quantitatively the effects of various factors such as; thickness of CFRP sheet, compressive strength of concrete, initial crack length and interfacial bond strength on the CMOD curve of mentioned beam, which is found to be characterized by two peak loads. The first and second peak loads increase with the increase in concrete strength, the thickness of CFRP sheet and the interfacial bond strength. It is also found that increasing the initial crack length decreases the first peak load but no exerts on the second peak load.

    Keywords: Notched Concrete Beam, CFRP, debonding, CMOD, Nonlinear Finite Element Analysis
  • Abolfazl Hassani *, Mohammad Daneshfar Pages 72-87
    Concrete has a brittle behavior as one of the most frequently used construction materials. Adding fibers to concrete can enhance its ductility and some of its mechanical properties. For this purpose, a laboratory study was conducted in order to present an experimental model to investigate the effect of size of micro-synthetic-fiber-reinforced concrete on fracture energy changes. In this study, concrete beam specimens were manufactured and evaluated with three different thicknesses and widths. Results indicated that by increasing the thickness of the specimens, fracture energy was respectively increased by 15.3-63.1%. Moreover, by increasing the width of the specimen, fracture energy was respectively increased by 42.04-50.72 %.Fiber-reinforced concrete is a type of concrete that is mixed with fiber. Various types of fibers are used to produce fiber-reinforced concrete, which include glass, polymer, carbon and steel .In the present research, macro-synthetic polymer fibers were used. Some of the consequences of applying macro-synthetic fibers in concrete include reduced shrinkage of fresh and hardened concrete, increased ductility, vulnerability and hardness of concrete, increased strength against fatigue stresses, increased durability and lifetime of concrete, improved concrete mechanical properties (tensile strength, flexural strength, etc.), control of secondary/thermal cracks of concrete, preventing the in-depth propagation of cracks, post-cracking chargeability and reduced permeability against chloride and sulfate ions . To date, numerous studies have been conducted on fiber-reinforced concrete, most of which have been focused on the evaluation of fiber-reinforced concrete using steel and plastic fibers or their combination.
    Keywords: fiber-reinforced concrete, macro synthetic, fracture energy, flexural toughness, concrete beam
  • AmirMohammad Mohtaj Khorasani, MohammadReza Esfahani * Pages 88-107

    Fiber reinforced polymers (FRP) are the safe alternatives to steel bars in reinforced concrete members in a humid environment. They have a very high durability against corrosion, especially in the extreme weather conditions. As a result of the low modulus of elasticity of these bars compared to the steel bars, the deflection and crack width are high in the beams reinforced with these bars. In this paper, the flexural behavior and cracking of concrete beams reinforced with GFRP bars are investigated. Twelve reinforced concrete beams with the cross-section of 250 × 250 mm and length of 2200 mm were manufactured and tested in a four-point bending setup. Eight beams were made with low reinforcement ratio, 4 of which were made of high-strength concrete and 4 were made of normal-strength concrete. In addition, 4 other beams were made with high reinforcement ratio made of normal-strength concrete. The parameters studied in this research are concrete strength, tensile bars arrangement and reinforcement ratio. The results show that the change in the strength of concrete as well as the change in the arrangement of tensile bars and reinforcement ratio lead to a change in the flexural behavior of the beams and also affect the cracking. Moreover, the experimental results are compared with the values predicted by ACI440.1R code.

    Keywords: RC Beams, Flexural Behavior, Cracking, GFRP Reinforcing Bars, Concrete Strength, Bars Arrangement, Reinforcement Ratio
  • Sajad Azarakhsh *, Alireza Nezamabadi Pages 108-123

    Designing and studying the energy absorption behaviour is one of the important subjects in the industries. The thin-walled metal tube structures are one of the most widely used types of energy absorbers that have always been considered by researchers for predicting how to crushing behaviour and determine the amount of energy absorbed by them. A numerical study of crashworthiness design using to investigation of axial crushing behaviour of axisymmetric tubes is presented in this paper. First, a Finite Element (FE) model for material properties was constructed and validated by experimental data. Next, a model for the thin-walled tube under axial loading was adopted. The comparison between the FE results as well as the experimental results showed good agreements. The validated FE model was then used to investigate axisymmetric thin-walled tubes with different cross-section and parametric studies of best geometry under axial loading. Making a totally 7 different geometries and the collapse behaviour of the absorbent geometries then has been simulated. A comparison of energy absorption results and maximum crushing load between the different geometries show that conical tubes with shallow spherical caps are better than others. So, the parametric studies were carried out to determine the effect of different parameters such as the spherical region radius, semi-apical angle, thickness and foam density on crushing behaviour of this geometry. The outcomes of the study are new research information which will facilitate the design of axisymmetric thin-walled tubes as energy absorbers in crushing applications.

    Keywords: Axisymmetric Tubes, FEM, Axial loading, Energy absorption, Crushing
  • Saeed Kiaeinejad, Afshin Meshkat Dini *, Ali Massumi Pages 124-140

    The dual steel resistant skeleton is one of the functional structural systems for resisting against lateral forces induced by earthquakes that in addition to the enhanced ductility possesses high stiffness, dynamic stability, and redundancy. Behavioural pattern of dual resisting systems is based on shear and bending performance modes. This research includes a study on the nonlinear seismic behaviour of dual eccentrically braced resisting frames with knee rods. The extent of the effectiveness of knee bracing has been assessed based on nonlinear time history analyses of the structure subjected to severe three-component earthquake records. A strong near-field ground motion possesses particular characteristics. The existence of high amplitude and long period pulses in recorded strong ground motions along with the severe accumulation of kinetic energy and its short release time, are of noticeable differences between near-field and far-field earthquake records. The particular objective of this research is to evaluate the amplitude of variations in maximum responses and to determine the time history of absolute acceleration, relative displacement, and relative velocity of floors along with the base shear of the studied models. Analysing the results indicate an observable appearance of the effects of large coherent velocity pulses presented in the time history of near-field earthquake records, on the relative lateral displacement of floors and on the rapid propagation of plastic hinge mechanism throughout the primary elements of dual resistant skeleton.

    Keywords: Seismic Behaviour, Dual Resistant System, Eccentrically Braced Panel, Knee Rods, Near-field Zone, Velocity Pulse
  • Hassan Ahmadi *, Marieh Zendehdel Pages 141-155

    Iran holds the first and third rank worldwide in gas and oil reservoirs, respectively; therefore, projects executed in this noble industry requires accurate contracts.In order to optimize accomplishment of industrial design-build projects, designing new coordinates of EPC identical documents with the least potential problems is inevitable, In a way that, with certifying the time and fee stated in the contract to the most possible extent, with the highest quality and fewest claims, the desired results be obtained and the project be fulfilled with the best quality. To this end, with the pursuit of library based studies, investigating international documents particularly FIDIC silver book, reviewing articles, theses, rules and regulations, existing problems and deficiencies have been identified through designing, distributing, and collecting a survey from the elites after having the obtained results analyzed and thus this conclusion has been drawn that, in addition to reforming the structure and conceptual model of the document, it is also required that the obligations and liabilities of both parties of the contract be minutely specified and the logical distribution of the risk be conducted. Especially, in the area of delay in payment to the contractors, the mechanism required for compensating the loss needs to be anticipated. moreover, the articles related to contract price, commencement date conditions, basic design, assurance, guaranty letters, contractors facilities, suspension, provisional taking over, termination, waiver and other cases need to be corrected and the rules that are required to be expressly mentioned in the context of general conditions of the contract be stated.

    Keywords: Industrial Design-Build, FIDIC, EPC, General Condition, Oil Industry, Claims
  • MohammadReza Aghabaghery, Mehdi Arezoumandi, AmirHossein Amoohosseini, Mojtaba Karimaei Tabarestani *, Hadi Alizadeh Pages 156-168

    Recently, there has been an increasing trend toward the use of sustainable materials. Sustainability helps the environment by reducing the consumption of non-renewable natural resources. Concrete – the second most consumed material in the world after water – uses a significant amount of non-renewable resources. As a result, an experimental investigation was conducted to study the hardened properties of concrete constructed with 20% and 50% recycled concrete aggregate (RCA) (coarse) as well as 6% silica fume. This experimental program consisted of six mix designs. Experimental results showed that the compressive and tensile strength of concrete improve by using recycled concrete aggregate (RCA) (coarse) and silica fume in the mix design. For example, the compressive strength of concrete containing 6% silica fume and 20% recycled concrete aggregate at age of 56 days was 14% greater than reference concrete mix, while with increasing percentage of recovered concrete aggregate by 50%, this parameter increased by only 4% which shows the inverse effect of increasing the amount of recovered concrete aggregate on compressive strength. The hardened properties of concrete were compared with the provisions of the international design codes (U.S., Australia, Canada, Europe, and Japan) as well as a database of conventional concrete. Results showed that the RCA has superior hardened properties compared with the reference concrete mix.

    Keywords: Recycled Concrete Aggregate, Conventional Concrete, Hardened Properties, experimental study, Decreasing environmental hazards
  • Moein Dayyani, Reza Esmaeilabadi *, Salar Arian Moghaddam Pages 169-185

    Selection of appropriate accelerograms for nonlinear dynamic analysis is one of the most important challenges due to their significant influence on the interpretation of analysis results. A rational method for initial refinement of ground motion records with a minimum computational cost is application of refining process based on an optimum intensity measure (IM) which is able to predict the structural responses in a reliable manner. In this research, a list of intensity measures is considered to determine most effective ones from the point of view of effective relation with the dynamic response of the structure. Selected models in this paper includes four two-dimensional (2D) reinforced concrete (RC) structures of 2, 4, 8, 12 and 20 story with special moment-resisting frame (SMRF) system, which are modeled nonlinearly. Collapse capacity of the structures was obtained using the intensity measure spectral acceleration at the first-mode period of structure Sa(T1) and the Incremental Dynamic Analysis (IDA) under the influence of 40 ground motion records selected from the refined data set to observe the gradual behavior of the structure from the linear stage to collapse. Finally, by establishing a statistical relationship between the dynamic response parameters and 27 intensity measures with the use of Pearson correlation index, the most effective intensity measure that All have an integral form and independent from the period of structure, for each of the selected structures was introduced. By examining the results, it can be said that for the 4 story low-rise structure, the Response Spectrum [Housner] intensity measure and for the 8 and 12 story mid-rise structures, the Housner intensity measure and finally, for the 20 story high-rise structure, the Displacement Response Spectrum intensity measure has the highest correlation among the intensity measures studied.

    Keywords: Reinforced Concrete Moment Frames, Intensity Measure, Incremental Dynamic Analysis, Collapse Capacity, Efficiency
  • Reza Tarinejad *, Hamed Nourinavroud, Ramtin Sobhkhiz, Mohsen Isari, Hamed Mahjoub Pages 186-198
    To investigate the seismic responses of dams due to ground non uniform displacements, the records of earthquake displacements are required. Such data is seldom recorded during a specific earthquake and in the most cases the recorded data in not sufficient for non-uniform analysis of a dam. In this study non uniform accelerations are generated using Kanai-Tajimi spectrum with considering wave passage, incoherent effects and coherence spectrum model. A 3-d finite element model of dam-foundation of Karun 4 arch dam as the highest dam in Iran is modeled. The model is analyzed under uniform and non-uniform generated accelerations and its responses are investigated. The results show that, non-uniform excitation leads to differences in seismic response than uniform excitation on dam. It is indicated that considering non-uniform excitation in seismic analysis increases the stresses and displacements on the dam body. To investigate the seismic responses of dams due to ground non uniform displacements, the records of earthquake displacements are required. Such data is seldom recorded during a specific earthquake and in the most cases the recorded data in not sufficient for non-uniform analysis of a dam. In this study non uniform accelerations are generated using Kanai-Tajimi spectrum with considering wave passage, incoherent effects and coherence spectrum model. A 3-d finite element model of dam-foundation of Karun 4 arch dam as the highest dam in Iran is modeled. The model is analyzed under uniform and non-uniform generated accelerations and its responses are investigated. The results show that, non-uniform excitation leads to differences in seismic response than uniform excitation on dam. It is indicated that considering non-uniform excitation in seismic analysis increases the stresses and displacements on the dam body.
    Keywords: Non-uniform excitation, Arch Concrete Dam, Kanai-Tajimi Spectrum, Dynamic Response, Site Effect
  • Ali Kachooee, MohammadAli Kafi *, Mohsen Gerami Pages 199-217

    The concentrically braced system is one of the most common lateral loadbearing systems among the steel structures. This system has various apparent forms where the main characteristic of them all is their significant stiffness and lateral strength. The weakness of these systems is buckling in compression. This issue causes that concentric bracings have low compressive loadbearing capacity together with undesirable ductility and limited energy dissipation capacity. In this study to solve this problem use has been made of a heuristic method. In this method a local fuse has been used in the middle of bracing where its periphery and inner circumference have been covered with an auxiliary casing within a casing. The local fuse is designed in a way that after yielding, the bracing undergoes local buckling at this area. But presence of an auxiliary element placed around the fuse prevents this local buckling and thus the bracing would exhibit almost a symmetric behavior during compressive and tensile loadings. The results of experimental and numerical researches of this study indicate the better performance of this structural system in terms of ductility and energy dissipation capacity compared to the common concentric braces. The suggested system can be utilized to reduce the capacity of bracing connection which results in reduced costs of the project.

    Keywords: Steel structures, Concentric brace, Buckling, Local fuse, Seismic response, Ductility, Energy dissipation capacity
  • Ramin Madani, Ali Mortazavi, Afshin Meshkat Dini * Pages 218-239

    In this research, the seismic performance of 5story buildings having dual systems of moment frame and chevron bracings, chevron panels along with zipper columns, inverted chevron panels, inverted chevron panels along with zipper columns is evaluated based on conducting nonlinear time history analyses under an ensemble of 3-component far and near-field records. Behavioral features of resistant skeletons having chevron braced panels are controlled through a near-buckling performance of diagonal limbs under pressure. It has been observed that when intensive earthquakes occur, this type of resistant skeleton reveals a gradual loss in resistant features. The appearance of the effects of the two phenomena of stiffness deterioration and strength degradation would be remarkable. A desirable solution in dealing with this weakness is adding a zipper column to the braced panel. The major criterion in selecting near-field records has been the existence of distinct or compound pulses with long period and large amplitude in the ground velocity time history. It has been noticed that this feature affects the seismic response parameters of the building to a great extent. All structures have been designed with a regular plan and according to seismic provisions in the code 2800 and also the 6th and 10th issues of the Iranian National Building Regulations. The specific outlook of this research lies in assessing the changes in maximum displacement responses, relative velocity, absolute acceleration of the floors, plastic hinge formation mechanism and the axial force of the columns. Results show a moderate superiority in the seismic performance of dual skeleton having zipper elements compared to the same resistant system with a lack of zippers.

    Keywords: Dual Resistant System, Chevron Bracing, Zipper Column Element, Rigid Frame, Velocity Pulse
  • Seyed Mehdi Nabavi *, Amin Pourabdol, Majid Jamal Omidi Pages 240-254

    The purpose of this paper is to reinforce the pressurized pipe containing a fully circumferential crack (internal and external) using composite patches due to their remarkable properties. In the research procedure, in order to validate the proposed models, firstly, a cylindrical pipe with a circumferential crack subjected to the uniform tension was modeled and the results of stress intensity factors were compared with an existing paper. Then, in order to examine the modeling process of composite patch and adhesive, a damaged plate with a central crack was considered and the results of stress intensity factors were investigated and evaluated. Stress intensity factor at the crack tip was calculated using the J-integral. In this regard, using the 3D finite element method, the stress intensity factors in the crack before and after the pipe repair were evaluated with boron/epoxy, carbon/epoxy and glass/epoxy composite patches. The crack geometries correspond to different relative depths from 0.4 to 0.8. The results showed that the use of composite patches significantly decreased the stress intensity factors, and this reduction in the external circumferential cracks is more than the internal ones. Also, in the research process, the effect of the patch thickness, the angle of the fiber and the adhesive material on the stress intensity factors has been investigated.

    Keywords: Fully circumferential crack (internal, external), Stress intensity factor, Composite patch, Repair, The Finite element, Cylindrical pipe