فهرست مطالب

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال هفتم شماره 1 (پیاپی 31، بهار 1399)

  • شماره ویژه 1
  • تاریخ انتشار: 1399/02/01
  • تعداد عناوین: 14
|
  • علی علی جانی، مرتضی خمامی ابدی، جواد رزاقی* صفحات 5-30

    در این مقاله، فرکانس های دو مود اول تیرهای بتن آرمه ی دارای ترک با استفاده از روش اجزای محدود بررسی می شود. مدل سازی ترک در تحقیق حاضر، بر مبنای شرایط پیوستگی، اصلاح گشتاور دوم سطح و تعیین ضریب شدت تنش در نقطه ی ترک انجام می گیرد. در این مطالعه، ترک در مود اول شکست (بازشدگی)، با یک فنر پیچشی متناظر، معادل می گردد. ضریب سختی این فنر به صورت تابعی از مولفه ی ضریب شدت تنش، مشخصات هندسی و مادی سطح مقطع ترک خورده استخراج می شود. در روش حاضر، ماتریس های سختی و جرم المان دارای ترک با استفاده از ماتریس های تبدیل مستخرج از اعمال شرایط پیوستگی در محل ترک، غنی سازی می گردند. با جایگذاری ماتریس های سختی و جرم اصلاح شده در معادله ی مقدار ویژه، فرکانس های طبیعی تیر دارای ترک تعیین می شوند. در این تحقیق، تاثیر مکان و عمق های مختلف ترک در شرایط مرزی متفاوت بر روی مودهای اول و دوم ارتعاش بررسی می شود. مقایسه و صحت سنجی نتایج فرکانس طبیعی تیر بتن آرمه ی دارای ترک با نتایج تحقیقات آزمایشگاهی مراجع معتبر و شبیه سازی کامل در نرم افزار آباکوس، نشان دهنده ی صحت و دقت مناسب روش حاضر برای تحلیل مودال تیرهای بتن آرمه ی دارای ترک می باشد. این مقایسه به وضوح دقت روش پیشنهادی برای تعیین فرکانس طبیعی تیرهای بتن آرمه ی دارای ترک را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تحلیل مودال، تیرهای بتن آرمه، ترک، روش اجزای محدود، فنر پیچشی
  • محمودرضا شیراوند*، سروش سیفی بوشهری صفحات 31-52

    سیستم بنایی هیبریدی یا ترکیبی، یک سیستم سازه ای نسبتا جدید است که در آن پانل های بنایی از طریق اتصالات با ورق فولادی به قاب متصل می گردد. دیوارهای بنایی هیبریدی از میانقاب بنایی به منظور افزایش سختی جانبی و مقاومت داخل قاب، علاوه بر تحمل بارهای خمشی (خارج از صفحه) استفاده می کنند. دلایل مختلفی برای گسترش استفاده از سیستم بنایی هیبریدی وجود دارد، که مهمترین آنها، سادگی بکارگیری قاب های ساختمانی با دیوارها و افزایش نامعینی سازه که موجب کاهش خرابی پیشرونده می گردد، می-باشند. بسته به این که پانل بنایی مسلح چگونه ساخته شود و انتقال بارها بین قاب و دیوار چطور انجام گیرد، دیوارهای بنایی هیبریدی بصورت دیوار مسلح معمولی (نوع I)، دیوار مسلح متوسط (نوع II) و دیوار مسلح ویژه (نوع III) طبقه بندی می شوند. در این پژوهش رفتار میانقاب های هیبریدی معمولی، هیبریدی متوسط و هیبریدی ویژه، تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون مورد ارزیابی قرار می گیرد. بدین منظور 15 مدل قاب فولادی شامل، بدون میانقاب، دارای میانقاب بنایی غیرمسلح، دارای میانقاب هیبریدی معمولی، متوسط و ویژه با استفاده از نرم افزار آباکوس مدلسازی می شوند. با انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی، پاسخ قاب ها به صورت کانتورهای تنش و منحنی نیرو-تغییرمکان محاسبه شده و مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد، ظرفیت گسیختگی و شکل پذیری در میانقاب های هیبریدی ویژه بیشتر از میانقاب های هیبریدی متوسط و میانقاب های هیبریدی معمولی می باشد. همچنین با افزایش ممان اینرسی مقطع قاب، سختی و میزان ظرفیت استهلاک انرژی در هر سه نوع میانقاب هیبریدی معمولی، متوسط و ویژه افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: قاب خمشی فولادی، سیستم بنایی، میانقاب هیبریدی، مدل اجزای محدود، تحلیل استاتیکی غیرخطی
  • سعید نجفی زنگنه، ناصر شمس قارنه*، پرنیان عزیزی، عبدالحمید اشراق نیا جهرمی صفحات 53-73

    موضوع ساخت وساز از مهمترین مسایل تاثیرگذار بر یک جامعه از دیدگاه اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و... است. اما در این میان، موضوع کیفیت در ساخت پروژه های عمرانی نیاز به بحث و بررسی علمی بیشتری دارد. پ‍ژوهش حاضر به بررسی بهینه سازی دوهدفه کیفیت پروژه های عمرانی و هزینه های ساخت براساس تیوری پایایی سیستم ها می پردازد. همچنین یک مثال واقعی برای ارزیابی کارایی مدل بهینه سازی پایایی سیستم پیشنهادی استفاده شده است.به منظور دستیابی به این هدف الگوریتم چهارمرحله ای تعریف شده و مدل پیشنهادی با استفاده از دو روش M3AS و الگوریتم کلونی مورچگان کلاسیک حل و نتایج دو روش با یکدیگر مقایسه گردید. پروژه ساخت و ساز مجموعه مسکونی 5 طبقه پرزین-2 واقع در زعفرانیه تهران مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که روش M3AS با استفاده از جستجوی محلی که انجام می دهد از قابلیت های بیشتری جهت عملیات بهینه سازی نسبت به الگوریتم کلونی مورچگان کلاسیک برخوردار است.در این مطالعه، مدل بهینه سازی چند هدفه مبتنی بر نظریه قابلیت اطمینان به تصمیم گیرندگان برای تعیین و انتخاب هزینه و کیفیت پروژه های ساختمانی گسترش می یابد. با توجه به اینکه این پروژه ها مهمترین مولفه توسعه کشور هستند، باید با توجه به هزینه و کیفیت به درستی مدیریت شوند

    کلیدواژگان: بهینه سازی، تئوری پایایی سیستمها، M3AS، ساخت، الگوریتم کلونی مورچگان کلاسیک
  • سید اصغر ارجمندی*، ساعد رضایی صفحات 74-88

    محاسبه مشخصات ارتعاش آزاد سیستم سازه سیال، مانند فرکانس های طبیعی و شکل مدهای سیستم، به نوع خاصی از مسایل مقدار ویژه نامتقارن منجر می شود. برای حل این مسایل نامتقارن، روش های استاندارد و شناخته شده حل مسایل مقدار ویژه باید اصلاح شوند. روش زیرفضای شبه متقارن روشی کاربردی در این زمینه است که از ماتریس های متقارن به جای ماتریس های نامتقارن اصلی استفاده می کند. در این روش، زمان لازم برای محاسبه زوج ویژه های مسایل سازه سیال به تعداد زیاد (مثلا بزرگتر از 40) بسیار زیاد خواهد بود. روش زیرفضای شبه متقارن تسریع یافته، با بهره گیری از تکنیک انتقال و کاهش اندازه زیرفضای تکرار، موجب افزایش کارآیی روش قبلی شده است. با این حال، در این روش مقدار انتقال بسیار محافظه کارانه و همیشه کمتر از آخرین مقدار ویژه همگرا شده انتخاب می شود. در این تحقیق یک تکنیک انتقال تهاجمی، که مقدار انتقال را بزرگ تر از مقادیر ویژه همگرا شده و در بین مقادیر ویژه در حال محاسبه انتخاب می کند، برای حل مسایل نامتقارن پیشنهاد شد. این تکنیک کارایی روش پیشین را حدود 30 تا 40 درصد بهبود بخشید. همچنین یک دامنه خطای قابل محاسبه به عنوان معیار همگرایی برای مسایل مقدار ویژه نامتقارن پیشنهاد شد. این دامنه خطا از یک سو دقت مقادیر ویژه همگرا شده را تضمین می کند و از سوی دیگر یک دامنه تقریبی برای مقادیر ویژه همگرا نشده به دست می دهد. این دامنه خطا برای انتخاب مقدار انتقال در تکنیک تهاجمی ضروری است. در این مقاله ابتدا روش های پیشین مورد مطالعه قرار گرفته و سپس روش پیشنهادی معرفی و با مثال های متعدد کاربردی امتحان شد.

    کلیدواژگان: سیستم های اندرکنش سازه - سیال، مسایل مقدار ویژه نامتقارن، روش انتقال تهاجمی، روش زیرفضا، معیار همگرایی، دامنه خطای قابل محاسبه
  • محمدرضا ادیب رمضانی*، علیرضا قلیچ خانی صفحات 89-106

    قاب مهاربندی همگرا یکی از سیستم های باربر جانبی پرکاربرد می باشد. مهم ترین ضابطه در طراحی اتصالات قاب مهاربند همگرای ویژه که آن را از سیستم معمولی متمایز می سازد، ضابطه خط آزاد خمش می باشد. مطابق این ضابطه، به منظور فراهم آمدن امکان چرخش آزادانه در انتهای مهاربند و در نتیجه افزایش شکل پذیری قاب، رعایت فاصله آزاد از انتهای مهاربند به اندازه 2 برابر ضخامت ورق اتصال الزامی است. رفتار لرزه ای این نوع اتصال بصورت تک و دوبل جای بحث و بررسی فراوانی دارد. در این تحقیق مدل سازی رفتار لرزه ای ورق های اتصال باریک شونده مربوط به یک قاب با مهاربندی همگرای ویژه در نرم افزار آباکوس انجام گرفته است. نمونه ها تحت بارگذاری تغییرشکل سیکلی غیرخطی با توجه به پروتکل آزمایش ATC-24 قرار گرفتند. رفتار لرزه ای اتصالات مورد بررسی از لحاظ ضریب شکل پذیری، تعداد سیکل قبل از گسیختکی، دریفت قبل از گسیختگی و مقاومت کششی و فشاری مورد مقایسه قرار گرفته است. پارمترهای اصلی که که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است عبارتند از فاصله آزاد خمش، ورق دوبل یا ورق تک و زاویه باریک شوندگی. از جمله نتایج به دست آمده این است که استفاده از ورق اتصال دوبل به جای ورق اتصال تک در قاب های مهاربندی همگرا توصیه نمی شود. ورق های اتصال دارای زاویه باریک شوندگی 15 درجه دارای ظرفیت شکل پذیری و رفتار لرزه ای بهتری نسبت به ورق های اتصال دارای زاویه باریک شوندگی 25 درجه هستند. برای ورق های اتصال تک با زاویه باریک شوندگی 15 درجه فاصله آزاد خمش مناسب با توجه به نمونه های مورد مطالعه برابر) (-2t به دست آمده است که منطبق بر مبحث 10 نیست. برای ورق های اتصال تک با زاویه باریک شوندگی 25 درجه فاصله آزاد خمش مناسب با توجه به نمونه های مورد مطالعه برابر 2t به دست آمده است که منطبق بر مبحث 10 می باشد.

    کلیدواژگان: قاب مهاربندی همگرای ویژه، ورق اتصال تک و دوبل، ورق اتصال باریک شونده، فاصله آزاد خمش، ظرفیت شکلپذیری، مبحث دهم مقررات ملی ساختمان
  • مسعود محمودآبادی*، فرشته سخائی پور صفحات 107-125

    معمول ترین روش مقاوم سازی ستون ها، محصور کردن آن ها با کامپوزیت های FRP است؛ که باعث افزایش ظرفیت باربری محوری و جانبی ستون می شود. هدف اصلی در این تحقیق، بررسی مقاوم سازی ستون های بتن مسلح مربعی و مستطیلی با کامپوزیت های FRP است. برای این منظور، ابتدا یک نمونه ی آزمایشگاهی موجود، عینا در نرم افزار آباکوس مدل سازی شد؛ به این ترتیب با مقایسه و نزدیک بودن نتایج نرم افزاری و آزمایشگاهی، صحت مدل سازی به اثبات رسید. سپس با در نظر گرفتن متغیرهایی مانند شکل و ابعاد مقطع ستون و تعداد لایه های کامپوزیت، 18 نمونه ی تحلیلی تعریف و در نرم افزار آباکوس مدل سازی شدند. نمونه های تحلیلی به دو گروه، نیمی با شکل مقطع مربعی و نیمی دیگر با شکل مقطع مستطیلی تقسیم شدند. در هر گروه سه نمونه ی بدون تقویت، سه نمونه ی تقویت شده با یک لایه و سه نمونه تقویت شده با دو لایه CFRP در نظر گرفته شد. نتایج به دست آمده از تحلیل مدل های اجزای محدود این نمونه ها نشان داد که شکل مقطع ستون بر ظرفیت باربری محوری اثری ندارد ولی بر ظرفیت باربری جانبی موثر است. همچنین افزودن لایه های CFRP بر ظرفیت باربری جانبی ستون اثر زیادی دارد و برخلاف ظرفیت باربری محوری حضور لایه دوم CFRP بسیار موثر است. با افزایش نسبت طول به عرض مقطع در نمونه های مستطیلی و با افزایش ابعاد مقطع در نمونه های مربعی تاثیر تعداد لایه های دورپیچ بر ظرفیت باربری محوری و جانبی و انرژی جذب شده توسط ستون کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: ستون بتن مسلح، محصور شدگی، آباکوس، CFRP، ظرفیت باربری نهایی ستون
  • پریسا اسماعیل تبار نشلی، جواد واثقی امیری، حر خسروی* صفحات 126-140

    پیش بینی رفتار غیر خطی دیوارهای برشی تحت نیروهای جانبی نیاز به مدل های تحلیلی ساده و دقیقی دارد که در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی رفتارهای غیر خطی دیوارهای برشی را به خوبی نشان دهند. در دهه های اخیر مدل های تحلیلی متنوعی توسط محققین، به منظور پیش بینی رفتار غیرخطی دیوارهای برشی بتن آرمه ارایه شده است تا بتواند مهم ترین خصوصیات رفتاری دیوار را در نظر بگیرد. مدلی که برای تحلیل و طراحی دیوار به کار می رود باید از سادگی برخوردار بوده و دارای دقت کافی برای پیش بینی رفتار هیسترتیک دیوارهای سازه ای بتن مسلح باشد. استفاده از روش المان های رشته ای (fiber) می تواند به عنوان یکی از روش های دقیق در مدلسازی دیوار محسوب شود ولی با توجه به پیچیدگی مدلسازی و همچنین بالا بودن مدت زمان تحلیل، استفاده از روش های دیگر پیشنهاد می شود. همچنین با توجه به پیشرفت های اخیر که در مدلسازی رفتار غیرخطی مصالح جهت ارایه رفتار دقیق تر در برابر بارهاری سیکلیک و لرزه ای انجام شده است، می توان از این مدل های رفتاری بطور مستقیم در مدلسازی سیستم های سازه ای استفاده نمود. در این تحقیق جهت مدلسازی رفتار غیرخطی دیوار برشی بتنی در برابر بارهای لرزه ای، علاوه بر استفاده از روش فایبر، از روشی که مبتنی بر المان های محوری می باشد نیز استفاده شده است که با استفاده از ایده رفتار فنر معادل و استفاده از مدل های پیشرفته ارایه شده برای مصالح در نرم افزار opensees قابل پیاده سازی می باشد. نتایج نشان می دهند که استفاده از این روش ساده شده نسبت به روش فایبر، علاوه بر اینکه هزینه محاسبات را هم از نظر مدلسازی و هم از نظر مدت زمان تحلیل کاهش می دهد، دقت مورد نظر را نیز برآورده می کند.

    کلیدواژگان: دیوار برشی بتنی، مدل فایبر، مدل MVLEM، المان محوری، پاسخ دینامیکی غیرخطی، OpenSees
  • هادی نظرپور*، سید میلاد جمالی صفحات 141-161

    ژیوپلیمرها به عنوان یک بتن بدون سیمان توجه بسیاری از محققین را در سال های اخیر جلب کرده است. در ساخت این نوع بتن ها به جای سیمان از مواد مختلفی (دارای ساختار آلومینوسیلیکاتی) مانند متاکایولن، زیولیت و... استفاده می شود. برای تشکیل ماده چسباننده از محلول های شیمیایی جهت تکمیل فرآیند ژیوپلیمرازاسیون استفاده می شود. تهیه محلول های شیمیایی معمولا گرمای زیادی آزاد می کند. در این تحقیق از سرباره کوره های آهنگدازی به عنوان جایگزین سیمان و از محلول های سیلیکات سدیم و پتاسیم هیدروکسید به عنوان محلول های شیشمایی استفاده شده است. در این تحقیق اثرات مواد شیمیایی و دمای ساخت در خواص تازه و سخت شده خمیر و ملات ژیوپلیمری ارزیابی شده است. بدین منظور 20 نسبت اختلاط مختلف ساخته شد و زمان گیرش، دمای ساخت، مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته برای آنها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد هرچه میزان مواد شیمایی بیشتر باشد زمان گیرش کمتر شده و همزمان دمای ساخت و مقاومت فشاری بیشتری در نمونه ها بدست آمده است. .همچنین در بین دو محلول سیلیکات سدیم و پتاسیم هیدروکسید، اثرات غلیظ تر کردن محلول سیلیکات سدیم در افزایش مقاومت و کاهش زمان گیرش بیشتر است. اثر این دو محلول بر دمای ساخت نیز بررسی شد و برای بررسی معنی داری رابطه بین آن ها تحلیل آماری صورت گرفت. همچنین رابطه بین مدول الاستیسیته ملات های ساخته شده با مقاومت فشاری بدست آمد. عکس های میکروسکوپ الکترونی نمونه ها با بیشترین و کمترین میزان مقاومت نشان داد، بیشتر بودن مواد شیمایی و دمای ساخت موجب تشکیل بیشتر ژل ژیوپلیمر سخت شده گردیده و عرض ترک های مشاهده شده در طرح با محلول های شیمیایی کمتر، نزدیک به 3 برابر بیشتر است. همچنین آزمایش پرتو نگاری اشعه X برای نمونه ها نشان داد شدت بازتابش در نمونه با مقاومت پایین بیشتر بوده که حاکی از کمتر از تشکیل شدن ژیوپلیمر سخت شده به دلیل کاهش غلظت مواد شیمیایی بوده است

    کلیدواژگان: ملات ژئوپلیمری، سرباره کوره های آهنگدازی، دمای ساخت، زمان گیرش، مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، عکس میکروسکوپ الکترونی
  • محمد رضایی پژند*، الهام میرافضلی صفحات 162-185

    روش طرح خمیری (پلاستیک) برپایه‎ی عملکرد، با هدف دستیابی به پاسخ بهتر برای ساختمان‎ها در زیر اثر زمین‎لرزه‎های شدید، گسترش فراوانی پیدا کرده است. برای انجام این کار، فن های گوناگونی تاکنون پیشنهاد نموده اند. در این پژوهش، شیوه‎‎ی دستیابی به برش پایه در راه‎کار طرح خمیری برپایه‎ی عملکرد بررسی می‎گردد. برای رسیدن به این هدف، دو فرآیند محاسبه‎ی برش پایه به کار می‎رود و از پاسخ‎های این دوفن درطرح سازه ها بهره جویی می‎شود. برش پایه‎ی دو قاب‎ خمشی سه طبقه و شش طبقه به دو گونه‎ی طیف نقطه‎ی تسلیم و کارمایه (انرژی) حساب خواهد شد. سپس، از اختلاف بین کارمایه ی‎ وارد به سازه و کارمایه ی کرنشی کشسان آن، مقدار جذبی به دست می‎آید. با بهره جستن از این کارمایه ی خمیری، طرح عضوهایی انجام می‎پذیرد، که نامزد تسلیم هستند و در ادامه ، با به کار بردن نیروهای ناشی از خمیری شدن عضوهای شکل‎پذیر و شرط ایستایی درخت ستون، ظرفیت ستون‎ها در دسترس قرار می‎گیرد. سرانجام، از تحلیل‎های ناخطی ایستا و پویا (دینامیکی) بهره جویی خواهد شد و عملکرد این قاب‎ها ارزیابی می‎شود. این پژوهش، به مقایسه ی این دو راه کار می پردازد و نتیجه ها نشان می دهند که در ساختمان‎های متوسط و بلند، بهره جستن از معادله‎ی کارمایه برای حساب کردن برش پایه‎، طرح را مناسبتر می سازد. هرچند، نمودار پخش تغییرمکان نسبی در ارتفاع برای قاب های طرح شده به شیوه ی طیف نقطه ی تسلیم، قابل پیش بینی تر است.

    کلیدواژگان: برش پایه، طرح خمیری برپایه‎ی عملکرد، طیف نقطه‎ی تسلیم، کارمایه، تغییرمکان هدف، سازوکارتسلیم
  • محمدکاظم شربتدار*، زکیه سادات شریعت پناهی صفحات 186-205

    بتن های الیافی توانمند سیمانی کامپوزیتی HPFRCC دارای خصوصیات مناسب نسبت به بتن معمولی و دارای رفتار سخت-شوندگی کرنش تحت کشش و قابلیت جذب انرژی بالا بوده و منجر به سازه هایی با ظرفیت بالاتر و تامین ایمنی بیشتر در برابر زلزله نایل می شوند و از طرفی فیوزهای سازه ای، نقاطی از سازه هستند که به سبب اعمال نیرو های داخلی زیاد مستعد تخریب شده و مفاصل پلاستیک در آن ها متمرکز شده و تخریب های احتمالی آغاز می گردد، لذا این مصالح نوین میتوانند بعنوان فیوزهای سازه ای بکار روند. نحوه تشکیل و خصوصیات مفاصل پلاستیک در تیرها و قاب های ساخته شده با HPFRCC با درنظرگرفتن 12 تیر و 12 قاب بتنی در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرد و متغیرهایی نظیر مقاومت فشاری و نوع بتن معمولی و HPFRCC، و درصد بار قایم ستون ها انتخاب شدند و بقیه پارامترها ثابت فرض شدند. نتایج نشان داد که در تیرهای HPFRCC با افزایش مقاومت فشاری، مقادیر نیروی و تغییرمکان حداکثر، انحنا و طول ناحیه پلاستیک افزایش یافت. تیرهای HPFRCC تحت بارگذاری متمرکز، دارای بیشترین تغییرمکان و جذب انرژی و تحت بارگذاری یکنواخت، بیشترین نیرو و تیرهای تحت بارگذاری دو نقطه ای دارای مقدار بیشتر طول ناحیه پلاستیک نسبت به تیرهای تحت بارگذاری یکنواخت بودند. قاب های HPFRCC دارای نیرو و تغییرمکان جانبی به ترتیب حدود 7 و 18 % بیشتر نسبت به قاب بتنی مشابه خود بوده و میزان انحنا و طول ناحیه پلاستیک نیز به ترتیب تا 18/1 و 30/1 برابر نسبت به قاب های RC افزایش یافتند.

    کلیدواژگان: عملکرد لرزه ای، مفصل پلاستیک، HPFRCC، انحناء، طول مفصل پلاستیک
  • سمیه کریمیان* صفحات 206-226

    فروریزش پیش رونده خرابی تمام یا بخش عمده ای از یک سازه است که ناشی از گیسختگی موضعی در قسمت کوچکی از سازه شروع شده، در بخش های دیگر سازه ادامه یافته و بدین ترتیب فروریزش در المان های سازه، یکی پس از دیگری بیشتر و بیشتر می گردد. به گونه ای که سیستم سازه ای باقیمانده توانایی تحمل بارهای جانبی و ثقلی را نداشته باشد. لذا پیش بینی حاشیه امنیت در ساختمان ها در مقابل فروریزش پیش رونده ناشی از بار زلزله یکی از موضوعات مهم در مهندسی سازه می باشد. در این مقاله، مدلسازی چگونگی پیشرفت و گسترش آسیب در المان های سازه ای، یکی پس از دیگری، در ساختمان های قاب خمشی بتن مسلح کوتاه مرتبه تحت بار زلزله انجام یافته و تاثیر حذف ستون در نحوه گسترش و پیشرفت خرابی بررسی گردید. بدین منظور، با استفاده از نتایج تحلیل های تاریخچه زمانی غیرخطی، پتانسیل خرابی پیش رونده یک ساختمان کوتاه مرتبه بتن مسلح 3 طبقه با قاب خمشی معمولی، ناشی از حذف ستون تحت شتابنگاشت های دو مولفهای پیشنهاد شده دستورالعمل FEMA_P695 مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتایج تحقیق حاضر، توزیع شکست در خرابی پیش رونده متاثر از نوع شتاب نگاشت نبوده و الگوی خاص و ویژه ای را دنبال می کند. شکست در مراحل اولیه توزیع، در تیرهای اطراف و فوقانی محل حذف ستون رخ داده، سپس به صورت عمودی در ارتفاع سازه از سقف همکف به سقفهای فوقانی منتقل شده و درنهایت به صورت افقی در طبقات توزیع یافته است. لذا پیشنهادات و راهکارهایی به منظور بهسازی لرزه ای ساختمان های کوتاه مرتبه بتن مسلح در برابر خرابی پیش رونده ارایه شده و همچنین به منظور پیش بینی توزیع و گسترش خرابی پیش رونده ناشی از بار زلزله، الگوهای رفتاری توزیع گسیختگی ارایه گردیده است.

    کلیدواژگان: فرو ریزش پیشرونده، توزیع خرابی، قاب خمشی معمولی، ساختمان کوتاه مرتبه بتن مسلح، حذف ستون، تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی
  • مسعود محمودآبادی*، سید محمدرضا حسنی، محمد ضائفی صفحات 227-241

    ا توجه به افزایش و رشد جمعیت در شهرها، ساختمانهای بلند و به ویژه سازه های لوله قابی برای مهندسان ساختمان جذاب بوده است. سازه های لوله قابی شبیه تیرهای قوطی شکل یکسر گیردار عمل می کنند و از آنجا که عموما ابعادی بزرگتر از ابعاد هسته های برشی دارند بنابراین می توانند بطور موثرتری در برابر لنگرهای واژگونی مقاومت کنند ولی با توجه انعطاف پذیری خمشی و برشی اعضای قاب، عملکرد خمشی تیرهای قاب با رخ دادن پدیده لنگی برش پیچیده می گردد که این موضوع بطور قابل توجهی روی توزیع تنش پانل های قاب تاثیر می گذارد و سختی جانبی قاب را کاهش می دهد. در این مقاله روشی که ضرایب لنگی برش را برای پانل های بال و جان و برای بارگذاری های متمرکز، گسترده یکنواخت و گسترده مثلثی ارایه نموده است، مورد بررسی و بازبینی قرار گرفته است و سپس ضرایب لنگی برش برای پانل های بال و جان برای بارگذاری سهمی شکل جانبی بدست آورده شده است. در پایان با تحلیل یک سازه لوله قابی 40طبقه تحت بارگذاری سهمی شکل با استفاده از این روش تقریبی و مقایسه آن با تحلیل کامپیوتری میزان خطا در تنش و تغییر مکان برآوردگردیده است که نتایج کار بیانگر مناسب بودن این روش برای مراحل اولیه کار تحلیل و طراحی این نوع سازه ها می باشد.

    کلیدواژگان: سازه های لوله قابی، بارجانبی، بارگذاری، تحلیل تقریبی، روش کوان
  • امیراحمد هدایت*، بهرام طاهری صفحات 242-261

    پس از عملکرد ضعیف و شکست ترد اتصالات خمشی در زلزله 1994 نورثریج آمریکا، محققین اتصالات جدیدی را جهت بهبود رفتار قاب های خمشی فولادی پیشنهاد دادند. این اتصالات بهبود یافته را در کل می توان به دو دسته اتصالات با مقطع کاهش یافته و سایر اتصالات با مقطع کاهش نیافته تقسیم بندی نمود. در این مقاله رفتار قاب های خمشی فولادی با هریک از این دو نوع اتصال، مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. جهت انجام این کار چند قاب خمشی با هر دو نوع اتصال مذکور در نرم افزار اپنسیس مدل سازی و با روش تحلیل غیرخطی استاتیکی آنالیز شده اند. در مدل سازی مذکور رفتار چرخه ای این اتصالات با استفاده از ماده بایلین مدل شده است، سپس با استفاده از نشریه شماره 695 آژانس فدرال مدیریت بحران آمریکا پارامترهای مطالعات لرزه ای استخراج و برای هر دو نوع اتصال، مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان داد که قاب های خمشی با اتصالات با مقطع کاهش یافته، رفتار غیرخطی به مراتب مناسب تری نسبت به قاب های خمشی با انواع اتصالات دیگر، از خود نشان می دهند. همچنین با توجه نتایج بدست آمده به نظر می رسد که ضریب اضافه مقاومت 3 برای قاب های خمشی با هر دو نوع اتصال عدد مناسبی نبوده و با توجه به نتایج بدست آمده به ترتیب مقادیر عددی 4 و 5 برای این ضریب برای قا ب های خمشی با اتصالات با مقطع کاهش یافته و قاب های خمشی با انواع اتصالات دیگر پیشنهاد می گردد.

    کلیدواژگان: رفتارغیرخطی، اتصالات با مقطع کاهش یافته، تحلیل غیرخطی استاتیکی، نرم افزار اپنسیس، ضریب اضافه مقاومت
  • جواد راستی* صفحات 262-275

    با رشد سریع جمعیت، نیاز به آسانسورها رو به گسترش است. نوع مرسوم آسانسور ساختمانی، نوع کششی است که نیاز به چاهک آسانسور، موتورخانه و همچنین وزنه تعادل دارد. آسانسورهای هیدرولیکی برای بار زیاد و طبقات کم بکار می روند که نیاز به موتورخانه روی بام ندارند. سیستم های پیچی نیز مانند پیچ قدرتی بیشتر برای بالابرهای صنعتی کاربرد دارد که دلیل آن سرعت کم، تلفات اصطکاکی و تولید حرارت در سرعت بالاتر و همچنین احتمال کمانش است. بال اسکرو دارای حرکت نرم، بدون صدا و ارتعاش و همچنین تلفات اصطکاکی بسیار کم می باشد که می تواند سرعت بالاتری نسبت به پیچ قدرتی داشته باشد و لذا برای آسانسور کاربردی شود. بدین منظور به طراحی آسانسوری برای حمل شش نفر در سه طبقه با سیستم حرکتی بال اسکرو و با سرعت m/s 6/0 پرداخته شده است. طراحی مفهومی آسانسور و اجزاء آن، انتخاب بال اسکرو و مهره مناسب، طراحی چرخدنده مخروطی دنده مستقیم و تعیین سرعت و توان موتور در دو حالت با و بدون وزنه تعادل ارایه شده است. مقایسه این سیستم با سیستم مرسوم کششی نشان می دهد که در حالت بدون وزنه تعادل، در سرعت یکسان با سیستم کششی کابلی، این روش به موتوری با توان بالاتر نیاز دارد اما اگر سرعت به m/s 45/0 کاهش داده شود موتوری با توان کمتر از سیستم کششی کابلی نیاز است که با توجه به حذف چاهک آسانسور، موتورخانه و وزنه تعادل در جایی که سرعت پایین مشکل ساز نباشد توجیه دارد و کاربرد آن در منازل ساده تر خواهد بود. در صورت کاربرد وزنه تعادل توان موتور بسیار کاهش یافته و با استفاده از اینورتور از برق تک فاز منازل می توان این سیستم را بکار برد.

    کلیدواژگان: آسانسور، بال اسکرو، چرخدنده مخروطی، پیچ بلبرینگی، بالابر
|
  • Ali Alijani, Morteza Khomami Abadi, Javad Razzaghi * Pages 5-30

    In this paper, the natural frequency of the cracked reinforced concrete (RC) beams in the first and second modes are investigated using the finite element method. In this research, the modelling of the crack is made based on continuity conditions, the correction of the moment of inertia and considering the stress intensity factor (SIF) at the crack point. In this study, the crack in opening mode is corresponded to a rotational spring. The stiffness factor of the spring is derived as a function in terms of the stress intensity factor and geometric and material characteristics of a cracked cross-section. In the present technique, the stiffness and mass matrices of a cracked element are enriched using convert matrices obtained by applying continuity conditions in the crack point. Natural frequencies of the cracked reinforced concrete Euler-Bernoulli beam are determined by inserting enriched stiffness and mass matrices in the eigenvalue equation. The effect of different depths and positions of crack and various boundary conditions are studied on the first and second vibration modes. A comparison between the results of the present work with experimental results and fully simulation in Abaqus clearly demonstrates the accuracy of the proposed technique in the determination of the natural frequency of the cracked reinforced concrete beams.

    Keywords: Modal Analysis, Reinforced concrete beam, Crack, Finite element method, Rotational spring
  • MahmoudReza Shiravand *, Soroush Seifi Boushehri Pages 31-52

    Hybrid masonry system is a new structural system, in which the masonry panels link to the frame with steel plate connections. Hybrid masonry uses masonry infill for lateral stiffness and strength within frames in addition to supporting out-of-plane (flexural) loads. There are many primary reasons for the development of hybrid masonry systems. Most important ones are to simplify the construction of framed buildings with masonry infill and to provide structural redundancy, which can be utilized for limiting progressive collapse.There are three hybrid wall types including, ordinary hybrid shear wall, intermediate hybrid shear wall and special hybrid shear wall. Hybrid masonry systems can be applied to either concrete or steel-framed structures. This research focuses on steel frames. In this paper, seismic behavior of ordinary, intermediate and special hybrid shear walls are investigated using nonlinear static analysis. To this end, 15 steel frames including, bare frames, infill frames, ordinary hybrid shear wall, intermediate hybrid shear wall and special hybrid shear wall are modeled using ABAQUS software. The stress contours and capacity curves of models are estimated using nonlinear static analysis. Results indicate that failure capacity, and ductility of special hybrid shear walls are more than ordinary and intermediate ones. Moreover, the increase in moment of inertia of frame sections, increases the stiffness and energy dissipation capacity for all three hybrid shear walls

    Keywords: Moment-Resistant Steel Frame, Masonry System, Hybrid Infill, Finite element model, Nonlinear static analysis
  • Saeed Najafi Zangeneh, Naser Shams Gharneh *, Parnian Azizi, Abdolhamid Eshragh Pages 53-73

    Construction is one of the most important issues in a society economically, socially, culturally and so on. But the issue of quality in the construction projects requires discussion takes more scientific. The objective of this study is to investigate the optimization of the quality of construction projects and construction costs based on system reliability theory. Also, a real construction project is presented to evaluate the efficiency of the proposed model. In order to achieve this goal, a four-step algorithm is defined and proposed model using two methods M3AS and classic ant colony algorithm is solved. The results of both methods are compared. Parzin five-story residential building located on Zaferanieh Street is studied. The results indicated that M3AS innovative approach through local search is more capable than the classical ant colony algorithm for optimization. Most previous studies have not considered the importance of the quality of project. In this study, quality in the form of reliability at the time of completion of the work is quantified. The proposed model has been so overcome lack of expression and effectively using reliability theory. This model can automatically produce reliability and optimal cost of system with regard to structure function of reliability and non-linear function of cost-reliability. In this study, multi-objective optimization model based on reliability theory extends to decision-makers to determine and choose between cost and quality for construction projects. Since a major part of the annual budget allocated to construction projects, these projects are the most important component of the country's development that must be managed properly in terms of cost and quality and be completed according to the schedule. iT is clear that the status of the construction industry in terms of quality and cost should be much improved.

    Keywords: optimization, System reliability theory, M3AS, Construction, Ant colony algorithm
  • Seyyed Asghar Arjmandi *, Saed Rezaei Pages 74-88

    Computing free vibration properties such as natural frequencies and mode shapes of fluid-structure interaction (FSI) systems leads to a special type of asymmetric eigen-problems. Standard methods for solving symmetric eigenvalue problems cannot be applied directly for solving these asymmetric problems and should be modified. The pseudo symmetric subspace iteration method is a well-known method in this field which uses symmetric matrices instead of original asymmetric ones. However, this method is not so efficient in computing high number eigenpairs of the fluid structure systems (say > 40). Accelerated pseudo symmetric subspace iteration method increases the efficiency of the basic method utilizing constant size subspace and shifting technique. However, this method uses a very conservative shifting value, which is always smaller than last converged eigenvalue. In this study, an aggressive shifting technique which selects shifting value larger than converged eigenvalues and near unconverged eigenvalues, is proposed to solve the asymmetric eigen-problems. This technique improves efficiency of the accelerated pseudo symmetric subspace iteration method by 30 to 40 percent. Also, a computable error bound is proposed as convergence criterion for the asymmetric eigen-problems. This error bound, on the one hand, guarantees the accuracy of the converged eigen values and, on the other hand, gives an approximate range for unconverged values. This error bound is necessary to select the shifting value in the aggressive technique. In this paper, previous methods were studied first and then the proposed method is investigated and examined by several practical examples.

    Keywords: Fluid-structure interaction system, asymmetric eigen problem, Aggressive shifting technique, subspace iteration method, convergence criterion, computable error bound
  • MohammadReza Adib Ramezani *, Alireza Ghelichkhani Pages 89-106

    The aim of this study was to investigate the length of the gusset-plate hinge zone proposed by Iranian National Building Code (Part 10) for Special concentrically braced frames (SCBF). For this purpose, numerical studies were done on the seismic behavior of this frames using ABAQUS software. Numerical modelling procedure is validated using the reproduction of the results of an experimental study. A five story building with Special diagonal concentrically braced frames was modeled in ETABS software and a portal frame from the first story of the building was considered for investigation. The detailing of the frame was designed for tension and compression based on Iranian code. Seismic behavior of single and double tapered gusset plates with various connection angles and dimensions as well as various length of the hinge zones including -3t, -2t, -t, 0t, t, 2t and 3t were investigated using nonlinear cyclic deformation loading to the ATC-24 test protocol.Seismic behavior of the connections were studied based on ductility, number of cycles before failure, drift before failure and tension and compression strength.Evaluation of the failure limit of the models was carried out using the concept of equivalent plastic strain. Based on the results of the investigated models it can be said that: It is not recommended to use double gusset plates instead of single ones for SCBFs. Gusset plates with a 15 degree angle of inclination have higher ductility capacity and better seismic behavior than ones with a 25 degree angle of inclination. For single gusset plates with a 15 degree angle of inclination, the appropriate length of the hinge zone is -2t, which is not consistent with Iranian code. For single gusset plates with a 25 degree angle of inclination, the appropriate length of the hinge zone is 2t, which is consistent with the Iranian code.

    Keywords: Special concentrically braced frame, single, double gusset plate, tapered gusset plate, length of the gusset-plate hinge zone, Ductility Capacity, Static cyclic loading, Iranian National Building Code (Part 10)
  • Masooud Mahmoudabadi *, Fereshte Sakhaeipour Pages 107-125

    The most common method of strengthening columns is confining them with FRP composites, which increases their ultimate axial and lateral load capacity. The main objective of this research is to investigate square and rectangular RC columns strengthened with FRP composites. For this purpose, an existing laboratory sample was initially modeled in Abaqus software. As a result, the accuracy of modeling was proven as the laboratory test results and the results generated by the software were compared and showed to be close. Then, with regard to variables such as cross-sectional shape and dimensions of the column and the number of composite layers, 18 analytical samples were determined and modeled in Abaqus software. The samples were divided into two groups of 9: square cross-sections and rectangular cross-sections. Each group included three non-reinforced samples, three samples reinforced with one layer and three samples reinforced with two layers of CFRP. The results obtained from the finite element analysis of these samples showed that the cross-sectional shape of the column did not affect the ultimate axial load capacity, but affected the ultimate lateral load capacity. Also, adding CFRP layers had a profound effect on the ultimate lateral load capacity of the columns and unlike the ultimate axial load capacity, the presence of the second layer of CFRP was very effective. Moreover, as the length-to-width ratio in rectangular samples and the dimensions in square samples increased, the effect of the number of layers on the ultimate axial and lateral load capacity and the energy absorbed by the column decreased.

    Keywords: Reinforced Concrete Columns, enclose, ABAQUS, CFRP, Column Ultimate Capacity
  • Parisa Esmaeiltabar Nesheli, Javad Vaseghi Amiri, Horr Khosravi * Pages 126-140

    The prediction of nonlinear behavior of shear walls under lateral loads requires simple and precise analytical models representing the nonlinear behavior of the shear walls as well as the experimental results. In recent decades, various analytical models have been proposed by researchers to predict the nonlinear behavior of reinforced concrete shear walls in order to consider the most important behavioral properties of the wall. The model used for analysis and design of the wall should be simple and accurate enough to predict the hysterical behavior. Using the method of fiber section elements can be considered as one of the most accurate methods in wall modeling. But due to the complexity of the modeling and high duration of the analysis, the use of other methods is suggested. Considering the recent progress in modeling nonlinear behavior of materials to provide more accurate behavior against cyclic and seismic loads, these material models can be directly used in modeling of structural systems. In this study, in addition to using the fiber section model, a method based on axial elements is also used. It is implemented by the concept of equivalent spring’s behavior and using the advanced material models in the platform of OpenSees. The results show that the use of this simplified model compared to the fiber method, in addition to reducing the computational cost in both aspects of the duration of modeling and analysis, also satisfies the desired accuracy.

    Keywords: Rc shear wall, Fiber section, MVLEM, Axial element, Nonlinear dynamic response, OpenSees
  • Hadi Nazarpour *, Milad Jamali Pages 141-161

    Geopolymers have attracted the attention of many researchers in recent years as a non-cement concrete. Instead of cement, various material such as metakaoline, zeolite, rice husk ash, etc are used in Geopolymers. In order to complete the geopolymerization process, a binder is used along with the selected material from the chemical solutions. Preparation of chemical solutions usually liberates a lot of heat. In this research, steel slag was used as a substitute for cement. In addition, solutions of sodium silicate and potassium hydroxide used as chemical solutions. This research evaluates the effects of chemicals and the mixing temperature on properties of geopolymer mortar. For this purpose, 20 different mixing ratios were made. Setting time, mixture temperature, elasticity module and compressive strength of sample were measured. The results showed that the higher the amount of chemicals solution creates mores mixing temperature and compressive strength and less setting time. Between solutions of sodium silicate and potassium hydroxide, the effects of increasing of the sodium silicate solution are greater in strength growth, temperature growth and setting time reduction. The electron microscopic images of the samples with the highest and the least strength showed that the higher amount of chemicals and the temperature of the construction caused the formation of more hardened geopolymer gel and the width of the cracks observed in the mix design with less chemical solutions It is nearly 3 times more. In addition, X-ray radiation testing for the samples with the highest and lowest strenght showed that the intensity of reflection in the sample with lower strenght was higher; indicating that the hardened geopolymer gel was less due to the reduction of chemical concentration.

    Keywords: Geopolymer mortar, Slag, elasticity module, mixing temperature, setting time, Compressive strength
  • Mohammad Rezaiee Pajand *, Elham Mirafzali Pages 162-185

    Performance-Based Plastic Design (PBPD) method has been recently developed to achieve the enhanced response of structures to earthquake. To reach this goal, several ways have been suggested. In this paper, the schemes of calculating base shear in the (PBPD) procedure will be studied. Two techniques of determining base shear will be used. The base shear of two steel moment frames will be found by these two processes. By using the difference between the input energy and the elastic strain energy to obtain the plastic energy, the plastic design is then performed to detail the frame members in order to achieve the intended yield mechanism and behavior. The inelastic seismic behaviors of the four frames were studied through nonlinear static and dynamic analyses. These two suggested techniques and their comparisons have not been proposed yet. This kind of plastic design has three main parts. Calculating base shear is the first and important portion. The second part consists of the member plastic design for flexible behavior. To design elastic members by using column trees is the third and last part. Throughout this study is devoted to present two methods for calculating base shear. The moment frames will be investigated in this article.

    Keywords: base shear, Performance-Based Plastic Design, Yield Point Spectra, Energy, target displacement, Yield Mechanism
  • MohammadKazem Sharbatdar *, Zakieh Sadat Shariatpanahi Pages 186-205

    Structural fuses are some points in structure which are exposed of destruction due to vast internal forces and plastic joints are summed up in them and possible destruction would start in these points, so the best way is substituting well-featured materials such as HPFRCC rather than conventional concrete against earthquake with rigidity behaviour of strain under tension and capability of high energy absorption before failure. The formation and features of plastic joints in HPFRCC beams and frames are investigated in this paper considering 12 concrete and HPFRCC beams and 12 columns with variables such as compressive strength, lateral load type, axial load in column. Results showed that in HPFRCC beams, increasing compressive strength leaded into increasing force and displacement, curve, plastic joint length. HPFRCC beams under concentrated loading had the more displacement and energy absorption, and beam under uniform loading had the maximum force and the beams under two-point loading had longer plastic hinge rather than beams under uniform loading. HPFRCC frames had lateral force and displacement of respectively 7% and 18% more than their relevant concrete frames and curvature, plastic joint length were increased up to 1.18 and 1.30 times of RC frames, respectively. Therefore the HPFRCC material is effective and appropriate for new concrete structures subjected cyclic loading.

    Keywords: Seismic performance, Plastic joint, HPFRCC, Concrete frame, Curvature, plastic joint length
  • Somayyeh Karimiyan * Pages 206-226

    Progressive collapse in the structures is defined failure of the entire or major part of a structure that has initiated from the small part of the building, continued in the other structural elements and in this way, progressive collapse become larger and larger in the structural elements, one after another. Finally, the remaining structural system will not be able to resist the lateral and gravity loads. So, the prediction of safety margin in buildings against the progressive collapse due to the earthquake loads is one of the important issues in the earthquake and structural engineering. In this paper, modeling of the progress and distribution of the collapse in the elements of the structures, one after another, was carried out in moment resisting reinforced concrete short buildings due to the earthquake loads and effects of the column removal have been investigated on the progress and propagation of the collapse. For this purpose, the progressive collapse potential of a 3 story reinforced concrete building with ordinary moment resisting frame has been evaluated due to the column removal in presence of FEMA_P695 two component ground motions. According to the results of the nonlinear time history analyses, collapse distribution is not affected by the earthquake records in the progressive collapse and follows a special pattern. In the early stages of distribution, collapse occurred in the beams surrounding and upper parts of the column removal area, then transferred at the height of the structure from the first ceiling to the upper ceiling, vertically and eventually, distributed horizontally in the stories. Therefore, recommendations and suggestions have been presented for seismic optimization of the reinforced concrete short buildings against the progressive collapse. Also, distribution patterns of the collapse have been presented to predict the collapse propagation due to the column removal in presence of the earthquake loads.

    Keywords: Progressive collapse, Collapse Distribution, Reinforced Concrete Short Building, Column removal, Nonlinear Time History Analyses
  • Masooud Mahmoudabadi *, Seyed MohammadReza Hasani, Mohammad Zaefi Pages 227-241

    According to increase of population in cities, tall buildings and especially framed tube structures have been become interesting for structural engineers. Framed structure act primarily like cantilevered box beams and since they generally have much larger lateral dimensions than the internal shear wall cores, they are more effective in resisting the overturning moments of the lateral loads. However, due to flexural and shear flexibilities of the frame members, the basic beam bending actions of the framed tubes are complicated by the occurrence of shear lag, which could significantly affect the stress distributions in the frame panels and reduce the lateral stiffnesses of the structures. In this paper, a method has been adapted to study the shear lag coefficients for web and flange panels and for point, uniform distributed and triangular distributed loadings and then, the shear lag coefficients for the web and the flange panels are obtained for the parabolic shape lateral loads. Finally, by analyzing a 40-story framed tube structure under parabolic Shape lateral loading using this approximation method and comparing it with computer analysis, the error value in stress and displacement is estimated. The results of the research indicate that this method is suitable for the initial stages of the analysis and design of these types of structures.

    Keywords: Tubular Framing, Lateral load, Approximate analysis, loading, Kwan method
  • Bahram Taheri Pages 242-261

    After poor performance and brittle fracture of moment connections in the 1994 earthquake in Northridge, researchers proposed new connections to improve the behavior of steel moment frames. Generally, these modified connections can be classified into two main categories: reduced beam section (RBS) and other than RBS connections such as bolted flange plate, bolted unstiffened and stiffened extended end-plate moment, and welded unreinforced flange-welded web moment connections. In this study the behavior of special steel moment frames using each of these two types of connections was investigated. For this purpose, several steel moment frames made up of these two types of connections were analyzed using Opensees software through nonlinear static procedure. For modeling, the behavior of connections was modeled using Bilin material. Then, using FEMAP696, the seismic parameters of all moment frames were determined and compared. Results indicated that the moment frames of RBS connections have higher seismic performance than the other moment frames. Furthermore, based on the numerical results, regardless of the connection type, it seems that 3 is not an appropriate value for the over-strength factor. Based on these numerical results, values equal to 4 and 5 can be proposed for the over-strength factor for moment frames of RBS and other than RBS connections respectively.

    Keywords: Nonlinear behavior, RBS connections, nonlinear static procedure, Opensees software, Over-Strength factor
  • Javad Rasti * Pages 262-275

    With the rapid population growth, the need for elevators is being increased. The common type of elevator used in the building industry is a cable-lifted elevator which requires an elevator pit, machine room, and also counter-weight. Hydraulic elevators have been used for high loads and a few floors and do not require to machine room on the roof. Screw systems such as power screw used more for industrial lifters, due to its low speed, frictional losses, and heat production at higher speeds and also the possibility of buckling. Ball screw has soft motion, low sound and vibration, as well as very low frictional losses, which can have a higher speed than a power screw, and therefore may be applied for the elevator. For this purpose, the design of a ball screw-driven elevator for carrying of six people in three floors with a speed of 0.6 m/s has been considered. The conceptual design of the elevator and its components, selection of appropriate ball screw and nut, design of the straight bevel gear, and finally, the determination of the motor power and speed in both conditions with and without counter-weight have been presented. Comparison of these systems with the conventional traction system show that at the same speed, this method requires a motor with higher power in the case of no counter-weights, but if the speed is reduced to 0.45 m/s, a motor with less power is needed and among the other benefits such as the elimination of the pit, machine room, and the counter-weight, makes this method to be more preferable comparatively and easier to implement in the residential buildings. If the counter-weight is used, the power of the motor is reduced significantly and the system may be performed utilizing the existed single-phase current in home buildings using a proper inverter.

    Keywords: Elevator, Ball screw, Straight bevel gear, Ball-bearing screw, Lifter