فهرست مطالب

مهندسی سازه و ساخت - سال هشتم شماره 1 (پیاپی 38، فروردین 1400)

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال هشتم شماره 1 (پیاپی 38، فروردین 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/01/18
  • تعداد عناوین: 18
|
  • محسن ایزدی نیا*، نیما ریاحی صفحات 5-22
    اعضا با مقاطع توخالی HSS به خاطر عملکرد سازه ای و ظاهر مناسب در بسیاری از برنامه های سازه ای مورد استفاده قرار می گیرند. با این وجود به علت نبود دسترسی به داخل ستون HSS برای اهداف پیچ کردن، توسعه اتصالات خمشی کاربردی بسیار مشکل می باشد. بنابراین اتصالات تیرهای جوش داده شده به ستون HSS تنها روش ممکن بود. اخیرا برخی اتصال دهنده های کور به این منظور برای استفاده در اتصال شکل گرفته اند که در آن برنامه دسترسی برای نصب را فقط از یک طرف اتصال ممکن می سازند. در حال حاضر پیچ-های کور مختلفی جهت استفاده در اتصالات طراحی شده اند. در این مقاله مقایسه نتایج آزمایشگاهی مقاله ای با اتصال پیچ کور تیر فولادی به ستون مربعی پر شده با بتن توسط پیچ کور لینداپتر (Hollo-Bolt) تحت بارگذاری یک طرفه با مدل سازی اجزای محدود سه بعدی نشان داد که می توان از تجزیه و تحلیل اجزای محدود برای پیش بینی رفتار اتصال با صحت کافی استفاده نمود. پس از آن پارامترهایی چون ضخامت ورقهای انتهایی، قطر پیچ و نیروی پیش تنیدگی پیچ را برای اتصال پیچ کور ورق های انتهایی توسعه یافته و هم-تراز تیر فولادی به ستون توخالی تحت بارگذاری چرخه ای با نرم افزار ABAQUS مورد ارزیابی قرار داده و منحنی هیسترزیس لنگر- دوران هر کدام از آن ها بدست آمدند. نتایج نشان دادند که ضخامت ورق انتهایی، قطر پیچ و نیروی پیش تنیدگی پیچ در رفتار اتصال تاثیر گذار هستند.
    کلیدواژگان: پیچ کور، ورق انتهایی هم تراز، ورق انتهایی توسعه یافته، بارگذاری چرخه ای، مدل سازی اجزاء محدود
  • حامد غلامی حیدرآبادی، جعفر کیوانی قمصری*، سید حسین حسینی لواسانی صفحات 23-41

    امروزه به منظور ارزیابی لرزه ای سازه ها روش های تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیر خطی به سرعت درحال گسترش است. روش های تحلیل دینامیکی غیر خطی به حجم زیاد محاسبات نیازمند بوده و بیشتر زمان بر هستند. این موضوع باعث پدید آمدن روش های نوین براساس مفاهیم مربوط به تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیر خطی شده است. یکی از فرم های سازه ای پرکاربرد در سازه های بلند استفاده از ترکیب دو قاب خمشی محیطی دسته شده و کمربند سخت کننده خرپایی می باشد. این فرم سازه ای در کاهش پاسخ سازه دربرابر بارهای جانبی تاثیر دارد. در این پژوهش به ارزیابی مدل های مطالعاتی سازه 20 طبقه با قاب خمشی محیطی دسته شده با دو آرایش اسکلت مقاوم کمربند خرپایی در طبقات 19 و 20 سازه با استفاده از 7 رکورد مقیاس شده حوزه دور و نزدیک گسل، دارای پالس های بزرگ سرعت، تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده (IDA) و تحلیل استاتیکی غیر خطی اصلاح شده فزاینده (IMPA) و تحلیل استاتیکی غیر خطی مودال (MPA) و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی انجام گرفته است. دقت روش IMPA نسبت به روش تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA) مقایسه گردیده و همچنین مقایسه ای بین رفتار جانبی غیر خطی مدل ها، با مهار کمربند خرپایی و بدون مهار کمربند خرپایی با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی بار افزون انجام گرفته است؛ نتایج حاصله نشان دهنده تفاوت معنا دار پارامتر دریفت بین سه پیکربندی یاد شده تحت پالس های پر دامنه سرعت می باشد. سازه های مجهز به مهار کمربند خرپایی در تراز بالاتری از PGA دچار گسیختگی شده و ظرفیت شدت لرزه ای قاب در طبقات بالایی افزایش داده است. تغییر مکان نسبی بیشینه در ناحیه پاسخ غیر الاستیک در حوالی طبقات میانی رخ داده است.

    کلیدواژگان: قاب خمشی محیطی دسته شده، مهار کمربند خرپایی، تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده، تحلیل استاتیکی غیر خطی فزاینده اصلاح شده، تحلیل استاتیکی غیر خطی مودال (MPA)
  • ابراهیم زمانی بیدختی*، امیرمحمد تقوی، حامد کوهستانیان صفحات 42-61

    در این مقاله تاثیر قرارگیری جداسازهای لاستیکی با هسته سربی در حالت ها و ترازهای ارتفاعی مختلف بر رفتار سازه های بتن آرمه تحت اثر زلزله های حوزه نزدیک و دور مورد بررسی قرار گرفت. ازاین رو، برای جداسازهای لاستیکی با هسته سربی در سه نمونه سازه های بتنی 4، 8 و 12 طبقه سه تراز ارتفاعی با پنج آرایش مختلف در نحوه قرارگیری آنها در نظر گرفته شد. این سازه ها به همراه سازه های پایه ثابت مشابه در نرم افزار Opensees مدل گردیده و تحت اثر زلزله های دور و نزدیک، تحلیل دینامیکی افزایشی بر روی آنها انجام گرفت. درنهایت، برای این سازه ها، منحنی های تحلیل دینامیکی افزایشی بر اساس شاخص های خسارت ماکزیمم دریفت طبقات، ماکزیمم برش پایه، ماکزیمم جابجایی و شتاب بام در برابر شاخص شدت بیشینه شتاب زمین ترسیم شد. همچنین با رسم منحنی های شکنندگی بر اساس ماکزیمم دریفت طبقات در برابر بیشینه شتاب زمین تفسیرهای قابل قبولی ارایه گردید و احتمال خرابی در هر یک از سطوح آسیب به کمک رسم میانه منحنی های شکنندگی مورد بررسی گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که قرارگیری جداسازها در حالت های میان طبقه ای 1 و 2 دریفت طبقات و برش پایه را به کمتر از نصف کاهش می دهند. در این میان قرارگیری جداساز در سطح زیرین طبقه اول (حالت1) بهترین عملکرد رفتاری در کاهش دریفت و برش پایه و افزایش شتاب متناظر با میانه شکنندگی در بین سازه های جداسازی شده در حالات مختلف بخصوص در سازه های بلند با سطوح خسارت بالا داراست.

    کلیدواژگان: تحلیل IDA، جداساز LRB، منحنی های شکنندگی، جداسازی میان طبقه ای، حوزه نزدیک، حوزه دور
  • محمد باوندی، عبدالرضا سروقد مقدم*، محمدرضا منصوری، آرمین عظیمی نژاد صفحات 62-81

    سیستم های سنتی مقاوم در برابر نیروهای زلزله، وابسته به پاسخ های غیر الاستیک دراعضای ساختمانی می باشند. این سیستم ها در سراسر ساختمان برای توزیع انرژی لرزه ای ممکن است جابجایی های پسماند قابل توجهی بعد از زلزله های بزرگ را تجربه کنند و باعث غیر اقتصادی شدن تعمیر در آنها شوند. سیستم های مرکز گرا در ساختمان های قاب فولادی تغییرمکان ماندگار را حذف خواهند کرد و خرابی ساختمان را دراتصالات مرکز گرا متمرکز می کنند و هزینه تعمیر را کاهش می دهند. با توجه به پراکندگی پاسخ سیستم های مرکز گرا در برابر زلزله های مختلف، تعیین شاخصی برای کنترل حساسیت این سیستم ها در برابر زلزله های مختلف الزامی است. دراین مقاله به تدوین شاخص کارایی سیستم های قاب خمشی فولادی دارای اتصالات مرکز گرا با استفاده از متدولوژی شاخص های پراکندگی پرداخته شده است. بعد از انجام تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی دو ساختمان 3 و 9 طبقه فولادی، شش نوع اتصال مرکز گرا برای هر قاب با هفت شاخص پراکندگی تحت ارزیابی قرار گرفته اند. کاهش میزان پراکندگی پاسخ ها نشان دهنده کاراتر بودن سیستم مورد بررسی می باشد. که از این بین تحت بهینه یابی شاخص ها، سعی درانتخاب شاخصی با عملکرد بهتر شده است. که این شاخص ضریب تغییرات (CV) می باشد. در انتها سازه ای از دیدگاه کارایی مورد قبول است که در ارزیابی مورد نظر به عنوان مدل منتخب با کمترین حساسیت نسبت به پراکندگی در پاسخ سازه معرفی شود. مدل منتخب در این تحقیق برای ساختمان های 3 و 9 طبقه مدل M5 می باشند که مدل پنجم از مدل های مرادی است.

    کلیدواژگان: مرکز گرا، شاخص کارایی، پس کشیدگی، شاخص پراکندگی، پاسخ ماندگار
  • سید فتح الله ساجدی*، رضا افشار صفحات 82-96

    امروزه کاملا روشن گردیده که سرعت توسعه زیرساخت های عمرانی در کشورهای در حال توسعه منجر به وارد آمدن آسیب های فراوانی به محیط زیست شده است. بتن یکی از محصولاتی است که نقش زیادی در مصرف منابع تجدیدناپذیر دارد. امروزه نگاه مبتنی بر توسعه پایدار در صنعت ساخت در حال رشد و فزونی است و بتن به عنوان یکی از پرمصرف ترین محصولات ساختمانی در صدر این نگاه قرار گرفته است. تحقیق حاضر به بررسی تاثیر استفاده از پودر پوزولان میکروسیلیس بر خواص مکانیکی بتن های بازیافتی ساخته شده از سنگدانه های ریز بازیافتی بتنی پرداخته است. بتن های بازیافتی، متشکل از سطوح مختلف جایگزینی ریزدانه های بازیافتی بتنی همراه با ریزدانه های طبیعی هستند. جهت بهبود کیفیت بتن های بازیافتی، پوزولان معرفی شده در سطوح مختلفی با سیمان جایگزین شد. جهت تعیین و مقایسه خواص مکانیکی بتن ها، 12 طرح اختلاط ساخته شده و آزمایش های مقاومت فشاری در سنین 7، 28 و 91 روزه، مقاومت کششی دونیم شدن و سرعت امواج فراصوت در سن 28 روزه انجام شدند. نتایج نشان دادند که به طور کلی در بازه 28 روزه، استفاده از میکروسیلیس می تواند باعث شود تا بتن های %25 بازیافتی به مقاومت مطلوب 40 مگاپاسکالی دست یابند. استفاده از سطح جایگزینی %10 میکروسیلیس، به ویژه در بتن های حاوی %25 مصالح بازیافتی، باعث گردید تا خواص مکانیکی بتن های بازیافتی به میزان چشم گیری به بتن های معمولی نزدیک گردند.

    کلیدواژگان: بتن بازیافتی، خواص مکانیکی، پوزولان، پودر میکروسیلیس، سنگدانه های ریز بازیافتی بتنی
  • احمد علی نژاد، صادق دردائی*، حامد باقری صفحات 97-110
    سنگ مصنوعی گرانیتی محصولی است کامپوزیتی که از ترکیب سنگدانه گرانیت، رزین و مواد افزودنی تولید می شود. در این مقاله، روش هایی برای اصلاح مشخصات مکانیکی سنگ مصنوعی گرانیتی معرفی شده است. رزین استفاده شده در ساخت سنگ مصنوعی گرانیتی شامل رزین اپوکسی از نوع دیگلیسیدیل اتر بیس فنول نوع آ با نام تجاریEPONATE 557 و سخت کننده آن با نام EPONATE 567 می باشد. در این پژوهش برای اصلاح مقاومت مکانیکی سنگهای مصنوعی گرانیتی، روش های مناسب، مانند استفاده از سه ماده افزودنی "نانوکلی"، "پلی اتر اترکتون" و "سیلیکون رابر" به عنوان مواد افزودنی با درصد وزنی 5/7% و 15% نسبت به مجموعه رزین انتخاب و درصد وزنی بهینه برای رسیدن به حداکثر مقاومت، بررسی و پیشنهاد گردیده است. نتایج مربوط به آزمایش مقاومت فشاری نشان دهنده بهبود مقاومت در نمونه های با ماده افزودنی پلی اتر اترکتون و نانوکلی می باشد، درحالیکه افزودن سیلیکون رابر باعث افت قابل توجه مقاومت فشاری می شود. نتایج مربوط به آزمایش مقاومت خمشی نشان دهنده بهبود مقاومت در نمونه های ساخته شده با ماده افزودنی سیلیکون رابر می باشد. همچنین نتایج مربوط به آزمایش مقاومت کششی نشان از بهبود خواص کششی در نمونه های ساخته شده با سیلیکون رابر می دهد. نتایج نشان می دهد که افزودن 15درصد وزنی از هر سه ماده افزودنی در نمونه ها، باعث افت مقاومت سنگ نسبت به نمونه های 5/7 درصد وزنی می گردد. بر اساس نتایج برای اصلاح مقاومت فشاری سنگهای مصنوعی گرانیتی استفاده از مواد افزودنی "پلی اتر اترکتون" با درصد وزنی 5/7 نسبت به مجموعه رزین و برای اصلاح مقاومت خمشی و کششی سنگ مصنوعی استفاده از ماده افزودنی سیلیکون رابر با درصد وزنی 5/7 درصد وزنی نسبت به مجموعه رزین پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: سنگ مصنوعی، مشخصات مکانیکی، رزین اپوکسی، نانوکلی، پلی اتر اتر کتون و سیلیکون رابر
  • مجید احمدپور* صفحات 111-130
    برای احداث شهرک ها، مجموعه های ساختمانی و اماکن تجاری و صنعتی بررسی و مطالعات مصالح خاکی و سنگ بستر تحت عنوان مطالعات ژیوتکنیک از اهمیت ویژه‏ای برخوردارند. برای انتخاب نوع و چگونگی پی ها و زیرسازه این اماکن خصوصیات زمین شناسی مهندسی ساختگاه باید مورد بررسی قرار گیرد. در بسیاری از فعالیت های عمرانی، ساختگاه پروژه در اعماق سطحی متشکل از خاک های مسئله دار دستی یا خاکریزهای غیرمهندسی می‏باشد. اگر انباشتن خاک های ذکر شده به صورت انبوهی و بدون درنظر گرفتن تمهیدات ویژه مربوط به ضخامت خاکریزی و متراکم سازی صورت گیرد، پس از بارگذاری ناشی از ساخت و ساز، عوارضی از قبیل تغییرات حجمی، ضعف باربری و ناپایداری داخلی را به دنبال خواهد داشت. در مجموع در انواع خاکریزهای غیرمهندسی متناسب با نوع ماده متشکله آن ها، زمان و چگونگی جاگذاری، گستره آن ها در پلان و پروفیل و چگونگی فعالیت های عمرانی بر روی آن ها اقدامات ویژه بهسازی و محافظت ضروری می باشد. برای یک مجموعه ساختمانی در اطراف تهران به دلیل انباشت غیراصولی نخاله ها و در نتیجه تراکم نامناسب و طبیعت متخلخل، وقوع نشست های غیر عادی در اثر اعمال بارهای سازه ای بسیار محتمل بود، به همین دلیل اقدامات ویژه بهسازی و محافظتی ضروری می‏شود. همچنین با توجه به عمق قابل توجه لایه های خاک دستی، بهسازی سطحی به تنهایی کافی نبوده و می بایست روش های بهسازی نیمه عمیق و یا عمیق جهت کنترل شرایط موجود به کار گرفته می‏شد. در این مقاله رابطه خصوصیات زمین شناسی مهندسی ساختگاه پروژه و ارزیابی پارامترهای ژیوتکنیکی خاک های دستی بهسازی شده در انتخاب نوع و روش های بهسازی مورد بررسی قرار گرفت. روش های خاک برداری، متراکم سازی سطحی، تزریق انبوهی بستر و ریزشمع به عنوان مناسب ترین گزینه از منظر اقتصادی، فنی و اجرایی انتخاب و مورد آزمایش قرار گرفتند. در مجموع با حصول اهداف بهسازی و مقاوم‏سازی شالوده و تامین اهداف ژیوتکنیکی، اقدامات معمول پی سازی سطحی برای زیرسازه تحقق یافت.
    کلیدواژگان: مدیریت بهیته، خاکریز غیرمهندسی، مدفن ضایعات ساختمانی، عوارض ژئوتکنیکی، بهسازی بستر
  • احمد دالوند، حسین حاتمی*، آرزو صیدی چگنی صفحات 131-151
    ماهیت بارگذاری های ضربه ای و دینامیکی به دلیل اعمال نیروی زیاد در چند میلی ثانیه با بارگذاری استاتیکی متفاوت می باشد. میزان جذب و استهلاک انرژی در مواد کامپوزیتی، معیاری مناسب به منظور بررسی عملکرد آنها در برابر بارهای ضربه ای می باشد. جاذب های انرژی به طور وسیعی در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. از طرفی استفاده از کامپوزیت های توانمند خود تراکم به دلیل ویژگی های منحصر به فرد آن، مورد توجه محققین قرار گرفته است. مقاومت فشاری و کششی بالا، مقاومت خمشی بالا موجب توجه بیش از پیش محققین به این نوع از کامپوزیت های سیمانی شده است. در این تحقیق بصورت یک کار جامع آزمایشگاهی با استفاده از 4 طرح اختلاط پایه، 64 پنل کامپوزیتی مستطیلی در دو گروه به ابعاد 100 در 100 میلیمتر با چهار ضخامت 30، 45، 60 و 75 میلیمتر ساخته و تحت بار ضربه ای دینامیکی تست شده اند. بر روی هر چهار طرح اختلاط ساخته شده، آزمایش های مقاومت فشاری، کششی و خمشی انجام گردید. از الیاف فولادی با درصد های 0، 25/0، 5/0 و 75/0 با طول 25 میلی متر به منظور ساخت کامپوزیت های سیمانی استفاده شد. دستگاه آزمایش ضربه از چکشی به وزن 180 کیلوگرم و توان 7500 ژول در این تحقیق استفاده شده است. نمونه ها با ارتفاع سقوط 600 میلیمتر، تحت بار گذاری دینامیکی قرار گرفته اند. مطابق با نتایج آزمایشگاهی مشاهده گردید که استفاده ترکیبی از الیاف و ورق های مشبک فولادی به صورت ترکیبی، موجب افزایش میزان جذب انرژی به طور قابل ملاحظه ای شد. همچنین نیروی پیک اولیه نیز افزایش یافت و همچنین طول لهیدگی و تغییر شکل نمونه کاهش یافت.
    کلیدواژگان: کامپوزیت سیمانی، مقاومت ضربه ای، الیاف فولادی میکرو، جاذب انرژی، رفتار نیرو - جابجایی
  • سیروس غلامپور، علی ناصری*، غزاله متولی صفحات 152-172
    زلزله یکی از آشناترین پدیده های طبیعی است که به دلیل عدم امکان پیش بینی زمان وقوع و پیشگیری از زمین لرزه به دنبال خود خسارات جانی و مالی بسیاری را به همراه دارد و ایران با ساختار ویژه لرزه زمین ساخت، وجود گسل های فعال و لرزه خیزی زیاد در زمره مناطق با خطر بالای زلزله در جهان قرار دارد. یکی از ابزارهای کنترل رفتار سازه استفاده از میراکننده ها است. میراگرهای تسلیمی برای مستهلک کردن انرژی از سرعت و جابجایی نسبی طبقات قاب در سازه ها استفاده می کنند. در این مقاله برای درک بهتر از تاثیر تعداد طبقات و تعداد دهانه ها در رفتار لرزه ای میراگرها، سازه ها در 16 حالت شامل، چهار مدل سازه ای با تعداد طبقات و دهانه های متفاوت (4 طبقه تک دهانه، 4 طبقه سه دهانه، 2 طبقه تک دهانه، 2 طبقه سه دهانه) در دو حالت با میراگر TADAS و بدون میراگر بررسی شدند. سازه ها در نرم افزار sap به صورت کاملا غیر خطی و تحت دو مجموعه 7تایی رکورد دور از گسل و نزدیک گسل تحلیل دینامیکی غیرخطی گردیدند. نتایج نشان می دهد که وجود این نوع میراگر پاسخ های سازه شامل دریفت و برش در حالت دور از گسل به ترتیب به میزان 85/20 و12/21درصد و در حالت نزدیک گسل به میزان 30/23و 84/26درصد کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: زلزله حوزه نزدیک، زلزله حوزه دور، میراگر تسلیمی، TADAS، دریفت
  • قاسم گرجی بندپی، غلامرضا عبدالله زاده درزی*، علی رحمانی فیروزجائی صفحات 173-192

    با مرور مطالعات پیشین در حوزه فروریزش سقف سازه، جای خالی یک روش تحلیلی کارآمد که بتواند مکانیزم ضربه و نحوه گسترش خرابی در تیرها را به نحو مطلوبی مدلسازی نماید احساس می شود. لذا در این مطالعه به بررسی تحلیلی اثرات ضربه تیرها پرداخته شده است. بدین منظور در ابتدا اثرات برخورد جرم معادل متمرکز ناشی از تیر فوقانی بر روی تیر تحتانی مورد بررسی قرار می-گیرد و با فرض رفتار خطی و با استفاده از روابط انرژی جنبشی جرم و انرژی پتانسیل تیر تحتانی، مقدار لنگر وارده ناشی از ضربه در محل ماکزیمم لنگر که وسط دهانه می باشد محاسبه گردید و سپس با در نظر گرفتن یک سازه فولادی متعارف، نتایج محاسبات نشان می دهد که لنگر وارده از لنگر حد تسلیم تیر تحتانی بیش از هشت برابر بزرگتر می باشد و لذا در وسط دهانه لولای پلاستیک بوجود خواهد آمد. در ادامه با استفاده از معادله حرکت، تابع سرعت در نقاط مختلف تیر تحتانی محاسبه گردیده است و با استفاده از رابطه تعادل لنگر در محل وسط دهانه و یک نقطه دلخواه که آن نقطه در واقع محل لولای فرضی است که به صورت موج در حال رسیدن به تکیه گاه ها می باشد، زمان رسیدن لولا به تکیه گاه ها بدست آمده است و همچنین تابع تغییرمکان در نقاط مختلف تیر تحتانی محاسبه شده است. سپس نمودارها و جداول مربوطه ترسیم گردیده و این نمودارها با نمودار ظرفیت نهایی تغییرمکان تیر تحتانی مقایسه گردید که نتایج نشان می دهد تیر تحتانی تحت اثر ضربه ناشی از جرم معادل تیر فوقانی دچار تخریب خواهد شد و گسترش خرابی به تیرهای زیرین رخ خواهد داد. در پایان جهت افزایش دقت مدلسازی ضربه تیر فوقانی به تحتانی، اثرات ضربه ثانویه طرفین تیر فوقانی مدلسازی و محاسبه گردید. نتایج نشان می دهد ضربه ثانویه نسبت به ضربه اولیه جرم معادل تیر فوقانی اثر ناچیزی در پاسخ های تیر تحتانی دارد.

    کلیدواژگان: ضربه تیر، جرم معادل، انرژی جنبشی و پتانسیل، لولای پلاستیک، نمودار ظرفیت، ضربه ثانویه، سازه فولادی، تخریب پیش رونده
  • بهادر حبیبی پورزارع، عبدالحسین فلاحی*، ارژنگ صادقی صفحات 193-219
    یکی از روش های ساده شده که هر روز در حال پیشرفت و تکمیل شدن است آنالیز استاتیکی غیرخطی است که قابلیت ارزیابی مستقیم عملکرد سازه در هر حالت حدی و ارایه اطلاعات از رفتار غیرخطی سازه را دارا بوده و در عین حال پیچیدگی های آنالیز دینامیکی غیر-خطی را ندارد. در این مطالعه پاسخ سازه ای روش تحلیل استاتیکی غیر خطی استاندارد 2800، با آیین نامه ASCE/SEI 41-13 آمریکا و روش پوش آور بهنگام شونده بر اساس جابجایی (DAP) در سه مدل ساختمان بتن آرمه 3، 7 و 10 طبقه با شکل پذیری متوسط مورد مقایسه قرار گرفته است. به منظور بررسی دقت روش های تحلیل استاتیکی غیر خطی و رفتار لرزه ای سازه ها، تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی (NTHA) که دقیق ترین روش برای ارزیابی نیاز های لرزه ای ساز ه ها تحت اثر شتابنگاشت های حرکت زمین است، با استفاده از 7 رکورد زلزله حوزه دور برای هر سازه انجام شده است. نتایج حاصل از این تحقیق بیانگر آن است که در سازه 3 و 10 طبقه، دقت روش تحلیل استاتیکی غیر خطی استاندارد 2800 با توزیع نیرو های حاصل از تحلیل دینامیکی طیفی در تخمین جابجایی طبقات و جابجایی نسبی طبقه نسبت به روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی بیشتر می باشد. برای سازه 7 طبقه، روش پوش آور با الگوی بار بهنگام شونده بر اساس جابجایی، بیشترین دقت را بین روش های تحلیل استاتیکی غیرخطی کلاسیک در تخمین پارامتر های جابجایی نسبی طبقات به خود اختصاص داده است. در سازه 3 و 10 طبقه روش تحلیل استاتیکی غیر خطی استاندارد 2800 با توزیع متناسب با نیرو های حاصل از تحلیل دینامیکی طیفی با درصد خطای کمتری، متوسط جابجایی نسبی طبقات را تخمین می زند. همچنین روش تحلیل استاتیکی غیر خطی استاندارد 2800 با توزیع یکنواخت متناسب با جرم طبقات در هر سه مدل سازه از دقت مناسبی برای تخمین جابجایی نسبی طبقات برخوردار نمی باشد و می تواند از استاندراد 2800 برای سازه های منظم حذف شود
    کلیدواژگان: تحلیل استاتیکی غیر خطی، تحلیل دینامیکی غیر خطی، پوش آور بهنگام شونده، تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر-خطی، سازه بتن آرمه
  • غلامرضا نوری*، جمال برماه، علی معصومی صفحات 220-235
    با توجه به اینکه سازه های معمول فقط در برابر بارهای ثقلی و لرزه ای طراحی می شوند، نیاز است عملکرد این سازه ها در برابر بارگذاری های سریع نیز موردبررسی قرار گیرد تا در صورت لزوم در برابر این آسیب مقاوم و محافظت شوند. در این مقاله اثر آرایش میلگردهای عرضی و فواصل آن ها بر عملکرد المان های تیر- ستون در برابر بار انفجاری مطالعه شده است. بدین منظور 13 مدل مختلف با آرایش میلگردهای عرضی متفاوت تحت انفجار نزدیک با 25 کیلوگرم TNT قرار گرفت. مدل سازی به روش اجزا محدود در نرم افزار اتوداین (Autodyn) انجام شد و پارامترهای مدل سازی انفجار، مدل های رفتاری المان بتنی و میلگردها، ابعاد مش بندی هوا و المان بتنی از مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایش میدانی انفجار در مطالعات پیشین تعیین و صحت سنجی شدند. در این پژوهش پنج تیپ آرایش میلگرد عرضی متناسب با فواصل خاموت ها و 3 نوع شکل خاموت گذاری مدل سازی شدند. برای آرایش خاموت ها، خاموت مربعی، خاموت مربعی همراه با سنجاق و خاموت مربعی همراه خاموت لوزی شکل استفاده شد. میزان تغییر شکل و نحوه خرابی المان ها به عنوان معیار عملکرد حالت های مختلف باهم دیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد به ازای مقدار آرماتور ثابت، المان تیر -ستون با خاموت مربعی همراه با سنجاق، تغییر شکل کمتر و عملکرد بهتری نسبت به سایر آرایش های خاموت عرضی دارد، به طوری که میزان حداکثر تغییر شکل در مدل A-1 (خاموت مربعی) 65 میلی متر و در مدل D-2 (خاموت مربعی همراه با سنجاق)، 26 میلی متر به دست آمده است که کاهش 60 درصدی را نشان می دهد و همچنین خرابی در طول المان برای مدل D-2 مشاهده نمی شود.
    کلیدواژگان: انفجار حوزه نزدیک، تیر- ستون بتنی، میلگردهای عرضی، نرم افزار اتوداین، تحلیل غیرخطی
  • الهام معروفی، محمدرضا منصوری*، عبدالرضا سروقد مقدم، آرمین عظیمی نژاد صفحات 236-255

    سیستم قاب با ستون پیوند شده به عنوان یک سیستم باربر لرزه ای مقاوم، با رفتار تیرپیوند شکل پذیر به عنوان فیوز برشی، در سطوح مختلف خطر سبب کاهش و یا عدم آسیب در دیگر اعضاء سازه خواهد شد. در این مقاله به ارزیابی لرزه ای روش های طراحی سیستم قاب با ستون پیوند شده فولادی پرداخته شده است.در ادامه تحقیق به هدف بهبود عملکرد لرزه ای نمونه های طراحی شده، سیستم جدید و بهینه ای با آرایش قرار گیری ستون پیوند شده دوتایی پیشنهاد شده است. به همین منظور مدل 3 طبقه از مد لهای SAC با 2 دهانه تیر پیوند و 4 دهانه قاب خمشی به دو روش پیشنهادی شعیبی و ملکوتیان طراحی شده است. مدل ها به سه شکل مورد مطالعه قرار گرفته است : 1- مدل طراحی شده به روش طراحی ملکوتیان (MaM) 2-مدل طراحی شده به روش طراحی شعیبی (ShM)3- مدل قاب با ستون پیوند شده با آرایش دوتایی (DLCF)..مدل ها تحت تحلیل دینامیکی فزاینده طبق دستور العمل FEMAP695 در نرم افزارOPENSEES مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که مدل طراحی شده به روش شعیبی (ShM) به طور متوسط 50 درصد ظرفیت بیشتری نسبت به مدل طراحی شده به روش ملکوتیان (MaM) دارد و به طور متوسط 14درصد ظرفیت بیشتری نسبت به مدل DLCF دارد.در انتها نتایج نشان می دهد تغییر آرایش قرار گیری ستون پیوند در مدل DLCF به طور متوسط باعث افزایش 23 درصدی ظرفیت سازه ،ظرفیت تیرپیوند در جذب انرژی و ظرفیت برش پایه نسبت به مدلMaM شده است

    کلیدواژگان: فیوز سازه ای، قاب با ستون پیوند شده، تیر پیوند، طراحی لرزه ای مبتنی بر نیرو، تحلیل دینامیکی فزاینده(IDA)
  • رحمت مدندوست*، صابر دیلمی پشتجوئی صفحات 256-270

    در این مطالعه تاثیر انواع نانو مواد نظیر نانو اکسید های سیلیس (NS)، آلومینیوم (NA) و مس (NC) بر مقاومت فشاری (f’c)، مدول الاستیسیته استاتیکی (Ee)، رابطه f’c - Ee و رابطه مدول الاستیسیته استاتیکی و دینامیکی (Ed) در بتن های خودتراکم بررسی گردید. نانو مواد مذکور به عنوان ماده چسباننده جایگزین بخشی از وزن سیمان استفاده شدند. برای این منظور نمونه های استوانه ای استاندارد حاوی NS، NA و NC به ترتیب با مقادیر 5/1، 25/0 و 25/0 درصد، در سنین بین 3 تا 90 روز تحت آزمایش های f’c مطابق ASTM C39/39M-16b، Ee مطابق ASTM C469/c469M-14 و Ed مطابق ASTM C597-16 قرار گرفتند. نتایچ نشان داد که افزودن نانو مواد باعث بهبود مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته گردید. روابطی جدید بین مقاومت فشاری و Ee و همچنین روابطی خطی میان Ee و Ed برای این نوع بتن های خودتراکم تعریف شد و مشاهده شد که نوع و مقدار نانو مواد، فارق از نوع آن، بر این روابط اثر گذار است. در سنین اولیه Ee اندازه گیری شده کمتر از Ee محاسبه شده از آیین نامه های ACI 318-14، ACI 363-10 و CSA A23.3-14 است اما با افزایش مقاومت اختلاف میان این دو کاهش یافت و به نظر میرسد که در مقاومت های بالاتر از 45 مگاپاسکال Ee تخمین زده شده در این مطالعه بیشتر از Ee محاسبه شده از رابطه ACI 363-10 است. همواره Ed از Ee بیشتر است و با افزایش مقاومت اختلاف آن ها کاهش می یابد. همچنین مشاهده گردید که اختلاف میان Ee و Ed در بتن های خودتراکم این مطالعه بیشتر از اختلاف آن ها در روابط پیشنهادی آیین نامه 2 BS 8110: Part و مطالعات گذشته است.

    کلیدواژگان: مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته استاتیکی، مدول الاستیسیته دینامیکی، نانو مواد، بتن خودتراکم
  • مریم بهشتی، پیام اسدی* صفحات 271-285
    استفاده از میراگرهای ویسکوالاستیک یکی از موثرترین راهکارها برای مقاو مسازی لرزه ای ساز ه ها هستند. نتایج بسیاری از مطالعات آزمایشگاهی نشان داده است که مدل های مشتق کسری برای مدلسازی میراگرهای ویسکوالاستیک دارای دقت بسیار بالایی بوده است. نیروی میراگر ویسکوز تنها دارای رابطه خطی با سرعت است، اما نیروی میراگر ویسکوالاستیک مشتق کسری ، علاوه بر این که رابطه خطی با سرعت ندارد، به مقادیر فرکانس تحریک و دمای محیط نیز مرتبط است. همچنین معادله دینامیکی سازه مجهز به این نوع میراگرها و محاسبه پاسخ این سازه ها تحت تحریک زلزله، دارای پیچیدگی های بسیاری است. در این مقاله پاسخ های سازه های مجهز به این نوع میراگرها، محاسبه شده و ارزیابی لرزه ای آنها با توجه به تغییرات دمای محیط و همچنین تصادفی بودن شتاب نگاشت تحریک، انجام شده است. معادلات ارایه شده برای سازه فولادی 5 طبقه ای که با میراگرهای ویسکوالاستیک دارای رفتار مشتق کسری ، مقاوم سازی شده است، به کار گرفته شده است. مقادیر حداکثر جابجایی نسبی طبقه ای سازه کنترل شده در سطوح خطر زلزله بهره برداری، طرح و حداکثر با سازه اولیه مقایسه شده و همچنین با توجه به تصادفی بودن تحریک ها از منحنی شگنندگی برای مقایسه پاسخ ها استفاده شده است. نتایج نشان داده است، که این میراگرها مقادیر پاسخ سازه ها در برابر زلزله و احتمال فراگذشت از حدود عملکردی را کاهش داده اند. همچنین تغییرات دما در تغییر مقادیر پاسخ ها بسیار موثر بوده است.
    کلیدواژگان: میراگر مشتق کسری، آسیب پذیری لرزه ای، اثر دما، منحنی شکنندگی، قاب فولادی ضعیف
  • علیرضا کازرونیان*، محمدتقی کاظمی صفحات 286-306

    مشاهدات از زلزله های گذشته در ساختمان های بتن مسلح نشان می دهد که تیغه های جداکننده بنایی می توانند زندگی ساکنان را به خطر انداخته و منجر به آسیب و زیان قابل توجهی شوند. اکثر آیین نامه های کنونی، اثرات غیرخطی و مودهای بالاتر سازه و رفتار سه بعدی تیغه ها را بر روی نیازهای لرزه ای خارج از صفحه این اجزا به طور همزمان در نظر نمی گیرند و هدف اصلی این پژوهش بررسی اثر این موارد به صورت توام می باشد. در این تحقیق عملکرد لرزه ای تیغه های ساخته شده از آجر مجوف و مستقر در طبقات مختلف ساختمان های 3، 7 و 11 طبقه با قابهای سه بعدی خمشی بتن مسلح ویژه و تحت تاثیر مجموعه ای از 7 زلزله مناسب مورد ارزیابی قرار گرفته است. از برنامه اجزای محدود OpenSees جهت تحلیل غیرخطی تاریخچه پاسخ لرزه ای استفاده شده است. برای هر نمونه، میانگین حداکثر پاسخ های تیغه ناشی از تحریک های لرزه ای محاسبه و این نیروهای حاصل از تحلیل، که بعضی از آنها با نتایج مطالعات موجود صحت سنجی شده اند، با مقادیر آیین نامه مقایسه شدند. نتایج نشان می دهد که در اکثر نمونه ها به علت تاثیر مودهای بالاتر سازه ها، نیازهای لرزه ای تحلیلی تیغه های واقع در نیمه پایینی بیشتر از مقادیر حاصل از ضوابط آیین نامه بوده و حداکثر آنها حتی تا 54/1 برابر مقدار محاسبه شده بر اساس آیین نامه می باشد. ضوابط آیین نامه برای تیغه های واقع در نیمه فوقانی ساختمان ها به صورت محافظه کارانه می باشند.

    کلیدواژگان: تیغه جداکننده، رفتار سه بعدی، مودهای بالاتر، تحلیل تاریخچه پاسخ، نیاز لرزه ای
  • محمدجمال ملک خانی، جعفر بلوری بزاز* صفحات 307-326

    شناخت رفتار و نحوه توزیع بار بین شمع و پی در پی رادیه شمع به دلیل رفتار غیرخطی و وابسته به نشست و نیز وجود پیچیدگی های ناشی از اندرکنش ها مساله ای کلیدی می باشد. اخیرا پژوهشگران مدل هایی را برای تخمین نسبت سهم باربری شمع ها در پی رادیه شمع بر مبنای تحلیل های عددی به فرم معادله هایپربولیک نرمالیزه شده ارایه کرده اند. این مدل ها بر اساس نتایج آزمایشگاهی و با لحاظ نمودن اثر اندرکنش های مختلف بین شمع-پی-خاک، ابعاد پی و شمع و مقدار نشست سطحی پی می باشند. هدف انجام پژوهش حاضر بررسی رفتار پی رادیه شمع و تعیین سهم باربری شمع ها در این سیستم به روش آزمایشگاهی می باشد. بنابراین با تغییر تعداد و طول شمع ها و تراکم ماسه بستر، آزمایش هایی تحت بار قایم بر روی پی رادیه شمع، گروه شمع و پی بدون شمع انجام شده است. به این منظور سیستم بارگذاری ترکیبی ابداعی با بهره گیری از ابزار دقیق طراحی و ساخته شد و سپس سهم باربری شمع ها به روشی نوین با اندازه گیری فشار خاک زیر پی در هر مقدار نشست و با توجه به کل بار وارده محاسبه شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، ظرفیت باربری پی رادیه شمع در حالت مشابه بیش از پی سطحی و تقریبا دو برابر گروه شمع می باشد. همچنین افزایش تعداد شمع در پی رادیه شمع و گروه شمع باعث بهبود ظرفیت باربری خاک و کاهش نشست می گردد. نسبت سهم باربری شمع ها با افزایش مقدار نشست سطحی روند نزولی دارد که این سهم با افزایش تعداد شمع ها در حالت مشابه افزایش یافته است. در این پژوهش ظرفیت باربری نهایی گروه شمع ها که به صورت آزمایشگاهی به دست آمده با معیار بیان شده در مدل هایپربولیک پیشنهادی توسط سایر محققین مقایسه شده است. سپس مدل مزبور با استفاده از روش های محاسباتی تصحیح گشته که بیانگر انطباق خوبی بین نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی می باشد.

    کلیدواژگان: پی رادیه شمع، گروه شمع، پی بدون شمع، نسبت سهم باربری، مدل هایپربولیک
  • محمد سقای صاحب الزمان، محمدرضا شیدایی*، علیرضا سلماسی صفحات 327-342

    امروزه استفاده از سیستم های قاب خمشی فولادی به عنوان یک سیستم باربر جانبی کارآمد در برابر نیروهای لرزه ای مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه تاثیر مدل سازی مفاصل پلاستیک اتصالات صلب بر مقاومت سازه های قاب خمشی فولادی در برابر خرابی پیشرونده بررسی شده است. برای مطالعه رفتار خرابی پیشرونده ساختمان های نمونه، دو مدل سازه 3 و 5 طبقه طراحی شده و سپس تعریف و مدل سازی مفاصل پلاستیک در دو حالت مختلف انجام شده است. در حالت اول مفاصل پلاستیک صرفا برای اعضای تیر و ستون مدل سازی شدند و در حالت دوم مفاصل پلاستیک علاوه بر اعضای تیر و ستون برای اتصالات نیز در نظر گرفته شده اند. اتصالات بررسی شده شامل پنج نوع مختلف اتصال صلب شامل WFP ، WBH، WCPinWUF، WUF-B و Welded top and bottom haunch بودند. ارزیابی پتانسیل خرابی پیشرونده سازه های مذکور به ازای حذف ستون های پیرامونی و داخلی به روش مسیر جایگزین استاتیکی غیرخطی مطابق آیین نامه UFC انجام گرفته است. نتایج تجزیه و تحلیل ها نشان می دهند که با تعریف و اعمال همزمان مفاصل پلاستیک در محل اتصالات و اعضای تیر و ستون، سازه مقاومت کمتری در برابر خرابی پیشرونده از خود نشان می دهد و مقاومت سازه به مقدار واقعی خود نزدیک تر می شود. مدل سازی همزمان مفاصل پلاستیک برای اتصالات و اعضا در کمترین حالت 20% و در بیشترین حالت 37% بر روی کاهش مقاومت سازه در برابر خرابی پیشرونده تاثیر می گذارد. لذا مدل سازی مفاصل پلاستیک اتصالات و اعضا به صورت همزمان باید به عنوان یک اصل بسیار مهم در نظر گرفته شود. با توجه به نتایج مقایسه ای می توان نتیجه گرفت که اتصال WCPinWUF و WUF-B به ترتیب بهترین رفتار و ضعیف ترین عملکرد را نسبت به سایر اتصالات در برابر خرابی پیشرونده نشان می دهند.

    کلیدواژگان: خرابی پیشرونده، قاب خمشی فولادی، مفصل پلاستیک، روش مسیر جایگزین، تحلیل استاتیکی غیرخطی
|
  • Mohsen Izadinia *, Nima Riahy Pages 5-22
    Hollow structural sections (HSS) have been used in many structural applications, owing to their efficient structural performance and suitable appearance. However, due to the lack of access inside the HSS column for bolting purposes, it has been difficult to develop a practical bolted moment connection. Thus, field welded beam-to-HSS column connections have been the only viable method. Recently some blind fasteners are developed to be used in application which access for installation is only from one side of the connection. At the moment different blind bolts were designed for use in one side connections. In this project, comparison of the test result of an article and three dimensional finite element modeling of the blind bolted end plate joint with concrete-filled square hollow section columns to steel beam and Lindapter blind bolt (Hollo-Bolt) under monotonic loading indicates that the finite element analyses can be used to predict the connection behavior with sufficient accuracy. After that studied parametric investigation under cyclic loading into the end plates thickness, bolt diameter and bolt pretension force for the blind bolted extended and flush end plate connections of steel beams to hollow section column with ABAQUS and got moment-rotation hysteretic curve of each ones. Results have shown that the end plates thickness, bolt diameter and bolt pretension force have influenced on the connection behavior.
    Keywords: blind bolt, Flush end plate, Extended end plate, cyclic loading, Finite element modelling
  • Hamed Gholami Heidarabadi, J. Keyvani Ghamsari *, Seyed Hosein Hoseini Lavasani Pages 23-41

    Nowadays, nonlinear static and dynamic analyses methods are rapidly expanding to evaluate the seismic performance of structures. Nonlinear dynamic analyses methods require a large amount of computations and are relatively time consuming. This fact has led to the emergence of novel methods based on the concepts of nonlinear static and dynamic analyses. One of the most widely used structures in tall buildings is a combination of the two popular building structures: Bundled tube frame and belt truss. This structural form is effective in reducing the structure responses to lateral loadings. In this paper, two 20-story Steel buildings with different arrangement of resistant rigid belt truss in the 19th and 20th stories have been evaluated under 7 pairs of far and near-field scaled ground motion. Incremental dynamic (IDA), Incremental modified Pushover (IMPA), modal pushover (MPA), and dynamic time history analyses have been conducted to evaluate the seismic response of the structures. The accuracy of the IMPA method has been compared to that of the Incremental Dynamic Analysis (IDA), and a comparison has been also made between nonlinear behavior of the studied models, with and without the belt truss. Results indicate the significant difference in the story drift in the three aforementioned structural configurations under high-amplitude speed pulses. Structures stiffened with belt truss at higher levels of PGA have collapsed and the seismic capacity of the frame has been increased in the upper floors. Maximum relative displacement has been occurred in the inelastic response area near the middle stories.

    Keywords: Nonlinear analysis, Incremental Dynamic Analysis, Incremental modified nonlinear static analysis, Seismic Performance, Belt truss
  • Ebrahim Zamani Beydokhti *, AmirMohammad Taghavi, Hamed Kouhestanian Pages 42-61

    In this study, the effect of isolators positioning at three Levels and different arrangements on seismic response of RC buildings are investigated. For this purpose 18 RC building of 4, 8 and 12 story with and without lead rubber bearing (LRB) isolators were selected. The LRB isolators positioned at three Levels and five different arrangements were modeled in Opensees software. The near field and far fault earthquakes were added to the frames and incremental dynamic analysis was performed. The fragility curves base on inter-story drift ratio as well as the IDA curves base on maximum inter-story drift ratio, maximum base shear, maximum roof displacement and acceleration versus peak ground accelerations (PGA) were plotted and compared. The results showed that among the isolated structures, the isolator positioning at the level of below the first floor (type 1 and type 2) had the best performance in reducing responses. The positioning type 1 (MSI-1) resulted the best decreasing in inter-story drift ratio and base shear. In addition, this type of isolator had the best increasing the PGA according to median fragility between the different types of the positioning levels. The recommended type of isolator had the best performance, especially in high rise buildings in severe damage levels.

    Keywords: Incremental dynamic analysis (IDA), Lead rubber bearing (LRB), Fragility curves, Near fault, earthquakes, Far field earthquakes
  • Mohammad Bavandi, Abdolreza Sarvghad Moghadam *, MohammadReza Mansoori, Armin Aziminejad Pages 62-81

    Traditional earthquake-resistant systems are dependent on the inelastic response of the building members. These systems experience significant residual displacements after major earthquakes due to seismic energy distribution all over the building and make their repair uneconomical. Self-Centering systems in steel frame buildings omit residual displacements and concentrate building damage on Self-Centering connection and reduce the cost of repair. Due to the dispersion of the response of Self-Centering systems against different earthquakes, it is necessary to determine an index to control sensitivity of these systems against various records. In this paper, developing an efficiency index of steel moment frame systems with Self-Centering connections using the dispersion index's methodology is discussed. After performing the time history dynamic analyses of two steel buildings with 3 and 9 floors, six types of self-centering connections for each frame with seven dispersion indices were evaluated. Decreased dispersion of responses indicate that the system is more efficient. Among these, under the optimization of indices, it is tried to select an index with a better performance which resulted to CV index (coefficient of variation). Finally, the structure with the least dispersion of responses is selected from the viewpoint of efficiency. The selected model of this research for 3 and 9 story buildings is model M5 which is the fifth model of Moradi models.*

    Keywords: Self-Centering, Efficiency index, Posttensioned, Index of Dispersion, Residual Response
  • Seyed Fathollah Sajedi *, Reza Afshar Pages 82-96

    Today, it is quite clear that the speed of development of infrastructure in developing countries has led to much damage to the environment. Concrete is one of the products that plays an important role in the use of non-renewable resources. Today, the vision of sustainable development in the manufacturing industry is growing and increasing, and concrete is at the forefront of this as one of the most widely used construction products. The present study investigates the effect of the use of silica-fume (SF) pozzolan powder on the mechanical properties of recycled concrete made from fine recycled aggregates. Recycled concretes consists of different levels of replacement of fine recycled concrete with natural fines. In order to improve the quality of recycled concrete, Pozzolan was introduced at various levels with cement. To determine and compare the mechanical properties of concrete, 12 mixing designs were made and compressive strength tests at 7, 28 and 91 days, tensile strength, and ultrasound velocity at 28 days of age were performed. The results showed that, generally speaking, in the 28-day period, the use of SF can cause 25% recycled concretes to achieve a desirable 40 MPa strength. The use of 10% SF replacement rate, especially in concrete containing 25% recycled aggregates, made the mechanical properties of recyclable concretes significantly closer to conventional concrete.

    Keywords: Recycled Concrete, Mechanical properties, Pozzolan, Silica-fume powder, Fine recycled aggregates
  • Ahmad Alinezhad, Sadegh Dardaei *, Hamed Bagheri Pages 97-110
    In this paper, factors affecting the mechanical properties of polymeric granite artificial stone have been investigated. Epoxy resin and three types of additives called Poly ether ether ketone, Silicon rubber, and Nanoclay have been used to make the artificial stone. Unlike previous research on resin alone, this study has been conducted on artificial stone and samples made using these materials. These samples are compared with the control sample and the sample with optimal mechanical characteristics. The method of making artificial stone is that crushed stone blend with resin, and is molded into molds that are defined according to the American Association of Materials and Testing. Samples were made with two percentages of 7.5 and 15 percent to determine the optimum amount of additive. After curing, the sample is subjected to testing. The results obtained from these experiments for artificial stone show that the addition of polyether ether ketone to epoxy resin compressive strength by more than 30%. 7.5wt% of Nanoclay increases more than 6% in compressive strength in epoxy resin. Therefore, the amount of 7.5% by weight of the additive has been selected as the optimum percentage and only this percent is considered in the manufacture of flexural and tensile strength samples. Adding Silicon rubber to the epoxy resin, increases the flexural strength by 7%. Contrary to expectation, Nanoclay reduces flexural strength significantly. By examining the results of the tensile test, it was determined that the addition of silicon to the epoxy resin increased the resistance to 46% . It is concluded that the addition of silicon rubber has been effective in increasing the compressive strength and in increasing the flexural and tensile strength and adding polyether ether ketone.
    Keywords: artificial stone, Epoxy, Vinyelester, Silicon Rubber, Poly Ether Ether Keton, Nanoclay
  • Majid Ahmadpour * Pages 111-130
    Assessment and investigation of soil and bedrock properties is of an essence for construction of residential, commercial as well as industrial complexes. In order for the foundation system of such projects to be opted, it is necessary to assess the geotechnical characteristics of the site. In many projects where the site is located on problematic soils or non-engineered fills, if the accumulation of the soil is done with no specific consideration of controlling the fill thickness and compaction, the soil will experience some major problems regarding volumetric changes, bearing deficiencies, and internal instability. Therefore, it is crucial in such fills to employ some soil improvement and preservation measures in accordance with their materials, time and circumstance of the fill formation. In construction procedure of a complex near Tehran, due to non-engineered accumulation of debris and inappropriate compaction, it was recognized that the project was prone to unallowable differential settlement and instability, and for this reason, it was required to improve the subsoil properties by means of ground improvement techniques. Moreover, owing to the significant depth of problematic soils, the shallow improvement approaches would not suffice, and consequently, using semi-deep or deep improvement techniques were mandatory. In this paper, the geological characteristics of the site in line with assessment of the soil geotechnical properties after improvement were analyses in order to select the more appropriate improvement methods. Among different alternatives, the combination of earth works, shallow compaction, jet grouting and employing micropiles was shown to be the more optimum option from economical, technical, and feasibility perspectives, and therefore, was employed in the project.
    Keywords: Optimum management, Non-engineered fill, landfills, Geotechnical consequences, Soil Improvement
  • Ahmad Dalvand, Hossein Hatami *, Arezo Seyedi Chegini Pages 131-151
    The nature of dynamic loading is different due to the high force in a few milliseconds with static loading. The amount of energy absorption and energy loss in composite materials is a suitable measurement to evaluate the performance against impact loads. On the other hand, the use of self-compacting composites due to its unique properties has attracted the attention of researchers. High compressive and tensile strength, high flexural strength, has attracted more attention from researchers to this kind of cement composites. In this research, in the form of a comprehensive laboratory work, using four basement mixing designs, 64 rectangular composite panels were constructed in two groups of 100*100 mm with four thicknesses of 30, 45, 60 and 75 mm and tested under dynamic loading. Tensile and flexural strength tests were made on all four mixing designs. Steel fibers with percentages of 0, 0.25, 0.5 and 0.75 with length of 25 mm were used for the construction of cement composites. The drop hammer test machine with weighs 180 kg and the power of 7500 J is used. According to laboratory results, the combined use of steel and fiber reinforced steel sheets increased the energy absorption considerably. Also, the initial peak force increased and the deformation length decreased.
    Keywords: Cement composite, Compressive strength, Micro steel fibers, energy absorber, Force-Displacement curve
  • Siroos Gholampoor, Ali Naseri *, Ghazaleh Motevali Pages 152-172
    The earthquake is one of the natural phenomena, this is due to the impossibility to predict the time of the occurrence and impossibility prevention of earthquakes and then followed many physical's and financial Damage and Iran with the particular structure of the quake there, active and Seism tectonics in granite is among the areas with high risk of earthquakes in the world. One of the tools to control the behavior of the structures is the use of the Dampers .Structural control means that the characteristics of the dynamic behavior of structures to be set up in a way that the structural response under the effect of external irritation about not allowed outside .TADAS Yielding plate damper for loses of energy from controlled the speed and relative displacement of frame structures using classes ,Be aware of the performance and impact of the damper efficiency, engineers use them to help reduce the damage caused by the earthquake. Structural models consist of a four-story structure model, one span and three spans, and a two-story, one-and three-span structures, which were completely non-linear in sap software. And then same structure check with TADAS Damper on far from and near fault. The results show that the presence of this type of damper, the structural responses including drift and shear in the far-off faults are 20.85 and 21.12 respectively, and in the near-fault state, decreases by 23.30 and 26.84%, respectively
    Keywords: Near fault, Far fault, Yielding plate damper, TADAS Damper, drift
  • Ghasem Gorji Bandpey, Gholamreza Abdollahzadeh Darzi *, Ali Rahmani Firozjaee Pages 173-192

    By reviewing previous studies in the field of roof’s collapse, an efficient analytical method is required to simulate the impact mechanism and failure procedure. Hence, the purpose of present study is mainly to analyze the beams' impact. Consequently, upper and lower beams are considered to survey the collision effects of upper beam’s equivalent concentrated mass to the lower beam’s midspan in a way that an initial impact caused by mass is taken into account. At first, the maximum bending moment at the midspan is calculated by assuming linear behavior and employing the relations which involves the kinetic energy of concentrated mass and potential energy of the lower beam. Then, studying a conventional steel frame demonstrates that the bending moment is about eight times greater than the bending moment capacity of lower beam, therefore it would lead to formation of a plastic hinge at the midspan. In continue, the mentioned relations are solved by using the equations of motion including inertial effect. The results are used to calculate velocity in different sections of lower beam. Subsequently, the equilibrium equation is employed in the middle of lower beam and a virtual hinge at an arbitrary section which is tending in a wave form to supports is considered. Due to mentioned assumptions by investigating hinge formation behavior, the time of hinge tendency to the supports is calculated. Additionally, displacement values along the lower beam are obtained. Finally, the diagrams and tables are represented by using the obtained equations and compared with the lower beam's displacement capacity. The results demonstrate that the lower beams will collapse due to the collision of concentrated mass of upper beam and progressive collapse occurs in lower stories. Finally, for more accuracy of present study, the effect of secondary impact of upper beam on the lower beam is considered.

    Keywords: steel structure, beams’ impact, concentrated mass, kinetic, potential energy, Plastic hinge, capacity displacement diagram, secondary impact, Progressive collapse
  • Bahador Habibi Pourzare, Arjang Sadeghi Pages 193-219
    One of the simplified methods, which is progressing and completing every day, is a nonlinear static analysis that can directly evaluate the performance of a structure in any limit state and provide information about the nonlinear behavior of the structure, and it also does not have the complexity of nonlinear dynamic analysis. In this study, the structural responses of nonlinear static procedure (NSP) based on standard 2800 were compared with ASCE 41-13 code and displacement -based adaptive pushover (DAP) method in three models of reinforced concrete structures including the 3, 7 and 10 story with medium ductility. In order to study the accuracy of nonlinear static analysis and seismic behavior of structures, nonlinear time history analysis (NTHA) which is the most accurate method in seismic assessment of structures was conducted.The results show that in 3 and 10 story the NSP according to standard 2800 with forces distribution obtained from the spectral dynamical analysis is more accurate than other NSPs in evaluating of story drifts ratio and maximum displacement along the height of buildings. In 7 story, displacement -based adaptive pushover (DAP) method can be estimated story drift ratio more precisely. In 3 and 10 story, the NSP based on 2800 with forces distribution obtained from the spectral dynamical analysis, can estimate the mean story drifts with a lower percentage error. According to the results, in each three model the uniform distribution of nonlinear static procedure (NSP) based on standard 2800 estimates the story drifts with less accuracy and high error. As a suggestion, nonlinear static analysis based on uniform distribution can be eliminated from the standard 2800.
    Keywords: Nonlinear static analysis, Nonlinear dynamic analysis, Adaptive Pushover, Nonlinear time history analysis, Reinforced Concrete Structure
  • Gholamreza Nouri *, Jamal Barmah, Ali Massumi Pages 220-235
    Due to the fact that common structures are designed only against gravity and seismic loads, the performance of these structures must be investigated against impact loading, in order to protect against this damage if necessary. In this paper, the effect of the arrangement of different shape of transverse bars and their spacing on the performance of beam-column element against blast loading has been studied. In this study, 13 model of concrete beam-column element with different transverse bar arrangement has been explored to examine their performance against explosions with 25 kg TNT. The finite element modeling was performed in Autodyn software and the parameters of explosion modeling, behavioral models of concrete elements and rebar, air meshing dimensions and concrete elements were determined with the results of the field test of explosion in previous studies. In this research, five type of transverse bars shape were modeled proportional to the three spacing of transverse bars. The degree of deformation and the mode of failure of the elements were compared as a measure of the performance of different states of each other. The results showed that for constant area of rebar, the element with one square tie and one link has best performance comparing to other arrangements. The maximum deformation rate in the A-1 (with one square tie ) model was 65 mm and in the D-2 model (one square tie and one link), it was 26 mm, showing a decrease of 60%.
    Keywords: Near Field Explosion, Concrete Beam -Column, Transverse rebar, Nonlinear Finite element, Autodyn
  • Elham Maroofi, MohammadReza Mansoori *, Abdolreza Sarvghad Moghadam, Armin Aziminejad Pages 236-255

    The linked column frame (LCF) as a seismic resistant system with the ductile behavior using shear fuse will reduce the damage to other members of the structure at different hazard levels. In this paper, the seismic behavior of the LCF systems designed by Shoaib and Malakoutian procedures has been evaluated. In order to improve the seismic performance of the designed samples, a new and optimal system with the pattern of the double linked columns has been proposed. For this purpose, a 3-story model of SAC buildings with two linked beam bays and four- moment frame bays has been designed by the procedures. The studied models include: 1-The model designed by Malakoutian procedure (MaM), 2- The model designed by Shoaib procedure (ShM) and 3- The LCF with double-linked column pattern (DLCF). Models have been evaluated using incremental dynamic analyses according to FEMAP695 instructions in OPENSEES. The results show that the model designed by Shoaib procedure (ShM) has “50%” and 14% more capacity than the model designed by Malakoutian procedure and the DLCF model respectively. Also the average link beam capacity in the ShM model is “50%” higher than the MaM model. Finally the results show that compared to the MaM model the new pattern of the linked column in the DLCF model has considerably increased the structure’s capacity, the link beam capacity in energy absorption and base shear capacity by an average of 30%.

    Keywords: Structural Fuse, Linked Column Frame, link beam, Force based seismic design, Incremental dynamic analysis (IDA)
  • Rahmat Madandoust *, Saber Deilami Poshtjouei Pages 256-270

    In this study, the influence of different kinds of nanomaterials such as Nano oxides of Silica (NS), Aluminum (NA) and Copper (NC) on compressive strength (f’c), static elastic modulus (Ee), relationship between f’c and Ee and the relationship between static and dynamic elastic modulus (Ed) of self-compacted concrete are examined. The nanomaterials are used as the binder in replacement of Portland cement. For this purpose, standard cylindrical samples containing NS, NA and NC with amounts of 1.5, 0.25 and 0.25%, respectively, were tested between 3 and 90 days. The f’c, Ee and Ed are evaluated according to ASTM C39/39M-16b, ASTM C469/C469M-14 and ASTM C597-16, respectively. Results indicate that adding Nanomaterials lead to improvement of f’c and elasticity module. New relations between f’c and Ee and, also, linear relation between Ee and Ed defined for this kind of self-compacted concretes, and it was observed that type and quantity of the Nanomaterials have impact on these relations. The experimental data of Ee at early ages are smaller than the calculated values of Ee from recommended equations by ACI 318-14, ACI 363-10, and CSA A23.3-14. The difference between experimental data and calculated values of Ee is decreased when f’c increases. when the f’c is higher than 45 MPa, the experimental data of Ee are higher than the calculated values of ACI 363-10. The study indicate that the Ed is always greater than the Ee and the difference between Ed and Ee is decreased when f’c increases. It was found that the differences between Ed and Ee in this study are greater than the differences between Ed and Ee in BS 8110: 2 and the other studies.

    Keywords: nano materials, Compressive strength, Self-Compacted Concrete, static elastic modulus, dynamic elastic modulus
  • Maryam Beheshti, Payam Asadi * Pages 271-285
    Using viscoelastic (VE) dampers is one of the most effective tools for seismic retrofitting of steel structures. The results of many experimental studies demonstrated that using fractional derivative terms for modelling viscoelastic dampers offers an acceptable level of accuracy. Unlike viscous dampers the damping force is not linearly dependent to velocity and it is also highly affected by excitation frequency and ambient temperature. For this reason, solving the dynamic equation and calculating the seismic response of the structures equipped with VE dampers have many complexities. In this paper, the responses of a viscoelastically damped structure are calculated and the seismic performance of the building is evaluated while considering the effects ambient temperature as well as the inherent uncertainties related to ground motion excitation. The proposed relationships were used to calculate the structural responses and assess the seismic performance of a 5-story steel structure retrofitted with fractional viscoelastic dampers. The maximum relative displacement of the controlled structural at the operation, design, and maximum considered expected hazard levels were compared to those of the initial structure (without damper). Furthermore, fragility curves were used to compare responses and exceedance probabilities of performance limit states. The results show great improvement in structural seismic performance related to the reduction of both structural responses and exceedance probabilities of limit states. The effect of temperature changes in results has been also demonstrated.
    Keywords: Fractional Viscoelastic Damper, Seismic Performance Assessment, Temperature effect, Fragility curve, Weak Steel Frame
  • Alireza Kazerounian *, MohammadTaghi Kazemi Pages 286-306

    Observations from past earthquakes in reinforced concrete buildings show that the masonry partitions can endanger the life of buildings occupants and lead to significant damage and loss. The most present codes of practice do not consider the effects of nonlinearity and higher modes of the structure and three-dimensional behavior of partitions on the out-of-plane seismic demands of these components simultaneously and the main purpose of this study is to investigate the effect of these cases together. This research involves assessing the seismic performance of partitions made of the hollow brick located in different stories of 3-, 7- and 11-story buildings containing 3D reinforced concrete special moment frames and subjected to a suite of 7 appropriate earthquakes. A finite element program, OpenSees, has been used for nonlinear seismic response history analysis. The average of the peak of responses of partition, under the seismic excitations, was computed for any model and the forces obtained using the analytical method, which some of them verified with existing studies results, were compared with the values from the code. For the majority of the models, the results show that the analytical seismic demands on partitions, in the lower half, are higher than those calculated using the code provisions because of the effect of higher modes of the structures and the peak values is even up to 1.54 times the computed value based on the code. The code provisions are conservative for the partitions in the upper half of the buildings.

    Keywords: Partition, 3D Behavior, Higher Modes, Response History Analysis, Seismic Demand
  • MohammadJamal Malekkhani, Jafar Bolouri Bazzaz * Pages 307-326

    Because of non-linear and settlement dependent behavior of soil and effect of the interactions, understanding the behavior of piles and raft and the load sharing mechanism in piled rafts is a key issue. Recently, researchers have introduced few normalized hyperbolic models according to numerical analysis to estimate the load-sharing ratio of piles in piled raft foundations. These models are based on experimental results and considering different interaction effects between pile-raft-soil, raft, and pile dimensions and the amount of settlement. The aim of this research is to investigate the behavior of piled raft foundation and to estimate the load-sharing ratio of piles experimentally. So, various tests have been conducted on piled rafts, group piles, and unpiled rafts under vertical loading by changing the number and length of piles and density of bed sand. For this purpose, an innovative combined loading system, instrumented by measuring devices, is designed and constructed; then the load-sharing ratio of piles from the total load with a novel method is estimated by measuring soil pressure underneath the raft at any settlement. According to the results, bearing capacity of piled raft foundation in analogous conditions is more than unpiled raft and twice group piles approximately. Also increasing the number of piles in piled rafts and group piles increases bearing capacity and reduces raft settlement. The load sharing ratio of piles shows downward trend by increasing settlement and it increases with increasing the number of piles in the same conditions. In this study, the ultimate bearing capacity of group piles which have been experimentally obtained is compared with the ultimate criterion of the hyperbolic model proposed by other researchers. Then, the model is modified by mathematical analysis methods indicating good agreement between experimental and analytical results.

    Keywords: Piled raft foundation, Pile group, Unpiled raft, Load sharing ratio, Hyperbolic Model
  • Mohammad Saghaie Sahebalzaman, MohammadReza Sheidaii *, Alireza Salmasi Pages 327-342

    Nowadays, the using of steel moment frames has been considered as an effective lateral load-resisting system against seismic forces. In this research, the effect of plastic hinges modelling of fully restrained connections has been evaluated on the strength of steel moment frame structures against progressive collapse. In order to assessment of the progressive collapse performance of sample structures, two structural models of 3 and 5-story buildings were designed and then the definition and modelling of plastic hinges have been done in two different modes. In the first mode, plastic hinges were modelled only for the beam and column members. In the second mode, plastic hinges were considered for the connections in addition to the beam and column members. The Five different types of investigated connections included WFP, WBH, WCPinWUF, WUF-B, Welded top and bottom haunch. The progressive collapse resistance of these buildings against sudden removal of internal and external column was separately studied using nonlinear static alternate path method presented in the UFC standard. The results of analysis indicated that if the plastic hinges of connections are separately defined in addition to the plastic hinges of beams and columns, the structure will have lower progressive collapse strength, and the resistance of the structure tends to its actual value. Simultaneous modelling of plastic hinges for connections and members at least 20% and maximum 37% affects the reduction of structural strength against progreive collapse. Therefore, the modelling of plastic hinges for connections and members simultaneously should be considered as a important regulation. According to the comparative results, the WCPinWUF and WUF-B connection respectively demonstrated that the most desirable behaviour and the weakest performance against the progressive collapses.

    Keywords: Progressive collapse, Steel moment frame, Plastic hinge, Alternative path method, Nonlinear static analysis