فهرست مطالب

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال هشتم شماره 9 (پیاپی 49، آذر 1400)

  • شماره ویژه 3
  • تاریخ انتشار: 1400/09/08
  • تعداد عناوین: 25
|
  • رضا کریمی، مهرزاد تحملی رودسری* صفحات 6-23

    برخی از سازه های بتنی به علت ضعف در مقاومت بتن یا تغییر آیین نامه ها و ضوابط طراحی نیاز به مقاوم سازی دارند. برای مقاوم سازی قابهای بتنی از روش های مختلفی مانند اضافه نمودن انواع بادبند همگرا و واگرا، ژاکتهای فولادی، دیوار برشی فلزی یا بتنی و... استفاده میشود. مقاوم سازی سازه و ارزیابی مجدد آن، به شرطی امکان پذیر است که خصوصیات رفتاری سیستم لرزه بر ترکیبی جدید مشخص باشد. در این مقاله رفتار قاب بتن مسلح تقویت شده با دیوار برشی فولادی و سیستم شبکه اعضای قطری در برابر بارهای جانبی رفت و برگشتی مورد بررسی قرار گرفته است. 3 قاب خمشی بتن مسلح با ابعاد، آرماتورگذاری و مقاومت بتن یکسان و مقیاس 1:3 ساخته شدند. دو نمونه، با دیوار برشی فولادی یا شبکه اعضای قطری و وزن فولاد یکسان مقاوم سازی شدند. نهایتا سختی، ضریب کاهش مقاومت، شکل پذیری، مقاومت نهایی و جذب انرژی در نمونه ها محاسبه و مقایسه شدند. نتایج نشان می دهند که هر دو روش بهسازی مورد استفاده، موجب ارتقاء مشخصات لرزه ای سازه می گردند، زیرا باعث افزایش مقاومت نهایی، سختی و شکل پذیری سازه اولیه شده اند. دیوار برشی فولادی و شبکه اعضای قطری، مقاومت نهایی سازه را نسبتا یکسان افزایش دادند ولی افزایش شکل پذیری سازه مقاوم سازی شده، در حالت استفاده از شبکه اعضای قطری بطور قابل توجهی بیشتر بود. بنابراین عملکرد لرزه ای شبکه اعضای کششی قطری در مقاوم سازی قاب خمشی بتن آرمه، نسبت به دیوار برشی فولادی بهتر است. هنگام انجام تحلیل های خطی در مقاوم سازی قابهای بتنی، برای معادل سازی رایج دیوار برشی فولادی با اعضای کششی قطری، به علت تفاوت در سختی آنها باید احتیاط نمود.

    کلیدواژگان: مقاوم سازی، قاب خمشی بتن مسلح، دیوار برشی فولادی، شبکه اعضای کششی قطری، بارگذاری چرخه ای
  • علی پروری*، بهاره قربان نژاد صفحات 24-38

    بالا بودن نرخ حوادث و آسیب های ناشی از کار در پروژه های عمرانی، صنعت ساخت وساز را به یکی از پرمخاطره ترین صنایع تبدیل کرده است. ایمنی مبتنی بر رفتاربه عنوان یک رویکرد جدید در مدیریت ایمنی، بر رفتار نا ایمن افراد به عنوان مهم ترین علت وقوع حوادث بیش از پیش تاکید دارد. در راستای اجرای این رویکرد بررسی عواملی که زمینه ساز ایمنی رفتاری کارکنان می باشد امری ضروری است. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر عوامل سازمانی بر عوامل جو ایمنی که از مهم ترین فاکتورهای پیش زمینه ای رفتار ایمنی کارکنان هستند، می باشد. در این مطالعه که به روش مدل سازی معادلات ساختاری و با استفاده از نرم افزارAMOS 22 انجام شده است، در مرحله اول مدل اندازه گیری با استفاده از تحلیل عاملی تاییدی ارزیابی شد و در ادامه مدل ساختاری طراحی شده بر اساس فرضیات پژوهش، مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت. شاخص های برازش به دست آمده در این پژوهش (079/0;RMSEA= 90/0;IFI= 91/0;CFI= 995/1x^2⁄df=; 91/0 (TLI=نشان از برازش مطلوب مدل پیشنهادی داشت. بر اساس نتایج این تحقیق فاکتور تعهد مدیریت نسبت به ایمنی بر چهار فاکتور آموزش ایمنی و توانمندسازی کارکنان، سرپرستی و نظارت ایمنی، حمایت اجتماعی وکارگروهی و همچنین قوانین ایمنی و سیستم پاداش و جزاء، دارای تاثیر مثبت و مستقیم است. این یافته ها بر لزوم توجه مدیران سازمانی به این فاکتورها جهت افزایش سطح ایمنی کارکنان تاکید می کند.

    کلیدواژگان: ایمنی مبتنی بر رفتار، مدل معادلات ساختاری، عوامل سازمانی، جو ایمنی، صنعت ساخت وساز
  • مهنا صفرخانی، محمود نادری* صفحات 39-56

    در این مطالعه، یک برنامه آزمایشگاهی به منظور بررسی تاثیر گرافن اکساید (GO) بر روی رفتار مکانیکی ماتریس های سیمانی و همچنین نفوذپذیری بتن تدوین شده است. نانو ذرات گرافن به دلیل مساحت سطح بالا و دانسیته پایین در کمترین مقدار می توانند تاثیر چشمگیری در خواص بتن داشته باشند. این نانو صفحات ساختار صفحه ای دارند که هیدروفوب است و آب به دلیل تمایل نداشتن به سطح گرافن در آن جاری نمی شود. با عاملدار کردن این نانوذره می توان خواص آبگریزی را به خواص آبدوستی تبدیل کرد. در این پژوهش نمونه های ملات سیمان 28 روزه با درصدهای متفاوت گرافن اکساید (از 0 % تا 2/0 % وزنی سیمان (bwoc)) تحت آزمایش های کشش، فشار و خمش، نمونه های خمیره سیمان 28 روزه با درصد های گرافن اکساید bwoc (05/0-0) % تحت آزمایش های کشش و فشار، نمونه های بتن 28 و 90روزه با درصد های گرافن اکساید bwoc (2/0-0) % تحت آزمایش فشار و نمونه های 28 روزه بتن با درصد های گرافن اکساید bwoc (2/0-0) % تحت آزمایش نفوذپذیری با استفاده از دستگاه "محفظه استوانه ای" قرار گرفتند. مطالعات نشان می دهد که گرافن اکساید باعث بهبود رفتار کششی، خمشی و فشاری ملات سیمان می شود به طوری که افزایش در مقاومت های خمشی و کششی بیش تر از مقاومت فشاری است. در نمونه های ملات مسلح با bwoc05/0 % گرافن اکساید افزایش در مقاومت کششی 70 % و در مقاومت خمشی 22 % مشاهده شد. نمونه های خمیره سیمان با bwoc03/0 % گرافن اکساید هم افزایش 43 % در مقاومت فشاری و 52 % در مقاومت کششی را نشان دادند. همچنین اندازه گیری مقاومت فشاری بتن نشان داد با افزودن bwoc 1/0 % گرافن اکساید به بتن، مقاومت فشاری 28روزه تا 25 % و 90روزه تا 50 % افزایش می یابد. نتایج آزمایش نفوذپذیری نشان می دهد که افزودن گرافن اکساید به بتن می تواند به طور موثری از نفوذ بیشتر آب به داخل بتن جلوگیری کرده و باعث بهبود دوام بتن شود.

    کلیدواژگان: گرافن اکساید، بتن، نانوذرات، مقاومت فشاری، نفوذپذیری، محفظه استوانه ای
  • سید عبدالنبی رضوی، نوید سیاه پلو*، مهدی مهدوی عادلی صفحات 57-77

    ضریب رفتار سازه، ضریبی است که عملکرد غیر ارتجاعی سازه را دربرداشته و نشانگر مقاومت پنهان سازه در مرحله غیر ارتجاعی است. این ضریب، در استانداردهای لرزه ای مانند استاندارد 2800، صرفا به نوع سیستم مقاوم جانبی وابسته و با یک عدد ثابت معرفی شده است. این درحالی است که بین ضریب رفتار، شکل پذیری (سطح عملکرد)، هندسه مدل و نوع زلزله (اعم از دور و نزدیک) رابطه وجود دارد. ارایه یک رابطه بین مشخصات هندسی سازه، سطح عملکرد طراحی و ضریب رفتار در قاب های فولادی واگرا تحت اثر زلزله های نزدیک گسل، هدف اصلی مقاله حاضر است. بدین منظور، در ابتدا یک بانک داده ی وسیع متشکل از 12960 داده با تنوع 3، 6، 9، 12، 15 و 20 طبقه، 3 تیپ سختی ستون و 3 درجه لاغری مهاربندی تولید و طراحی شده و در برابر 20 زلزله نزدیک گسل دارای اثرات جهت پذیری پیش رونده برای 4 سطح عملکردی مختلف تحلیل شدند. جهت تولید رابطه ی پیشنهادی از دو الگوریتم قدرتمند ازدحام ذرات و شبیه سازی تبرید بهره گیری شده است. بدین منظور 6769 داده در آموزش الگوریتم ها استفاده شده است. جهت اعتبارسنجی روابط پیشنهادی، 2257 داده آزمون، جهت محاسبه میانگین مربعات خطای رابطه ارایه شده، برای هر دو الگوریتم مورد استفاده قرار گرفت. همچنین داده های غیر همگرا در راستای تولید روابط دقیق تر حذف گردید. نتایج حاصل از بررسی همبستگی الگوریتم ها، وجود دقت بیشتر در رابطه حاصل از الگوریتم ازدحام ذرات را تایید می کند.

    کلیدواژگان: ازدحام ذرات، شبیه سازی تبرید، شبکه عصبی مصنوعی، ضریب رفتار، سیستم مهاربندی واگرا، زلزله نزدیک گسل پالسگونه، سطح عملکرد
  • محمدرضا شهرکی*، جعفر مصری صفحات 78-95

    مدیریت ریسک یکی از رویکردها به منظور موفقیت پروژه های عمرانی است که باید به صورت نظام مند اعمال شود. در روش های کلاسیک، ارزیابی ریسک های پروژه بر اساس دو معیار احتمال وقوع و تاثیر آن ها انجام می شوند؛ ولی این معیارها به تنهایی بیانگر تمام جنبه های ریسک نیستند. در پژوهش حاضر ابتدا به شناسایی ریسک های موجود در پروژه های عمرانی پرداخته شده است. سپس مقایسه زوجی برای وزن دهی و تعیین اهمیت عوامل ریسک انجام گردیده است، سپس با استفاده از روش ترکیبی دیمتل و فرآیند تحلیل شبکه ای اقدام گردید. به منظور اعتبار سنجی مدل ارایه شده، براساس مطالعه موردی در پروژه عمرانی شناسایی ریسک ها با استفاده از روش دلفی در سه سطح از 60 ریسک شناسایی شده، 18 ریسک انتخاب گردید که درپنج دسته ریسک های فنی، مالی و پشتیبانی، اجتماعی، محیطی، اجرا دسته بندی شده است، و سپس میزان تاثیر هر کدام از این ریسک ها بر اهداف پروژه، احتمال وقوع هر یک و نهایتا درجه اهمیت هر ریسک تعیین گردید. رتبه بندی ریسک های شناسایی شده، نشان می دهد که ریسک های اصلی تحقیق، بخش های اجرا و فنی است که بالاترین امتیاز را با استفاده از روش ترکیبی دیمتل و فرآیند تحلیل شبکه ای کسب کرده اند، ولی از نظر تاثیر گذاری بر سایر موارد، ریسک اجتماعی نسبت به سایرین اهمیت ویژه ای در مراحل متفاوت کار دارد.

    کلیدواژگان: رتبه بندی ریسک، تصمیم گیری چند معیارها، دیمتل، فرآیند تحلیل شبکه ای، تاثیر گذاری ریسک ها
  • سید مرتضی سلیمی، سپیده رحیمی، محمد حسین زاده، مهدی عبادی جامخانه* صفحات 96-116

    دیوارهای برشی فولادی در کنار مزایای ذاتی شکل پذیر بودن و افزایش جذب انرژی سیستم باربرجانبی، دارای نقص هایی نظیر کمانش در مراحل اولیه بارگذاری و ایجاد تقاضای زیاد نیروی برشی برای ستون می باشند. در راستای برطرف نمودن این موارد، اتصال خمشی جدید با استفاده از ورق فولادی ذوزنقه ای شکل در قالب مدل های عددی سیستم دیوار برشی فولادی تحت بارگذاری مونوتونیک و چرخه ای مورد بررسی قرار می گیرد. هدف اصلی از بررسی این مورد، ارایه ی یک سیستم از دیوار برشی فولادی با ضخامت کم است که ظرفیت و جذب انرژی مشابه با نمونه ی اتصال مستقیم باشد و در عین حال، ناحیه ی مفصل پلاستیک در ورق اتصال متمرکز شود و این قطعه همانند یک فیوز عمل نماید. برخلاف روش مرسوم در سیستم های دیوار برشی فولادی، اتصال ورق دیوار فولادی به ستون برقرار نشده است و از سخت کننده های جانبی عمودی برای ارتقاء عملکرد آن استفاده شده است. همچنین از سه ضخامت مختلف برای ورق اتصال استفاده شده است. مدل عددی المان محدود با هشت نمونه ی آزمایشگاهی اعتبارسنجی شد و از نظر ظرفیت باربری، سختی الاستیک و مود تسلیم تطبیق مناسبی برقرار شد. نتایج تحلیل های استاتیکی غیرخطی بر روی مدل ها توسعه داده شده نشان دادند که استفاده از ورق اتصال توانست همانند یک عضو جاذب انرژی عمل نماید و المان های مرزی را از ورود به ناحیه ی پلاستیک باز دارد. از این رو استفاده از المان ستون مرزی با ابعاد کمتر امکان پذیر است. همچنین نیازی به رعایت ضابطه ی تیرضعیف-ستون قوی و استفاده از ورق های پیوستگی یا مضاعف در چشمه ی اتصال ستون نیست. در نهایت، مشخص شد که روابط ارایه شده در آیین نامه ی AISC برای تخمین زاویه ی میدان کششی و ظرفیت برشی 7 تا 25 درصد کمتر از واقعیت می باشد

    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، ظرفیت باربری، سختی الاستیک، مدل المان محدود، ورق اتصال
  • سهند رفیعی، عبدالله حسینی، محمدصادق معرفت* صفحات 117-134

    یکی از سیستم های سازه ای که در سال های اخیر در ساختمان ها مورد توجه روز افزون قرار گرفته است شامل دال تخت پیش تنیده و ستون فولادی می باشد. این سیستم از مزیت های اقتصادی و اجرایی قابل توجه برخوردار است ولی رفتار لرزه ای اتصال دال تخت به ستون، که اصولا برای بار ثقلی طراحی می شود، با شک و تردید مواجه است. بدین لحاظ، این اتصالات بایستی از شکل پذیری کافی در برابر جابجایی های جانبی برخوردار باشند. گرچه در مراجع فنی، جزییاتی برای اتصال دال تخت غیر پیش تنیده به ستون فولادی ارایه شده، که معمولا شامل کلاهک برشی فولادی می باشد، ولی جزییات خاصی برای دال تخت پیش تنیده، در ادبیات فنی ارایه نشده است. در این مطالعه، جزییات جدیدی برای اتصال دال تخت پیش تنیده به ستون فولادی ارایه شده است. این جزییات شامل ورق های فولادی افقی، سخت کننده های فولادی قایم و پیچ های پر مقاومت برشی می باشد. به منظور ارزیابی جزییات ارایه شده، نمونه آزمایشگاهی در مقیاس نیم ساخته شده و تحت آزمایش رفت و برگشتی با دامنه افزایش یابنده قرار گرفته است. آزمایش نشان می دهد که اتصال ارایه شده می تواند جابجایی های نسبتا بزرگ جانبی تا حدود 6% دریفت را، بدون افت مقاومت و/یا از دست رفتن ظرفیت باربری ثقلی و/یا تخریب قابل توجه، تحمل نماید. طبق این مطالعه، جزییات ارایه شده از شکل پذیری کافی در برابر بارگذاری جانبی و عملکرد لرزه ای مطلوب برخوردار است.

    کلیدواژگان: اتصال دال تخت-ستون فولادی، دال تخت پیش تنیده، بارگذاری جانبی چرخه ای، شکل پذیری، جزئیات لرزه ای
  • علی چمن لاله، محمد فیاض*، مصطفی امینی صفحات 135-161

    طراحی و تحلیل سازه های بتنی عمدتا با فرض اینکه بتن را می توان به عنوان یک ماده ی همگن درنظر گرفت انجام می شود. این درحالی است که بتن یک کامپوزیت ناهمگن، متشکل از سنگدانه ها، خمیر سیمان و حفرات هوا است. در بررسی رفتار مکانیکی بتن و تحلیل ترک، فرض همگن بودن ماده منجر به نتایج غیر واقعی می شود لذا با توجه به توان کامپیوترهای امروزی و اهمیت دقت نتایج، در این تحقیق از مدل میان مقیاس استفاده می شود. جهت مدلسازی رفتار غیرخطی بتن در نرم افزارهای اجزا محدود از مدل های مختلفی نظیر شکست ترد ، ترک پخشی و پلاستیک آسیب دیده بتن استفاده می شود. در این پژوهش سعی شده با بررسی پارامترهای ورودی سطح تسلیم مدل پلاستیک آسیب دیده بتن در نرم افزار آباکوس نتایج خروجی حاصل از مدلسازی را به نتایج واقعی نزدیک تر کرد. 41 تحلیل هدف دار برای بررسی تاثیر پنج پارامتر ورودی سطح تسلیم مدل پلاستیک آسیب دیده بتن بر روی مدل تیر شکاف دار (Natched Beam) انجام شد که نتایج حساسیت زیاد مدل نسبت به پارامتر ویسکوالاستیک در خروجی نیروها را بیشتر از سایر پارامترها نشان می دهد. در این پژوهش بتن شامل دو فاز سنگدانه و ملات در نرم افزار اجزامحدود آباکوس مدل شده است. به منظور انجام مدلسازی سنگدانه ها در میان مقیاس، نمونه های تصادفی به صورت کروی و بیضوی در نرم افزار متلب تولید شده و با کنترل عدم تداخل سنگدانه ها در کنار یکدیگر به صورت تصادفی درون مرزهای قالب چیده شده اند. نتایج حاصل از مدلسازی ناهمگن با سنگدانه های کروی و بیضوی با مدلسازی همگن بتن مقایسه شده است. همچنن سه نمونه مکعبی بتنی در آزمایشگاه ساخته شده و با نتایج حاصل از مدلسازی دو فازه بتن مقایسه شده است. مقاومت فشاری حداکثر هر دو مدل همگن و ناهمگن برابر بوده اما شیب نمودارها در ناحیه پلاستیک متفاوت است.

    کلیدواژگان: بتن، ناهمگن، میان مقیاس، سنگدانه و ملات، آباکوس
  • سید رضا سمائی، مجید قدسی حسن آباد*، محمد اسدیان قهفرخی، محمدجواد کتابداری صفحات 162-179

    سیستم سازه ای شمع و عرشه یکی از متداولترین انواع سیستمهای سازه ای برای ساخت اسکله است. در حین طوفانهای بزرگ دریایی که به ساحل برخورد می کنند، اسکله ها در معرض آسیبهای شدید و تخریب کلی قرار می گیرند. از مهمترین قسمتهای آسیب پذیر این نوع اسکله ها، اعضای واقع در عرشه و ناحیه پاشش آب می باشد. بنابراین، شناسایی آسیب در مراحل اولیه در این اعضا از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از روش های موجود برای شناسایی آسیب در سازه ها، روش انرژی کرنشی مودال است که در آن با استفاده از تغییر در خصوصیات دینامیکی سازه به تعیین مکان و شدت آسیب پرداخته می شود. در سالیان اخیر، اصلاحاتی بر نسخه اولیه این روش صورت گرفته که یکی از آنها، در نظر گرفتن فرکانسهای طبیعی در تعیین مکان آسیب است. در پژوهش حاضر با استفاده از روش انرژی کرنشی مودال بهبود یافته و با در نظر گرفتن فرکانسهای طبیعی در تعیین مکان آسیب، به صورت عددی و آزمایشگاهی به شناسایی مکان و تعیین شدت آسیب در اعضای واقع در عرشه و ناحیه پاشش آب در یک نمونه واقعی اسکله ال پی جی شمع و عرشه واقع در بندر پارس-عسلویه خلیج فارس پرداخته شده است. نتایج نشان داد که روش بهبود یافته دقت بالاتری در مکان یابی آسیب نسبت به روش اولیه (شاخص استابس) دارد. همچنین، آسیبهای تکی و چندگانه، با شدت کم و زیاد، توسط این روش با دقت مناسبی پیش بینی گردید.

    کلیدواژگان: اسکله شمع و عرشه، ناحیه پاشش آب، شناسایی آسیب، انرژی کرنشی مودال بهبود یافته، شاخص استابس، مطالعه عددی و آزمایشگاهی
  • محمدرسول کفاش بازاری، عباس کرم الدین* صفحات 180-191

    استقامت سازه های فولادی تحت شرایط بارگذاری تصادفی همچون آتش سوزی، متاثر از ویژگی های ذاتی سازه همچون افزونگی و شکل پذیری سازه است. از سوی دیگر در هنگام آتش سوزی به دلیل فعل وانفعالات اجزای سازه، برخی از عوامل موثر در افزونگی همچون صلبیت دیافراگم سقف و عملکرد اتصالات، در معرض آسیب قرار می گیرند. این مقاله اثر تغییر صلبیت دیافراگم سقف و قیدهای اتصالات برشی را به عنوان بخشی از ویژگی های موثر بر مقاومت در برابر آتش سوزی قاب های مهاربندی فولادی، موردبررسی قرار می دهد. دو حالت عملکرد سقف طبقات در آتش به صورت دیافراگم صلب و دیافراگم نرم و نیز دو حالت عملکرد اتصالات برشی به صورت مفصلی کامل و غلتکی، تحت یک سناریو آتش سوزی مورد ارزیابی قرار گرفته است. اثر بارهای ثقلی و آتش سوزی بر روی یک نمونه قاب مهاربندی فولادی 10 طبقه در حالات مذکور با استفاده از فن های تحلیل عددی به روش اجزای محدود، شبیه سازی شده است. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که مدت زمان مقاومت در برابر آتش قاب های مهاربندی و مکانیزم تخریب سازه به شدت تحت تاثیر وجود یا عدم وجود دیافراگم و نیز قیدهای کششی در اتصالات برشی قرار می گیرد. چنانکه در حالت وجود دیافراگم صلب سقف، سازه دچار فرپاشی کلی در زمان کوتاه تری می شود و همچنین در حالت غیاب قیدهای کششی اتصالات، مکانیزم فروپاشی به صورت موضعی تغییر وضعیت می یابد. همچنین نتایج تحلیل ها می تواند به مهندسان در درک پاسخ های موضعی و کلی از قاب های مهاربندی فولادی تحت بارگذاری آتش کمک کند

    کلیدواژگان: آتش سوزی، مقاومت آتش، قاب های مهاربندی، دیافراگم صلب، اتصالات برشی، رفتار کلی
  • محمدمهدی یوسفی، پیمان همامی*، موسی مظلوم صفحات 192-210

    یکی از اهداف توسعه تکنولوژی بتن، طراحی بتن سبک با مشخصات مکانیکی مناسب سازه ای است، در حالت کلی، بتن سبک، مشخصات مکانیکی ضعیف تری نسبت به بتن متعارف و معمولی دارد، به همین منظور دراین پژوهش عوامل تاثیرگذار در مقاومت فشاری بتن خودتراکم سبک سازه ای حاوی نانوسیلیس با استفاده از روش تاگوچی مورد بررسی قرار گرفته است. طبق داده های بدست آمده از روش تاگوچی در مجموع 9 طرح مخلوط با در نظر گرفتن اثرات محتوای کل، مورد بررسی قرار گرفت که عبارت از نسبت آب به موادسیمانی، نسبت نانوسیلیس به موادسیمانی، نسبت فوق روان کننده به موادسیمانی و نسبت سنگدانه به کل وزن بتن می باشد. نتایج نشان می دهد که بیشترین تاثیر در مقاومت فشاری مربوط به تغییر نسبت آب به موادسیمانی است؛ که 5/56 درصد تاثیر در نتایج مقاومت فشاری دارد. درجه دوم اهمیت مربوط به نسبت نانوسیلیس به موادسیمانی با درصد تاثیر 1/36 بوده و بعد از آن ها تاثیر نسبت فوق روان کننده به موادسیمانی و تاثیر نسبت وزنی سنگدانه به کل بتن به ترتیب 7 درصد در درجه سوم و 4/0 درصد در درجه چهارم اهمیت قرار گرفت. درنهایت معیار کیفیت برای بتن سبک مدنظر قرار گرفت تا حالت بهینه برای رسیدن به بتن خودتراکم سبک سازه-ای حاوی نانوسیلیس با نسبت آب به موادسیمانی 35/0، درصد نانوسیلیس به موادسیمانی 4، درصد فوق روان کننده به موادسیمانی 8/0 و نسبت سنگدانه به کل حجم بتن 49/0 بدست آمد.

    کلیدواژگان: روش تاگوچی، بتن خودتراکم، بتن سبک سازه ای، نانو سیلیس، طرح مخلوط بهینه
  • حمزه دهقانی*، مصطفی چترآذر صفحات 211-232

    در این پژوهش رفتار هیسترزیس و میزان جذب انرژی دیوارهای برشی فولادی در حالت تقویت شده با ورقهای CFRP و GFRP و همچنین تاثیر ایجاد شیار با الگوهای مختلف، تحت بارچرخه ای با استفاده از روش المان محدود مورد تحلیل قرار گرفته است. برای این منظور، ابتدا صحت پاسخ های بدست آمده از نرم افزار با مدل آزمایشگاهی مقایسه شده است. سپس آنالیز حساسیت بر روی ابعاد و نوع المان مورد استفاده در آنالیز انجام شده است. تمامی مدل ها تحت بار رفت و برگشتی مطابق با آیین نامه ATC-24 قرار گرفته است. پس از شبیه سازی تک تک مدل ها در نرم افزار جامع اجزای محدود آباکوس، نتایج حاصل از تحلیل آنها شامل ظرفیت برشی، جذب انرژی و همچنین بیشینه این پارامترها در طول تحلیل مدلها مورد ارزیابی قرار گرفت و با یکدیگر مقایسه شدند. بهترین مدل ها در دو بخش تقویت و ایجاد شیار نیز تحت چهار زمین لرزه مختلف قرار گرفته و رفتار آنها مورد بررسی قرار داده شده است. نتایج نشان میدهد که نحوه چیدمان ورق های پلیمری تقویت شده بر روی دیواربرشی تاثیر کاملا مستقیم بر نحوه عملکرد لرزه ای دارد و الگوی پخش تنش ها با نحوه ایجاد شیارها ارتباط مستقیم دارد. همچنین از بین مدلها، استفاده از CFRP با چیدمان افقی بهترین عملکرد را دارد.

    کلیدواژگان: دیواربرشی فولادی، ورق های پلیمری تقویت شده، جذب انرژی، منحنی هیسترزیس، بهبود عملکرد
  • علی خدام*، رضا کاملی، محسنعلی شایانفر صفحات 233-250

    خوردگی آرماتورها مهمترین عامل کاهش دوام سازه های بتنی محسوب میشود. اغماض از اثرات خوردگی تبعات ناخوشایندی به همراه دارد و میتواند منجر به خرابی سازه پیش از پایان عمر مفید آن شود. خوردگی باعث کاهش سطح مقطع آرماتورها، تغییر مشخصات مکانیکی فولاد، کاهش مقاومت فشاری بتن و در نهایت باعث کاهش ظرفیت و شکل پذیری سازه ها می شود. در این مطالعه ابتدا اثرات خوردگی بر منحنی لنگر-انحنا اعضای سازه ای (تیر و ستون) مطالعه شده و سپس با رویکرد دستورالعمل هایی چون نشریه 360 و FEMA-356 مقایسه می شود. پس از آن، برای ارزیابی تاثیر خوردگی فولاد بر عملکرد سازه های موجود دو سازه قاب خمشی بتن آرمه 3 و 7 طبقه بر اساس پلاستسیته متمرکز مدلسازی شده و دو سناریوی خوردگی به صورت 10% و 20% کاهش سطح مقطع آرماتور برای اعضای سازه ای به منحنی رفتار غیرخطی لنگر-دوران اعمال می شود. سپس با تحلیل استاتیکی غیرخطی سازه ها تحت سناریو های خوردگی مذکور، منحنی ظرفیت سازه و همچنین پارامترهای طراحی اضافه مقاومت و ضریب شکل پذیری استخراج می شود. با مقایسه منحنی ظرفیت سازه و پارامترهای طراحی تحت سناریوهای مختلف خوردگی به تفاوت عملکرد آن ها در اثر خوردگی پی خواهیم برد. نتایج نشان می دهد که ضریب آگاهی 0.75 طبق رویکرد دستورالعمل های نشریه 360 و FEMA-356 جهت در نظر گرفتن خرابی و زوال یافتگی اعضا برای محاسبه منحنی لنگر-انحنا اعضای خورده شده، در خوردگی با سناریو 10% غیراقتصادی و محافظه کارانه و در خوردگی با سناریوی 20% غیرایمن است. بنابراین توصیه می شود، در صورتی که خوردگی عامل زوال و کاهش ظرفیت سازه باشد، حتما برنامه ریزی برای انجام آزمایشات کافی جهت تعیین رفتار واقعی عضو و سازه فراهم شود. همچنین مشاهده می شود که در اثر اعمال سناریوهای مختلف خوردگی، ظرفیت سازه های 3 و 7 طبقه به میزان 19 الی 36 درصد کاهش یافته است. همچنین کاهش شکل پذیری این سازه ها در اثر خوردگی بین 8 الی 28 درصد میباشد.

    کلیدواژگان: خوردگی آرماتور، ارزیابی عملکرد سازه های موجود، ظرفیت و شکل پذیری سازه های موجود، منحنی لنگر - انحنا، قاب خمشی بتن آرمه، تحلیل استاتیکی غیرخطی
  • آرمین برزین، سید وحید رضوی طوسی* صفحات 251-270

    با افزایش حملات انفجاری و ضرورت آمادگی دفاعی ، می توان راهکارهایی برای ارتقای ایمنی و مقاوم سازی اعضای غیرسازه ای پیش بینی و کارایی آن ها را نیز بررسی کرد. در این مقاله عملکرد غیرخطی یک قاب بتن مسلح با میانقاب غیرسازه ای تقویت شده با وال-پست فولادی تحت اثر بار انفجار بررسی شده است. برای این کار یک در گام اول قاب بتنی با میانقاب های بنایی تقویت شده با وال-پست فولادی بر اساس آخرین توصیه ی نسخه ی آیین نامه های طراحی لرزه ای ایران ، در نرم افزار المان محدودی ABAQUS تحت بارگذاری دو خرج انفجاری kg300 و kg1000 به روش فشار معادل انفجار در سطح زمین در فواصل 5، 10 و 15متر از پای سازه قرار گرفته و پاسخ جابه جایی نسبی میانقاب ها و انرژی مستهلک شده در کل مدل مورد مطالعه قرار گرفته است. در گام دوم به ضرورت تقویت این سیستم با اتخاذ دو راهبرد افزایش شماره مقطع وال-پست و کاهش فواصل وال-پست ها پرداخته شده است. نتایج نشان داده است که جابه جایی نسبی میانقاب نظیر در مدل با راهبرد افزایش شماره ی مقطع وال-پست ها، تحت خرج kg1000و kg300 در فاصله ی 5متر با افزایش مقطع نبشی از L60x60x6 mm به L80x80x8 mm به ترتیب %34.20 و %48.25 کاهش یافته است. این کاهش در مدل با راهبرد کاهش فواصل وال-پست ها، تحت خرج kg1000 و kg300 در فاصله ی 5متر به ترتیب %5.51 و %3.53 بدست آمد که نسبت به مقدار کاهش راهبرد اول بیش از 2برابر بود. .همچنین انرژی مستهلک شده در مدل با راهبرد کاهش فواصل نسبت به مدل با مقطع L80x80x8 mm تحت انفجار kg1000، بیش از 2.4 بدست آمده است.

    کلیدواژگان: مقاوم سازی، میانقاب غیر سازه ای، طراحی لرزه ای، خرج انفجاری، بارگذاری انفجار
  • وحید صابری*، حمید صابری، مجتبی بابانگار، عباسعلی صادقی، علی معافی صفحات 271-295

    یکی از مسایل مهم در ساختمان ها، نامنظمی در پلان یا ارتفاع سازه می باشد که باعث افزایش خرابی های لرزه ای می گردد. در نامنظمی در ارتفاع، تغییرات ناگهانی در ویژگی های دینامیکی سازه شامل جرم، سختی و مقاومت جانبی رخ می دهد. در نتیجه، مرحله ی اتخاذ تصمیم در مورد پیکربندی ساختمان از اهمیت اساسی برخوردار است. ساختمان های نامنظم بایستی قادر به مقاومت در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله و باد باشند. یکی از رایج ترین سیستم های مقاوم در برابر زلزله در ساز های فولادی، سیستم مهاربندی می باشد که به دلیل عملکرد مناسب در زلزله های گذشته و کاهش جابجایی نسبی ساختمان ها مورد توجه مهندسین قرارگرفته است. اما ممکن است برخی محدودیت های معماری باعث جابجایی مهاربندها در تراز طبقات شود که مشمول نامنظمی قطع سیستم باربرجانبی گردد و یا این که در اثر ضعف نظارت در برخی طبقات، مهاربند جانبی ضعیف یا حذف شده باشد که در این صورت امکان ایجاد نامنظمی طبقه ی خیلی نرم در ساختمان وجود دارد. در این تحقیق، قاب های 5 طبقه با در نظر گرفتن 7 سناریو در سه حالت منظم، نامنظم طبقه ی خیلی نرم و نامنظم قطع سیستم باربر جانبی در نظر گرفته شده است. این قاب ها بر اساس ضوابط لرزه ای استاندارد 2800 طراحی شده اند و سپس عملکرد آن ها با استفاده از روش های تحلیل استاتیکی معادل، دینامیکی طیفی و دینامیکی تاریخچه زمانی تحت زلزله های نزدیک به گسل توسط نرم افزار SAP2000 ارزیابی شده است. هدف از این تحقیق، بررسی دقت روش های تحلیل استاتیکی معادل، دینامیکی طیفی و دینامیکی تاریخچه زمانی می باشد. نتایج نشان داد که روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی نسبت به سایر روش های مورد مطالعه دقت بیش تری دارد. به عنوان نمونه، درصد خطای پاسخ تغییر مکان حداکثر قاب دارای نامنظمی قطع سیستم باربر جانبی در تحلیل استاتیکی معادل نسبت به تحلیل های طیفی و تاریخچه زمانی به ترتیب 15 و 77 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: نامنظمی در ارتفاع، قطع سیستم باربر جانبی، طبقه خیلی نرم، تحلیل استاتیکی معادل، تحلیل دینامیکی طیفی، تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی، زلزله نزدیک به گسل
  • مژگان طاهری، حسین پروینی ثانی* صفحات 296-313

    تخریب پیش رونده یک پدیده غیرخطی است که از آسیب دیدگی قسمتی از سازه شروع شده و به کل سازه و تخریب کلی آن ختم می شود. لذا بررسی این پدیده در سازه های بلند مرتبه و با اهمیت ضمن ایمن کردن آن باعث اطمینان از طراحی سازه خواهد شد. تخریب پیش رونده معمولا در سازه به دلیل از بین رفتن یکی از عضوهای اصلی سازه که معمولا ستون مورد نظر می باشد صورت می گیرد. با حذف ناگهانی یک ستون در سازه، در گره ای که ستون از سازه حذف شده است، تغییر مکانی که ماهیت لرزه ای دارد به وجود می آید. در این پژوهش تاثیر به کارگیری دستک های فلزی در دهانه ها با جانمایی مختلف در قاب خمشی بتنی در خرابی پیش رونده مورد بررسی قرار می گیرد. هدف از این ارزیابی این بوده که در مرحله اول میزان آسیب پذیری سازه های بتنی قاب خمشی تقویت شده با دستک در خرابی پیشرونده و همچنین تاثیر دستک در دهانه ها و ارتفاع سازه مورد مطالعه، محل عضو حذف شده (کناری یا میانی) و شماره طبقه ای که عضو در آن حذف شده، در برابر پدیده خرابی پیش رونده بررسی شود. نکته قابل توجه در حالت های مختلف حذف اجزا، در تغییرات گسترده تلاش ها و تغییر مکان های گرهی و عدم تشکیل مفاصل پلاستیک در اعضا می باشد که می توان دلیل آن را به این صورت بیان کرد که با توزیع و جا نمایی مناسب دستک ها در دهانه ها و ارتفاع سازه، در محل حذف اعضا در این مدل، المان های سازه ای بیشتری وجود داشته و این موضوع موجب تقویت کنش زنجیره ای اعضا جهت حمل و انتقال بار و همچنین تثبیت فوری وضعیت به وجود آمده می گردد.

    کلیدواژگان: رفتار غیر خطی، خرابی پیشرونده، دستک فلزی، قاب های خمشی بتنی، مقاوم سازی
  • محسن صحفی، مسعود ذبیحی سامانی* صفحات 314-333

    روش زمان دوام یک روش سریع و کارامد در بحث طراحی بر اساس عملکرد در سازه ها است. در این تحقیق، دو سازه 15 و 20 طبقه با ضعف عملکردی در سطح زلزله 475 ساله توسط نسل جدید رکوردهای زمان دوام در نرم افزار SeismoStruct ارزیابی شد و نتایج با نسل دوم زمان-دوام و رکوردهای طبیعی زلزله مقایسه شد. منحنی زمان-دوام، عملکرد و زمان دوام سازه با میراگر را در مقایسه با سازه بدون میراگر به خوبی نشان داد. همچنین مشاهده شد رکوردهای نسل چهارم زمان دوام در جابجایی های غیرخطی نسبت به رکوردهای نسل دوم نتایج نزدیکتری به رکوردهای طبیعی مقیاس شده زلزله، نشان می دهند و برای قاب های مجهز به میراگر که زمان تناوب آنها کمتر از 2 ثانیه بود نتایج دارای دقت مناسبی است در حالی که برای سازه های با زمان تناوب بیشتر از 4 ثانیه هنوز کمی اختلاف مشاهده می شود. همچنین مشاهده شد پاسخ قاب های 15 و 20 طبقه با رکوردهای سری f ، 50% با رکوردهای طبیعی اختلاف دارد در حالی که رکوردهای سری Kd دارای اختلاف کمتر از 20% است. این نتایج، کیفیت و دقت رکوردهای نسل جدید زمان دوام را برای سازه های با زمان تناوب کمتر از 3 ثانیه و دارای ضعف در عملکرد را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: میراگر اصطکاکی دورانی، روش زمان دوام، منحنی زمان دوام، اتلاف انرژی، ارزیابی لرزه ای
  • وحید بانشی، سید مهدی دهقان* صفحات 334-354

    در کشورهای درحال توسعه به دلیل هزینه پایین، فراوانی مصالح، دوام و ماندگاری فوق العاده و سهولت اجرا، سازه های بنایی هنوز سیستم ساخت وسازی رایج هستند و بلوک ها یکی از انواع واحدهای بنایی مرسوم در این نوع ساختمان ها به حساب می آیند. باوجود مشکلات موجود در کاربرد بلوک های ساده مانند ضعف در مقاومت برون صفحه و عدم یکنواختی کیفیت اجرا، به دلایلی مانند اجرای سریع، اقتصادی بودن و بهبود عملکرد و یکپارچی در بارهای درون و برون صفحه دیوارها، مهندسین عمران ملزم به ایجاد تغییر در طرح و تولید بلوک های بنایی شدند که استفاده از بلوک های در هم قفل شونده را می توان یکی از این نوآوری ها دانست. در این مطالعه آزمایشگاهی، با استفاده از یک نوع بلوک سیمانی در هم قفل شونده ابداعی جدید منشورهای بنایی در مقیاس کوچک ساخته شد. در دو حالت استفاده از چسب و به صورت خشکه چینی با بلوک در قفل شونده، شش آزمایش عملی مطابق استاندارد برای ارزیابی رفتار درون صفحه شامل آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت کشش قطری و مقاومت برش مستقیم درون صفحه و تعیین رفتار برون صفحه شامل آزمایش های مقاومت کشش خمشی در دو جهت و مقاومت برش مستقیم خارج از صفحه منشورهای بلوکی در آزمایشگاه تکنولوژی بتن دانشگاه صنعتی شیراز انجام و نتایج آن موردبحث قرار گرفت. بلوک پیشنهادی در عمل به راحتی قابل کاربرد است. نتایج نشان داد که بلوک ابداعی به دلیل طراحی مناسب زایده ها رفتار مناسب و یکسانی ازنظر مقاومتی در درون و برون صفحه دارند. همچنین، با اضافه کردن چسب می توان مقاومت و رفتار مناسب در حالت خشکه چینی را بهبود بخشید.

    کلیدواژگان: بلوک در هم قفل شونده، دیوار بنایی، مقاومت برون صفحه، مقاومت درون صفحه، نوع شکست
  • علیرضا رئیسی*، حمیدرضا میردامادی، محمدعلی رهگذر صفحات 355-377

    با بهره گیری از ایده ی مهار سازه ها، به تازگی میراگر هیسترزیس پوسته ای تودرتو توسط نویسندگاه این پژوهش به هدف افزایش میرایی در سازه ها پیشنهاد شده است. این ابزار برپایه رفتار پوسته ای همواره می تواند توانایی افزون تری در میرانمودن انرژی زلزله نسبت به سایر میراگرهایی که برپایه ورق طراحی شده اند، داشته باشد. چیدمان عضوهای این میراگر به گونه ای طراحی شده اند که در فرایند بارگذاری لرزهای میتوانند بهسان فنرهای فرابازگشتی با ترکیب سری و موازی سبب بالارفتن عملکرد دستگاه شوند. افزون بر سازوکار مکانیکی سودمند این میرا گر که پیشتر در مدل سازی های عددی و آزمون نمونه های هم اندازه به اثبات رسیده است، ساخت و به-کارگیری آسان و ارزان آن نیز مورد نظر پیشنهاد دهندگان آن بوده است. دراین پژوهش برای ارزیابی لرزه ای میراگر پیشنهادی، این میراگر در سازه هایی با بلنداهای گوناگون چهار، هشت و دوازده طبقه مورد آنالیز لرزهای دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی قرار گرفته است. آنالیز لرزه ای با یازده نگاشت زلزله که واجد ویژگی های پهنه بندی خطر زلزله در یک جغرافیای ویژه بوده است برای سازه های پیش گفته با وجود میراگر پیشنهادی و بدون وجود میراگر پیشنهادی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این ارزیابی کارایی بهینهی این میراگر در میرایی انرژی زلزله و کاهش در پاسخهای جابهجایی و برش پایه، برای سازه های بهرهمند از این میراگر آشکار گردید. از این رو با مدلسازی این میراگر در سازه ها مشخص گردید که این میراگر در سازه می تواند موجب میرایی تا 35 درصد از انرژی ورودی به سازه ها و کاهش به طور میانگین 50 درصد در جابجایی و کاهشی از 7 تا 27 درصد در برش پایه برای سازه های بلند تا کوتاه تر دربرداشته باشد. از سویی با ارزیابی کلی رفتار لرزه ای مشخص شد، استفاده از میراگر پوسته ای تودرتو در سازه های میان مرتبه می تواند رفتار بهتری در کاستن از پاسخ سازه ها نسبت به سازه های بلند مرتبه داشته باشد.

    کلیدواژگان: کنترل غیرفعال، میراگر هیسترزیس، دستگاه میرایی انرژی، ارزیابی لرزه ای، تحلیل تاریخچه زمانی
  • حسین صفی خانی، ابوالفضل اسلامی*، نوید گنجیان، امین بهمن پور صفحات 378-396

    استفاده از شمع های پیچشی پره ای در سالهای اخیر در فونداسیون سازه های دریایی که درمعرض امواج رفت و برگشتی آب دریا قرار دارند، رواج زیادی پیدا نموده است. از طرفی به دلیل زمان اندک مورد نیاز برای نصب در زمین و قابلیت بارگذاری بلافاصله بعد از نصب، سرعت احداث فونداسیون و نصب و تسریع در برپایی سازه اصلی مورد توجه خاص قرار گرفته است. در تحقیق حاضر به منظور بررسی رفتارشمع های پیچشی پره ای تحت بارگذاری کششی و فشاری ، سه تیپ شمع پیچشی بصورت تک پره ، دو پره و سه پره، با اقطار 70 و 90 میلیمتر و نسبت فاصله بین پره ها به قطر آنها در اندازه های 5/1 و 3 تحت آزمایش قرار گرفتند. خاک مورد آزمایش ماسه بندر انزلی بوده و با اعمال رطوبت 4 درصد ، در تراکم های سست و متوسط ارزیابی ها صورت گرفتند. فشار کف اعمال شده در دستگاه فشار همه جانبه مخروطی دانشگاه صنعتی امیرکبیر (FCV-AUT) برابر با 200 کیلوپاسکال بوده است. نتایج نشان داد که اینگونه شمع ها در بارگذاری فشاری و کششی رفتار مناسبی داشته و در اثر بهسازی و افزایش تراکم خاک ، ظرفیت باربری بطور قابل ملاحظه ای افزایش یافت. ولیکن رفتار شمع های پیچشی پره ای در اثر توالی بارگذاری فشاری و کششی، رفتار کاهشی داشته است.

    کلیدواژگان: شمع های پیچشی پره ای، دستگاه مدل فیزیکی FCV، ظرفیت باربری، بارگذاری فشاری، بارگذاری کششی، بارگذاری رفت و برگشتی
  • علی اکبر خلیلی باصری، شمس الدین هاشمی*، شهاب الدین حاتمی صفحات 397-419

    در ستون های فولادی پر شده با بتن (CFT) دارای میل مهار، میل مهار های افقی که در طول ورق های فولادی قرار گرفته اند، برای تقویت اثر محصور شدگی هسته بتنی و به تاخیر انداختن کمانش استفاده می شوند. بنابراین، آنها مقاومت بالاتر، سختی بیشتر، انعطاف پذیری بهتر و جذب انرژی بیشتر در مقایسه با ستون های CFT معمولی دارند. در این مقاله، کمانش یک طرفه ورق های فولادی در ستون های CFT با میل مهار تحت بار محوری فشاری به روش ریلی ریتز با استفاده از توابع شکل یک ورق مستطیل شکل با شرایط مرزی مناسب بررسی شده است. لبه هایی از ورق فولادی که بارگذاری نشده اند، دربرابر چرخش به صورت الاستیک مقاومت می کنند. توابع مثلثاتی که شرایط مرزی ورق مستطیلی را برآورده می کند برای تعریف توابع شکل قابل قبول استفاده می شوند. بتن پرکننده به عنوان فونداسیون با سختی الاستیک زیاد در فشار و بدون سختی کششی مدل می شود، به گونه ای که کمانش فقط در یک جهت اتفاق می افتد. از روش ضرایب لاگرانژ برای مدل سازی میل مهار ‍ ها استفاده شده است. برای تحلیل مسایل، برنامه نویسی در فضای متلب انجام شده است.این فرآیند برای بدست آوردن بار کمانش موضعی الاستو پلاستیک یک طرفه ورق فولادی با تعداد میل مهارهای مختلف استفاده شده است. مطابقت خوب نتایج عددی و آزمایشگاهی، صحت و کارایی روش را تایید می کند.

    کلیدواژگان: ستون های فولادی پرشده با بتن(CFT)، میل مهار، کمانش یکطرفه، ورق فولادی، روش انرژی، روش ریلی ریتز، ضرائب لاگرانژ
  • محمدامین بیاری، ناصر شابختی، اسماعیل ایزدی زمان آبادی* صفحات 420-442

    یکی از مهم ترین چالش ها در ارزیابی و برآورد ظرفیت فروریزش سازه ها، انتخاب و مقیاس نمودن مجموعه رکوردهای زمین لرزه می-باشد. در این تحقیق یک مجموعه کلی شامل 44 شتابنگاشت برای محاسبه ظرفیت فروریزش سازه در نظر گرفته شده است، سپس برای لحاظ کردن اثر انتخاب شتابنگاشت بر ظرفیت فروریزش سازه از روش میزان تطابق طیف پاسخ هر زلزله با طیف میانگین شرطی در سطح خطر مورد نظر استفاده شده است و شتابنگاشت های مناسب با هر سطح خطر انتخاب شده است. برای لحاظ کردن اثر شکل طیف بر ظرفیت فروریزش، از ضریب شکل طیف یا اپسیلون به دو روش استفاده شده است. بدین صورت که در روش اول برای مجموعه کلی از زمین لرزه های انتخاب شده، ظرفیت فروریزش سازه برای سطح خطر مورد نظر با استفاده از اپسیلون اصلاح شده است و در روش دوم از روش ساده سازی شده که توسط هسلتون و همکاران پیشنهاد شده است، جهت لحاظ کردن اثر اپسیلون و اصلاح ظرفیت فروریزش سازه در سطح خطر مورد نظر استفاده شده است. نتایج ظرفیت فروریزش اصلاح شده در سطح خطر مورد نظر حاصل از سه روش 1) انتخاب شتابنگاشت، 2) استفاده از مجموعه کلی زمین لرزه با لحاظ کردن اپسیلون و 3) روش ساده سازی شده نشان می دهند که نسبت ظرفیت فروریزش اصلاح شده با لحاظ کردن اثر انتخاب شتابنگاشت و اثر اپسیلون، به ظرفیت فروریزش بدون لحاظ کردن اثر انتخاب شتابنگاشت و اثر اپسیلون، در سطح خطر 2 درصد در 50 سال، برای 3 روش ذکر شده به ترتیب برابر 216/1 ، 174/1 و 197/1 است، که هر سه روش دارای براوردی تقریبا مشابه می باشند.

    کلیدواژگان: انتخاب شتابنگاشت، شکل طیف زمین لرزه، طیف میانگین شرطی، ضریب شکل طیف، ظرفیت فروریزش سازه
  • مهدی مرادی، بهنام کرمی، حسین عموشاهی* صفحات 443-467

    امروزه سقف های مرکب ساده متشکل از دو بخش دال بتنی و تیر لانه زنبوری به عنوان یکی از اقتصادی ترین سقف ها در سازه های فولادی به حساب می آیند. اما با توجه به وجود خطر دایمی آتش سوزی در ساختمان ها، بررسی سقف های مرکب در برابر آتش از اهمیت به سزایی برخوردار است. از این جهت در مطالعه حاضر رفتار سقف های مرکب ساختمان مسکن مهر واقع در کرمانشاه به عنوان مطالعه موردی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مطالعه به منظور تحلیل نمونه ها از تحلیل غیر خطی کوپل دما- تغییر مکان و روش صریح موجود در نرم افزار اجزا محدود استفاده شده است. نتایج نشان دادند با افزایش حرارت نقش تیر لانه زنبوری کاهش یافته و نقش بخش بتنی افزایش می یابد از این رو در طراحی و مقاوم سازی سقف های مرکب با در نظر گرفتن عملکرد غشایی کششی دال بتنی می توان هزینه های مربوط به مقاوم سازی را کاهش داد. همچنین نتایج نشان می دهند که سقف های مرکب ساختمان مسکن مهر به گونه ای طراحی شده اند که در هنگام آتش سوزی دچار فروریزش نمی شوند و به دلیل خیز قابل توجه در هنگام آتش سوزی کاربری خود را از دست می دهند. پیش بینی فروریزش ساختمان نمونه در هنگام آتش سوزی را می توان به دلیل از دست دادن مقاومت و سختی ستون ها و اتصالات در هنگام آتش سوزی بررسی کرد.

    کلیدواژگان: سقف مرکب ساده، تیر لانه زنبوری، آتش، آباکوس، عملکرد غشایی کششی، مقاوم سازی
  • مهران کوهی کمالی، غلامرضا قدرتی امیری* صفحات 468-483

    زلزله یک پدیده طبیعی است که باعث بوجود آمدن خسارات جانی و مالی بسیار زیادی شده است و بشر تاکنون موفق نشده است که زمان وقوع آن را پیش‎بینی نماید. بنابراین، یکی از موضوعات مهم مرتبط با زلزله، پیش‎بینی حوادثی است که با وقوع آن بوجود می‎آید. برنامه‎ریزی برای پیشگیری از وقوع بحران و همچنین اتخاذ تصمیمات مناسب بعد از وقوع بحران در مناطق شهری باعث خواهد گردید که تاثیر اقدامات مربوط به کاهش خطرپذیری لرزه‎ای به صورت چشمگیری افزایش یابد. یکی از ابزارهای محاسباتی مورد استفاده در علم تحلیل خطرپذیری کاربرد منطق فازی برای پیش‎بینی خسارات و آسیب‎های محتمل در اثر وقوع سوانح و رخدادهای طبیعی است. اصول علمی دقیق و مزایای فراوان این ابزار در تحلیل پدیده‎هایی با عدم قطعیت احتمالاتی باعث گردیده که کاربرد آن به طور مداوم گسترش و پیشرفت داشته باشد. در این پژوهش، استفاده از ابزار فازی برای طبقه‎بندی سازه‎های موجود در شهرکرد نسبت به خطر لرزه‎ای با توصیف کیفی مورد بررسی قرار گرفته است و میزان خطرپذیری لرزه‎ای ساختمان‎های منتخب موجود در شهرکرد به عنوان یک جامعه نمونه از ساختمان‎های موجود در شهر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده در این زمینه با تجربیات ناشی از زلزله های سال های اخیر در کشور برای آسیب پذیری ساختمان ها در مناطق شهری مطابقت دارد و بیانگر این است که روش مورد استفاده دارای تطابق مناسب و پارامترهای مورد استفاده در ارزیابی آسیب پذیری قابل اطمینان مناسبی را ارایه می‎دهند.

    کلیدواژگان: خطرپذیری، زلزله، خسارت، منطق فازی، توصیف کیفی
  • صلاح الدبن ضبیحی، آرمان مام عزیزی* صفحات 484-508

    سیستم دیوار برشی فولادی با ورق کنگره دار یکی از سیستم های باربر جانبی می باشد که در بعضی از موارد عملکرد بهتری نسبت به سیستم دیوار برشی فولادی با ورق ساده دارد. در این تحقیق به بررسی عملکرد جانبی سیستم دیوار برشی فولادی کنگره دار پرداخته شد. متغیرهای تحقیق حاضر زاویه کنگره ورق فولادی (0 تا 30 درجه)، درصد بازشو ورق فولادی (10، 20 و 30) و تعداد بازشو (2،1، 3 و 4) می باشد. از نرم افزار اجزاء محدودی Abaqus جهت مدل سازی و تحلیل استفاده شد. تعداد 91 مدل دیوار برشی فولادی تحت تحلیل پوش آور تا جابجایی 100 میلی متر قرار گرفتند. رفتار مصالح فولادی به صورت الاستوپلاستیک در نظر گرفته شده است.نتایج نشان داد که با افزایش زاویه کنگره مقاومت اولیه، ثانویه و نهایی دچار کاهش می شود. سختی اولیه که به صورت شیب اولیه ی نمودار بار- جابجایی تعریف می شود با افزایش زاویه کنگره کاهش یافته است. سختی ثانویه نیز تا زاویه کنگره ی 10 درجه افزایش اما پس از آن کاهش یافته است. مقدار شکل پذیری افزایش می یابد. با افزایش درصد بازشو مقاومت و سختی اولیه کاهش پیدا کرده اما شکل پذیری برای دیوارهای بدون کنگره کاهش و در دیوارهای کنگره دار افزایش می یابد. با افزایش تعداد بازشو نیز مقاومت، سختی اولیه و شکل پذیری تا سه بازشو کاهش و سپس افزایش پیدا می کند.

    کلیدواژگان: دیوار، برشی، فولادی، ورق، کنگره
|
  • Reza Karimi, Mehrzad Tahamouliroudsari * Pages 6-23

    Due to lack of sufficient concrete strength or change in design guidelines, some RC structures are in need of retrofitting. RC moment resisting frames can be retrofitted through various methods such as different types of braces, steel jackets, steel or concrete shear walls, etc. Retrofitting the structure and reassessing it is only possible if the characteristics of the new compound seismic system are known. In this study, the behavior of the RC moment resisting frame retrofitted with inclined members mesh and steel shear walls in the face of cyclic lateral load is investigated. Three specimens of RC moment resisting frames of the scale 1:3, with identical dimensions, reinforcement and concrete strength were built. Two of the specimens were retrofitted with steel shear walls or inclined members mesh, using the same amount of steel. Finally, stiffness, strength reduction factor, ductility, strength and energy absorption of the samples were calculated and compared. The results show that both retrofitting methods improve the seismic properties of the structure but the inclined tensile member mesh yielded a better performance compared to the steel shear wall. While carrying out the linear or nonlinear analyses of the retrofitting of RC frames, special attention should be paid when equalizing steel shear walls with inclined tensile members due the difference between their stiffness.

    Keywords: retrofitting, RC moment resisting frame, Steel shear walls, Inclined tensile members- mesh, cyclic loading
  • Ali Parvari *, Bahareh Ghorbannezhad Pages 24-38

    The high rate of accidents and work-related damages in construction projects, has converted the construction industry to one of the most dangerous industries. Behavior-based safety as a new approach in safety management emphasizes the unsafe behavior of individuals as the most important cause of accidents more than ever. In order to implement this approach, it is essential to examine the factors that effects on the employee's behavioral safety. The purpose of this research is investigate the effect of organizational conditions on safety climate factors that are the most important Basic factors of staff safety behavior. In this study that was done by the structural equation modeling method, using AMOS 22, in the first stage, the measurement model was evaluated using confirmatory factor analysis; then, the structural model that was designed based on the research hypotheses was analyzed. The calculated indices (RMSEA=0/079; IFI=0/90; CFI=0/91; x^2⁄df=1/995; TLI=0.91) showed the optimal fit of the proposed model of research. Based on these results, management safety commitment has a positive and direct effect on four factors such as safety training and employee empowerment, Safety supervision, Social support and teamwork, as well as safety rules and rewards system. These findings emphasize organizational managers to pay attention about those factors to increase the safety level of staff.

    Keywords: Behavior-based safety, Structural Equation, model organizational, factors safety climate, Construction Industry
  • Mahna Safarkhani, Mahmood Naderi * Pages 39-56

    Recent investigations show that graphene oxide nanoparticles (GO) are promising nano-sized additives to enhance the mechanical property of cementitious materials. GO are the product of chemical exfoliation of graphite and contain a range of reactive oxygen functional groups that enable it as a suitable candidate for reaction in cementitious materials through physical functionalization. In this paper, the experimental program is performed to study the mechanical and water transport properties of GO-reinforced cement composites. Experimental results show, adding GO improved the tensile, flexural, and compressive strengths of mortar with the increase in flexural and tensile strength more than that of compressive strength. Especially, the tensile and flexural strength, when the content of GO was 0.05% bwoc, the cement mortar exhibited remarkable increase by 70% and 22% respectively, comparing with those without GO. Particularly, the compressive strength of concrete incorporating 0.1% by weight of cement GO increased by 25% and 50% than those of concrete without GO after curing for 28 days and 90 days respectively. The strengths enhancement can be attributed to the promotion of hydration and the finer pore structure of cement paste incorporating GO. There are thresholds for all mechanical strengths of cement mortar incorporating GO where the GO content exceeds the threshold, the decrease in strength is observed which can be attributed to the deformation of the hydration crystals by the change in the dosage of GO in the matrix. Penetration test results indicate that the incorporation of a very low fraction of GONPs can effectively hinder the ingress of water molecules. It can be concluded that adding GONPs improve the transport properties of concrete which subsequently improves its durability.

    Keywords: graphene oxide, nano particles, Mechanical properties, Concrete, Mortar, penetration
  • Seyed Abdonnabi Razavi, Navid Siahpolo *, Mehdi Mahdavi Adeli Pages 57-77

    The most important feature of the behavior factor is that it allows the structural designer, to be able to evaluate the structural seismic demand, using an elastic analysis, based on force-based principles quickly. In seismic codes such as the 2800Standard, this coefficient is merely dependent on the type of lateral resistance system and is introduced with a fixed number. However, there is a relationship between the behavior factor, ductility (performance level), structural geometric properties, and type of earthquake (near and far). The main purpose of this paper is to establish an accurate intelligent model related to the geometrical characteristics of the structure, performance level and the behavior factor in eccentrically steel frames, under earthquakes near-fault. For this purpose, genetic algorithm is used. Initially a wide database consisting of 12960 data with 3-, 6-, 9-, 12-, 15- and 20- stories, 3 column stiffness types, and 3 brace slenderness types were designed, and analyzed under 20 pulse-type near-fault earthquakes for 4 different performance levels. Two powerful optimization algorithms have been used to generate the proposed relationship. To generate the proposed correlation, 6769 training data were used in the form of PSO and SA algorithms. To validate the proposed correlation, 2257 test data were used to calculate the mean squared error for both algorithms. The results indicate that there is more accuracy in the relation of the PSO algorithm.

    Keywords: Particle Swarm Optimization (PSO), Simulated annealing (SA), Behavior factor, Eccentric braced frame, Pulse-type near-fault earthquake
  • Mohammad Reza Shahraki *, Jafar Mesri Pages 78-95

    Risk management is one of the approaches to the success of construction projects that must be implemented systematically. In classical approaches, project risks are assessed based on two criteria of probability of occurrence and their impact; In the present study, we first identify the risks involved in construction projects. Then paired comparisons were made for weighting and determining the importance of risk factors, then using DEMATEL combined method and network analysis process. to validate the proposed model, based on a case study in the Risk Identification Development Project using the Delphi method at three levels out of 60 identified risks, 18 risks were selected out of five categories of technical, financial and support risks, social, environmental, implementation. They were categorized, and then the extent to which each of these risks impacted the project objectives, the probability of each occurring, and ultimately the degree of importance of each risk. The ranking of identified risks indicates that the main research risks are the executives and technical departments that have gained the highest score using the combined DEMATEL method and the network analysis process, but in terms of impact on other factors, social risk It is of particular importance to others at different stages of work.

    Keywords: Risk Ratings, Multi Criteria Decision Making, Dimtel, Network analysis process, Risk Impact
  • Seyed Morteza Salimi, Sepideh Rahimi, Mohamad Hoseinzadeh, Mehdi Ebadi Jamkhaneh * Pages 96-116

    Although steel plate shear walls have the inherent advantages of formability and increasing the energy absorption of the lateral load system, there are some shortcomings such as buckling in the early stages of loading and high demand for shear force of the column. In order to address these cases, a new moment connection using steel trapezoidal plate in the form of numerical models of steel shear wall system under monotonic loading and cycles is presented. The main aim of this study is to provide a system of low-thickness steel shear wall that has the same capacity and energy absorption in accordance with the direct connection sample, while at the same time concentrate the plastic joint area on the connection plate. The connection plate acts like a fuse. In spite of conventional steel shear wall systems, the connection of the steel wall plate to the column has not been established and vertical lateral stiffeners have been used to improve its performance. Also, three different thicknesses used for the connection plate. The finite element numerical model was validated with eight test specimens and a good accuracy was established in terms of load-bearing capacity, elastic stiffness, and failure mode. The results of nonlinear static analyses on the developed models showed that the use of the connection plate was able to act as an energy-absorbing member and prevent the boundary elements from entering the plastic status. Therefore, the use of lower cross-section of column elements is possible. There is also no need to follow a weak beam- strong column rule and to use continuous or doubler plates in the panel zone of the column. Finally, it was found that the relationships presented in the AISC regulations are less than 7% to 25% for estimating the angle of the tensile field and the shear capacity.

    Keywords: steel plate shear wall, Load-bearing capacity, Elastic stiffness, Finite element model, Connection Plate
  • Sahand Rafiee, Abdollah Hosseini, Mohammad Sadegh Marefat * Pages 117-134

    One type of structural systems that has received growing attention in recent years, includes post-tensioned flat slabs and steel columns. This system has significant economic and professional advantages. But, seismic behavior of the connection between flat slab and steel column, which is principally designed for gravity loads, is in doubt. In this regard, these connections should have sufficient ductility under lateral deformations. Although details for the connections of nonprestressed slabs to steel columns are published in the technical references, which usually include steel shear heads, but specific details for post-tensioned slabs have rarely been published in the literature. In this study, new details have been proposed for the connections of post-tensioned flat slabs to steel columns. These details include horizontal steel plates, vertical steel stiffeners and high strength shear bolts. To evaluate the proposed details, a half scale test specimen was built and was subjected to lateral cyclic loading with increasing amplitude. The test shows that the proposed connection could withstand relatively large displacements up to a drift of 6%, without loss of strength and/or gravity bearing capacity and/or significant failure. According to this study, the proposed details have sufficient ductility under lateral loading and provide a favorable seismic performance.

    Keywords: flat slab-steel column connection, post-tensioned flat slab, cyclic lateral loading, Ductility, seismic details
  • Ali Chamanlaleh, Freydoon Khosravi *, Mostafa Amini Pages 135-161

    Numerical models are feasible approach against field studies which are capable of estimating of materials behavior appropriately if material properties are considered exactly. Numerical models are categorized in three sets: Micro, meso and Macro scale. In macro scale, the whole concrete is considered as a one phase material and usually the interaction between concrete-steel is just modeled. In Micro Scale Modelling, the cement-aggregate crystals are evaluated. The other preference of meso scale numerical model is the ability of presenting different phases interaction in multi phase materials such as concrete. This feature is useful in high rate dynamic load such as explosion. To perform meso scale modeling, different random specimens with different contents of aggregates must be produced. In different studies, a unique pattern which could generate real aggregation is not used. Aggregates generated in this study are elliptical, and by controlling the lack of interference with each other, aggregates are randomly assigned into the defined template boundaries. Then, in the next step, the specimen is meshed by choosing dimensions of elements in cubic form. Finally, the prototype is transformed into the input text file of the numerical analysis programs. The comparison between produced aggregate curve and real cure shows good agreement.

    Keywords: Concrete, Heterogeneous, Mesoscale, Aggregate, Mortar, Abacus
  • Seyed Reza Samaei, Madjid Ghodsi Hassanabad *, Mohammad Asadian Ghahfarrokhi, Mohammad Javad Ketabdari Pages 162-179

    Deck-pile pier structural system is one of the most common types of pier construction systems. Corrosion, ship collisions and huge storms cause general and extreme damages, especially in the deck and the splash zone of the wharf. If the location and severity of the damage is known at the early stages of the damage, they can be repaired as soon as possible. One of the available methods for identifying damage in structures, which is based on the changes in the dynamic properties of the structure, is the modal strain energy method. In recent years, modifications have been made to the original version of this method, the Stubbs index, one of which is the consideration of natural frequencies in locating the damage, known as the improved modal strain energy method. In the present study, using both Stubbs index method and improved method, an experimental and numerical study is performed to identify the location and determine the severity of damage in the members located in the deck and splash zone in a real LPG export deck- pile pier (pier number Fourteen) located in the port of Pars-Assaluyeh, in Persian Gulf. The results showed that the improved method has higher accuracy in locating the damage than the Stubbs index method. Also, single and multiple damage, with low and high severity, were predicted with appropriate accuracy by this method.

    Keywords: Deck-pile pier, Splash zone, Damage detection, Improved modal strain energy (IMSE), Stubbs index, Numerical, experimental study
  • Rasul Kaffash, Abbas Karamodin * Pages 180-191

    The resistance of steel structures under accidental loading conditions such as fire is affected by the inherent characteristics of the structure such as redundancy, ductility and joint constraints. On the other hand, due to the action of the structural components exposed to fire, the rigidity of the diaphragm and the performance of the connections are subjected to damage. This paper examines effects of the rigidity of the diaphragm and the shear connections constraints as part of the fire-resistant properties of steel braced frames. Two modes of operation of the floors in the form of rigid diaphragm and soft diaphragm, as well as two modes of operation of shear connections in the form of hinged and rolled joints, have been evaluated under a fire scenario. The effect of gravity and fire loads on a 10-story steel braced frame is simulated in these cases using numerical analysis techniques using finite element method. Analysis show that fire resistance time of braced frames and structural collapse mechanisms are severely affected by the presence or absence of diaphragms as well as tensile constraints on shear joints. As in the case of the existence rigid diaphragm of the structure, it undergoes a total collapse in a short time, and also in the absence of tensile constraints of the joints, the collapse mechanism locally changes position. Analysis results can also help engineers understand local and general responses to steel braced frames under fire loading.

    Keywords: Fire, Fire resistance, Braced Frames, rigid diaphragm, shear connections, Overall Behavior
  • Mohammad Mahdi Yoosefi, Peyman Homami *, Moosa Mazloom Pages 192-210

    Because of lightweight concrete has less mechanical properties than normal concrete, one of the objectives of engineering society is to design light weight concrete with a structural mechanical characteristic suitable for optimum resistance. Therefore, in this paper, using the Taguchi method to studied the parameters influencing of the compressive strength of Self-Compacting Light Weight Structural Concrete containing Nano-Silica. According to the Taguchi data, a total of 9 mixed designs were considered, taking into account the effects of the whole content, which included the ratio of water to cement materials, the ratio of Nano-silica to cement materials, the ratio of superplasticizer to cement materials, and the ratio of aggregate to total concrete weight. The results show that the maximum effect on the compressive strength is related to the change in water-to-cement ratio, which is about 56.5% of the impact on the pressure resistance. The percentage of Nano-silica to cement was 36.1. The third degree of impact on the compressive strength of the concrete is related to the effect of the superplasticizer ratio on the cement, which is about 7%, and finally the weight ratio of aggregates to the total concrete volume with an impact of about 0.4% in the fourth grade is important. Finally, the quality criterion was considered for lightweight concrete so that the optimal state for achieving Self-Compacting Light Weight Structural Concrete containing Nano-Silica with water to cement ratio was 0.35, the percentage of Nano-silica to cement was 4%, the superplasticizer percentage was 0.8%, the ratio of aggregate to total concrete volume was 0.48 obtained.

    Keywords: Taguchi method, Self-Compacting Concrete, Lightweight structural concrete, nano-silica, Optimal mixing design
  • Hamzeh Dehghani *, Mostafa Chatrazar Pages 211-232

    In this study, hysteresis behavior and energy absorption rate of steel shear walls in reinforced sheets CFRP, GFRP and the effect of grooves with different patterns under cycling have analyzed using the finite element method. For this purpose, the accuracy of the responses obtained from the software is compared with the experimental model. Sensitivity analysis is then performed on the dimensions and types of elements used in the analysis. All models are subjected to cyclic loading in according with ATC-24 code. After simulating each of the models in the ABACUS, the results of analysis include shear capacity, energy absorption and the maximum of these parameters were evaluated during the analysis of the models and compared with each other. The best model also in two parts of reinforcement and groove, under four different earthquakes, behavior seismic has been studied. The results show that the reinforced polymer sheets on the shear wall have a direct effect on the seismic performance and the pattern of stress distribution is directly related to how grooves. Also among the models, the use of CFRP with horizontal alignment has the best seismic performance.Key words: Steel shear wall, Reinforced polymer sheets, Energy absorption, Hysteresis curve, Performance improvement

    Keywords: Steel shearwall, Reinforced polymer sheets, Energy absorption, hysteresis curve, Performance improvement
  • Ali Khodam *, Reza Kameli, Mohsenali Shayanfar Pages 233-250

    Corrosion of steel reinforcement in concrete structures is one of the most influencing factors in the loss of durability of reinforced concrete (RC) structures. Neglecting the effects of corrosion has unpleasant consequences and may lead to the failure of structures before their designed life time. Corrosion reduces the cross section of the steel reinforcement, changes the mechanical properties of the steel, decreases the strength of the concrete, and ultimately reduces the capacity and ductility of RC structures. In this study, the effects of corrosion on the moment-curve diagram of structural elements are studied and then compared with the approaches recommended by guidelines such as FEMA-356. To evaluate the effect of steel corrosion on the performance of structures, two RC frames (3-storey and 7-storey) are modeled and two corrosion scenarios are applied to beams and columns of the structures. Then, capacity curves of structures as well as design parameters such as ductility coefficients are obtained by nonlinear static (pushover) analysis of the structures considering the effects of corrosion on moment-curvature diagrams of structural elements. The results show that the coefficient of awareness of 0.75 according to the guidelines such as FEMA-356 can lead to overestimate the structural capacity in highly corrosive environment. It also leads to conservative and uneconomic results in a low corrosive environment. It is observed that the capacities of the 3 and 7-storey structures have been decreased between 19 to 36 percent due to corrosion. Results also show that corrosion reduces the structural capacity between 8 to 28 percent.

    Keywords: Steel reinforcement corrosion, Seismic performance of existing structures, capacity, ductility of existing structures, Moment-curvature diagram, Nonlinear static analysis (Pushover)
  • Seyedvahid Razavitosee *, Armin Barzin Pages 251-270

    With the increase in explosive attacks and the need for defensive preparedness, it is possible to consider strategies to improve the safety and resilience of non-structural members and their efficiency. In this paper, the nonlinear performance of a reinforced concrete frame with non-structural steel wall-reinforced interlayer under blast load is investigated. For this, in the first step, a concrete frame with steel wall-reinforced masonry frames, according to the latest recommendation of the Iranian seismic design code, in ABAQUS finite element software under the load of two explosive charges of 300 and 1000 kg by equivalent pressure method. The blast was located at distances of 5, 10, and 15 meters from the base of the structure, and the relative displacement response between the interfaces and the dissipated energy in the whole model were studied. In the second step, the necessity of strengthening this system has been discussed by adopting two strategies: increasing the cross-sectional number of wall-posts and reducing the distances of wall-posts. The results show that the relative displacement of peer-to-peer in the model with the strategy of increasing the cross-sectional number of wall-posts, at the expense of 1000 kg and 300 kg at a distance of 5 m by increasing the angle cross-section from L60x60x6 mm to L80x80x8 mm by 34.20%, respectively. And decreased by 48.25%. This reduction was achieved in the model with the strategy of reducing the distances of the wall posts at the expense of 1000 and 300 kg at a distance of 5 meters, respectively 5.51% and 3.53%, which was more than 2 times the amount of reduction of the first strategy. Also, the depleted energy in the model with the strategy of reducing distances compared to the model with a cross-section of L80x80x8 mm under 1000 kg explosion, more than 2.4 has been obtained.

    Keywords: strengthening, Masonry infilled-wall, Seismic Design, Explosive Charge, Explosive Loading
  • Vahid Saberi *, Hamid Saberi, Mojtaba Babanegar, Abbasali Sadeghi, Ali Moafi Pages 271-295

    One of the most important issues in buildings is irregularity in the plan or height of the structure, which causes increasing the seismic damages. In irregularity in height, sudden changes in the dynamic properties of the structure including mass, lateral stiffness and strength of the structure occur. Therefore, the stage of making decision for determining the building configuration has a fundamental importance Irregular buildings must be able to withstand the lateral forces of earthquakes and winds. One of the most common earthquake-resistant systems in steel structures is the bracing system, which has been considered by engineers due to its good performance in previous earthquakes and reduced drift of buildings. However, some architectural constraints may cause the braces to be moved to the story level, which is subjected to irregularity of cutting the lateral bearing system, or the lateral braces may be weakened or removed due to poor supervision in some stories, in which case the story may be irregular. There is very soft story in the building. In this study, 7 scenarios in three states such as regular, very soft irregularity, and irregularity of cutting the lateral bearing system is considered for 5-story frame. These frames are designed based on seismic guidelines of standard 2800, and then, the performance of them has been evaluated by SAP2000 software using analyses methods such as equivalent static, spectral dynamics and time history dynamics under near-fault earthquakes. The aim of this study is to investigate the accuracy of these methods. The results showed that time history dynamic analysis is more accurate than other methods. For example, the error rate of the maximum displacement response of frame with irregularity of cutting the lateral bearing system in equivalent static analysis compared to spectral and time history dynamic analyses are 15% and 77%, respectively.

    Keywords: Height Irregularity, Cutting the Lateral Bearing System, very soft story, Equivalent static analysis, Spectral dynamic analysis, Time History Dynamic Analysis, Near-fault earthquake
  • Hossein Parvini Sani *, Mojgan Taheri Pages 296-313

    Progressive collapse is a nonlinear phenomenon that starts from the damage of a part of the structure and ends with the whole structure and its total damage. Therefore, the study of this phenomenon in high-rise and important structures while securing it will ensure the design process of the structure. Progressive collapse usually occurs in the structure due to the loss of one of the main members of the structure, which is usually the desired column. With the sudden removal of a column in the structure, in the node where the column is removed from the structure, there is a displacement that has a seismic nature. In this research, the effect of using steel haunch bracing with different locations in concrete moment frames is investigated under progressive collapse. The purpose of this evaluation was to determine the vulnerability of concrete structures retrofitted with steel haunch bracing as well as the effect of steel haunch bracing in spans and height of the structure, the place of eliminated element (edge or middle) and the number of the story in which the member was removed in the progressive collapse, is studied. A noteworthy point in different cases of component removal is in the wide changes of stresses and change of node displacement and lack of formation of plastic hinges in the members, which can be explained by the proper distribution and placement of steel haunch bracing in spans and height of the structure in the place of elimination of members in the model, there are more structural elements and this issue strengthens the catenary action of the members to transport and transfer load and also the immediate stabilization of the situation.

    Keywords: Nonlinear behavior, Progressive collapse, Steel haunch bracing, Reinforced Concrete Moment Frames, retrofitting
  • Masoud Zabihi Samani *, Mohsen Sohofi Pages 314-333

    The Endurance Time method is the method that was considered. In this research,, two 15 and 20 story shear building were evaluated by performance weakness in return periods equal to 475 years by a new ET generation, and the results were compared with the second generation and natural earthquake records In Seismo-Struct software. The Endurance Time curve showed the performance and durability of the structure equipped with a friction damper compared to the structure without the damper. It was also observed that the fourth-generation records of Endurance Time in nonlinear displacements than the second-generation records show results closer to the natural scaled records of the earthquake, and for frame equipped with Rotational Friction Dampers whose period was less than 2 seconds, the results have good accuracy. While for structures with period of more than 4 seconds, there is still a slight difference. It was also observed that the response of 15 and 20 story frames with F series records is 50% different from natural records, while Kd series records are less than 20% different. These results show the quality and accuracy of new generation records of Endurance Time for structures with a period of less than 3 seconds and weakness performance.

    Keywords: Rotational friction damper, Endurance Time method, Endurance Time curve, damping device, seismic analysis
  • Vahid Baneshi, Seyed Mehdi Dehghan * Pages 334-354

    In the developing countries, due to low cost, abundance of materials, substantial durability and ease of construction, masonry structures are still common construction system and blocks are conventional type of masonry units in these buildings. Despite the problems faced in utilizing simple blocks such as low out-of-plane strength and inconsistency in construction quality; achieving fast construction, economic solutions and enhancing performance and integrity subjected to in/out of plane loads encouraged civil engineers to make changes in the design and production process of masonry blocks for which interlocking blocks can be considered as an innovative solution. In this experimental study, a novel interlocking cement block were employed to construct small-scale masonry prisms. In two cases of using paste and mortarless interlocking blocks, six standard tests were used to evaluate in-plane behavior, including compressive strength, diagonal tensile strength, and in-plane direct shear strength tests, and out-of-plane behavior including flexural tensile strength in two directions and out-of-plane direct shear strength test of block prisms in the concrete technology laboratory of Shiraz University of Technology and the results were discussed. The proposed blocks can be used simply in practice. The results showed that the innovative blocks, due to the proper design of the appendages, showed appropriate and uniform behavior in terms of in/out of plane strength. In addition, adding paste can improve behavior and strength of the interlocking block.

    Keywords: masonry wall, In-plane Strength, Interlocking Block, Mode of Failure, Out-of-plane Strength
  • Alireza Reisi *, Hamid Reza Mirdamadi, Mohammad Ali Rahgozar Pages 355-377

    Respect to the concept of the control structures, the author of this study recently suggested a novel hysteresis damper with named nested-eccentric-cylindrical shells damper (NESD) for increasing the damping in structures.According to the greater ability of the shell structures versus the plate structures, the NESD is designed based on the shell structures. The configuration of the shells in the NESD is designed in such a way that it can be increasing the performance and stability of the device. These members are as well as the multi-springs with the combination of series and parallel form. Also, the configuration of this device is designed by the simple form and with an easy way to install in structures. However, to evaluate the seismic performance of the proposed damper, the NESD used into the structures with various heights with four, eight, and twelve floors and analyzed by dynamic nonlinear time history. The seismic analyses are run with eleven records by particular geography characteristics of seismic hazard zone. In this evaluation, the efficiency of this damper in damping seismic energy and reducing the displacement and base shear responses is approved. In the seismic analysis, Therefore, by modeling this damper in structures, it was found that by using this damper in structures could be a damping of up to 35% of the seismic energy in the structures and reduce an average of 50% in displacement and could cause a reduction of 7 to 27% in the base shear for the structures. However, it was found that the NESD could be better behavior for reducing the response of mid-rise structures.

    Keywords: Passive control, hysteresis damper, energy dissipation device, Seismic Performance, time history analysis
  • Hossein Safikhani, Abolfazl Eslami *, Navid Ganjian, Amin Bahmanpour Pages 378-396

    Pile foundations are one of the significant marine substructure systems for a variety of offshore and onshore facilities. In recent years, helical piles have become common foundation system for marine structures exposed to the reciprocal seawater waves. Moreover, these foundation systems have received particular attention due to several influential parameters, including the limited required time for installing and the ability to be immediately loaded after installation. However, the methods for estimating their bearing capacity is limited. The present study investigates the behavior of three different helical piles under tensile and compressive loading via Frustum Confining Vessel available at Amirkabir University of Technology (FCV-AUT). The under-study piles were single, double, and triple-helix with diameters of 70 and 90 mm. Double and triple-helix piles are designed with two different spacing to helix diameter ratios of 1.5 and 3. These piles were installed in Bandar Anzali sand regarding two loose and medium densities. The soil was prepared by adding 4% humidity for testing. The applied bottom pressure of FCV-AUT was 200 kPa. The results indicated that the helical pile bearing capacity increased due to soil improvement and densification during the special installation procedure. However, during the reciprocal loading, the tensile capacity of helical piles was reduced.

    Keywords: Helical Piles, FCV physical modeling, Bearing Capacity, tension loading, compression loading, reciprocal loading
  • Ali Akbar Khalili Baseri, Shamsedin Hashemi *, Shahab Hatami Pages 397-419

    In Concrete-Filled Steel Tubular (CFT) Columns with binding bars, horizontal binding bars arranged along the steel tubes are used to enhance the confinement effects on the core concrete and to postpone the initiation of local buckling. So, they have higher strength, more stiffness, better ductility and larger energy absorption compared to conventional CFT columns. In this paper, the unilateral buckling of steel plates in CFT Columns with binding bars under axial compression is investigated by the Rayleigh-Ritz method, using the shape functions of a rectangular plate with appropriate boundary conditions. It is assumed that the unloaded edges of the steel plate are elastically restrained against rotation. Trigonometrical functions that satisfy the boundary conditions of the rectangular plate are used to define the shape functions. In unilateral buckling, the folled concrete is described as an elastic foundation with high stiffness in compression and without tensile stiffness, such that buckling occurs in only one direction. The Lagrange multiplier technique is used to model the binding bars. The solution algorithms of the problems are written in MATLAB code. The solution of this process is used to obtain the elasto-plastic local buckling load of unilaterally-restrained steel plate with various numbers of binding bolts depends on spacing between them. Finally, the numerical results were compared with experiment results. The excellent agreements of the results verify the accuracy and efficiency of the method.

    Keywords: Concrete-Filled Steel Tubular(CFT) Columns, Steel Plate, binding bar, Rayleigh-Ritz method, unilateral buckling
  • Mohammad Amin Bayari, Naser Shabakhty, Esmaeel Izadi Zaman Abadi * Pages 420-442

    Selecting and scaling the set of ground-motion records is among the most important challenges in collapse capacity assessment and estimation of structures. In this study, 44 records were considered to estimate the collapse capacity of the structure.Next, the response spectrum matching degree of each ground-motion with the conditional mean spectrum at the inspected hazard level was employed to account for the effect of record selection on the collapse capacity of the structure and appropriate records were selected per each hazard level. Further, the spectral shape factor or epsilon was used to incorporate the effect of spectral shape on collapse capacity. In the first approach, the collapse capacity of the structure was modified for the overall set of selected ground-motions via epsilon according to the level of inspected hazard. In the second approach, the simplified method introduced by Haselton et al. was used to assess the effect of epsilon and modify the collapse capacity of the structure at the inspected hazard level. The results of the modified collapse capacity at the inspected hazard level were collected from three respective methods of record selection. These data were collected using the overall set of ground-motions with the epsilon and the simplified method. The obtained results indicate that the ratio of modified collapse capacity with the effects of record selection and epsilon on collapse capacity, disregarding the record selection and epsilon effects, are 1.216, 1.174, and 1.197 at the hazard level of 2% in 50 years for the three discussed methods, respectively. Ultimately, these three individual methods have rendered approximately equal estimates.

    Keywords: Record selection, Ground-Motion’s Spectral Shape, Conditional Mean Spectrum, Spectral Shape Factor, Collapse Capacity of the Structure
  • Mehdi Moradi, Behnam Karami, Hossein Amoushahi * Pages 443-467

    Nowadays, a simple composite floor consisting of the concrete slab and steel castellated beam is considered as one of the most economical floors in the steel structures. However, due to the permanent danger of fire in buildings, it is essential to evaluate the composite floor's behavior against fire. Therefore, in the present study, the performance of the composite floor of the Building of Mehr House in Kermanshah province is investigated as a case study. In this study, non-linear coupling temperature-displacement analysis and explicit method in Finite element software and linear temperature analysis are applied to analyze the models. The results showed that with increasing temperature, the role of steel castellated beam decreased and the role of the concrete part was increased, thus, in the designing and rehabilitating the composite floors by considering the tensile membrane action of the concrete slab, the reinforcement costs could be reduced. Moreover, the results show that the composite floors of the building were designed such that they do not collapse during the fire and lose their operation due to the considerable fire during the fire. finally, predicting the failure of the building during a fire can be investigated due to the loss of strength and stiffness of the columns and connection during the fire.

    Keywords: Simple composite floor, Castellated beam, Fire, Finite Element, case study
  • Mehran Koohikamali, Gholamreza Ghodrati Amiri * Pages 468-483

    Earthquake is a natural and unpredictable phenomenon that causes a lot of human and financial losses in many seismic zones of world. Therefore, the prediction of seismic events is one of the most important in earthquake and structure literature. Moreover, planning for crisis prevention as well as taking appropriate decisions after the crisis in urban areas will significantly increase the impact of measures to reduce the seismic risk. One of the computational tools in the risk analysis is the fuzzy logic to predict the possible damages due to natural disasters. Precise scientific principles and many advantages of this tool in analyzing phenomena with probabilistic uncertainties have caused its application to be constantly expanded and developed. In the present paper, the use of fuzzy tools for classification of the structures in Shahrekord (IRAN) has been investigated and the seismic hazard of selected buildings in this city is examined as a sample of existing structures. The results are consistent with the experiences of the recent earthquakes in this country for the vulnerability of buildings in urban areas. Also, the results indicate that the proposed method has good adaptation and the parameters which have been used in the damage assessment, propose good reliable flexibility.

    Keywords: Seismic risk, earthquake, Damage, Fuzzy logic, Qualitative Description
  • Salaheddin Zabihi, Arman Mamazizi* Pages 484-508

    Corrugated steel plate shear wall system (CSPSW) is one of the lateral load resisting systems, which in some cases has better seismic performance than the steel plate shear wall system. In this study, the seismic performance of the corrugated steel shear wall system was investigated. The variables of the present study are the angle of corrugated steel plate (0 to 30 degrees), percentage of steel plate openings (10, 20, and 30), and the number of openings (1, 2, 3, and 4). Abaqus finite element software was used for modeling and analysis. A total of 91 steel shear wall models were subjected to 100 mm displacement and were analyzed by the pushover method. The behavior of steel materials is considered as elastoplastic. The results showed that as the angle of corrugation increased, the yield and ultimate strength increased. The initial stiffness decreased with increasing angle of corrugation. Secondary stiffness also increased initially but decreased afterward, but the ductility decreased. With the increase in the percentage of openings, the yield, and ultimate strength decrease. The initial and secondary stiffness decreased, and the ductility first decreased and then increased. As the number of openings increases, the yield and ultimate strength decrease first and then increase.

    Keywords: Steel, Plate, Shear, Wall, System