فهرست مطالب

  • شماره 4 (پاییز1387)
  • تاریخ انتشار: 1387/09/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد رضائی پژند، مهندس احسان محتشمی صفحه 3
    به طور معمول، نقص های هندسی در فرآیند ساخت و نصب عضوهای سازه به وجود می آیند. نقص انحنای نخستین یا شکم دادگی عضو یکی از رایج ترین آنهاست. در این مقاله، ماتریس سختی مماسی کشسان جزء تیر- ستون دارای نقص انحنای نخستین، زیر اثر نیروهای گرهی و بارهای میانی گسترده و متمرکز رابطه سازی می شود و در تحلیل مرتبه دوم قاب ها به کار می رود. شیوه پیشنهادی، تابع جدیدی برای نقص انحنای نخستین پیشنهاد می کند و اثر آن را به طور مستقیم در ماتریس سختی جزء وارد می سازد. همچنین، برای الگوسازی هر عضو سازه، تنها یک جزء را به کار می برد و رابطه های آن برای عضوهای فشاری و کششی، یکسان است. نمودار بار- تغییرمکان روش پیشنهادی با پاسخ های سایر پژوهشگران مقایسه می شود و اثر نقص انحنای نخستین بر مسیر ایستایی مرتبه دوم قاب ها بررسی می گردد. نتیجه ها نشان می دهند، اگر اثر مرتبه دوم ΔP- در پایداری قاب تعیین کننده باشد، اهمیت نقص شکم دادگی عضوها کمتر می شود. از سوی دیگر، هنگامی که اثر مرتبه دوم δP- نقش بیشتری در پایداری سازه دارد، این نقص می تواند اثر قابل توجهی بر رفتار سازه بگذارد.
    کلیدواژگان: قاب دو بعدی، تحلیل غیرخطی، نقص انحنای نخستین(شکم دادگی)، اثرهای مرتبه دوم، بارهای میانی
  • غلامرضا قدرتی امیری، ابوالفضل غلامرضاتبار، سید علی رضویان امرئی صفحه 17
    یکی از روش های بهسازی لرزه ای قاب های بتن مسلح استفاده از مهاربندهای فولادی می باشد. در این مقاله چند نمونه قاب خمشی بتن مسلح موجود با شکل پذیری متوسط که برای بارهای لرزه ای برآورد شده بر اساس «استاندارد 2800- ویرایش دوم» طراحی گردیده اند مدل سازی شدند. به منظور ارزیابی قاب ها تحت بارهای لرزه ای اصلاح شده، مدل ها بر اساس «استاندارد 2800- ویرایش سوم» مجددا بارگذاری لرزه ای گردیدند. تحلیل مجدد قابها حاکی از آن است که نسبت تنشها در اکثر ستون ها از یک تجاوز کرده است. قاب های بتن مسلح به کمک مهاربندهای فولادی هم محور 7- معکوس بهسازی لرزه ای شدند. قاب های مقاوم سازی شده با انجام تحلیل های استاتیکی غیرخطی منطبق بر دستورالعمل بهسازی لرزه ای مورد ارزیابی لرزه ای قرار گرفته و نحوه تشکیل مفاصل پلاستیک و سطوح عملکرد تامین شده توسط اعضاء ارزیابی شده است. مفاصل پلاستیک تغییرمکانی و سطوح عملکرد بر اساس ضوابط مدل سازی غیرخطی اعضاء، مندرج در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود تعریف شده است. نتایج ارائه شده به نحوه تشکیل و توزیع مفاصل پلاستیک تغییرمکانی و نیز ارزیابی امکان بهسازی لرزه ای مناسب قاب ها برای سطح خطر 10 درصد در 50 سال عمر مفید سازه می پردازد.
    کلیدواژگان: ارزیابی لرزه ای، قاب بتن مسلح متوسط، مهاربندهای فولادی، سطوح عملکرد
  • فرزاد حاتمی، سید مجیدرضا صهری صفحه 26
    دیوارهای برشی مرکب که از یک لایه ورق فولادی نازک به همراه پوششی از بتن آرمه در یک و یا دو طرف ورق فولادی ساخته می شود، نسل سوم دیوارهای برشی مقاوم در برابر بارهای جانبی محسوب شده که علاوه بر افزایش مقاومت، شکل پذیری و جذب انرژی، بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه بوده و در ساخت ساختمان های بلندمرتبه، مقاوم سازی ابنیه و نیز مخازن مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله سعی شده است تا اثر تغییر ضخامت صفحه فولادی بر رفتار دیوار برشی مرکب در حالتهای مختلف قرارگیری برشگیرها مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور چندین مدل مختلف شامل قاب خمشی و دیوار برشی فولادی و مرکب توسط مدل های عددی و آزمایشگاهی ساخته و تحلیل گردید. در دیوار برشی مرکب، تعداد لایه های پوشش بتن آرمه، فاصله بین برش گیرها و نسبت ضخامت ورق فولادی به ضخامت لایه بتنی به عنوان متغیر در نظر گرفته شد. افزایش نسبت ضخامت ورق فولادی به لایه بتنی تا حد ضخامت بهینه منجر به کاهش میزان تغییر مکان خارج از صفحه ورق فولادی شده و بیش از آن تاثیری در عملکرد دیوار برشی مرکب نخواهد داشت. همچنین استفاده از دو لایه پوشش بتنی در دو سمت ورق فولادی اثرات خمش ثانویه را تا حدودی کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، دیوار برشی مرکب، پس کمانش، برشگیر، پوشش بتنی، ضخامت ورق فولادی
  • فرزاد شهابیان، محمد حسین ابوالبشری، سید مسعود احمدی صفحه 37
    در طراحی بهینه سازه های فضاکار به دلیل پر عضو بودنشان نسبت به سازه های دیگر، زمان زیادتری برای تحلیل، طراحی و یا تعیین وزن آنها مورد نیاز می باشد. در این مقاله برای اجتناب از تحلیل های مکرر و وقت گیر مرسوم در روش های معمول، با استفاده از روش شبکه های عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک طراحی بهینه سازه های فضاکار از نوع شبکه دو لایه انجام گردیده است. برای این کار، 180 نمونه شبکه دو لایه فولادی با سه توپولوژی مختلف با دهانه هایی بین 10 تا 75 متر و ارتفاع 1 تا 5/2 متر تحلیل شده و در هر مورد وزن بهینه سازه تعیین گردیده است. نتایج حاصل برای آموزش، آزمایش و طراحی یک شبکه عصبی مصنوعی برای تخمین وزن سازه به کار گرفته شده است. آن گاه از روش الگوریتم ژنتیک در تعامل با شبکه عصبی، برای انتخاب یک سازه فضاکار بهینه استفاده شده است. بدین ترتیب می توان با توجه به ابعاد زمین، مناسب ترین پوشش از نوع شبکه دو لایه را با یک توپولوژی مشخص به همراه ارتفاع، فاصله ستون ها و طول اعضای افقی پیشنهاد نمود.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، شبکه عصبی مصنوعی، سازه فضاکار، شبکه دولایه
  • کاظم شاکری، محسنعلی شایانفر صفحه 47
    با توسعه کاربرد تحلیل پوش آور در سال های اخیر روش های پوش آور پیشرفته متعددی برای لحاظ کردن اثر مودهای بالاتر و همچنین اثر تغییر مشخصات مودال سازه در طول تحلیل ناشی از تسلیم اعضاء پیشنهاد شده است. روش های پیشنهادی عموما برای لحاظ کردن اثرات مودهای بالاتر از چندین تحلیل پوش آور با الگوی بارهای متناسب با اشکال مودی سازه استفاده می نمایند و نتایج حاصل از این تحلیل ها با یکدیگر ترکیب می شوند (بصورت چند بار اجرا). از آنجائیکه در ناحیه غیر خطی مودهای مختلف یک سازه را نمی توان مستقل از یکدیگر فرض کرد لذا تجزیه یک سازه چند درجه آزادی به چند سازه یک درجه آزادی در ناحیه غیر خطی از لحاظ تئوریکی با مشکلاتی روبرو است. روش های تحلیل پوش آور مودال با چند بار اجرا نمی توانند اثرات اندرکنش بین مودها در ناحیه غیر خطی را لحاظ نمایند. به همین منظور برخی از محققین روش های مودال با یک بار اجرا را پیشنهاد داده اند که در آنها الگوهای بار متناسب با مودهای مختلف با یکدیگر ترکیب شده و به صورت یک الگوی بار واحد بر سازه اعمال می شوند (به صورت یک بار اجرا). در این مقاله به منظور بهبود و افزایش دقت روش های تحلیل پوش آور با یک بار اجرا یک روش جدید تحلیل پوش آور مودال با یک بار اجرا با الگوی بار به هنگام شونده ارائه شده است. روش پیشنهادی بر روی یک نمونه سازه 9 طبقه فولادی تحت اثر زلزله کوبه به کار گرفته شده و مشاهده شده است که روش مذکور با دقت مناسبی می تواند پاسخ های حاصل از تحلیل دینامیکی غیر خطی را تقریب بزند.
    کلیدواژگان: تحلیل غیر خطی، پوش آور، مودال، یک بار اجرا، ارزیابی لرزه ای، قابهای خمشی
  • سجاد احمد حمیدی، فرهاد دانشجو صفحه 55
    در روش متداول تحلیل پل، بار ترافیکی به عنوان یک بار استاتیکی لحاظ گردیده و با اعمال یک ضریب به نام ضریب ضربه افزایش می یابد. ضریب ضربه در آئین نامه های موجود صرفا تابعی از طول دهانه یا فرکانس اول ارتعاشی پل می باشد. در این تحقیق اثرات پارامترهای مختلف مانند سرعت حرکت، فاصله محورهای قطار، تعداد محورها و طول دهانه پل بر پاسخ های دینامیکی پل های فولادی راه آهن و مقدار ضریب ضربه بررسی شده است. برای این منظور پاسخ های دینامیکی و ضریب ضربه برای چهار پل با طول دهانه 10، 15، 20 و 25 متر در محدوه سرعت های 100 تا 400 کیلومتر بر ساعت و فاصله محورهای 13 تا 24 متر محاسبه گردیده است. نتایج حاصل از تحلیل های دینامیکی نشان می دهد که در بسیاری از شرایط، برای ضریب ضربه مقادیری بیش از مقادیر پیشنهادی آئین نامه ها به دست می آید و در نتیجه روابط پیشنهادی آئین نامه ها برای ضریب ضربه کفایت نمی کند. همچنین نشان داده شده است که سرعت حرکت قطار بر مقدار ضریب ضربه موثرمی باشد به نحوی که با افزایش سرعت مقادیر ضریب ضربه افزایش چشمگیری دارد. نسبت فاصله محورهای قطار به طول دهانه پل یکی دیگر از پارامترهای موثر بر ضریب ضربه است به نحوی که مقدار ضریب ضربه برای نسبت های کمتر از یک و بیشتر از یک متفاوت می باشد. تعداد محورهای قطار صرفا در شرایط تشدید بر ضریب ضربه موثر می باشد. در این تحقیق برای ضریب ضربه روابطی با در نظرگرفتن سرعت حرکت، فاصله محورهای قطار و طول دهانه پل ارائه شده است.
    کلیدواژگان: ضریب ضربه، تحلیل دینامیکی، پل های فولادی، قطار، بارهای متحرک
  • حمید محرمی، اصغر حبیب نژاد کورایم صفحه 70
    دیوارهای برشی فولادی که به دو صورت جدار نازک و تقویت شده کاربرد دارند یک سیستم ابتکاری برای مقاومت در برابر بارهای جانبی باد و زلزله می باشند و در دهه های اخیر نوع جدار نازک آن مورد توجه محققین قرار گرفته است. با توجه به عملکرد مطلوب این نوع سیستم باربر جانبی از جمله سختی بالا، شکل پذیری خوب و توان اتلاف انرژی زیاد می توان از این سیستم در مقاوم سازی سازه های غیرایمن بهره جست. در این مقاله با توصیف آزمایش هایی که در آن یک قاب یک دهانه یک طبقه با استفاده از یک دیوار برشی فولادی مقاوم سازی شده است مزایا و امکان تقویت سازه های فولادی موجود بررسی شده و نحوه اندرکنش سازه اولیه و دیوار برشی در مراحل مختلف باربری جانبی مورد بررسی قرار گرفته است. در این آزمایش ها مشاهده شد که برای افزایش ظرفیت باربری سیستم استفاده از ستون های نگهدارنده سخت تر برای دیوار برشی و برای افزایش ظرفیت جذب و استهلاک انرژی استفاده از ستون های نگهدارنده انعطاف پذیرتر برای دیوار برشی مورد نیاز است.
    کلیدواژگان: دیوارهای برشی فولادی نازک، ورق های جدارنازک سخت نشده، مقاومت پس کمانشی، میدان کششی قطری
|
  • Mohammad Rezaiee-Pajand, Ehsan Mohtashami Page 3
    Geometrical imperfections usually occur during fabrication and erection. Initial out-of-straightness is one of the most common types of these flaws. In this paper, the elastic tangent stiffness matrix of an initially curved beam-column element subjected to nodal forces and transverse member loads is derived. Second-order analysis of planar frames is carried out afterwards. The proposed method introduces a new function for explicit modeling of out-of-straightness imperfection and incorporates it directly into the element's stiffness matrix. In addition, the proposed technique uses only one element for each member and presents a single formulation for both tensile and compressive members. The obtained load-deflection curve is compared with those predicted by other methods and the effect of initial out-of-straightness imperfection is also discussed. Results of numerical examples indicate that initial out-of-straightness imperfection is less important if the stability of frame is controlled by second-order P-Δ effect. On the other hand, it can have a considerable effect on the behavior of structure when second-order P-δ effect is dominant.
  • G. Ghodrati Amiri, A. Gholamrezatabar, M. S.A. Razavian Amrei Page 17
    One of seismic retrofitting approach of reinforced concrete (RC) frames is using structural steel brace elements. In current paper some existing moment resisting RC frames with intermediate ductility was designed to withstand seismic loads which were predicted by second edition of Standard No. 2800. In other to evaluate rehabilitated RC frames, models were loaded according to third edition of Standard No. 2800. Analyses of frames show stress ratio in most of columns were exceeded allowable value. Selected RC frames were rehabilitated using concentric inverted V-brace elements. Retrofitted frames were evaluated based on Seismic Rehabilitation Code for Existing Building in Iran. Also formation of plastic hinges and provided performance levels were investigated. Displacement control plastic hinges and performance levels of nonlinear modeling criteria were extracted from Seismic Rehabilitation Code. Results present formed plastic hinges with their performance levels and discus about used seismic retrofitting approach efficiency for hazard level of 10% earthquake probability of acceptance in 50 years.
  • Farzad Hatami, Majid Sehri Page 26
    Composite Steel plate shear walls (C.S.S.W.) have been used in structures as a lateral resisting system that it’s building by concrete cover on one or both sides of steel plate. This system that identifed as the 3rd version of the shear walls, by increasing of stiffness, ductility & energy absorption is widely used in tall building, retrofitting of structures and tanks.In this paper, evaluation of concrete layer to steel plate thickness ratio has been investigated on C.S.S.W. behavior. In this regard, some experimental and analytical specimens involved of flexible steel fram, steel shear wall & steel plate shear wall composited with reinforced concret layer are built and tested using a rigid frame and actuator. The variable parameters on composite shear wall were the number of concrete layer, distanse between stuts and ratio of steel plate to of concrete layer thickness. The results show that the stiffness of composite shear wall has direct proportion to concrete layer thickness and has inverse proportion to distance between stuts. Increasing on proportion of thickness of steel plate to thickness of concrete layer until optimum thickness reduced the displacement of out of plate and beyond which there would be no merit. On the other hand, usage of two concrete layers on two side of steel plate was reduced effect of secandary bending.
  • F. Shahabian, M.H. Abolbashari, S.M. Ahmadi Page 37
    Analysis and design of space structures are normally time consuming since a large number of members is involved. The problem becomes more involved when optimization is performed, where numerous analysis should be carried out. In this paper, neural network and genetic algorithm are applied for optimization of double steel layer grids. 180 models with three topologies, spans between 10 and 75 m and height between 1 and 2.5 m are analyzed and designed for optimum weight. The results have been used for training and testing of proposed neural networks system to predict the weight of the structures. The genetic algorithm based on neural networks is used for design optimization. Thus, for a site plan with arbitrary length and width, the output of the neuron-genetic system is the selection of a double steel grid with optimized shape based on three available topologies with height, distance between columns and length of horizontal members.
  • M.Shayanfar, K.Shakeri Page 47
    Application of the pushover methods have been increased in last decade. In recent years different advanced pushover methods have been proposed to account the higher modes effects and changes in the modal attribute during inelastic phases. Generally in these advanced methods multiple pushover analyses with lateral load corresponding to the considered elastic mode shapes are conducted separately, and then the total seismic response is estimated by combining the responses due to each modal load (multi-run). Since in the inelastic domain the modes are coupled so using of the modal decomposition concepts are not valid in the nonlinear range. Therefore the multi-run pushover methods encounter with some theoretical problems. These methods are not able to reflect the yielding effect of one mode in the other modes and the interaction between modes in the nonlinear range. For this purpose, some researchers have developed enhanced single-run modal methods in which the structure is pushed with combined modal forces. The modal combination concept is used to define the load pattern rather than to combine the nonlinear responses due to each mode. In this paper a new advanced single-run pushover method has been proposed. The proposed method is applied to SAC-9 building. This provides a good estimation of the peak inelastic drift response.
  • S.A.Hamidi, F.Daneshjoo Page 55
    In the traditional method of bridge design, traffic loads are considered as static loads which are increased by the application of Impact Factor. In current standards, the impact factor is only a function of span length or first flexural natural frequency of the bridge. In this research, the effects of different parameters like vehicle speed, axle distance, number of axles and span length on dynamic responses of steel railway bridges and impact factor are considered. For this purpose, dynamic responses and impact factors are calculated for four simple span steel bridges with 10, 15, 20 and 25 meter length. The vehicle speed varies from 100 to 400 km/h and axle distances from 13 to 24 meter. The results indicate that the impact factors calculated from dynamic analysis in various conditions are greater than those suggested in standards like AASHTO and AREMA so the quantities of impact factors in standards are not sufficient. The impact factor is increased rapidly as the vehicle speed is increased. The results also indicate that the ratio of axle distance to span length affects the quantity of impact factor. The impact factor differs for ratios smaller or greater than one. The number of axles affects the impact factor only in resonance conditions. In this research some formulas are proposed for impact factor considering different parameters such as span length, vehicle speed and axle distance.
  • H.Moharrami, A.Habibnejad Korayem Page 70
    Steel shear walls that are used in two (thin and thick) forms, are innovative systems for resistance against lateral wind and earthquake loads. The thin type of steel shear wall has recently attracted the researcher’s interests. Due to good performance of this type of lateral resisting system (for example high stiffness, high ductility index and very much energy dissipation) it can be used for retrofitting of vulnerable structures. In this paper describing some tests on retrofitting a steel frame by a steel shear wall, the advantages and possibility of retrofitting vulnerable structures have been investigated and interaction of the frame and steel shear wall at different stages of loading has been studied. In the tests it was observed that for increase in the load carrying capacity of the shear wall, it is better to use stiffer columns and for increase in energy dissipation, more flexible columns are required.