فهرست مطالب

سازه و فولاد - شماره 5 (بهار و تابستان 1388)
  • شماره 5 (بهار و تابستان 1388)
  • تاریخ انتشار: 1388/02/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • غلامرضاقدرتی امیری، علی سیدکاظمی، سیدعلی رضویان امرئی صفحه 5
    در این مقاله، ساختمان های فولادی قاب خمشی معمولی طراحی شده با استاندارد 2800 زلزله ایران براساس دستورالعمل بهسازی لرزه ای، ارزیابی و عملکرد لرزه ای آنها در حوزه رفتارهای خطی و غیرخطی بررسی می گردد. بدین منظور ابتدا نمونه های متعارفی از ساختمان طبق استاندارد 2800 طراحی شده و سپس قاب بحرانی آنها براساس دستورالعمل بهسازی لرزه ای، تحت بهسازی مبنا و با روش های استاتیکی غیرخطی، دینامیکی خطی طیفی و تاریخچه زمانی کنترل می شود. مطابق نتایج این تحقیق، عملکرد خمشی کلیه اعضاء در تمامی ساختمان ها کنترل شونده توسط تغییرشکل بوده و با روش دینامیکی خطی تاریخچه زمانی برمبنای شتاب نگاشت زلزله های رخ داده در ایران (از جمله بم) نیازی به بهسازی ندارند. ساختمان های کوتاه برشی در حوزه رفتار غیرخطی عملکرد بسیار مناسبی دارند در حالیکه ساختمان های خمشی(6 و 8 طبقه) با روش استاتیکی غیرخطی و تمامی ساختمان ها با روش دینامیکی طیفی می بایستی بهسازی شوند
    کلیدواژگان: بهسازی لرزه ای، عملکرد لرزه ای، ساختمان فولادی، قاب خمشی معمولی
  • محمود مهرداد شکریه، محمد حیدری رارانی صفحه 18
    در این مقاله ابتدا رفتار گریتینگ های کامپوزیتی ساخته شده از مقاطع پالترود شده، به دلیل کاربرد وسیع آنها در سازه های صنایع پتروشیمی، به روش تئوری و المان محدود بررسی شده است. سپس این مواد به عنوان تقویت کننده بتن و جایگزینی برای آرماتورهای فلزی، به دلیل مقاومت خوردگی بالا، پیشنهاد شده اند. به دلیل اهمیت کنترل جابجایی در سازه های بتنی، رفتار بار- جابجایی آنها به صورت تحلیلی و عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. در مدل تحلیلی ارائه شده برای دال بتنی تقویت شده با گریتینگ های پالترود شده، معادله دیفرانسیل حاکم بر صفحات ارتوتروپیک با تعریف ضرایب سفتی در جهت های اصلی توسعه داده شده و برای حالت خمش چهار نقطه ای بصورت دقیق حل شده است. سپس با فرض یک طرفه بودن دال، بار نهایی شکست با اصلاح روابط تئوری مربوط به آرماتورهای فلزی برای گریتینگ ها، محاسبه گشته است. در روش المان محدود با بکارگیری نرم افزار ANSYS و تعریف رفتار غیرخطی بتن و استفاده از معیار تخریب سه بعدی برای ترک خوردگی و خردشدگی، بار نهایی تخریب و بار در شروع ترک خوردن تخمین زده شده است. برای مقایسه رفتار بار-جابجایی و میزان تغییر باربری نهایی دال تقویت شده با گریتینگ پیشنهادی، یک دال تقویت شده با میلگرد فولادی (با سفتی کششی معادل گریتینگ) نیز مدل سازی و تحلیل شده است. نتایج حاصل از روش تحلیلی و المان محدود، با نتایج آزمایش های انجام شده توسط محققان دیگر مقایسه گردیده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد جایگزینی میلگردهای فولادی با گریتینگ های پالترود شده، علاوه بر کاهش خوردگی، باعث افزایش 12 درصدی بار نهایی شکست و افزایش 5/116 درصدی بار شروع ترک می شود.
    کلیدواژگان: گریتینگ های پالترود شده، دال بتنی تقویت شده، روش المان محدود، حل تئوری
  • محسنعلی شایانفر، محمدعلی برخورداری، محمدقاسم وتر، علیرضا رضائیان صفحه 28
    این مقاله یک مطالعه تجربی و آزمایشگاهی از رفتار پیوندهای برشی قائم را در حالت معمول (پروفیل فولادی با و بدون سخت کننده) و مرکب (پروفیل فولادی که بتن، ناحیه محصور به جان و بال ها را پر کرده است) ارائه می نماید. چهار نمونه در این مقاله برای بررسی اثر سخت کننده و اثر مرکب شدن جان پیوند انتخاب شده اند. نمونه اول یک نمونه بدون سخت کننده می باشد، در نمونه دوم طبق ضابطه های AISC 2005 سخت کننده های لازم تعبیه شده است، نمونه های سوم و چهارم نمونه های مرکب می باشند. در مدل مرکب، خاموت ها به جان پروفیل متصل می شوند و تفاوت نمونه های مرکب، فاصله بین آرماتورهای عرضی می باشد. آزمایش های انجام شده از نوع چرخه ای شبه استاتیکی بوده و در مقیاس یک به یک انجام شده اند. در ابتدا جزئیات پیشنهادی برای پیوندهای مرکب تشریح می گردد، سپس نحوه ساخت، بارگذاری، گزارش آزمایش ها و نتایج حاصله بیان می شود. جزئیات ارائه شده برای پیوند قائم مرکب به صورتی بوده است که نتایج حاصله حاکی از افزایش قابل توجه ظرفیت برشی و شکل پذیری آن نسبت به حالت معمول می باشد.
    کلیدواژگان: قاب های مهاربندی شده واگرا، پیوند قائم، پیوند مرکب، سخت کننده، خاموت، محصور شدگی
  • سید علی حاج سید تقیا، دکتر عبدالرضا سروقد مقدم صفحه 40
    در این مقاله با استفاده از تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی، رفتار لرزه ای چند مدل ساختمانی که دارای سختی پیچشی کم هستند، تحت اثر شتاب نگاشت زلزله بررسی می شود. معیار بررسی، نسبت تغییر مکان جانبی سازه (Drift) است. شایان ذکر است که نسبت تغییر مکان جانبی سازه، شاخص مناسبی برای خرابی اعضای سازه ای و غیر سازه ای به طور مقایسه ای است، لذا ایمنی سازه بر اساس این معیار تعریف می شود. نتایج این بررسی مبین آن است که ضوابط پیشنهاد شده در استاندارد 2800 برای سازه هایی که به روش استاتیکی خطی معادل، تحلیل می شوند، در مواردی، ایمنی کافی در برابر زلزله را برای سازه های نرم پیچشی تامین نمی نماید، لذا تحلیل استاتیکی معادل برای سازه های نرم پیچشی همواره روش مناسبی نیست. در این تحقیق با بررسی پارامترهای پاسخ تحلیل های دینامیکی غیر خطی، علت این امر مشخص شده است.
    کلیدواژگان: نسبت جابجایی طبقه، سختی پیچشی کم و زیاد، خروج از مرکزیت، تحلیل استاتیکی معادل، تحلیل دینامیکی غیر خطی، مرکز جرم و سختی، لبه سخت و نرم
  • مجید قلهکی، سعید صبوری صفحه 52
    ایده استفاده از دیوار برشی فولادی، به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر بار جانبی در طراحی و تقویت ساختمان ها، بیش از سه دهه است که مورد توجه پژوهشگران و طراحان قرار گرفته است. با توجه به لزوم پاسخگویی به برخی از مسائل طراحی آنها، در این تحقیق تلاش شده است تا با کمک آزمایش های انجام شده بر روی دو نمونه دیوار برشی فولادی شکل پذیر سه طبقه با دو نوع اتصال تیر به ستون ساده و کاملا صلب که در آنها برای ورق پانل ها از فولاد نرم (جاذب انرژی) استفاده گردیده و تحت بار دوره ای مورد آزمایش قرار گرفتند و همچنین آزمایش های معتبر انجام شده در دیگر مراکز تحقیقاتی دنیا، تاثیر ضریب شکل پذیری در ضریب رفتار دیوارهای برشی فولادی با ورق نازک، مورد بررسی قرار گیرد. ارزیابی در این زمینه نشان می دهد که با فرض ثابت بودن ضریب اضافه مقاومت، ضریب رفتار دیوارهای برشی فولادی با ورق نازک بر اساس روش یوانگ، بیشتر از قاب های خمشی فولادی می باشد.
    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، ورق نازک، فولاد جاذب انرژی، فولاد نرم، ضریب شکل پذیری، ضریب رفتار
  • فرزاد شهابیان صفحه 64
    برای بالا بردن مقاومت خمشی تیرورق ها، تمایل به انتخاب جان با ارتفاع زیاد می باشد. برای کاهش وزن، ضخامت جان تیرورق ها را کم در نظر می گیرند. از این رو قبل از فرا رسیدن مقاومت خمشی، صفحه جان تیرورق تحت تاثیر نیروهای برشی دچار کمانش و یا تسلیم می شود. در این مقاله، مقاومت برشی تیرورق های فولادی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل اجزای محدود نشان می دهد که مقاومت کمانشی تیرورق ها به حالتی که در آن اتصال جان به بال ها به صورت گیردار فرض می شود، نزدیک تر است و این در حالی است که در نظریه های رایج، اتصال جان به بال ها به صورت ساده فرض می گردد. نتایج حاصل از تحلیل اجزای محدود غیرخطی تیرورق های دارای بازشوی مدور نشان می دهد که با افزایش لاغری تیرورق و ابعاد نسبی بازشو، مقاومت نهایی کاهش می یابد. این کاهش ممکن است تا 50 درصد مقاومت اولیه برسد. بررسی های انجام شده در این پژوهش حاکی است که در صورت افزایش صلبیت نسبی بال، کاهش مقاومت تیرورق ها در اثر وجود بازشو که ممکن است به دلایل اجرایی اجتناب ناپذیر باشد، به میزان 30 درصد جبران می گردد.
    کلیدواژگان: تیرورق های فولادی، مقاومت برشی، تحلیل اجزای محدود، بازشوی مدور
  • فریدون امینی، جواد کاتبی صفحه 73
    تئوری پس خوراند کمی QFT(Quantitative Feedback Theory)یک روش طراحی کنترل کننده مقاوم در حوزه فرکانسی است که قادر به غلبه بر عدم یقین های ساختاری (Structured Uncertainty) می باشد. در سال های اخیر کاربردهای این روش در طراحی چندین سیستم کنترلی نظیر کنترل پرواز، محرک های هیدرولیک و... بطور گسترده ای ارزیابی شده است اما این تئوری هنوز در حوزه کنترل سازه ها توسعه نیافته است. روشQFT یک تکنیک طراحی را با ارضاء مجموعه ای از شرایط عملکردی و پایداری مقاوم برای یک سیستم با عدم یقین مبتنی بر استفاده از نمودار نیکولز (Nichols Chart) مهیا می سازد. دراین مقاله ابتدا طراحی به روش QFT با استفاده از یک مثال نمونه به منظور آشنایی با مفاهیم و مشخصات آن برای یک سیستم تک ورودی- تک خروجی ارائه می شود و در ادامه کارآیی و قابلیت روش جدید کنترل سازه ای بر اساس نتایج شبیه سازی عددی در یک سازه چند درجه آزادی نمایش داده شده و با روش کنترل کلاسیکH∞ مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد که کوچک بودن مرتبه کنترل کننده روش QFT از مزایای مهم این روش در حوزه مهندسی عمران می باشد.
    کلیدواژگان: حوزه فرکانسی، تئوری پس خوراند کمی، عدم یقین پارامتری، کنترل مقاوم
|
  • G.Ghodrati Amiri, A. Seyyed Kazemi, S.A.Razavian Amrei Page 5
    In this paper, steel ordinary moment resisting frame buildings designed according to the Iranian Earthquake Code (Standard No.2800, 2nd edition) are evaluated based on seismic retrofitting provision for existing buildings. Also, their seismic performance is investigated in the range of both linear and non-linear behaviors. At first, several common samples of these systems were designed through 2800 code. So, critical frame of these samples was controlled using the seismic retrofitting provision in base upgrading level through the several detailed numerical analyses (non-linear static, linear dynamic spectrum and time history). Based on the obtained results, bending performance of all members in all structures is controlled by deformation and with linear dynamic time history analysis using the record of happened earthquakes in Iran such as Bam, do not need to be strengthened. The shearing low-height structures showed a reasonable performance in the range of non-linear behavior. However the flexural structures (6 and 8-storeyed) with non-linear static procedure and all of structures with linear dynamic spectrum method should be improved.
  • M.M.Shokrieh, M.Heidarirarani Page 18
    The main object of this research is investigation on replacement of steel rebars with GFRP pultruded gratings in one-way concrete slabs. Since the defection control is more important than the load control in civil engineering structures, this study focused on load-deflection behavior of concrete slabs. A closed-form relation for the load-deflection of a one-way slab is, at first, obtained by considering slab as an orthotropic plate with different stiffnesses in principal directions. In addition, the ultimate load capacity of slab reinforced with pultruded grating is calculated by modifying available theoretical equations for steel reinforcements. Using a finite element code, ANSYS software, with an exact nonlinear behavior of concrete and a 3-D failure criterion for cracking and crushing, the ultimate failure load and initial cracking load are estimated numerically. Also, a concrete slab reinforced with steel, the same extensional stiffness (E×A) as grating, is modeled to investigate the increasing of ultimate load. All the results are compared with the available data from other researches. The obtained results show that the replacing of steel reinforcement by FRP pultruded gratings is caused 12 percent increase in the ultimate load and 116.5 percent increase in the initial cracking load
  • M. A. Shayanfar, M. A. Barkhordari, M. G. Vetr, A. R. Rezaeian Page 28
    This paper is an experimental study on the behavior of vertical shear link in the normal (steel section with and without stiffener) and composite (steel section with concrete is located the area limited to web and flanges of the section) configurations. There have been four specimens selected for examining the effects of different details. The first specimen was an I section with no stiffener, while the second specimen composed of I section with stiffeners designed according to AISC 2005. Third and fourth specimens were composed of I section with reinforced concrete located at the area between its flanges and web..The tests carried out were of quasi-static kind and conducted on a full scale. The comments on composite links are at first, explained in details and construction method, loading and test are then expressed. The details rendered for composite vertical link have been in such a way that the results obtained show remarkable increase in its shear capacity and ductility.
  • S.A.Seyedtaghia. A.S.Moghadam Page 40
    This paper presents seismic behavior of several buildings with low torsional stiffness. The performance criterion is story drift ratio, as story drift ratio is an appropriate damage index for structural and non-structural elements comparably. Therefore, the safety of structure is defined by mentioned criterion. This study illustrates that the proposed provisions of standard 2800 of Iran for linear equivalent static analysis do not generally satisfy sufficient safety for low torsional stiffness structures. Therefore, linear equivalent static analysis in its present form is inadequate for low torsional stiffness structures.
  • M.Gholhaki, S.Sabouri-Ghomi Page 52
    The idea of using steel plate shear wall (SPSW) has been noted for last three decades as a lateral load resisting system in design and retrofit of buildings. Knowing the short life of researches on this system and the necessity for replying to some design problems, in this research, it has been tried to determine the effect of ductility factor on force modification factor of SPSWs by using results of two cyclic tests on ductile SPSW's with three stories and other creditable experiments which have been done around the world. In the three-storey tests, two different connections (simple and fixed) and for panel’s plate, easy-going steel (EGS) are used. Assessment in this area shows that, the force modification factor of thin SPSWs with constant overstrenght factor based on Uang's methode is more than this factor of moment resisting frames.
  • F. Shahabian, S. Ghooestani Page 64
    To increase the bending resistance of plate girders, it is advantageous to make the webs as deep as possible. To reduce the self-weight of the girders, the web thickness is usually limited, with the consequence that the webs are normally of slender proportions. The webs will then buckle at relatively low values of the applied shear loading. In this paper, the shear resistance of plate girders is investigated. The results of finite element analysis reveals that the boundary conditions at the flange-web juncture in practical designs is much closer to the fixity, but available theories assumes that the web panel is simply supported at the flange-web juncture. The nonlinear finite element analysis shows that the ultimate resistance of plate girders with circular web opening might be reduced up to 50 percents if the web slenderness or opening size is increased, but it could be compensated up to 30 percents when the flange stiffness is increased.
  • Fereidoun Amini, Javad Katebi Page 73
    Quantitative Feedback Theory, QFT, is frequency-domain-based robust control design methods that can conquest to structured uncertainty. In the last few years, its application to several control systems design such as flight control, hydraulic actuator control, etc., has been widely investigated but this theory has not been developed in the structural control field. The QFT method offers a direct design technique for satisfying a set of robust performance and stability objectives over a given range of plant parameter uncertainty based on Nichols Chart. In this paper firstly the QFT design methodology is presented through one illustrative example in order to make easy understanding of the basic principles and characteristics for single-input single-output system. Afterwards, feasibility and the efficiency of new structural control method are demonstrated by numerical simulation in multi degree of freedom structure and compared with the robust design approach. Simulation results show that the lower order of QFT controller is important feature of QFT controller in civil engineering.