فهرست مطالب
نشریه سازه و فولاد
سال سوم شماره 5 (پاییز و زمستان 1388)
- تاریخ انتشار: 1388/10/11
- تعداد عناوین: 8
-
-
صفحه 5کاهش سختی و افزایش دامنه ارتعاش تیرهای فولادی ترک خورده، موجب از دست رفتن کارایی سازه در بارهای بهره برداری می شود. یکی از روش های بازیابی سختی این نوع تیرها چسباندن ورقهای CFRP روی بال کششی تیرها و در محل بروز ترکها می باشد. برای محاسبه میزان سختی بازیابی شده در تیر ترک خورده توسط CFRP بطور معمول از روش های تحلیل اجزاء محدود استفاده می شود. در این مقاله فرمولاسیون محاسبه سختی تیر بهسازی شده توسط CFRP به روش ریاضی ارائه شده است. در این فرمولاسیون سختی تیر بهسازی شده بر اساس سختی تیر سالم، سختی تیر با فرض ایجاد مفصل در محل ترک، مشخصات مصالح چسب و CFRP و ابعاد هندسی سازه بدست می آید. برای استخراج این فرمولها از مشابه سازی سختی خمشی قسمت باقیمانده در مقطع ترک و ورق تقویتی با یک فنر دورانی استفاده شده است. نحوه بدست آوردن سختی فنر دورانی بر اساس سختی تیر ترک خورده و سختی تیر سالم نیز پیشنهاد گردیده است. روش انجام محاسبات سختی تیر بهسازی شده با ورق CFRP در دو دسته تیرهای معین و نامعین بطور جداگانه بررسی شده و فرمولاسیون پیشنهادی برای دو مورد خاص تیر دوسرمفصل و دوسرگیردار پیاده سازی گردیده است. به منظور صحت سنجی نتایج بدست آمده از روش تحلیلی پیشنهادی، هجده نمونه فرضی با روش اجزاء محدود نیز مورد مطالعه قرار گرفته اند. مقایسه نتایج فرمولاسیون پیشنهادی با روش اجزاء محدود تطابق بسیار خوبی را نشان داده است. فرمول دیگری نیز با صرفنظر کردن از سختی خمشی باقیمانده در مقطع ترک، برای محاسبه سختی تیر بهسازی شده با CFRP در کاربردهای عملی پیشنهاد شده است. مقایسه نتایج بدست آمده از این فرمول و فرمولهای دقیقتر نشان دهنده دقت بسیار خوب رابطه پیشنهادی است. با استفاده از این روش می توان بدون نیاز به اندازه گیری عمق ترک، میزان مصالح مورد نیاز برای بهسازی تیر با CFRP را از رابطه های ساده ای محاسبه نمود.
کلیدواژگان: بهسازی، تیر فولادی، ترک، سختی، CFRP -
صفحه 19آیین نامه های طرح لرزه ای ساختمانها به منظور جلوگیری از تلفات جانی، کنترل خسارت و طرح اقتصادی تدوین می شوند. برای این منظور، عموما ترکیب دو عامل مقاومت و شکل پذیری مورد استفاده قرار می گیرند.یک تفاوت عمده بین ضوابط آیین نامه ای طرح لرزه ای با برآورد مقاومت لرزه ای سازه ها این است که طراحی بر اساس آیین نامه در ناحیه ارتجاعی صورت گرفته در صورتیکه برآورد مقاومت لرزه ای با توجه به رفتار خمیری سازه ها و بررسی مسائلی نظیر مقاومت، شکل پذیری و محل مفصل های خمیری صورت می گیرد و به این ترتیب نقاط ضعف سازه ها مشخص می شوند. طبق تحقیق انجام شده در این مقاله بر روی سازه های مورد مطالعه، بارگذاری استاتیکی معادل کفایت لازم را در برآورد کلیه واکنشهای سازه ای اعم از، تغییر مکان جانبی و نسبی و همچنین برش طبقات دارا می باشد. بنابراین با توجه به اینکه استاندارد 800، برای سازه های منظم با ارتفاع بیش از 50 متراستفاده از تحلیل دینامیکی را الزامی می دارد، باید بررسی نمود که آیا سازه های طرح شده با استفاده از تحلیل طیفی قادر به تحمل زلزله های به مقیاس در آمده تا شتاب g 35/0 می باشند. در این تحقیق سه سازه دو بعدی5،0و5، طبقه با سیستم قاب خمشی که بارگذاری لرزه ای آن با استفاده از طیف طرح استاندارد 800 انجام شده، مورد مطالعه قرارگرفته است. آنالیز دینامیکی غیر خطی با استفاده از شتاب نگاشتهای مختلف صورت گرفته و پاسخهای تغییر مکان جانبی و نسبی برای طبقات مختلف محاسبه شده و با مقادیر مجاز آیین نامه مقایسه گردید. همچنین نیاز شکل پذیری طبقات محاسبه و با ظرفیت شکل پذیری طبقات مختلف مورد مقایسه وارزیابی قرار گرفت. شکست موضعی اعضای سازه ای کنترل شده و نهایتا به بررسی آسیب پذیری سازه های فوق پرداخته شد.
کلیدواژگان: خسارتهای سازه ای، تحلیل دینامیکی طیفی، تحلیل دینامیکی غیر خطی، نیاز شکل پذیری و شکست موضعی -
صفحه 31یکی از روش ها در تقویت ساختمان های میان مرتبه استفاده از سیستم های دوگانه قاب خمشی همراه با سیستم باربر جانبی دیگر مانند قاب های مهاربندی شده فولادی یا دیوار برشی بتن آرمه است. انتخاب دیوار برشی و یا مهاربندی فولادی در سازه های دارای قاب خمشی فولادی یکی از موضوعات مهم در این رابطه است. بنابراین بررسی رفتار این گونه سازه ها و شناخت اثر هر کدام از دو سیستم فوق در ترکیب با سیستم قاب خمشی ضروری به نظر می رسد. در این مقاله سعی می شود تا تاثیر دیوار برشی و مهاربندی های فولادی در رفتار سازه و اندرکنش سیستم های دوگانه مورد نظر با آنالیز یک سازه 0 طبقه با سیستم قاب خمشی فولادی توسط نرم افزار ETABS 000 بررسی گردد. نتایج نشان می دهند که دیوار برشی دارای سختی جانبی بیشتری نسبت به سیستم مهاربندی ضربدری بوده و به لحاظ اجرایی ابعاد حاصله برای مشخصات هندسی این سیستم نسبت به سیستم دارای مهاربندی منطقی تر است. همچنین مشخص می شود که برای کنترل تغییرشکل جانبی سازه، افزایش سطح مقطع مهاربندها تا حد محدودی موثر است، در حالیکه افزایش تعداد دهانه های مهاربندی شده در این مورد بسیار موثرتر خواهد بود.
کلیدواژگان: سیستم دوگانه، قاب خمشی، دیوار برشی بتن آرمه، مهاربندی فولادی، درصد جذب برش -
صفحه 43دو نوع از اتصالات تیر به ستون پیشنهادی پس از زلزله نورتریج، اتصالات پیچی با صفحه انتهایی و سپری اتصال می باشد. در این مقاله بصورت تحلیلی به بررسی و مقایسه عملکرد تناوبی این اتصالات در اثر تغییر پارامتر فاصله افقی پیچهای اتصال به بال ستون تا خط مرکزی جان تیر با مدلسازی اجزاء محدود هشت نمونه زیر سازه اتصال، در نرم افزارANSYS.Ver0 پرداخته شده است. نتایج بیان میدارد که در طرح این اتصالات بر مبنای ضوابط آیین نامه AISC برای مقاطع یکسان تیر و ستون، ظرفیت خمشی و سختی الاستیک اتصال با سپری نسبت به اتصال با صفحه انتهایی بیشتر بوده، درحالیکه میزان استهلاک انرژی کل آنها تقریبا یکسان است. نهایتا از بررسی تحلیلی پارامتر فوق مشخص شد، با توجه به حساسیت رفتاری و احتمال تغییر مد خرابی اتصال پیچی با سپری اتصال تحت بار تناوبی نسبت به آرایش افقی پیچهای اتصال به ستون در مواردی که احتمال ضعف در اجرا می رود، علیرغم بیشتر بودن ظرفیت خمشی اتصال با سپری، طرح اتصال پیچی با صفحه انتهایی توصیه میگردد.
کلیدواژگان: عملکرد تناوبی اتصالات، اتصالات پیچی تیر به ستون، صفحه انتهایی، سپری اتصال، آرایش پیچ -
صفحه 59پیوند تیرها به ستون ها در قاب های فولادی، ساده و یا سخت پنداشته می شود. استفاده از الگوی پیوند سخت یا ساده، هر چند گام های تحلیل و طراحی را آسان می کند، ولی رفتار واقعی سازه را به دست نمی دهد. زیرا، آزمایش ها نشان می دهند که همه پیوندهای زیر بار، مقدار مشخصی نرمی از خود نشان می دهند. بنابراین، باید از شیوه ای برای تحلیل بهره جست که به واقعیت نزدیکتر باشد و اثر نرمی پیوندها را به کار گیرد. در این مقاله، ماتریس سختی وتری کشسان جزء تیر- ستون دارای پیوندهای نیمه سخت، زیر اثر لنگرهای گرهی و بار گسترده میانی رابطه سازی می شود. سپس، بر پایه این ماتریس، تحلیل کشسان مرتبه دوم و پایداری قاب های فولادی دو بعدی با پیوندهای نیمه سخت انجام می-پذیرد. ویژگی اصلی این ماتریس، کلی بودن آن می باشد. زیرا، توانایی الگوسازی یک عضو قابی با هر گونه پیوندی را دارد. همچنین، نسبت به ماتریس های مشابه از دقت و کارایی بیشتری برخوردار است. از سوی دیگر، هر عضو تنها با یک جزء الگوسازی می شود و در روش پیشنهادی، برای عضوهای کششی و فشاری رابطه های یکسانی به کار می-رود. نمودار بار- تغییرمکان و مقدارهای عددی به دست آمده از فن پیشنهادی با تحلیل های سایر پژوهشگران مقایسه می شوند و اثر نرمی پیوند بر مسیر ایستایی تحلیل کشسان مرتبه دوم، بار کمانشی و رفتار قاب های فولادی بررسی می گردد.
کلیدواژگان: قاب های فولادی دو بعدی، تحلیل کشسان، تحلیل پایداری، پیوند، های نیمه سخت، اثرهای مرتبه دوم -
صفحه 83در این مقاله طراحی لرزه ای قاب خمشی فولادی با استفاده ازروش انرژی با در نظرگرفتن اثرات بارثقلی، اثرات مرتبه دوم P-Δ و همچنین رابطه هایی که برای جلوگیری از تشکیل مکانیسم های نامطلوب بدست آورده شده است، بیان می شود. در این روش نیروهای طراحی لرزه ای از انرژی ورودی متناظر با یک مکانیسم تسلیم فرضی و میزان تغییرمکان هدف سازه، به دست می آید. هدف از این روش طراحی لرزه ای قاب خمشی فولادی بررسی توانایی پیش بینی رفتار سازه در مرحله نهایی و استفاده از حداکثر ظرفیت سازه برای اتلاف انرژی ورودی زلزله می باشد. برای مقایسه پاسخ سازه های طراحی شده برمبنای دو روش استاتیکی معادل و روش انرژی، دو قاب خمشی فولادی 0 و5 طبقه به کمک این دو روش طراحی شده و نتایج تحلیل استاتیکی غیرخطی آنها با یکدیگرمقایسه می شود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که طراحی به روش انرژی در مقایسه با روش متداول استاتیکی معادل موجب بهبود رفتار لرزه ای سازه می شود.
کلیدواژگان: طراحی لرزه ای، روش انرژی، مکانیسم نامطلوب، انرژی ورودی زلزله -
صفحه 93میراگرهای اصطکاکی به علت هزینه پایین و کارایی مناسب در دسته سیستم های کنترلی غیرفعال جایگاه خوبی دارند. در تعیین بار لغزش بهینه میراگرهای اصطکاکی، شاخص های عملکرد مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین روش ساده شده ای نیز در تعیین بار لغزش بهینه میراگرهای اصطکاکی پال بررسی شده است. میراگر اصطکاکی دورانی در سال 000 معرفی شد. بر روی این میراگر بررسی های عددی و آزمایشگاهی صورت گرفته است. در این مقاله با انجام 540 تحلیل دینامیکی غیرخطی، قابهای خمشی فولادی مجهز به میراگر اصطکاکی دورانی با بارهای لغزش متغیر، بررسی شدند. این تحلیل ها بر روی سه ساختمان با ارتفاع های مختلف و تحت شتاب نگاشتهای متفاوت انجام شد. در ضمن نیروی لغزش بهینه از روش ساده شده نیز به دست آمد. این نتیجه حاصل شد، که شاخص های عملکرد مختلف میراگر جوابهای تقریبا یکسانی را در تعیین بار لغزش بهینه نتیجه می دهند. عملکرد میراگر با افزایش ارتفاع سازه بهبود می یابد. همچنین خطای روش ساده شده در تعیین بار لغزش میراگرهای اصطکاکی دورانی کمتر از درصد، در مقایسه با روش دقیق می باشد.
کلیدواژگان: میراگر، میراگر اصطکاکی دورانی، شاخص عملکرد، انرژی هیسترزیس
-
Page 5Stiffness degradation and increase in vibration amplitude of cracked steel beams, cause to lose the efficiency of structure in service loads. Bonding CFRP laminates on tension flange is one of the rehabilitating methods of these beams. At present, finite element method is used to calculate the value of stiffness and strength of rehabilitated beams. In this paper, a closed form formulation is presented for calculating stiffness of rehabilitated beams. In this method, the stiffness of rehabilitated beam is calculating based on the stiffness of perfect beam, stiffness of cracked beam, CFRP and adhesive properties and dimensions of structure. Cracked section of beam and reinforcing plate are modeled by an equivalent rotational spring. A procedure is proposed for calculating the stiffness of rotational spring. Formulation is studied in two categories of definite and indefinite beams, and implemented in two special cases of fixed and clamped beams. In order to verify proposed formulation, eighteen hypothetical specimens have been modeled by finite element method. Comparison of proposed formulation and F.E. results shows good agreement. Also another formula is suggested for practical applications by simplification of previous formulas. Simplified and accurate formulas results match very well. Using simplified formula, it’s not necessary to know the depth of crack to determine the size of reinforcing CFRP plate.
-
Page 19Seismic design codes are prepared for prevent the life lost, damage control and economic design; to do this, generally combination of the strength and ductility are used. The main different between seismic design code and seismic strength is that the design is preformed in the elastic region while the strength is calculated based on plastic behavior, ductility, and the location of plastic hinges. Based on the research in this paper, the pseudo static qualifies for all responses such as displacement, drift and story shears. However, based on the 800 standard the dynamic analysis is necessary for regular structures with height more than 50m, therefore it must be investigated that the structures designed using the modal dynamic analysis is able to resist earthquakes scaled to 0.35g.In this paper 5, 0 and 5 story D-moment resisting frames which are designed based on design spectrum of 800 Iranian code are studied. The nonlinear acceleration time history analyses are preformed and the story displacements and drifts are extracted and are compared with code allowable amounts. The story ductility demands are also calculated and compared with the capability of story ductility. The local failure of the structural members is controlled. Finally, the damage level of the structures is investigated.
-
Page 31One of the methods for seismic retrofit of mid-rise buildings is the use of dual systems such as moment resisting frame accompanied with another lateral load carrying system such as steel bracing frame or reinforced concrete shear wall. The selection of shear wall or steel braced frame is one of the most important matters. Therefore, investigation of the behavior in these structures and knowing the effect of those two systems must be considered in coupling with moment resisting frame system. In this study, the effect of shear wall and steel braced frame in the behavior of structure and the dual system interaction is investigated by the analysis of steel moment resisting frame in a 0 story building using ETABS 000 software. The analytical result show that shear wall have more lateral stiffness than X-braced system and more logical when considered from executive point of view. For controlling the lateral deformation of structures the analytical results show that the increase in cross sectional area of steel braces have a limited effect on the response, but increasing the number of braced bays is more effective.
-
Page 43Two kinds of Post-Northridge proposed beam-to-column connections are End palte and T-stub bolted connections. The aim of this paper is assessment and comparison of cyclic behavior of the mentioned connections due to horizontal variation of column bolts from centerline of beam web by finite element modeling of eight mentioned connections substructures in ANSYS, ver0. The results show that, if the mentioned connections are designed for equal sections of beam and column according to the AISC code, T-stub connection will have more moment resistance capacity and elastic stiffness than End plate connection while they have equal total energy dissipation approximately. Finally, analytical inspection on the mentioned parameter represented, attention to the behavior sensitivity and failure mode variation probability for bolted T-stub connection under cyclic load due to this partameter variation,despite T-stub connection has more moment resistance capacity, it is recommended to design bolted End plate connection rather than T-stub connection in cases that a weak construction is probable.
-
Page 59The beam-to-column connections in steel frames are assumed to be either pinned or rigid. Using pinned or rigid connections simplify the analysis, but they can not present the real behavior of the structure. Because, the experiments have shown that the connections under the loads will have some flexibility. Therefore, it is recommended that the flexibility of the connection should be included in the frame analysis. In this paper, the elastic secant stiffness matrix of a beam-column element with semi rigid connections under axial force, end moments and transverse distributed loads are derived. Second-order elastic and stability analysis of two-dimensional steel frames are carried out, afterward. The proposed stiffness matrix is very general and can be applied to a frame member with any type of connection. Furthermore, it is more accurate and efficient than the corresponding matrices obtained by other authors. In addition, this method uses only one element for each member and presents a single formulation for both tensile and compressive members in the analysis. Load-deflection curve and numerical values obtained by the suggested technique are compared with those found by other investigators. The effect of the connection flexibility on the equilibrium path and the stability load are also discussed.
-
Page 83The use of energy-based method is discussed in this paper, with taking into account the gravity effects, P-Δ effects, and other equations to prevent the formation of undesirable mechanisms. In this method the seismic design forces are derived from input energy for a selected plastic yield mechanism, and a selected target deformation level. The aim of this method is to study the ability of predicting structural behavior in the ultimate level and to use the maximum structure capacity in order to dissipate seismic input energy. For comparison between response of structures designed with equivalent static method and energy-based method, two 0 and 5-story steel moment frames are designed considering these two methods, for which the results from nonlinear analyses of the frames are compared. The obtained results indicate that the seismic design by energy-based method improves the seismic behavior of structures compared to the typically used equivalent static method.
-
Page 93Friction dampers have low cost and good performance. Therefore they are in a good position on passive control devices. There are performance indexes to optimize the slip load of friction dampers. Also investigators created a simplified method to determine the optimal slip load of Pall friction dampers. Rotational friction damper was introduced at 000. Experimental and numerical tests were done on this damper. In this paper, steel frames with rotational friction dampers, and variable slip loads, are investigated, by 540 nonlinear dynamic time history analysis. These analyses were done on three frames with different heights and different accelerograms. Also slip load is obtained from the simplified method. These results are achieved, that the different performance indexes of damper, give a nearly response to determine the slip load. Performance of dampers is better by increasing the heights of structure. And the error of simplified method to determine the optimal slip load of rotational friction damper less than percent, in comparison with exact method.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.