فهرست مطالب

نشریه سازه و فولاد
سال پنجم شماره 9 (پاییز و زمستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/10/11
  • تعداد عناوین: 10
|
  • انجمن سازه های فولادی ایران
    صفحه 2
  • بررسی اثر انعطاف پذیری اتصال در ارزیابی خستگی در سکوهای ثابت فلزی دریایی
    بهروز عسگریان، پرویز کوزه گر صفحه 3
  • ابوالفضل عرب زاده، مریم پیشوایی صفحه 5
    یکی از سیستم های نوین مقاوم در برابر بارهای جانبی استفاده از دیوار برشی مرکب است که از یک ورق فولادی نازک به همراه پوششی از بتن در یک یا دو طرف ورق فولادی ساخته می شود. کاربرد این نوع دیوار بدلیل سختی ومقاومت بالا و همچنین شکل پذیری مناسب آن رو به افزایش است. تحقیقات نشان می دهد وجود یک فاصله کوچک بین قاب فولادی و پانل بتنی اثرات قابل توجهی در بهبود رفتار و شکل پذیری آن دارد. در این مقاله اثر فاصله(درز) بین پانل بتنی و قاب بر رفتار دیوار برشی مرکب مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور مدلهای مختلف دیوارهای برشی مرکب با عرض دهانه 3، 5/4 و m6 و درزهای متفاوت تحت آنالیز استاتیکی غیر خطی قرار گرفته و ارتباط آن با عرض دهانه و تعداد طبقات بررسی شده است. نتایج نشان می دهد فاصله 50 تا mm80 بین پانل بتنی و قاب فولادی شکل پذیری و مقاومت دیوار برشی مرکب را افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: دیوار برشی مرکب، فاصله(درز)، شکل پذیری، پانل بتنی
  • بهروز کشته گر، محمود میری صفحه 15
    در این مقاله رفتار لرزه ای پل کابلی ایستا با عرشه جعبه ای به طول 1255 متر، به روش اجزای محدود شبیه سازی و مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که برخورد امواج لرزه ای در جهتی غیر از جهات متعامد پل، ممکن است موجب ایجاد پیچش در عرشه و سایر اجزا گردد. از اینرو در این تحقیق با استفاده از تحلیل دینامیکی صریح، اثر برخورد امواج لرزه ای با زوایای مختلف به محل تکیه گاه برج ها و کوله ها مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به فاصله زیاد برج ها از یکدیگر امواج لرزه ای به صورت تحریکات یکنواخت و غیر یکنواخت تکیه گاهی به مدل اعمال و اثر زاویه برخورد امواج بر پاسخ پل، بررسی گردیده است. علاوه بر آن نواحی بعد از کمانش عرشه به ازای بارهای لرزه ای مختلف با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی هندسی اعضاء مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد که صفحات فولادی بالا و پایین عرشه جعبه ای وارد ناحیه بعد از کمانش موضعی شده و تحت زوایای مختلف برخورد امواج به ازای تحریکات یکنواخت و غیریکنواخت تکیه گاهی پاسخ های متفاوتی حاصل شده است. این مطالعه نشانگر لزوم بررسی رفتار پل های دهانه بزرگ تحت زوایای مختلف برخورد امواج زلزله بوده و از طرفی نشان می دهد که با استفاده از ظرفیت بعد از کمانش موضعی عرشه به طرح اقتصادی تری دست خواهیم یافت.
    کلیدواژگان: پل کابلی دهانه بزرگ، زاویه برخورد زلزله، کمانش موضعی، تحریک یکنواخت و غیریکنواخت تکیه گاهی
  • فریدون امینی، میرحمیدحسینی صفحه 29
    این مطالعه به معرفی یک روش برای تشخیص موقعیت و محاسبه مقدار خرابی در سازه ها بر اساس فرکانس های طبیعی و شکلهای مدی سازه آسیب دیده با بهره گیری از یک الگوی بهینه سازی می پردازد. روش پیشنهادی موقعیت و مقدار خرابی (خرابی ها) سازه ها را با استفاده از بهینه سازی تابع هدف (تابع خرابی) با الگوریتم رقابت استعماری تعیین می کند. کارآیی روش پیشنهادی با به کارگیری یک مثال عددی بررسی گردیده است: مثال یک پل دو دهانه فولادی است با در نظرگیری و بدون درنظرگیری اثر اغتشاش در اطلاعات مودال که شامل یک یا چند خرابی باشد. نتایج به دست آمده به وضوح تعیین می-کند که روش پیشنهادی می تواند به عنوان یک روش توانمند و مقاوم برای تشخیص آسیب سازه ای در سازه ها در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: پایش سلامت سازه ای، تشخیص آسیب، الگوریتم رقابت استعماری، اطلاعات مودال
  • سامان یغمایی سابق، مونا رحمانی صفحه 41
    استفاده از جداسازی لرزه ای عموما در کشورهای در حال توسعه و مربوط به سازه های با اهمیت و خاص بوده است، اما امروزه کاربرد این فناوری در خانه های مسکونی، مدارس و بیمارستان ها که هزینه جبران خسارت زلزله در آنها می تواند بسیار قابل توجه باشد ضروری بنظر می رسد. این مسئله در مورد کشورهای در حال توسعه ای مانند ایران که جزء مناطق با لرزه خیزی بالا محسوب می شوند اهمیت بیشتری پیدا می کند. در این راستا، سیستم جداسازی لرزه ای با مخلوط لاستیک و خاک (RSM) بعنوان یک روش نوین در سال 2008 برای این کشورها پیشنهاد شده است که دارای مزایای ویژه ای از جمله ا رزان قیمت بودن است. در این مقاله، کارایی این سیستم جداسازی لرزه ای در برابر زلزله های نزدیک گسل با یا بدون خاصیت جهت داری رو به جلو مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر اساس نتایج بدست آمده، عملکرد RSM علاوه بر خصوصیات لایه RSM و ویژگی های روسازه، به مشخصات زلزله های نزدیک گسل نیز بستگی دارد. لذا در طراحی این سیستم ها، ضروری است تاثیر ویژگی های این گونه زلزله ها در کاهش تقاضای لرزه ای به دقت مورد ارزیابی قرار گیرد
    کلیدواژگان: جداسازی لرزه ای، مخلوط لاستیک و خاک، زلزله های نزدیک گسل، جهت داری رو به جلو، قاب خمشی فولادی، تقاضای لرزه ای
  • آرش نجی، فریدون ایرانی صفحه 61
    خرابی پیشرونده پدیده ای است که در آن یک خسارت جزیی یا شکست موضعی ناشی از بارهای غیرعادی باعث خرابی کل سازه یا قسمت زیادی از آن می شود. بار های غیرعادی بارهایی هستند که در طراحی سازه ها به طور معمول در نظر گرفته نمی شوند اما در صورت وارد آمدن به سازه، باعث ایجاد خسارت زیادی می شوند به طوریکه خرابی نهایی تناسبی با خرابی اولیه ندارد. با وجودی که بیشتر پژوهش های انجام گرفته در زمینه خرابی پیشرونده سازه ها بر پایه تحلیل های قطعی و با استفاده از مقدار های میانگین یا اسمی پارامتر های طراحی انجام شده است، اما، برای تحلیل واقع بینانه تر، بهتر است ماهیت غیرقطعی بودن مشخصات مواد و بارهای وارده نیز در نظر گرفته شود. برای این منظور ابتدا باید حساسیت پاسخ به پارامترهای طراحی و بارهای وارده مشخص گردد. در این مقاله تحلیل حساسیت برای بررسی اثر غیرقطعی بودن پارامترهای بار زنده، بار مرده، ضریب ارتجاعی و تنش تسلیم فولاد بر روی تغییرمکان نقطه متصل به ستون حذف شده انجام شده است. برای تحلیل حساسیت از سه روش شبیه سازی مونت کارلو، منحنی های تورنادو و روش لنگر دوم مرتبه اول استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، تغییرمکان نقطه متصل به ستون حذف شده بیشتر به تغییرات بار مرده و تنش تسلیم فولاد حساس است
    کلیدواژگان: خرابی پیشرونده، قاب خمشی فولادی، تحلیل حساسیت، منحنی تورنادو، مونت کارلو، روش لنگر دوم مرتبه اول
  • اسلام سازمند، علی اکبر آقاکوچک، علی مزروعی صفحه 73
    در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران نوعی از اتصال بین تیر I شکل و ستون با مقطع جفت پروفیل برای استفاده در قابهای خمشی با شکل پذیری کم و متوسط به رسمیت شناخته شده است. در این مقاله مشخصات رفتاری اجزای این نوع اتصال و چشمه آن، با انجام سه آزمایش چرخه ای تمام مقیاس و مدلسازی عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. یک نمونه تحت اثر بارگذاری چرخه ای جانبی و دو نمونه دیگر علاوه بر بارگذاری جانبی تحت اثر نیروی محوری نیز آزمایش شده اند. تمامی نمونه ها سختی کافی از خود بروز داده و در رده اتصالات گیردار کامل قرار می گیرند. اتصالات قابلیت تغییرمکان نسبی طبقه ای برای استفاده در قابهای با شکل پذیری متوسط را نشان داده اند. منحنی رفتاری چشمه اتصال در این اتصالات، عمدتا به دلیل هم صفحه نبودنجانهای ستون با جان تیر، متفاوت با روابط ارائه شده برای اتصالات متعارف تیر I به ستون H می باشد. مطالعات نشان می دهد رفتار این نوع اتصال عمدتا متاثر از رفتار قطعه I شکل میانی متشکل از ورق پوشش ستون و ورق پیوستگی قائم می باشد که به دلیل تمرکز تنش های ایجاد شده در جوش های نفوذی و گوشه اتصال، در صورت تقدم شکست در آنها، مفاصل پلاستیک در تیر به نحو مطلوبی شکل نمی گیرد. لذا ارائه ضوابط دقیق برای طراحی ورق پوششی ستون در محدوده اتصال ضروری است.
    کلیدواژگان: قاب خمشی فولادی، چشمه اتصال، مقاطع جفت پروفیل، ورق پیوستگی قائم، ورق پوششی ستو
  • محسنعلی شایانفر، علیرضا رضاییان، علی زنگنه صفحه 93
    بسیاری از کشورها برای طراحی ساختمان ها در برابر بارهای ناشی از زلزله آیین نامه های ویژه ای دارند. در این آیین نامه ها، پارامترهایی مانند شرایط ساختگاه، لرزه خیزی محل ساخت، اهمیت ساختمان و نوع سازه ساختمان از عوامل تاثیرگذار است. برای در نظر گرفتن این پارامترها در تعیین و توزیع نیروهای ناشی از زلزله ضرایب خاصی معرفی شده که نگرش به این ضریبها در آیین نامه های مختلف، متفاوت است. در بیشتر این آیین نامه ها، محاسبه و توزیع برش پایه بر اساس آنالیزهای الاستیک استوار می باشد. این مساله، رفتار واقعی سازه را تحت اثر زلزله های شدید در نظر نمی گیرد. برای بهبود این مساله، در این مقاله یک روش جدید که اثر رفتار پلاستیک سازه را در توزیع نیروی زلزله در ارتفاع لحاظ می نماید، استفاده شده است. به این روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد(PBPD) اطلاق می-شود. تمرکز اصلی این تحقیق بررسی عملکرد قاب مهاربندی شده واگرا با پیوند افقی متقارن (H-EBF) می باشد که توزیع بار جانبی در طراحی آن بر اساس استاندارد 2800 ایران، IBC 2009 وPBPD انجام شده است، لازم به ذکر است طراحی قاب ها بر اساس روش ظرفیت می باشد. بررسی نتایج نشان می دهد که در قابهای طراحی شده به روش PBPD، مفصل های پلاستیک، جابجایی طبقه ها و چرخش پلاستیک پیوندها به طور یکنواخت در ارتفاع توزیع می شود
    کلیدواژگان: طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد، قابهای مهاربندی شده واگرا، عملکرد لرزه ای، پیوند افقی متقارن، مفصل پلاستیک
  • یادداشت فنی
  • مهناز فرزانه، مهدی قاسمیه، محمدرضا بهاری صفحه 109
    گستردگی آسیب دیدگی های اتصالات ساختمان های فولادی پس از زلزله 1994 نورتریج به وضوح وجود نقایص اساسی را در طراحی و شیوه های ساخت قاب های خمشی فولادی ویژه به اثبات رسانید. وقوع شکست های ترد در اتصالات سازه های فولادی جوشی در این زلزله نشان داد که خسارت در قاب های خمشی با عملکرد اتصال رابطه مستقیم دارد و تمامی این گسیختگی های ترد در ناحیه اتصال تیر به ستون رخ داده است. تحقیق حاضر به بررسی تحلیلی اتصال گیردار پشت بند دار تیر به ستون جعبه ای می پردازد. در اتصال پشت بند دار از یک ورق سخت کننده برای تقویت اتصال استفاده می گردد، که این ورق با جوش نفوذ کامل به ستون متصل می گردد و هندسه معین دارد. در این اتصال ورق پشت بنددار به گونهای طراحی می گردد که محل تشکیل مفصل پلاستیک را از ستون دور می کند. نتایج تحلیل ها بر روی این اتصال، نشان دهنده موثر بودن آنها در انتقال مفصل پلاستیک تیر به دور از ستون و شکل پذیری رضایتبخش آن می باشد
    کلیدواژگان: سخت کننده مثلثی، ظرفیت چرخش پلاستیک، منحنی هیسترزیس، اتصالات خمشی
|
  • Abolfazl Arabzadeh, Maryam Pishvaey Page 5
    One of the novel resistant systems to lateral loads is the use of composite shear wall, which is made up of a thin steel plate, with concrete cover on one or both sides. The utilization of this kind of wall is increasing due to its stiffness, high resistance, and also appropriate ductility. Research indicates that the existence of a gap between the steel frame and the concrete panel has deep impacts on the amelioration of wall behavior and its ductility. In this paper the influence of the gap between the concrete panel and the frame, on the behavior of the composite shear wall has been investigated. For this purpose, a nonlinear static analysis for various models of composite shear walls, with the span of 3, 4.5, and 6m, and different gaps have been done, and relationship between behavior of wall with different width and the number of stories has been studied. The results indicate that gap width of 50-80 mm between the concrete panel and the steel frame, has improved the ductility, ultimate strength of composite shear wall.
    Keywords: Composite Shear wall, Gap, Ductility, Concrete Panel
  • B. Keshtegar, M. Miri Page 15
    The seismic behavior of cable stayed bridge with 1255 meter span has been studied in this paper. A Finite Element model (FEM) has generated and the behavior of the bridge under ground motion has investigated, considering large deformation. The torsion can be occurred in the deck and other components of the bridge due to collision of seismic waves in direction expect of orthogonal directions of the bridge. Thus in this study, the effect of collision of seismic waves to the piers and abutment with different angle, has studied using the explicit dynamic analysis. Due to long distance of towers from each other seismic waves in from of uniform and nonuniform ground motion of the supports, have applied to the model. Moreover, local post-buckling behavior of the deck for different seismic loads has studied on the basis of geometric nonlinearity,. The results show that the top and bottom steel plates of the box girder, experience the post-buckling behavior and different responses can be obtained due to different strike angle with uniform and non-uniform support excitations. It shown that the study of long-span cable-stayed bridges under different strike angle of earthquake waves has necessity, and more economic sketch can be obtained with use of post buckling capacity.
    Keywords: Long, span cable, stayed bridge, strike angle, local buckling, uniform, non, uniform ground motion
  • F. Amini, M. H. Hosseini Page 29
    This study is intended to present a method for the localization and evaluation of damage in structures based on changes in natural frequencies and mode shapes of the damaged structures using an optimization approach. The proposed method localizes and evaluates the damage (or damages) of structures using optimization of a objectivefunction (damage function) by colonial competitive algorithm. The performance of the proposed method has been verified using a numerical example, namely a two span steel bridge with and without noise in the modal data and containing one or several damages. The obtained results clearly reveal that the proposed method can be viewed as a powerful and robust method for structural damage detection in structures.
    Keywords: Structural Health Monitoring, Damage Detection, Colonial Competitive Algorithm, Modal Data
  • Saman Yaghmaeisabegh, Mona Rahmani Page 41
    The application of seismic isolation system in developing countries was generally associated with important and special structures, but nowadays it seems necessary the relevance of this technology in residential homes, schools and hospitals where the replacement cost due to earthquake damage can be very significant. It is more imperative in developing countries such as Iran, which are located in areas prone to earthquakes. In this regard, seismic isolation system by rubbersoil mixture has been proposed in 2008 year for developing countries as a new method with distinctive advantages such as low cost. In this paper, the efficiency of this new seismic isolation system has been evaluated in nearfault area with or without forward directivity effect. Based on the results of this paper, performance of RSM depends on nearfault earthquake characteristics in addition to properties of RSM layer and super structure. Consequently, in design process of these systems, significant effect of characteristics of nearfault ground motions on seismic demand reduction should be assessed carefully.
    Keywords: Seismic Isolation, RubberSoil Mixture, Near Fault Earthquakes, Forward Directivity, Steel Moment Frame, Seismic Demand
  • Arash Naji, Fereidoon Irani Page 61
    Progressive collapse refers to a phenomenon in which a local damage of a primary structural element due to abnormal loads, leads to the failure of partial or whole structural system. Abnormal loads are those loads which are not considered in normal analysis of structures but if applied to the structure, the final damage is not proportional to initial damage. Although most researches in this field are based on deterministic analysis and by using median or nominal values of analysis parameters, for more realistic results, it would be better to consider uncertainty in material specifications and loads. In this regard sensitivity of the response to analysis parameters and loads should be specified. In this paper sensitivity analysis is performed to investigate the uncertainty effects of live load, dead load, modulus of elasticity and steel yield stress on the column removed point displacement. For sensitivity analysis, three methods, Monte Carlo simulation, tornado diagrams and First Order Second Moment (FOSM) method, are used. According to the results, the displacement of the structure is more sensitive to variation of dead load and steel yield stress.
    Keywords: Progressive Collapse, Steel Moment Frames, Sensitivity Analysis, Tornado Diagram, First Order Second Moment Method
  • Eslam Sazmand, Ali Akbar Aghakouchak, Ali Mazroi Page 73
    Chapter ten of Iranian National Building Code recognizes a certain type of connection between I beam and double section built up column to be used in ordinary and intermediate MR frames. The behavior of this type of connection and its panel zone are studied by testing three full scale specimens under cyclic loading and finite element modeling. The first specimen is tested under cyclic lateral loading and the other two are tested under axial loading in addition to cyclic lateral loading. All specimens have sufficient strength and stiffness and are categorized as rigid connection. They also show sufficient ductility for being used in intermediate MR frames. The panel zoe behavior in this type of connection is different from that of an ordinary connection of I beam to H column, mainly because the webs of beam and column are not in the same plane. The results of this research demonstrate that the behavour of the connection is mainly affected by the I section comprising of column cover plates and vertical continuity plates. Due to high stress concentrations produced in full penetration and fillet welds, if fracture in welds occurs early, full plastic hinge may not form in beams as desired. Hence provision of criteria for design of column cover plates in connection region is a prerequisite for satisfactory performance of the connection for seismic application.
    Keywords: Steel MomentResisting frame; Panel Zon; Double Section Profiles; Vertical Continuity Plate; Column Covering Plate
  • M.A.Shayanfar, A.R.Rezaeian, A.Zanganeh Page 93
    Many countries have their own specific code for seismic resistant design of structures. In all these codes, it is important to know site characteristics, site seismicity, building importance, type of structural resistant system and situation of building. corresponding, coefficients in different codes are varied. Defining the base shear and its distribution at floor levels are based on elastic analysis, which cannot simulate the actual behavior of structure under severe ground motions. This is mostly contributed to the formation of plastic hinges along the height of the structure which are not accounted for in elastic analyses. Therefore, new method referred to as "performance based plastic design" (PBPD) has been used to simulate the actual behavior of structures under severe ground motions. In this paper, the seismic performance of eccentrically braced steel frames with symmetric horizontal links (H-EBF) that are designed based on Iranian 2800 standard code (3rd edition), IBC 2009 and PBPD are compared. In PPBD method, the plastic hinge, story displacement and plastic rotation of links are uniformly distributed along the height and nonlinear behavior of the structure is accounted for.
    Keywords: Performance Based Plastic Design, Eccentrically Braced Frame, Seismic Performance, Symmetric Horzontal Link, Plastic Hinge
  • Mehdi Ghassemieh, Mahnaz Farzaneh, Mohammad Reza Bahaari Page 109
    Extensive damages in steel structures connections after 1994 Northridge earthquake, clearly showed main deficiencies of methods of designing and fabricating steel moment frames. Brittle fractures in steel structures welded connections revealed that damages in moment frames were associated with connection performance and that all these brittle fractures occurred in beam-column connection point. Present study analyzes rib restrained beam to box column connection. In this connection design, a strengthening plate is used to reinforce the connection, which connects to the column by full penetration weld and has a definite geometry. The rib plate is designed in such a way that induces the plastic hinge away from the column. Results show their effectiveness on transferring beam's plastic hinge away from column and improvement in ductility.
    Keywords: Rib, Moment Connections, Plastic Rotation, Hysteresis