فهرست مطالب

پژوهشنامه زلزله شناسی و مهندسی زلزله
سال شانزدهم شماره 1 (پیاپی 59، بهار 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/02/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد داودی، محمدکاظم جعفری، آزاده سلاجقه صفحه 1
    در تحلیل لرزه ای سازه های در تماس با آب، عوامل مختلفی بر پاسخ نهایی سازه تاثیرگذار هستند. یکی از این عوامل لحاظ نمودن تاثیر مستقیم مخزن است که به ویژه در هنگام وقوع زلزله های شدید و در سازه های بلند می تواند حائز اهمیت باشد. با توجه به این امر مطالعات گوناگونی در زمینه تحلیل اندرکنش سازه- سیال در علوم مهندسی مختلف ارائه گردیده است که در این گفتار تحقیقات انجام گرفته در زمینه مهندسی عمران با تکیه بیشتر بر انواع سدها مورد توجه خواهد بود. در تحقیق حاضر ابتدا روش های مختلف تحلیل مسائل اندرکنش سازه- سیال بررسی و سپس نمونه هایی از اعمال این روش ها با استفاده از مطالعات موردی انجام گرفته در زمینه بررسی اثر وجود مخزن بر سازه هایی نظیر دیوار حائل، سدهای بتنی، سدهای سنگریزه ای با پوشش بتنی و سدهای خاکی ارائه خواهد شد. به دلیل گسترش روش های عددی در سالهای اخیر، در تحقیق حاضر مطالعات صورت پذیرفته با روش های عددی با تاکید بیشتری مورد بررسی قرار می گیرد و بر مبنای ادبیات فنی موجود توصیه های کلی در مورد محدوده تاثیر اندرکنش سد- مخزن ارائه می گردد. همچنین مثالهایی از تحلیل های انجام گرفته بر روی سدهای بتنی وزنی و سدهای CFRD که توسط مولفین با نرم افزار ADINA انجام گرفته است، ارائه و نتایج آن با نتایج موجود در ادبیات فنی مقایسه خواهد گردید.
    کلیدواژگان: اندرکنش سازه، سیال، اندرکنش سد، مخزن، تحلیل دینامیکی، نرم افزار ADINA
  • مجید محمدی، معصومه حسن زاده صفحه 13
    اتصال ساده تیر با نبشی نشیمن انعطاف پذیریکی از اتصالاتی است که در ساختمانهای فولادی مورد استفاده قرار می گیرد که در آن، تیر بر روی یک نبشی نشیمن قرار می گیرد. در این نوع اتصال علاوه بر نبشی نشیمن که وظیفه انتقال برش از تیر به ستون را دارد، یک نبشی در بالای تیر نیز به کار می رود که وظیفه آن تنها تامین تکیه گاه جانبی برای بال فشاری تیر است. هرچند که در تحلیل های مرسوم که در آنها از اثر میانقاب در سازه صرفنظر می شود نیروی زلزله به اتصالات وارد نمی شود ولی بررسی رفتار لرزه ای این اتصالات در دهانه های دارای دیوار حاکی از اعمال نیرویی بیش از حد مورد انتظار به نبشی های اتصال است که می تواند موجب ایجاد شکست در جوشهای اتصال این نبشی ها یا تغییرشکلهای بزرگ و ماندگار در آنها شود. در این مقاله سعی می شود ابتدا نیروهای ناشی از کنش میانقابی دیوار معرفی و سپس اثر این نیروها بر روی اتصالات مفصلی به خصوص از نوع نبشی نشیمن بیان و روش طراحی مناسبی برای آنها ارائه شود، ضمن این که مطالبی در این زمینه برای نبشی موجود در اتصالات خورجینی نیز بیان شده است.
    کلیدواژگان: میانقاب، اتصال ساده مفصلی، اتصال خورجینی، اسکلت فولادی، نبشی اتصال
  • علیرضا مرتضایی صفحه 23
    با توجه به حوادثی که در گوشه و کنار دنیا به وقوع پیوسته، مشخص شده رفتار ساختمانها تحت اثر بارهای انفجار به دلیل خصوصیات متفاوت این نوع بارگذاری با بارهای دیگر یکسان نیست. از آنجایی که بیشتر شهرهای ایران به دلیل موقعیت ممتاز استراتژیکی و برخورداری از منابع طبیعی خدادای سرشار، همواره در معرض تهدیدهای خارجی قرار دارند، لزوم شناخت تهدیدات و نحوه مقابله با آنها چون حملات تروریستی، انتحاری و بمب بر مهندسان سازه الزامی است و ساختمانها باید برای چنین خطراتی محاسبه شوند. با توجه به جایگاه ویژه سازه های بتن مسلح در صنعت ساختمان کشور و گستردگی استفاده از سیستم های ساختمانی خمشی بتن مسلح در ساختمانهای طراحی شده و آسیب پذیری این نوع سیستم های ساختمانی در برابر بارهای انفجار، هدف از این تحقیق بررسی دقیق پاسخ یک ساختمان بتن آرمه نه طبقه مقاوم در برابر زلزله تحت اثر بارگذاری ضربه ای و انفجار می باشد. از آنجایی که فرض می گردد سازه مذکور در ناحیه با لرزه خیزی بسیار زیاد قرار دارد ابتدا سازه مذکور تحت اثر نیروهای لرزه ای بهسازی شده، آنگاه سازه بهسازی شده تحت اثر بارهای انفجار قرار می گیرد. دو طرح بهسازی شامل بهسازی قابهای خمشی بتن آرمه و بهسازی با اضافه نمودن دیوارهای برشی پیشنهاد می گردد. نتایج تحلیل اجزاء محدود غیرخطی نشان می دهند که بهسازی قابهای خمشی به طور قابل ملاحظه ای اثرات تخریبی انفجار و به دنبال آن انهدام پیشرونده را کاهش می دهد. نتایج همچنین نشان می دهند که بهسازی با اضافه نمودن دیوارهای برشی در کاهش خسارات ناشی از انفجار موثر می باشد اما در قیاس با بهسازی قابهای بتن آرمه تاثیر کمتری دارد.
    کلیدواژگان: بهسازی، انفجار، انهدام پیشرونده، تحلیل غیرخطی، ساختمان بتن آرمه
  • حسین پرستش، محبوبه طاهری، جواد یزدان ستا، زهرا تبریزیان صفحه 39
    در این مطالعه، رفتار لرزه ای پلهای مورب بتنی تک دهانه تحت اثر هفت زوج شتابنگاشت ارزیابی شده و با در نظرگرفتن اثر تغییر پارامترهای هندسی عرشه شامل طول و زاویه تورب، فروافتادن عرشه این پلها بررسی گردیده است. عرشه انتخاب شده، سیستم مرکب دال بتنی و تیر بتنی پیش ساخته می باشد. جهت مدلسازی سه بعدی پلها و تحلیل آنها به روش تاریخچه زمانی غیر خطی، از نرم افزار المان محدود SAP2000 بهره گرفته شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهد به تدریج با افزایش زاویه تورب، عامل موثر در فرو افتادن عرشه، از جابه جایی طولی به ترکیب جابه جایی طولی و عرضی تغییر می نماید. در حالی که در پلهای با زاویه تورب60 درجه، علیرغم آن که مقدار جابه-جایی طولی و عرضی کمتر از پلهای با زاویه تورب کوچکتر بوده ولی پیچش عرشه مقدار بیشتری داشته است. به عبارتی با افزایش زاویه تورب عامل موثر در فرو افتادن عرشه، از جابه جایی عرشه به پیچش حول محور قائم، تغییر یافته است.
    کلیدواژگان: پل مورب، فرو افتادن عرشه، تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی، جابه جایی عرشه، پیچش عرشه
  • سید شاکر هاشمی، محمد واقفی صفحه 47
    کمانش میلگردهای فشاری باعث تغییر رفتارغیرخطی معمول مقطع بتن مسلح می گردد. در تحقیق حاضر به دلیل بهره گیری از روش تفکیک درجات آزادی بتن و میلگرد در المان های طولی بتن مسلح، امکان مدلسازی مناسب اثر کمانش در کنار دیگر اثرات اندرکنشی بین بتن و میلگرد از جمله اثر پیوستگی- لغزش فراهم شده است. بر این مبنا به تجزیه و تحلیل اثر کمانش میلگرد تحت فشار در رفتار غیرخطی بار افزون و چرخه ای ستون بتن مسلح پرداخته شده است. ضمن اعتبارسنجی روش مورد استفاده، تحلیل های متنوع عددی برای بررسی اثر کمانش میلگرد در رفتار غیرخطی ستونهای بتن مسلح شامل ظرفیت و شکل پذیری صورت گرفته و نتایج حاصله مورد بحث قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد میزان تاثیر کاهشی کمانش میلگرد و تشدید آن با افزایش فاصله میلگرد عرضی روی رفتار غیرخطی مقطع قابل توجه است، ولی مقدار کاهش به حدی نیست که ظرفیت برآورد شده حاصل از تحلیل عددی و متاثر از کمانش از مقدار ظرفیت نهایی به دست آمده از آیین نامه کمتر شود. اما شکل پذیری و رفتار پس از تسلیم مقطع به مقدار قابل توجهی وابسته به اثر کمانش بوده و با تشدید اثر کمانش، تردشکنی و نرخ افت مقاومتی مقطع افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: کمانش میلگرد، ستون بتن مسلح، میلگردهای عرضی، رفتار چرخه ای
  • فرخ پارسی زاده، ملیحه اسکندری صفحه 59
    شناخت توانایی ها و نیازهای زنان در شرایط بحران (با رویکرد زلزله) و امکان سنجی استفاده از آن توانمندی ها در زلزله های احتمالی آینده در کشور امری بسیار لازم و ضروری می باشد که در این مقاله نیز سعی شده است این موضوع مورد بررسی قرار گیرد. مطالعه حاضر بر اساس روش کتابخانه ای و روش برخورد اندیشه ها انجام شده است. زنان آسیب دیده از زلزله 5 دی 1382 بم و یا زنانی که به نوعی این زلزله را تجربه کرده اند، جامعه آماری این مقاله را تشکیل می دهد. بر این اساس، چهار جلسه با حضور جمعی از زنان فعال در یکی از تشکلهای مردمی (موسسه خیریه همراهان بم)، مشاور فرماندار بم در امور بانوان و اعضای جمعیت هلال احمر جمهوری اسلامی ایران، تشکیل شد. تعداد شرکت کنندگان در هر جلسه حداقل 10 و حداکثر 15 نفر بودند. قبل از شروع جلسه بر چهار خط مشی اساسی در جلسات برخورد اندیشه تمرکز بر کمیت، عدم عیب جویی، استقبال از اندیشه های غیرمعمول و ترکیب و تقویت دیدگاه ها توسط گردانندگان جلسات تاکید شد. در آغاز هر جلسه پس از طرح موضوع، اقلام مورد نیاز زنان، بلافاصله بعد از وقوع زلزله، توسط شرکت کنندگان مطرح، سپس چگونگی دسترسی به آنها، نحوه رسیدگی و تامین این موارد توسط مسوولین بحران در زلزله بم بررسی و در انتها برای هر یک از موارد پیشنهادها و راهکارهایی ارائه شده است. در این تحقیق، به منظور شناخت نیازهای زنان بعد از وقوع زلزله در مورد متغیرهای وضعیت آنان در سوانح طبیعی، توانمندی ها، پوشش، بهداشت، شرایط دوران بارداری و شیردهی، نیازهای آرایشی و بهداشتی، (وجه مشترک در میان چهار گروه جلسات برخورد اندیشه ها) بحث و با استفاده از روش کتابخانه ای به متغیرهای اثرات روحی- روانی، خشونت خانگی، استرس پس از زلزله، امنیت در اسکان موقت و چگونگی مشارکت زنان پس از وقوع سوانح اشاره شده است.
    کلیدواژگان: زلزله بم، نیازهای زنان، امنیت بعد از زلزله
|
  • M. Davoodi, M.K. Jafari, A. Salajegheh Page 1
    There are many parameters that influence the dynamic response of structures in contact with fluid medium. One of these parameters is the direct effect of reservoir، especially for high structures during severe earthquakes، so there are an extensive amount of publications about the analysis of fluid-structure interaction systems in different engineering branches. In this research، studies in the field of civil engineering with an emphasis on dams will be considered. The different methods of analysis of the fluid-structure interaction problems are reviewed and then some case studies for structures such as retaining walls، concrete، CFR and embankment dams، are discussed. Due to the development of numerical methods in recent years، the studies done using such methods are considered with more emphasis. However، analytical methods such as Westergard and Chopra cases are presented and discussed in this paper. Studies in the field of concrete dams are presented in two divisions as modeling approaches and boundary condition effects. Then the studies about the seismic interaction of reservoir-CFR dams are presented in the related section. Also analysis of seismic coupled reservoir-structure systems for a concrete dam and a CFR dam، which have been conducted by the authors with ADINA software، are presented and compared with the results of the previous studies. This comparison shows the accuracy of the results of ADINA software in the field of dynamic coupling of water-structure systems for concrete and CFR dams. Finally، the previous studies for the dynamic interaction of embankment dam-reservoir system are presented and the related results are discussed. It is concluded from reviewing the previous study that the amount of hydrodynamic force in the fluid domain is a function of the frequency content of incident seismic wave and the ratio of the natural frequency of dam to reservoir one. Therefore، there is not a certain height restriction for unconsidering the effect of interaction of reservoir-dam. Also، if the frequency content of energy of seismic wave is less than the natural frequency of reservoir، the effect of considering the coupled water-structure system would be less. Consequently، the final results of such system would be less affected by the reservoir. As another result، if the ratio of the natural frequency of reservoir to dam is almost «2»، the interaction of reservoir-structure has no considerable effect on the final seismic response of coupled system. In the special case of CFR and embankment dams، there are fewer researches in comparison with concrete dams. The main reason can be related to the low slope of upstream face of the dam which reduces the hydrodynamic force of the reservoir. But there are not sufficient available researches that improve the accuracy of such arguments in many different conditions of incident wave (magnitude of PGA، the frequency content of seismic wave، spatial ground motion condition)، and variation of some parameters such as per- meability coefficient of shell materials، height of dam، and slope of upstream face. Therefore، it seems that in the future، more studies should be done in the field of embankment dam-reservoir coupled system.
    Keywords: Fluid, structure interaction, Dynamic analysis dam, Reservoir interaction, ADINA software
  • M. Mohammadi, M. Hassanzadeh Page 13
    Infills are normally used in buildings for architectural purposes. It has been shown that they have considerable influences on stiffness and strengths of the structures. However، their effects are just considered as 20% reduction in the building natural period of vibration and other global and local structural effects are normally ignored in analysis and design phases. Experience of previous earthquake shows that infills have significant influences specially on connections of the surrounding frames. Some failure modes of connection on during previous earthquakes are shown in this paper. Harmful influences of infills on connections are investigated in this paper، specially for simple connections with seat angles as well as for saddle connections. Simple connec-tions having flexible seat angle is very common in steel structures. In this kind of connections، the beam is placed on an angle which transfers the shear of the beam to the column. Another angle is applied on top of the beam as well to prepare lateral support for compression flange of the beam. This angle is normally designed only for 10% of the shear force that applies on the bottom angle or even not designed. Behavior of simple connections، with seat angles، in bays having infill walls shows that the infill reaction force practically applied to the connection، is greater than the assumed one of the designing phase. The local force of the infill to the frame may cause large and residual displacement or even failure in the connection weldings. In this regard، saddle connections، in which the beam is connected to the column by two angles at the top and the bottom، is similar to seat angle connections and may be affected by infill panels. Furthermore، the saddle connections may have a considerable twisting moment as well. In this paper، the influence of infill walls on the loads of such connections are investigated and some suggestions are proposed for their safety in earthquakes. The obtained results and formulas of this paper can be applied for designing of new buildings with simple or other types of connections، and seismic rehabilitation of existing buildings for considering infill panel effects. In this regard، some formulas of the literature for estimating the applied load of the infill to the frame are discussed. Then an example is solved to show inadequacy of connections، which are designed based on the codes، in which influences of infills are ignored. Subsequently، a formula is presented to estimate the applied loads on the connections.
    Keywords: Infill, Simple hinge connection, Saddle connection, Steel structure, Seat angle
  • A. Mortezaei Page 23
    Given the incidents occurred around the world، it has been identified that due to the different characteristics of blast loads، the behavior of structures under these loads are not the same as the other loads. Because of the strategic privileged position of most cities of Iran and rich natural resources، external threats are exposed. Hence، structural engineers need to understand the risks and how to deal with such terrorist attacks and suicide bombings. Building structures should also be designed for such dangers. In many earthquakes and blasts، most of the deaths have occurred due to collapsing of buildings than due to any direct effect of the earthquakes or blasts. Therefore، it is of primary importance to ensure that buildings will not collapse which requires a considerable enhancement in the ductility of the building. The behavior of structures against impulsive loads is affected by structural charac-teristics that are also important for seismic resistance. Deformability، strength، stiffness، and stability of the structural framing system and elements and resistance to progressive collapse are factors that play important roles on the stability of buildings under both blast and seismic loads. The significance of these structural parameters on blast resistance of reinforced concrete buildings should be assessed through structural analysis. Due to the special position of reinforced concrete in the construction industry، widespread use of moment resisting frame systems in building structures and vulnerability of this type of building systems against blast loads، the objective of this study is to evaluate the exact response of a seismic rehabilitated nine-story reinforced concrete building to the impact load. Assuming the structure is located in an area with high seismicity، first، the building is rehabilitated under the seismic forces، then، the rehabilitated building is subjected to the blast load. Two strengthening scheme، including strengthening of reinforced concrete frames and strengthening with adding shear walls are proposed. Each strengthening plan is then analyzed for its response to the blast loading. The blast and progressive collapse analyses demonstrate that the strengthening plan of moment resisting frame would significantly reduce the amount of blast-induced damage and subsequent progressive collapse، compared with the response of the original building. The results also show that the strengthening plan with shear walls is effective but compared with the strengthening of moment resisting frame is less effective in reducing blast and progressive collapse damage. It can be seen that strengthening of perimeter elements enhanced the performance of the building subjected to blast loading.
    Keywords: Strengthening, Blast, Progressive collapse, Nonlinear analysis, RC building
  • H. Parastesh, M. Taheri, J. Yazdanseta, Z. Tabrizian Page 39
    Due to both topography and economical conditions، the construction of skewed bridges is being more popular all around the world and thereby their design become of paramount importance among structural engineers. The most vulnerable bridge type in a transportation network is skew bridge. Because of its geometry، the response of the skew bridge during earthquake is more severe than for a straight bridge with identical mass and dimensions. The skew bridges have coupled response in global co-ordinate system and the seismic response increases with the increase in skew angle. Skewed bridges are often encountered in highway design when the geometry cannot accommodate straight bridges. These bridges are found to be quite susceptible to severe damage during past earthquakes. When the skew angle gets large it can significantly alter the response of the bridge. Investigative reports on the 1989 Loma Prieta and 1994 Northridge earthquakes in California indicated significant damage experienced by skewed highway bridges. In both earthquakes، less than five percent of the bridges exposed to ground shaking were damaged. Specifically، the damage sustained by the Pico-Lyons Bridge near Newhall، California، was noted to have been triggered by the skewed geometry of the bridge. The study showed that cases in which the angle of skew is approximately 40°، the percentage increase in stress due to the skewness effect at the end girders can be as high as 50–60%. Although the static and dynamic behavior of skew bridges has been investigated by various researchers، some phenomena are yet to be defined. This study focuses on evaluating the seismic behavior of typical single-span skewed concrete precast girder bridges by taking into account the variation of deck geometrical characteristic including length، width and the bridge skew angle. The main objective is to investigate unseating of the bridges subjected to seven sets of ground motions. The three-dimensional nonlinear finite element models of bridges using the CSI’s most renowned software، i. e. SAP2000 were developed and nonlinear time-history analyses were performed. The results indicate that by increasing the skew angle the unseating occurs due to combination of displacements in longitudinal and transverse directions، whereas for non-skewed bridges or the bridges with a small skew angle، the deck doesn’t experience significant rotation or permanent transverse displacement and only longitudinal displacement causes the deck to become unseated. It was found that for 60-degree skew bridges despite the fact that the bridges experience less longitudinal and transverse displacements، the superstructure undergoes significant rotations about the vertical axis and is permanently displaced laterally from the original location. Thus، by increasing skew angle the higher magnitude of deck rotation causes the deck to become unseated rather than the displacements and the deck rotation built up during the initial peak cycles of shaking of all input ground motions.
    Keywords: Vulnerable bridge, Skewed bridge, seismic response, Unseating, Nonlinear time, history, Displacement, Deck rotation
  • S.Sh. Hashemi, M. Vaghefi Page 47
    In this research، for the purpose of nonlinear analyzing of RC columns and investigating the bar’s buckling، separate degrees of freedom are used for the reinforcing bars and concrete to allow for the difference in displacement between the reinforcing bars and the surrounding concrete. The capacity of the reinforced concrete (RC) sections was formed based on the interaction between reinforcing bars and the surrounding concrete. Contact between concrete and the longitudinal bars is provided by a bond force around the bars. A computer program is created in MATLAB software. For modeling a column element، a length segment of an RC element is considered as the combination of a length segment of a 2-node concrete element and a number of steel bar elements. Contact between concrete and the longitudinal bars is provided by a bond force around the bars. The buckling effect is considered in the numerical modeling of the bars. Buckling of longitudinal reinforcement has more important role in the behavior of RC members by increasing the stirrup spacing. The weak form of displacement based finite element formulation is determined and the ability and reliability of the numerical method has been assessed through the verification of numerical and experimental results. The buckling effect of longitudinal bars on the nonlinear pushover and cyclic behavior of the RC columns is investigated. Also، in the presence of buckling effect، a comparison is carried out between numerical capacity calculated from analysis and ultimate capacity calculated from ACI criteria. Several numerical analyses were carried out and the capacity of the stocky columns is investigated. The results show، that in pure axial compressive force condition، the numerical capacity with buckling is only about 4% lower than that obtained without buckling. Based on ACI criteria، the nominal capacity (calculated capacity without strength reduction factor φ) is conservative and less than numerical capacity. The ultimate capacity of the section (calculated capacity after applying reduction factor φ)، which represents the ultimate design capacity، is more conservative. In pure bending condition، the numerical capacity with buckling is only about 2% lower than that obtained without buckling. Based on ACI criteria، the ultimate capacity is conservative and less than numerical capacity. In the presence of axial force with eccentricity، the numerical capacity with buckling is about 10% lower than that obtained without buckling. Based on ACI criteria، the ultimate capacity is conservative and ensures less than numerical capacity. The results show that، bar''s buckling has considerable effect on the capacity. But، the fact that the beneficial effect of stirrups confinement on the concrete compressive strength is neglected in the ACI criteria for capacity estimation، and also the use of the reduction factor φ، does not make any modification necessary for considering buckling effect on the ultimate capacity of RC section calculated by ACI criteria، since the results are conservative anyway. However، buckling of reinforcing bars has considerable effect on the ductility and strength reduction rate in the post-yielding state. This effect will be more by increasing the bar’s percentage of the RC sections.
    Keywords: Buckling, Reinforced concrete column, Stirrup, Cyclic analysis
  • F. Parsizadeh, M. Skandari Page 59
    The purpose of this paper is to identify the strengths and special needs of women in the natural disasters (with especial emphasis on earthquakes) and applying the feasibility of these in a future possible earthquake in the Islamic Republic of Iran. The present study is based on literature review and brainstorming meetings with women who have suffered the Bam earthquake on December 23، 2003 in Bam and others who have been affected in different ways. The above constituted the main source of information for this research. In this regard، four meetings with number of active women within of the NGO organization (Charity organization of Ban followers)، advisor to Bam governor in women’s affair and members of Red Crescent of Islamic Republic of Iran have been organized. In each session 10 to 15 women participated and four principles of brainstorming meetings were emphasized by team leaders: thought should be focused on quantity contents، with no criticism of each other، accepting unusual ideas and improving new ideas in each session. Immediate needs of women after Bam earthquake were listed in each session and، and methods of providing the needs by disaster management authorities were discussed، and finally recommendations were presented. After the Bam earthquake، many items and primary needs of affected people have been distributed by volunteers or rescuers without considering their needs. In this study، in order to understand women''s needs after an earthquake; women''s empowerment; women clothing; health; pregnancy and lactation; cosmetic needs; mental and psychological effects of earthquakes on women، security during temporary sheltering and the way women can cooperate after a disaster event have been discussed.
    Keywords: Bam earthquake, Women needs, Security after earthquake