فهرست مطالب

سازه و فولاد - سال هشتم شماره 15 (پاییز و زمستان 1393)

نشریه سازه و فولاد
سال هشتم شماره 15 (پاییز و زمستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/06/20
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علیرضا رضاییان، محمد علی کافی، فرزاد بحری صفحه 5
    یکی از عوامل اصلی در اتصالات پیچ و مهره ای با رفتار اصطکاکی، رسیدن یا تامین پیش تنیدگی لازم در پیچ ها پرمقاومت می باشد. این پیش تنیدگی به عوامل متفاوتی از جمله شرایط رزوه پیچ، رفتار موضعی غیر خطی (رزوه، کله، مهره و اجزای اتصال)، نوع روغن و روغن کاری یا عدم روغن کاری و اثر اصطکاک دینامیکی سرعت بستن پیچ وابسته است. در این مقاله به یکی از این عوامل که اثر دینامیکی سرعت بستن پیچ به وسیله دستگاه های اتوماتیک پرداخته شده است. به این امر 4 نمونه مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت که نتایج حاصله عبارتند از ضریب اصطکاک بستن پیچ با حداقل سرعت دستگاه کمتر از ضریب اصطکاک با سرعت متوسط دستگاه بدست آمد. این ضرایب نشان می دهد در سرعت های پایین بستن پیچ با اعمال پیچش کمتر به پیش تنیدگی های بیشتر می توان رسید و با سرعت های بستن بالا امکان افزایش ضریب اصطکاک، ضریب مهره و در نهایت نرسیدن به پیش تنیدگی لازم وجود دارد.
    کلیدواژگان: اتصالات اصطکاکی، پیچ پرمقاومت، ضریب اصطکاک، پیش تنیدگی، اصطکاک دینامیکی، سرعت بستن پیچ
  • محسن گرامی، مصطفی خاتمی صفحه 13
    پس از زلزله نورتریج در سال 1994، جزئیات مختلفی برای اتصالات خمشی به منظور حصول یک پاسخ شکل پذیر تحت بارگذاری زلزله پیشنهاد گردیده است. به عنوان جایگزینی برای اتصالات خمشی جوشی، محققین در سال2000، اتصال خمشی پس کشیده را برای استفاده در قاب های خمشی فولادی مقاوم در برابر زلزله پیشنهاد کردند. این اتصال مرکب از کابل های فولادی با مقاومت بالاست که به موازات جان تیر قرار می گیرند و از میان ستون عبور کرده و در مقابل بال ستون مهار می گردند. کابل های فولادی، بال تیر را درمقابل بال ستون فشرده می سازند و منجر به ممان مقاوم اتصال در برابر بارهای بهره برداری و ایجاد نیروی بازگرداننده جهت حفظ قابلیت خودشاقولی قاب می شوند. نبشی های بالا و پایین نیز به این اتصالات اضافه می شوند تا قابلیت اتلاف انرژی مناسبی برای اتصال تحت بار لرزه ای فراهم آورند. در این مقاله، ضمن آشنایی با رفتار این اتصالات و نحوه مدل سازی آنها با نرم افزار OPENSEES و بررسی صحت نتایج مدل سازی در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی، نیاز لرزه ای قاب های خمشی پس کشیده با تغییر در پارامترهای پس کشیدگی برای قاب های4، 7 و10 طبقه تحت تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که با افزایش نیرو وتعداد کابل های پس کشیدگی، افزایش ضخامت نبشی و کاهش نسبت طول به ضخامت نبشی نیاز لرزه ای قاب های پس کشیده کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: اتصالات پس کشیده، تحلیل تاریخچه زمانی، طرح لرزه ای، خودشاقولی
  • مجید قلهکی، زهرا ابراهیمی ثابت صفحه 33
    دیوار برشی فولادی در چند دهه اخیر به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی در ساختمان های مختلف به خصوص در ساختمان های بلند مورد توجه قرار گرفته است. نتایج آزمایشات انجام گرفته بر روی دیوارهای برشی فولادی تحت بار های چرخه ای نشانگر سختی زیاد، مقاومت کافی، شکل پذیری مناسب و استهلاک زیاد انرژی حاصل از زلزله در این سیستم باربر جانبی است. در دیوارهای برشی فولادی در صورت کوتاه بودن سازه، تغییر مکان های برشی حاکم بوده و تعیین کننده سختی جانبی سازه می باشد. اما برای سازه های متوسط و بلند و یا در دیوارهای با نسبت ارتفاع به عرض بزرگتر از یک، تغییر شکل های محوری بزرگ ستون ها و تشدید اثرات آن ها در ارتفاع باعث می شود تا تغییر مکان های خمشی حاکم گردد. در این مقاله به منظور بررسی رفتار خمشی و برشی این سیستم، به تحلیل قاب سه طبقه دیوار برشی فولادی به روش شیب-افت اصلاح شده با استفاده از شیوه معادل سازی ورق های فولادی با فنر پرداخته شده است. به منظور مدل سازی رفتار ورق، از سختی ورق روش اندرکنش ورق با قاب استفاده گردیده است. نتایج تحلیل در روش عددی ارائه شده به شیوه شیب-افت اصلاح شده با نتایج تحلیل به روش اجزاء محدود با یکدیگر مقایسه، لکن به دلیل عدم ایجاد میدان کشش قطری کامل در مدل های اجزاء محدود و فرض تسلیم کامل ورق در مدل اندرکنش ورق با قاب، اختلافی بین نتایج مشاهده که بر این اساس اثرات میدان کشش قطری ناقص در مدل سازی به شیوه شیب-افت اصلاح شده لحاظ گردیده و نتایج، انطباق مناسبی با یکدیگر پیدا نمود.
    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، سهم خمش و برش، روش شیب، افت اصلاح شده، میدان کشش قطری
  • سید عبدالله حسینی دهدشتی، داود پورویس، محمد نادری نسب صفحه 45
    دریک بررسی میدانی از یکصد اسکلت فولادی دردست اجرا، مشاهده گردید که بیش از 70% آنها دارای ضعف اجرائی در اتصال جوشی مهاربندها می باشند. از آنجائیکه درایران اغلب اسکلت های فولادی به صورت درجا ساخته ونصب می گردند، لذا عدم دقت در نصب صفحات انتهائی مهاربندها باعث می شود که درموقع مونتاژ، پروفیل های مهاربند به طور کامل روی صفحات اتصال قرارنگرفته ودر محل جوش آنها فاصله ایجاد شود. متاسفانه جوشکاران برای رفع این مشکل، اقدام به کارگذاری میلگرد درفاصله ایجاد شده بین مهاربند و صفحه اتصال کرده و سپس روی آن را با جوش پر می نمایند. دراین تحقیق برای تعیین میزان تاثیر این اشکال درظرفیت باربری جوش، برای اتصال با جوش سالم و اتصال با جوش همراه میلگرد به عنوان پرکننده، به روش تئوریکی و آزمایشگاهی بررسی انجام ونتایج با هم مقایسه شده است. برای بررسی تئوریکی پس از مدل سازی اتصال جوشی و استفاده از نرم افزار ABAQUS نتایج به صورت تحلیلی بدست آمده سپس با ساخت نمونه های مشابه آزمایشگاهی و آزمایش کشش برای تعیین مقاومت جوش ها، نتایج آزمایشگاهی نیزحاصل شده است. این بررسی نشان می دهد که درهردو روش، مقاومت اتصال جوشی به همراه میلگرد به عنوان پرکننده به میزان 30 الی 33 درصد کمتراز مقاومت اتصال جوشی سالم می باشد. نتیجه حاصل گویای این مطلب است که ضرورت انجام دقت ونظارت دست اندرکاران ساخت و ساز اسکلت های فولادی در خصوص رعایت اصول فنی اجرائی در جوشکاری، خاصه جوش مهاربندها، باید امری مهم و جدی باشد.
    کلیدواژگان: مهاربند، صفحات اتصال، جوش، مقاومت اتصال، ضعف اجرائی
  • نازلی اسعدی، یوسف حسین زاده صفحه 53
    عملکرد اتصالات در یک سازه فولادی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و عدم دقت در طراحی و اجرای اتصالات در سازه های فولادی نه تنها موجب خرابی در خود اتصال می شود بلکه اثرات ویران کننده ای نیز بر اعضای سازه و در نتیجه کل سازه خواهد داشت. بنابراین درک صحیح از رفتار اتصال برای طراحی ایمن و اقتصادی آن ضروری است. در این مقاله رفتار استاتیکی و لرزه ای وصله پیشنهادی آیین نامه ایران بررسی و با رفتار وصله های متعارف مقایسه می شود. با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود رفتار استاتیکی و چرخه ای سه نوع وصله اتکایی، پوششی با ورق پرکننده و پوششی با تبدیل مقطع مورد بررسی قرار گرفته و مکانیزم خرابی، پایداری و نحوه گسیختگی اتصالات بررسی می شود. نتایج تحقیق نشان می دهد وصله ستون پیشنهادی مبحث دهم، بیشترین تمرکز تنش را در قسمت ورق های تبدیل داشته و مقاومت کمتری نسبت به ستون وصله شده با ورق پرکننده و ورق پوششی دارد. مکانیزم خرابی غالب در ستون های مورد بررسی، کمانش موضعی در قسمت ورق های تبدیل و یا سایر قسمت های ستون می باشد.
    کلیدواژگان: ستون فولادی، وصله ستون، مدل اجزاء محدود، کمانش موضعی، ظرفیت محوری ستون
  • شقایق الوندی، مهدی قاسمیه صفحه 61
    اغلب سیستم های مستهلک کننده انرژی دارای محدودیت هایی از قبیل عمر مفید، پایداری، نگهداری، پیچیدگی نصب، احتیاج به تعویض و اعمال تغییر در هندسه سازه پس از وقوع زلزله می باشند. در سال های اخیر استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی (Shape Memory Alloy) در جهت بهبود رفتار جداسازهای پایه مورد توجه قرار گرفته است. عدم باقی گذاشتن کرنش پسماند، قابلیت استهلاک مناسب انرژی، مقاومت در برابر خستگی و خوردگی از خصوصیات منحصر به فرد این آلیاژ می باشد. هدف از این مقاله بررسی اثر استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی هوشمند، با خصوصیت رفتار فوق الاستیک، در سازه های جداساز شده در پایه می باشد. در تحقیق حاضر دستگاه جداساز نوین با استفاده از تکنولوژی آلیاژهای حافظه دار ارائه گردیده است. به همین منظور سازه 3 طبقه فولادی مدلسازی شده و مزیت دستگاه جداساز نوین ارائه شده در مقایسه با جداسازهای رایج نیز مورد بررسی قرار گرفته است. دستگاه جداساز ترکیبی با SMA با استفاده از پاسخ های متفاوت آلیاژ در سطوح مختلف کرنش باعث بهبود عملکرد سازه در طول زلزله می شود. نتایج تحلیل تاریخچه زمانی بیانگر افزایش ظرفیت اتلاف انرژی و محدود نمودن تغییرمکان نسبی بین پایه و سازه فوقانی می باشد.
    کلیدواژگان: جداسازهای پایه، آلیاژهای حافظه دار شکلی، تحلیل تاریخچه زمانی، الاستومر
  • غلامرضا عبدالله زاده*، سخی یاپنگ غراوی، سید مجتبی هاشمی صفحه 71
    یکی از انواع اتصالات متداول پیچی اتصال توسط ورق انتهایی می باشد. درک صحیح از رفتار سازه ای اتصالات و آگاهای مناسب از نحوه انتقال نیرو توسط آن و شناخت دقیق تر رفتار آن ها جهت مدل سازی و تحلیل و همچنین نظارت دقیق بر اجرای آن ها لازم و ضروری است. در این مطالعه روش اجزا برای اتصال پیچی تیر I شکل به ستون CFT با ورق انتهایی مورد استفاده قرار گرفته است. سپس مقایسه نتایج رفتاری اتصال تیر به ستون با روش آزمایشگاهی صحت مدل سازی نمونه های مدل سازی شده تحت بارگذاری مونوتونیک مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل نشان می دهد که منحنی لنگر - دوران نمونه آزمایشگاهی و مدل ریاضیاتی در حد قابل قبولی به یکدیگر نزدیک می باشند و بنابراین می توان از این روش جهت پارامترسازی رفتار این نوع اتصال با دقت مناسب استفاده نمود.
    کلیدواژگان: اتصال پیچی ورق انتهایی، منحنی لنگر، دوران، مولفه ها، اتصال تیر به ستون CFT
|
  • A.R. Rezaeian, M.A. Kafi, F. Bahri Page 5
    While working with slip critical connections, one of the most critical factors for high strength bolts is to achieve to a specific value of pretension. This pretension varies depending on several factors such as condition of thread, nonlinear local behavior (head, thread, nut, and other components of the connection), lubrication, and dynamic frictional effect of tightening speed. The current study addresses one of these factors which is the dynamic effect of tightening speed of the bolt performed by automatic machines. In this respect, four samples were carefully examined in laboratory showing that the friction factor of bolt tightening with minimum speed is smaller than the same with average speed. The results indicate that lower tightening speed with smaller torques concludes to a higher pretention, while increasing the tightening speed results in a greater friction factor and nut factor, and consequently, making it difficult to reach to the needed pretention.
    Keywords: Slip critical connection, High strength bolt, Friction coefficient, Clamping force, Speed of tightening
  • M. Gerami, M. Khatami Page 13
    After northridge earthquake in 1994, different details for constructing new moment resisting connections to attain a ductile behavior under earthquake excitations were recommended. As a substitution instead of welded moment resisting connections, researchers recommended the utilization of post-tensioned moment connections in moment resisting frames to resist against earthquake loading. Post-tensioned connections are composed of high-strength steel cables which are erected parallel to the beam web and then are crossed through the column and finally would be fixed at the column’s flange face. Firstly, steel cables create compression between beam and column flanges, secondly they provide the resisting moment of connections against applied service loads and eventually these cables would cause self-centering of columns, which means that the columns would get back to their initial position after they are tilted by earthquake excitation. Moreover, two steel angle sections are added at the top and bottom surfaces of these connections, in order to dissipate the earthquake energy in the joint area. In this paper, in addition to introduction of this Connections, the modeling mode for them with the OPENSEES software and evaluation of accuracy of modeling results compared with experimental results, evaluated the Seismic demand of Post-Tensioned Steel Moment Resisting Frames by change in Post-Tensioned effect parameters for 4,7 and 10 story under time history dynamic analysis. The results indicate that reduced frames seismic demand with increasing force and the number of Post-Tensioned cables, thickness of angles and decreasing the ratio of length to thickness of angles.
    Keywords: Post, tensioned connections, Time, history analysis, Seismic design, Self, centering
  • Majid Gholhaki, Zahra Ebrahimi Sabet Page 33
    Steel Plate Shear Walls in recent decades as a lateral load resisting system of buildings, especially tall buildings have been discussed. Using this system in tall buildings requires a detailed analysis on behavior of Steel Plate Shear Walls. In tall buildings, bending deformations are more effective. So in this research, three-story Steel Plate Shear Walls are analyzed by modified - slop deflection method which considers bending deformations. The plates in this system are equaled by diagonal springs. Plate - frame interaction method is used for calculating plate stiffness. The process of analysis is conducted in a programming language in order to reduce analysis time. Analytical results in compare with finite element analysis show incorrect assumption in plate - frame interaction method for making complete diagonal tension field in post-buckling phase should be modified. After modifying, analytical results in compare with finite element analysis show good coincidence.
    Keywords: Thin Steel Plate Shear Wall, Bending, Shear Effects, Modified, Slop Deflection, Diagonal Tension Field
  • S.A. Hosseini Dehdashti, D. Poorveis, M. Naderi Nasab Page 45
    In field studies of one hundred under construction steel skeletons was found that over 70 percent of these frames contain operational defects in the welded connection of braces. Since in Iran, most steel skeletons are made in situ and then installed, therefore, the lack of accuracy in installing end plates of braces during the assembly causing the braces are not fully fitted on end connection plates and thus leading to form gap between braces and the end plates. Unfortunately, the welders to solve the problem, put rebar in the gap between the brace and the connection plate, and then fill it with welding. In this research to quantify the effects of the aforementioned problem in the strength of welded joint, both theoretical and experimental investigations were carried out. The standard welded connection and the welded connection with the rebar as filler were modeled by the ABAQUS finite element software and exerted by tensile force. Similar test samples were prepared and tensile tests were performed. This study shows that in both methods, theoretical and experimental, the strength of welded joint with a rebar as filler is 30 to 33 percent lower than the resistance of the standard welded joint. The result suggests that the need for care and supervision of those involved in the construction of the steel frames related to the technical principles in welding, and in particular welding of braces should be important and serious issues.
    Keywords: Bracing, Connection plates, Weld, Contact resistance, Operational defects
  • N. Asadi, Y. Hosseinzadeh Page 53
    The performance of connections has a significant importance in a steel structure. Designing and executing of connections without adequate accuracy can cause failure not only on the connection but even on the connection members. As a result this may have destructive effects on the whole structure. So an accurate perception of connection behavior is necessary for a safe and economical design. In this paper, static and seismic behavior of recommended splice Iran National Code is examined and contrast with behavior common splices. With finite element software, static and seismic behavior three types of splices including bearing, covering with filler plate and covering with section transfer and the collapse performance, the way of connection fracture, cyclic and static resistance of connected column are considered in this paper. The results of investigation show that recommended column splice mentioned in the 10th, has the most Focus stress of transfer part and low resistance than spliced column with filler plate and covering plate. The collapse performance of examined columns is of local buckling in transfer plate or other part of columns.
    Keywords: Steel column, Column splice, Finite element model, Local buckling, Axial capacity of column
  • S. Alvandi, M. Ghassemieh Page 61
    Most energy dissipation system have some limitations and drawbacks such as difficulties related to ageing, durability, complexity of the installation, maintenance and placing permanent displacements after strong earthquakes. Characteristics such as large strain range without any residual deformation, high damping capacity, excellent re-centering, high resistance to fatigue and corrosion and durability have made shape memory alloy an effective damping device or part of base isolators. This paper investigates the seismic performance of an elastomeric bearing type base isolation system utilizing the shape memory alloys. To provide this investigation, a nonlinear structural model has been developed. The results of dynamic time history analyses reveal the significant characteristics of the proposed structural isolation system. This smart base isolation utilizes the different responses of shape memory alloys at several levels of strain to control the displacements of the rubber bearing and base shear at excitation level. Furthermore the proposed based isolation systems has enhanced performance in terms of response reduction and re-centering capacity.
    Keywords: Base isolation systems, Elastomeric bearing, Shape memory alloys, Time history analysis
  • G. Abdollahzadeh*, S. Yapang Gharavi, M. Hashemi Page 71
    One of the most common types of the bolted connections is the Endplate connection. Understanding of the structural behavior of connections and good knowledge of the power transmission by them and more accurate understanding their behavior for modeling and analysis and accurate monitoring on their implementation is necessary. In this study, component method is used for I beam-to-CFT column connection with end plate. Then, by comparing the results of behavior of the beam-to-column connection with experimental method, modeling accuracy of the modeled samples is investigated under monotonic loading. Analysis results shows that the moment - rotation curves of the experimental sample and mathematical model are reasonably close to each other and so we can use this method for the parameterization of this type of connection with reasonable accuracy.
    Keywords: Bolted endplate connection, Moment, rotation curve, Component method, Beam, to, CFT column connection