per
انجمن مهندسی سازه ایران
مهندسی سازه و ساخت
2476-3977
2538-2616
2016-12-01
3
3
5
15
10.22065/jsce.2016.40247
40247
Original Article
مطالعه آزمایشگاهی و صحرایی عملکرد شمع های پیچی در خاک ماسه ای
Laboratory and field study of the performance of helical piles in sandy soil
سید فرهاد نبی زاده
f_nabizadeh2002@yahoo.com
1
عسکر جانعلی زاده
2
دانشجوی دکتری مهندسی ژئوتکنیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران
دانشیار، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران
توسعه روشهای مختلف در ساخت پیهای عمیق میتواند عاملی در جهت اجرای هرچه بهتر و بهینهتر پروژههای عمرانی بویژه در مناطق دارای خاکهای مسألهدار باشد. شمعهای پیچشی پرهای بواسطه دارا بودن محاسنی همچون سرعت بالای اجراء، گستردگی دامنه کاربرد در خاکهای مختلف، اجرای بدون صدا و ارتعاش، عملکرد مؤثر در فشار و کشش، تقویت پیهای موجود و غیره در مقایسه با دیگر شمعهای رانشی و یا درجاریز از جمله پرکاربردترین پیهای عمیق محسوب میگردند. در این مقاله به بررسی عملکرد شمعهای پیچی تکپره، دوپره و سهپره در شرایط بدون تزریق و با تزریق بوسیله مدلسازی فیزیکی در آزمایشگاه و همچنین مطالعه صحرایی پرداخته شده است. مدلسازی به کمک دستگاه فشار همه جانبه مخروطی (FCV) بر روی خاک ماسه ای انجام پذیرفت. همچنین اثر پستزریق بر مقاومت اینگونه شمعها مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین نتایج آزمایشات بارگذاری فشاری با روش تحلیلی مقایسه گردیده است. نتایج نشان میدهد عملکرد استوانه ای در خاکهای ماسه ای در شمع های پیچی مناسب نیست و با افزایش تعداد پره ها ظرفیت باربری شمع ها کاهش یافته است. عمل تزریق درشمع های سه پره باعث افزایش مقاومت بیشتری نسبت به شمع های تک پره و دو پره شده است.
Developing different method in construction of deep footing plays a major role in optimized and economized performing of civil projects especially in problematic soils. One of the common types of deep footing is helical piles which have several advantages such as fast procedure, useful in different soil types, performing without noise and vibration, effective in pressure and tension and etc. In this paper, the performance of 1-helix & 2-helixes and 3-helixes in an un-grouted and grouted with the field and laboratory studies are discussed. Field studies include of helical piles behavior in sand. Laboratory tests with physical FCV modeling is also carried out on the soil of the site. Grouting effect on helical piles resistance is evaluated. Comparison load test results with analytical method were compared. Results show that performance cylindrical in sandy soils in helical piles is not suitable and increasing helical number pile capacity is decreases. Also, after grouting helical pile with three helixes increases more resistant compare to one helix and double helixes.
https://www.jsce.ir/article_40247_b75ca41f1240ef65319c7a7893cfbbca.pdf
ظرفیت باربری
شمع های پیچی
مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی
پس تزریق
Bearing Capacity
Helical Piles
Field and Laboratory Study
Post grouting
per
انجمن مهندسی سازه ایران
مهندسی سازه و ساخت
2476-3977
2538-2616
2016-12-01
3
3
16
29
10.22065/jsce.2016.40271
40271
Original Article
اثر اندرکنش خاک و سازه بر ارزیابی عملکرد شاخص خرابی تجمعی انرژی در قاب های بتن مسلح
Effect of the soil-structure interaction on performance assessment of the energy-based cumulative damage index in concrete reinforced frames
رضا وهدانی
reza.vahdani2001@gmail.com
1
مجید بیطرفان
2
محمد ایمان خداکرمی
3
استادیار، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
استادیار، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
در اکثر روش های متداول طراحی، خاک زیر سازه صلب فرض می شود در صورتی که در واقعیت صلب نیست. تا کنون مطالعات زیادی بر روی تاثیر اندرکنش بر پاسخ سازه صورت پذیرفته، ولی تاثیر این پدیده بر خرابی سازه چندان مورد توجه قرار نگرفته است. در این مطالعه به بررسی شاخص خرابی غیر تجمعی کرزینگ که شاخص خرابی بر اساس انرژی می باشد، در سطوح شکلپذیری هدف 3، 4 و 5 در قاب های خمشی بتنی 5، 7، 10، 12، 15، 18 و20 طبقه تحت 7 عدد شتابنگاشت پرداخته شده است. خاک زیر سازه نیز با استفاده از مفهوم مدل های مخروطی مدل شده اند. نتایج نشان می دهد که در قاب های کوتاه مرتبه که دارای لاغری کمی هستند عدم در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه در طراحی سازه ها در جهت اطمینان می باشد ولی با افزایش ارتفاع قاب ها (افزایش لاغری) به همراه افزایش شکل پذیری اثر اندرکنش خاک و سازه در طبقاتی موجب افزایش خرابی می گردد که این افزایش در نقاطی تا 14 درصد به خصوص در طبقات فوقانی پیش میرود که این موضوع اهمیت در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه را در سازه های لاغر نشان می دهد. در خاک متوسط در اکثر موارد پاسخها به حالت صلب بسیار نزدیک میباشند. ولی در بررسی خرابی در معیار کلی قاب، اثر اندرکنش خاک و سازه موجب کاهش شاخص خرابی میگردد. در شاخصی تجمعی که مبنای انرژی داشته باشد، اثر اندرکنش خاک و سازه بر روی شاخص خرابی در المان تیر بیشتر از المان ستون میباشد.
In most of the conventional design methods, the soil beneath the structure is assumed to be rigid, but this assumption is not true in reality. Up to now, many studies have been performed concerning the interaction effect on the structure response but the effect of this phenomenon on the structure damage has not been considered seriously. In this research the effect of Kratzig non-cumulative damage index which is an energy-based damage index, is investigated for target ductility levels of 3, 4 and 5 in the 5, 7,10,12,15, 18 and 20-story concrete moment resisting frames and under 7 different accelerometers. The soil beneath the structure is also modeled using the cone models. The results show that in the low-rise frames, which have lower slenderness, ignoring the effect of soil-structure interaction is on the behalf of safety, but with increase in the height of frames (increase in slenderness) together with increased ductility, the effect of soil-structure interaction causes increased damage at some stories and this increase in some points reaches to 14%, especially at the upper stories and this issue indicates the importance of taking into the account the soil-structure interaction in slender structures. For medium soils, in most cases the responses are very close to that of the rigid case. But investigating the overall damage criterion in the frame, the effect of soil-structure interaction causes reduced damage index. With the energy-based cumulative damage index, the effect of soil-structure interaction on the damage index is greater in the beam element than the column element
https://www.jsce.ir/article_40271_518ab19e972fd543e12edfcccab0142f.pdf
شاخص خرابی تجمعی
اندرکنش خاک و سازه
شکل پذیری هدف
خرابی محلی و کلی
Cumulative damage index
Soil Structure Interaction
target ductility
local and overall damages
per
انجمن مهندسی سازه ایران
مهندسی سازه و ساخت
2476-3977
2538-2616
2016-12-01
3
3
30
41
10.22065/jsce.2016.40418
40418
Original Article
بررسی تاثیر آجرچینی بر روی مقاومت برشی دیوار مصالح بنایی در مقیاس مزو
Study of the Arrangement Effect of Units on the Shear Strength Masonry Walls in Meso-Scale
معصومه سپهری نیا
msepehri51@gmail.com
1
حسینعلی رحیمی بندرآبادی
2
بهروز احمدی ندوشن
behrooz.ahmadi@yazd.ac.ir
3
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سازه، دانشگاه یزد، یزد، ایران
استادیار، دانشگاه یزد، یزد، ایران
دانشیار، دانشگاه یزد، یزد، ایران
مصالح بنایی از قدیمیترین مصالح ساختمانی هستند که در اکثر سازههای تاریخی موجود و بسیاری از سازههای جدید مورد استفاده قرار گرفتهاند. در این مطالعه با بهرهگیری از مقیاس مزو، به بررسی رفتار دیوار تحت بارگذاری یکنواخت توسط نرمافزار Abaqus پرداخته شده است. مهمترین عامل در تعیین رفتار سازه بنایی درزهای ناپیوستگی است که باعنوان رابط بین واحدها و ملات شناخته میشود. در اکثر مطالعات انجام گرفته پیشین برای مدلسازی المان رابط بین واحد و ملات از المان چسبنده استفاده شده است. در این مطالعه با حذف این المانها و اختصاص دادن ویژگیهای آنها به سطوح واحدهای بنایی، مشاهده شد که ضمن کاهش حجم محاسبات موردنیاز، نتایج انطباق خوبی با مطالعات تجربی دارد. یکی دیگر از عوامل مهم در رفتار دیوارهای بنایی، نحوه چیدمان واحدهای بنایی در کنار یکدیگر است. در این مطالعه تاثیر همپوشانی ردیفهای واحدهای بنایی بر روی مقاومت برشی و مد خرابی دیوار مصالح بنایی بررسی شده است. در انتها مشاهده شد که با افزایش همپوشانی، مقاومت دیوار بنایی افزایش مییابد.
Masonry is one of the oldest building materials which have been used in most heritage structures and new construction. In this study by using a meso-scale finite element model, the behavior of masonry walls is investigated under monotonic loading by Abaqus software. The most important factor in determining the behavior of masonry structures is discontinuity joints which are interface between unit and mortar. In most previous studies cohesive element is used for modeling of interface element. But in this study, by ignoring cohesive elements that represents the interface element between unit and mortar in masonry structures, it can be seen that while reducing the computational requirements, the results are in good agreement with experimental studies. Another important factor in the behavior of masonry walls is the arrangement of masonry units. In this study the overlapping effect of rows of units on the shear strength and failure mode of masonry walls have been investigated. As a result, it was observed that by increasing overlap, shear resistance of masonry walls increased.
https://www.jsce.ir/article_40418_a376ce66b0ddaf9dab03e3b1303f452c.pdf
سازه بنایی
مدل سازی عددی
مقیاس مزو
المان رابط واحد و ملات
آجرچینی
Masonry structures
Numerical modeling
Meso-scale
Interface element
Arrangement
per
انجمن مهندسی سازه ایران
مهندسی سازه و ساخت
2476-3977
2538-2616
2016-12-01
3
3
42
57
10.22065/jsce.2016.40419
40419
Original Article
مدل احتمالاتی عملکرد لرزهای سازههای ساختمان بتنی قالبتونلی
Probabilistic Seismic Performance Model for Tunnel Form Concrete Building Structures
سیدبهرام بهشتیاول
beheshti@kntu.ac.ir
1
وحید محسنیان
2
دانشیار، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدینطوسی، تهران، ایران
کارشناس ارشد مهندسی زلزله، دانشگاه علم و فرهنگ، تهران، ایران
علیرغم کاربرد گسترده سیستم قالبتونلی در ساخت ابنیه، متاسفانه آییننامه لرزهای مشخصی برای طراحی این سیستم ساخت منتشر نشده است. بر اساس یک جستجوی کتابخانهای، اطلاعات محدودی از رفتار لرزهای این نوع سیستم سازهای در مدارک فنی و تحقیقاتی موجود است. بدین جهت، رفتارسنجی و بررسی عملکرد لرزهای ساختمانهای ساخته شده با این تکنیک، با احتساب عوامل موثر بر پاسخ، بر اساس نتایج مستدل عددی، در فرآیند تهیه یک آییننامه لرزهای مورد توجه میباشد. به علاوه نوین بودن سیستم و لذا عدم وجود تجربه آسیب در زلزلههای گذشته و خصوصاً ماهیت تصادفی زلزله، اهمیت رویکرد احتمالاتی به مسئله و ضرورت توسعه منحنیهای شکنندگی جهت استفاده در فرآیند جدید PBEE را آشکار میسازند. در این تحقیق، به بررسی رفتار لرزهای ساختمانهای قالبتونلی 2، 5 و 10 طبقه با پلان منظم پرداخته شده و ابتدا سطح عملکرد این ساختمانها در زلزله طرح (دوره بازگشت 475 سال)، به روش تحلیل تاریخچهزمانی و بارافزون تعیین و سپس با استفاده از تحلیل دینامیکی افزایشی، برای مدلهای مورد مطالعه، منحنیهای شکنندگی به ازای سطوح مختلف خرابی در دیوارها و تیرهای رابط بینشان تهیه شده است. نتایج بیانگر ظرفیت و مقاومت بالای سیستم و عملکرد لرزهای مناسب سازههاست. به علاوه هر سه مدل، در زلزله طرح (دوره بازگشت 475 سال)، در سطح عملکردی قابلیت استفاده بیوقفه قرار گرفتند
Despite widespread construction of mass-production houses with tunnel form structural system across the world, unfortunately no special seismic code is published for design of this type of construction. Through a literature survey, only a few studies are about the seismic behavior of this type of structural system. Thus based on reasonable numerical results, the seismic performance of structures constructed with this technique considering the effective factors on structural behavior is highly noteworthy in a seismic code development process. In addition, due to newness of this system and observed damages in past earthquakes, and especially random nature of future earthquakes, the importance of probabilistic approach and necessity of developing fragility curves in a next generation Performance Based Earthquake Engineering (PBEE) frame work are important. In this study, the seismic behavior of 2, 5 and 10 story tunnel form structures with a regular plan is examined. First, the performance levels of these structures under the design earthquake (return period of 475 years) with time history analysis and pushover method are assessed, and then through incremental dynamic analysis, fragility curves are extracted for different levels of damage in walls and spandrels. The results indicated that the case study structures have high capacity and strength and show appropriate seismic performance. Moreover, all three structures subjected were in immediate occupancy performance level.
https://www.jsce.ir/article_40419_c60fd5998df341dc3efda016d54d0258.pdf
سیستم قالبتونلی
سطح عملکرد
تحلیل دینامیکی افزایشی
منحنیهای شکنندگی
Tunnel Form System
performance level
Incremental Dynamic Analysis
Fragility curves
per
انجمن مهندسی سازه ایران
مهندسی سازه و ساخت
2476-3977
2538-2616
2016-12-01
3
3
58
72
10.22065/jsce.2016.40433
40433
Original Article
ارزیابی رفتار دینامیکی انواع پل های کابلی ایستا در برابر نیروی زلزله
Dynamic Behaviour of Different Types of Cable-Stayed Bridges Due to Earthquake Loads
علیرضا میرزا گل تبار روشن
ar-goltabar@nit.ac.ir
1
جواد واثقی امیری
vaseghi@nit.ac.ir
2
اویس دلاوریان عباس آبادی
3
دانشیار، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، مازندران، ایران
استاد، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، مازندران، ایران
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، مازندران، ایران
یکی از معیارهای پیشرفت بشر، توانایی ساخت سازه هایی عظیم تر و بلندتر می باشد. از یک طرف به دلیل رشد سریع در زمینه های فناوری کامپیوتر، کابل های فولادی با مقاومت بالا، تحلیل و ساخت پل های کابلی ایستا و از طرف دیگر به لحاظ ظاهر زیبا، جنبه های اقتصادی و آسان بودن ساخت، این نوع پل ها در نیم قرن اخیر از پر کاربردترین سازه ها برای پل های با دهانه متوسط تا بزرگ (از 200 متر تا 1000 متر) به شمار می آیند. وجود کابل های انعطافپذیر در سازه اصلی پلهای کابلی باعث بروز رفتار متفاوت این سازه ها با سایر سازه ها می گردد. در این مقاله رفتار دینامیکی غیر خطی پل های کابلی ایستا و برخی عوامل موثر بر آن (نوع آرایش کابلها و نوع شکل پایلون) مورد توجه قرار گرفت. برای رسیدن به این منظور از نرم افزار CSI Bridge استفاده شده است. روش تحلیل غیر خطی تاریخچه زمانی به روش انتگرال گیری مستقیم مورد تحلیل قرار گرفت. به دلیل اهمیت مساله غیر خطی در رفتار سازه، در تحلیل های انجام شده رفتار غیر خطی هندسی سازه شامل اندرکنش نیروی محوری فشاری با لنگر خمشی و نیز اثر تغییر شکل های نسبتاً بزرگ در سازه منظور شده است. در بررسی رفتار دینامیکی، رفتار سازه تحت اثر مولفه های زمین لرزه با در نظر گرفتن انواع مختلف شکل پایلون با توجه به حالات آرایش کابل مورد تحلیل و بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان می دهد در پلهای کابلی با آرایش کابل موازی با پایلون H شکل و برای پل کابلی با آرایش کابل بادبزنی و شعاعی با پایلون A شکل، عملکرد مطلوب و بهتری دارد.
Construction of large-scale structures has been considered as one of the human's main achievements. With their suitable view and high economical aspects, High-strength steel cables have been developed for analysis and erection of cable-stayed bridges in light of high speed development in computer technology. This type of bridges, while providing different behavior due to cable flexibility, has been recognized as one of the most practical choices for mid to large span bridges. This paper studies the non-linear dynamic behavior of cable bridges and the effect of some parameters (such as cable arrangement and shape of pylon) on them. For this purpose, CSI Bridge software with the direct integration method of dynamic analysis has been used and the behavior of structure under different earthquake components has been analyzed for various conditions of cable arrangements and pylon shapes. Results indicate that the most suitable behavior would be for cable bridges with H-shape pylons arranged in series and also with A-shape pylons in radial arrangement.
https://www.jsce.ir/article_40433_767c592e782bfd9dc189d68751544bb8.pdf
پل های کابلی ایستا
تحلیل دینامیکی غیرخطی
رفتار غیر خطی
زمین لرزه
پایلون
Cable stayed bridge
Nonlinear dynamic analysis
Ground motion
pylon shapes
per
انجمن مهندسی سازه ایران
مهندسی سازه و ساخت
2476-3977
2538-2616
2016-12-01
3
3
73
85
10.22065/jsce.2016.40458
40458
Original Article
مطالعه رفتار لرزهای قابهای مهاربندی فولادی با عملکرد گهوارهای مجهز به فیوزهای استهلاک انرژی
Evaluation of Seismic Behavior of Steel Braced Frames with Controlled Rocking System and Energy Dissipating Fuses
حسن امیرذهنی
1
اباذر اصغری
abcd1386@gmail.com
2
عرفان شافعی
3
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران
استادیار، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران
استادیار، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران
سیستمهای باربر جانبی متداول، انرژی لرزهای وارد بر سازه را از طریق تغییرشکلهای ماندگار در اعضای اصلی سازهای خود مستهلک میکنند. این عملکرد منجر به وقوع خرابیهای سازهای قابل ملاحظهای در ساختمانها پس از وقوع زمینلرزههای شدید میشود که در بسیاری از موارد تعمیر این خرابیها حتی در صورت امکانپذیر بودن، توجیه اقتصادی نخواهد داشت. سیستمهای با عملکرد گهوارهای نوع جدیدی از سیستمهای باربر جانبی هستند که با هدف کاهش تغییرشکلهای ماندگار در سازه پس از وقوع زمینلرزههای شدید و جلوگیری از ایجاد خرابی در اعضای کلیدی سازهای از طریق هدایت این خرابیها به سمت اعضایی قابل تعویض، ایجاد شدهاند و به سرعت در حال توسعه هستند. در یک قاب با عملکرد گهوارهای پای ستونها در قاب باربر لرزهای به پی متصل نمیشود و قاب قادر است آزادانه روی پی دوران کند. کابلهای پستنیدهای که بالای قاب را به پی متصل میکنند، وظیفة بازگرداندن قاب دوران یافته به حالت اولیة خود را دارند و انرژی لرزهای در هر دوران قاب، از طریق تغییرشکلهای پلاستیک در المانهای قابل تعویض که فیوز نامیده میشوند، مستهلک میگردد. در این پژوهش، رفتار لرزهای یک قاب مهاربندی سه طبقه با عملکرد گهوارهای از طریق انجام آنالیز دینامیکی غیرخطی تاریخچة زمانی، تحت دو شتابنگاشت Kobe و Northridge و هر یک با سه مقیاس سطح MCE، 2/1 برابر سطح MCE و 5/1 برابر سطح MCE، ارزیابی شده است. نتایج نشان میدهد که سیستم قاب مهاربندی شده با عملکرد گهوارهای عملکرد بسیار مطلوبی در استهلاک انرژی لرزهای حتی تحت بارگذاریهای سطح MCE دارد. همچنین، تغییرمکان ماندگار در سازه در انتهای مسیر بارگذاری ناچیز است. تنها نگرانی در مورد این سیستم، احتمال وقوع خستگی در کابلهای پستنیده است که در اثر افزایش شدت تحریکهای تکیهگاهی، قابلیت مرکزگرایی سیستم را تحت تأثیر قرار داده و پایداری آن را به خطر میاندازد.
The self-centering rocking steel braced frames are new type of seismic lateral-force resisting systems that are developed with aim to limiting structural damages, minimizing residual drifts on systems and creating easy and inexpensive reconstruction capability, after sever earthquakes. In Steel braced frames with controlled rocking system, column bases on seismic resisting frame are not attached to the foundation and the frame allowed to rock freely. The task of restoring the rotated frame to its initial location is on post-tensioned cables, which attaches top of the frame to foundation. The design of post tensioned stands and braced frame members is such that during earthquakes they remain in elastic region. Seismic energy, dissipates by plastic deformations in replaceable elements on each rock of frame. In current research work, the seismic behavior of this type of lateral resisting systems is evaluated. The research conducted on a one bay steel braced frame with controlled rocking system that is analyzed using nonlinear dynamic time history analysis (NLTHA) procedure. The frame is subjected to JMA-Kobe and Northridge ground motions records that are scaled to unit, 1.2 and 1.5 times of maximum considered earthquake (MCE) ground motion level intensity. Extracted results show that seismic behavior of this type of lateral force resisting systems are so desirable even under MCE ground motion levels. The only anxiety is about occurring fatigue in post-tensioned strands that endangers overall stability of system.
https://www.jsce.ir/article_40458_37357ef60bf14125ba49aa6f7ef819c6.pdf
عملکرد گهوارهای
مرکزگرایی
فیوز استهلاک انرژی
کابل پستنیده
آنالیز تاریخچة زمانی
Controlled Rocking System
Self-Centering Systems
Post-tensioned cable
Energy Dissipating Fuses
Nonlinear time-history
per
انجمن مهندسی سازه ایران
مهندسی سازه و ساخت
2476-3977
2538-2616
2016-12-01
3
3
86
96
10.22065/jsce.2016.40584
40584
Original Article
ضرایب شدت تنش و مسیر انتشار ترک تحت شرایط مد مرکب
Stress intensity factors and crack propagation path under mixed mode conditions
رامین فریدوند
r.faridvand@qiau.ac.ir
1
محمدتقی کاظمی
kazemi@sharif.edu
2
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سازه، دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران
استاد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
استفاده از قوانین انتشار ترک بر اساس ضرایب شدت تنش جزء پرکاربردترین روشهای مهندسی مکانیک شکست است. مشخصه ضرایب شدت تنش به عنوان پارامترهای مهم در تجزیه و تحلیل شکست است. در تجزیه و تحلیل شکست الاستیک، ضرایب شدت تنش به میزان تنش نزدیک به نوک ترک و ارائه اطلاعات اساسی در مورد نحوه انتشار ترک را مشخص می کند. زمانی که بار گذاری و یا هندسه یک سازه حول ترک متقارن نباشد، پارگی در حالت مرکب از بارگذاری رخ می دهد، و ترک در یک خط مستقیم منتشر نمی شود. پس برای تعیین جهت جدیدی از انتشار ترک استفاده از معیارهای زاویه پیچ خوردگی لازم است. هدف از این کار ارائه مدل عددی از انتشار ترک تحت شرایط مرکب از حالت بارگذاری است. در هر ترک میزان افزایش طول، زاویه پیچ خوردگی به عنوان یک تابع از عوامل شدت تنش ارزیابی شده است. این پژوهش با هدف تعیین ضرایب شدت تنش برای مسئله انتشار ترک و تعیین مسیر رشد آن تحت آنالیز شکست الاستیک خطی است. محور اصلی این پژوهش بررسی چگونگی رشد و انتشار ترک در یک صفحه تحت بارگذاری کششی و شرایط مد مرکب می باشد. برنامه المان محدود ANSYS و برنامه رشد ترک FRANC3D برای شبیه سازی رشد ترک و برای محاسبه تنش و ضرایب شدت تنش مورد استفاده قرار می گیرد. با بررسی نتایج حاصل مشاهده شد، مسیر رشد ترک از امتداد اولیه 45 درجه و همچنین ضرایب شدت تنش بدست آمده از تحلیل با نتایج حاصل از روش تجربی، توافق خوبی دارند که دقت و صحت روش استفاده شده در این تحقیق را نشان می دهد.
Use of crack propagation principles based on SIFs (stress intensity factors) is among the most common methods of fracture mechanic engineering. SIF is an important parameter in fracture analysis. In analyzing elastic fracture, SIF reveals the stress near the crack tip and substantial information about crack propagation. When loading or geometry of a structure is not symmetrical around a crack, rupture occurs with combined loading and the crack does not propagate on a straight line. Therefore, to determine the new direction of facture propagation use of twist angle criteria is necessary. The objective of this research was to propose a numerical model of crack propagation under combined loading conditions. In each crack with increased length the twist angle is assessed as a function of SIFs. This research aimed to determine SIFs for the crack propagation problem and to determine the crack development path through linear elastic fracture analysis. This study was primarily based on examination of the propagation and development of cracks on a plane under tensile loading and combined mode loading conditions. The ANSYS finite element software and FRANC3D crack propagation software were used to simulate crack propagation and to calculate the stress and SIFs
https://www.jsce.ir/article_40584_f8a03a5dc6e7a8b83d0239bbd243bc1f.pdf
ضرایب شدت تنش
مد مرکب
انتشار ترک
مکانیک شکست
الاستیک خطی
Stress intensity factors
Mixed mode
Crack propagation
Linear analysis
Fracture mechanics
per
انجمن مهندسی سازه ایران
مهندسی سازه و ساخت
2476-3977
2538-2616
2016-12-01
3
3
97
111
10.22065/jsce.2016.40462
40462
Original Article
بررسی تاثیر استفاده از توف سبز شاهین دژ بر مشخصات مکانیکی بتن های غلتکی
Study on the effect of Shahin-Dezh green Tuff on the mechanical characteristics of roller compact concrete
صادق دردائی
1
رضا آقایاری
reza_agh@razi.ac.ir
2
بابک نیک نیا
3
استادیار، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
استادیار، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
کارشناس ارشد مهندسی عمران، شرکت آب منطقه ای آذربایجان غربی، آذربایجان غربی، ایران
طبق تعریف کمیته فنی شماره 207 انجمن بتـن آمریکا (ACI)بتـن غلتـکی یا RCC نوعی بتـن با اسلامپ صفر می باشد که عملیات حمل، پخش و تراکم آن با استفاده از ماشین آلات عملیات خاکی صورت می پذیرد. بتن غلتکی مخلوطی از سیمان، مصالح سنگی و آب است که برای ساخت پروژه های راهسازی، سدها، بازسازی سدها و ایجاد فرازبندها و بعضی نیازهای دیگر به کار برده می شود. این نوع بتن به منظور ایجاد تراکم مناسب، بایستی وزن ماشین آلات متراکم کننده را تحمل نموده و در خمیر آن برای پوشانیدن کلیه سنگدانهها رطوبت کافی موجود باشد. با توجه به مصرف فزاینده و اقبال روز افزون به سازه های بتنی به ویژه بتن غلتکی استفاده از پوزولانها و جایگزین کردن آنها با سیمان اهمیت بسزایی مییابد. امروزه استفاده از مواد افزودنی جایگزین سیمـان با توجه به مزایای فنی (کاهش حرارت هیدراتاسیون) و مزایای اقتصادی، جایگاه ویژه ای در طرح اختلاط بتـنهای غلتـکی دارد و به ویژه به دلیل فراوانی منابع معدنی پوزولان در ایران، استفاده از آنها امری منطقی و اقتصادی است. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از توف سبز شاهیندژ که از پوزولانهای در دسترس در استان آذربایجان غربی میباشد، خواص بتن تولیدی مورد آزمایش قرار گرفته و تاثیر این نوع پوزولان بر روی مقاومت فشاری، مقاومت کششی و نفوذپذیری بتن غلتکی نیز بررسی گردد.
Due to the growing popularity of concrete structure and increasing use of them, especially Roller compacted concrete, applying Pozzolan and replacing cement with Pozzolan is very important. Nowadays, the use of the additive for cement replacement is common in RCC mix design due to its technical advantages and economic benefits as there is large quantity of Pozzolan mineral resources in Iran. In this paper the impact of produced concrete has been fully considered as well as the effect of this Pozzolan on the compressive strength, tensile strength and permeability by using green Tuff obtained from available Pozzolan in western Azarbaijan. The due results prove that Shahin-Dezh green Tuff improves concretes quality.
https://www.jsce.ir/article_40462_70e8ef788ec8745dd5d9549256c877bb.pdf
بتن غلتکی
توف سبز شاهین دژ
مقاومت فشاری
مقاومت کششی
نفوذپذیری
RCC
Shahin-Dezh green Tuff
Compressive strength
tensile strength
Mechanical Characteristics
per
انجمن مهندسی سازه ایران
مهندسی سازه و ساخت
2476-3977
2538-2616
2016-12-01
3
3
112
127
10.22065/jsce.2016.40550
40550
Original Article
مقایسه طراحی سیستم قاب ساده فولادی و مهاربند هم محور در مقابل انفجار به دو روش ضرایب بار و مقاومت (LRFD) و سطوح عملکردی
Comparison of designing simple steel frame & coaxial brace systems by contrast of blast, using two methods of load & resistance coefficients & performance surfaces
پویا حسنوند
pouya.hassanvand@yahoo.com
1
محمد حیدری رسول آبادی
mhman_1367@yahoo.com
2
عبدالرضا سروقد مقدم
moghadam@iiees.ir
3
مجتبی حسینی
mo-hosseini78@yahoo.com
4
کارشناسی ارشد مهندسی سازه های امن، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
کارشناسی ارشد مهندسی سازه های امن، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
دانشیار، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران
دانشیار، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران
امروزه با افزایش حملات تروریستی در نزدیکی اماکن شهری، طراحی ساختمانها در مقابل بارهای ناشی از انفجار به ویژه در برخی ساختمانهای حساس و شریانهای حیاتی مورد توجه ویژهای قرار گرفته است. هنگامی که یک انفجار رخ میدهد، انتشار امواج در فضا میتواند منجر به بروز خسارات شدید در سازه و به خطر افتادن جان افراد شود. با توجه به اینکه سازههای فولادی موجود به طور معمول بر اساس بارهای ثقلی و لرزهای متعارف مورد طراحی قرار گرفتهاند، نیاز است عملکرد این سازهها تحت بارهای ناشی از انفجار مورد بررسی قرار گیرد. در این مقاله مطالعات عددی بر روی مدلهای سازهای 2 بعدی با تعداد طبقات 2 و 5 دارای سیستم قاب ساده فولادی با مهاربند هممحور (CBF) صورت گرفته است. مدلها بر اساس دستورالعمل UFC 3-340-02 در دو سطح مختلف بار انفجاری، در نرم افزار SAP 2000 مورد تحلیل دینامیکی غیر خطی قرار گرفتهاند. مدلهای سازهای در این تحقیق یک بار به روش طراحی بر اساس عملکرد به ازای سطح عملکرد پایین (LS) و یک بار به روش ضرایب بار و مقاومت (LRFD) تحلیل و طراحی می شوند. طرحهای حاصل از روش عملکردی با طرحهای حاصل از روش ضرایب بار و مقاومت به لحاظ اقتصادی و ایمنی مقایسه میگردد.
Nowadays, because of the increasing terrorist attacks around the urban areas, designing buildings by contrast of resulted loads of blast came into consideration particularly in some sensitive buildings & vital arteries. When a blast occurs, the resulted emissions in environment leads to appearance of several penalties and endangers to the human life. Steel structures generally are designed on the basis of standard seismic and gravity loads, it is necessary to investigate the implantation of these structures under the impact of the loads originated from blast. This article presents numerical studies of two-dimensional structural models with 2 and 5 stories which are including simple steel frame system in addition to CBF. The models were analyzed by nonlinear dynamic analysis method using the instruction UFC 3-340-02 in two adverse levels of blast loads by SAP 2000 software. In this study structural models are designed and analyzed using two designing methods: the basic performance design, and Load and Resistance Factor Design (LRFD). Finally, two set of results are compared in detail.
https://www.jsce.ir/article_40550_ee0a3d53be8d853bbebf6490cf2fef36.pdf
انفجار
سازه فولادی
مهاربند هم محور
پدافند غیرعامل
explosion
Steel structures
CBF Systems
passive defense
per
انجمن مهندسی سازه ایران
مهندسی سازه و ساخت
2476-3977
2538-2616
2016-12-01
3
3
128
142
10.22065/jsce.2016.40261
40261
Research Note
یادداشت پژوهشی: ارزیابی تاثیر صلبیت ورق اتصال مهاربند در رفتار لرزه ای قابهای مهاربندی ویژه
An investigation on the effect of gusset plate connection rigidity on the seismic behavior of special concentrically braced frames
علی اثنی عشری
a.esna89@yahoo.com
1
امین محب خواه
amoheb@malayeru.ac.ir
2
کارشناس ارشد مهندسی سازه، گروه مهندسی عمران، واحد ملایر، دانشگاه آزاد اسلامی، ملایر، ایران
استادیار، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران
در طراحی سازههای واقع در شهرهای کوچک به منظور مقاومت در برابر بارهای جانبی عموما از سیستم مهاربندی همگرای ویژه استفاده میگردد. این سیستم مهاربندی از طریق رفتار غیرالاستیک در مهاربند (کمانش و تسلیم کششی) متحمل تغییرشکلهای بزرگی میشود. در مدلسازی های رایج، معمولا اثر ورق اتصال مهاربند در تامین صلبیت اتصالات تیر به ستون و در نتیجه بهبود عملکرد سیستم مهاربندی در رفتار پس کمانشی آن در نظر گرفته نمیشود. در این مقاله با استفاده از روش پیشنهادی رودر در مدلسازی ورق اتصال، به بررسی اثر صلبیت ورق اتصال در رفتار لرزهای سیستم مهاربندی همگرا پرداخته شده است. برای این منظور، چهار قاب 3، 6، 9 و 12 طبقه یک بار به صورت رایج (مفصلی) و یک بار با استفاده از روش پیشنهادی رودر مدلسازی شده و سپس توسط نرم افزارOpenSees تحت تحلیلهای غیر خطی استاتیکی و دینامیکی تاریخچه زمانی قرار گرفتهاند. نتایج نشان میدهد که در قابهای مدلسازی شده به روش رودر ظرفیت باربری بیشتر، دریفتهای کلی و میان طبقهای کمتر و پایداری بیشتر است. همچنین مشاهده شد در این قابها ضریب رفتار و ضریب اضافه مقاومت ستونها بیشتر میباشد.
Special concentrically braced frames (SCBFs) are commonly used to resist lateral loads in buildings. The bracing system sustains large deformations due to inelastic behavior in bracing members (buckling and yielding in tension). Generally, in the conventional modeling strategy, the effect of gusset plates in providing beam-column connections rigidity and hence, improving the post-buckling performance of these frames is not taken into account. This paper deals with the effect of gusset plate rigidity on the seismic behavior of SCBFs using Roeder’s proposed model in the literature. In this paper, four 3, 6, 9 and 12-story SCBFs were designed and modeled using two distinct methods: conventional method with hinged connections and Roeder’s method with semi-rigid connections. Then, the models behavior was investigated with both pushover analysis and nonlinear time-history analysis using OpenSees software. The results showed that lateral load capacity of the frames modeled with the Roeder’s proposed model are about 10% larger than the conventional method’s capacity. Also, it was found that the semi-rigid model leads to a less drift ratios and more overstrength factors.
https://www.jsce.ir/article_40261_80b9d63ed9553420a11a4925472df058.pdf
سیستم مهاربندی همگرا ویژه
رفتار لرزهای
ورق اتصال
روش پیشنهادی
تحلیلهای غیرخطی
Special concentrically braced frames (SCBFs)
seismic behavior
gusset plate
propose model
nonlinearanalysis