انجمن مهندسی عمران ایرانفصلنامه علمی پژوهشی اساس2008-7721215620191122Assessment of Near-Field Directivity Effects on Seismic Behavior of Tall Moment Frames comprising of Identical Stiffness and Different Bays Configurationبررسی اثرات جهت داری حوزه نزدیک در رفتار لرزه ای قاب های خمشی بلند مرتبه با سختی یکسان و پیکربندی متفاوت دهانه ها518114529FAمهدی امیر حسینیدانش آموخته کارشناسی ارشد،
مهندسی عمران - سازهسید حسین حسینی لواسانیاستادیار / دانشگاه خوارزمی0000-0002-9524-9399افشین مشکوه الدینیعضو هیات علمی دانشگاه خوارزمیJournal Article20180908In this paper, the non-linear behavior of height-rise rigid moment frames comprising of small and large bays in the configuration of three dimensional skeletons in order to assess the seismic response parameters were studied. To perform the non-liner analyses, a group of near-field ground motions contains various directivity effects has been chosen. The most important characteristic of the chosen ground motions is the existence of high-amplitude and powerful coherent velocity pulses in recorded time history. The 20-story studied structures were designed by using the three dimensional bundled-tube frame system. The seismic response parameters of the studied structures were calculated and obtained based on conducting a number of non-linear time history (NTHA), inelastic modal pushover (MPA) and incremental dynamic analyses (IDA). This analytical process was completed in order to assess the seismic response parameters and the differences between nonlinear behaviors of the two structural models. Moreover, some of inter-story drift time histories show permanent values under applying a number of scaled earthquake records which contain forward directivity effects. This research results indicate considerable differences between the calculated drift parameter related to the both studied structures under effect of high-amplitude velocity pulses. The maximum drift demands are mainly focused in middle levels than to higher ones of the resistant skeleton. The results, show more acceptable seismic responses in small bays model than large bays one.در این پژوهش، رفتار غیرخطی سازه قاب خمشی بلند مرتبه با دهانه بزرگ و تفاوت آن با پیکربندی دهانه کوچک در شکل دو اسکلت سه بعدی، به منظور ارزیابی تغییرات پارامترهای پاسخ لرزهای بررسی شده است. همچنین یک گروه از رکوردهای حوزه نزدیک گسل با در نظر گرفتن انواع خصوصیات و اثرات جهتداری برای انجام تحلیلهای دینامیکی غیرخطی انتخاب شدند. ویژگی بارز رکوردهای حوزه نزدیک، حضور پالسهای ترکیبی پردامنه و پر انرژی سرعت در تاریخچه زمانی است. سازههای مطالعاتی دارای آرایش 20 طبقه بوده و با اسکلت سه بعدی قاب خمشی محیطی، طراحی شدهاند. پارامترهای پاسخ لرزهای نیز بر اساس انجام یک مجموعه تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی (NTHA)، تحلیل استاتیکی غیرخطی مودال (MPA) و تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده (IDA) محاسبه و استخراج گردید. نتایج مطالعه عددی بر روی پارامترهای پاسخ لرزهای نشاندهنده تفاوت قابل توجه برای مقادیر محاسبه شده دریفت هر دو سازه مطالعاتی تحت اثر پالسهای پردامنه سرعت میباشد. همچنین، تاریخچه زمانی دریفت طبقات، بیشینه شتاب مطلق و بیشینه سرعت نسبی طبقات و نیز منحنی شاخص IDA به منظور ارزیابی دقیقتر پاسخ های لرزهای سازه ها و بررسی تفاوت رفتار لرزهای دو پیکربندی یاد شده، مورد بررسی قرار گرفت. نمودارهای تاریخچه زمانی دریفت سازههای مطالعاتی برای ترازهای ارتفاعی میانی نسبت به ترازهای بالایی، مقادیر بیشتری را نمایش میدهند. این نمودارها، نشان دهنده وجود یک دامنه دریفت ماندگار تحت برخی از رکوردهای حوزه نزدیک در حالت مقیاس شده است. نتایج این تحقیق، بیانگر رفتار لرزهای مناسبتر پیکربندی دهانه کوچک نسبت به پیکربندی دهانه بزرگ میباشد.انجمن مهندسی عمران ایرانفصلنامه علمی پژوهشی اساس2008-7721215620191122Effect of pozzolanic nanomaterials on one-dimensional settlement of cemented uniform sandتاثیر نانو مواد پوزولانی در نشست یکبعدی ماسه یکنواخت سیمانیشده1930119683FAهادی احمدیعضو هیات علمی گروه مهندسی عمران، دانشگاه گیلانJournal Article20190506One of the most important aims in stabilization of sandy soils is to increase the normal stiffness. Cementation through mixing or grouting is a common method for treatment of sands. However, due to the use of nanotechnology in stabilization of soils, the addition of nanoscale materials has also attracted the attention of researchers and engineers. In this study, the effect of adding nano-materials with pozzolanic properties on the stiffness of cemented and uncemented uniform sand is discussed. For this purpose, different percentages of nano-silica and nano-alumina (up to 1.2%) were mixed with uniform sand, as well as sand with 3 and 6% cement, and one-dimensional settlement of compacted samples was examined under vertical loading using the oedometer device. The results of experiments and the scanning of electron microscopy images showed that addition of nano additives, in addition to filling a portion of nano pores with nanoscale materials, can be increased the hardened phase of cement paste by consuming calcium hydroxide and producing more CSH gel due to the pozzolanic property and the high specific surface area. It therefore effectively increases the unconfined stiffness of soil. As a result, a small amount of this type of material can play a significant role in reducing the vertical deformation of the stabilized soil.یکی از مهمترین اهداف در تثبیت خاکهای ماسهای افزایش سختی است. سیمانیکردن از طریق اختلاط و یا تزریق، از روشهای رایج تثبیت ماسهها بهشمار میرود. از سوی دیگر با توجه به بهرهگیری از فناوری نانو در تثبیت خاکها، افزودن مواد نانو نیز مورد توجه محقیق و مهندسین قرار گرفته است. در این مطالعه تاثیر افزودن مواد نانوی دارای خواص پوزولانی بر تغییرات سختی ماسههای یکنواخت سیمانیشده مورد بحث قرار گرفته است. بدین منظور درصدهای مختلف دو ماده نانو سیلیس و نانو اکسید آلومینیوم (حداکثر 2/1 درصد)، با ماسه یکنواخت و همچنین ماسه دارای 3 و 6 درصد سیمان مخلوط گردیده و نشست یکبعدی نمونههای متراکم شده، تحت بارگذاری قائم بررسی شده است. نتایج آزمایشها و بررسی تصاویر اسکن میکروسکوپ الکترونی نشان داده است که در نمونههای سیمانیشده، افزودن ماده نانو علاوهبر پر نمودن بخشی از منافذ ریز توسط مواد نانو، بهدلیل دارا بودن خاصیت پوزولانی و سطح ویژه بالا میتوانند با مصرف هیدروکسیدکلسیم موجود در خمیر سیمان و تولید C-S-H مکمل، سبب افزایش بخش سخت خمیر شده و بهطور موثری سختی محصورشده خاک را افزایش دهد. در نتیجه مقدار کمی از این نوع مواد میتواند نقش قابل ملاحظهای در کاهش تغییرشکل قائم خاک تثبیت شده داشته باشد.انجمن مهندسی عمران ایرانفصلنامه علمی پژوهشی اساس2008-7721215620191122Investigating the effect of concrete compressive strength external and internal concrete in concrete filled double skin tubulars (CFDST)بررسی تاثیر مقاومت فشاری بتن داخلی و خارجی محصورشده در ستون های دو جداره فولادی پر شده با بتن (CFDST)4153114930FAوسام کلمی زادهدانشجوی کارشناسی ارشد سازه دانشگاه ایوانکی، سمنان ایرانحمید صابریاستادیار دانشکده عمران دانشگاه ایوانکی، سمنان، ایرانامیر مختاریدانشجوی کارشناسی ارشد سازه دانشگاه ایوانکی، سمنان، ایرانوحید صابریاستادیار دانشکده عمران دانشگاه ایوانکی، سمنان، ایرانJournal Article20190312In recent years, several studies have used concrete-filled double skin steel tubular (CFDST) as columns or beams. The strengths of the CFDSTs compared with the concrete-filled steel tubular (CFSTs) are as follows: Increasing the modulus section, lighter weight, increasing stability, attenuation profile and better cyclic performance. Therefore, it is expected that CFDSTs have a great potential to be used in construction structures. This paper analyzed the CFDSTs with the use of finite element modeling by ABAQUS Software under the influence of confinement and under axial load pressure. In this study, 19 specimens were investigated, by examining the confinement effect of circle, square and rectangular sections, and the effect of increasing the core on the confinement of the specimens. Result show that the increase of the core reduces the circular cross-sectional confinement, but the reverse of this behavior was observed in square and rectangular sections, which was due to the presence of a corner at the four-sided sections.در سال های اخیر، تعدادی از محققین، لوله های فولادی دو جداره پر شده با بتن (CFDST) را از جهت استفاده بعنوان ستون یا تیر مورد بررسی قرار داده اند. نقاط قوت (CFDST) ها نسبت به لوله های فولادی کاملا پر شده با بتن(CFST)، به شرح زیر می باشند: افزایش مدول مقطع، وزن سبک تر، افزایش پایداری، مشخصات میرایی و عملکرد چرخه ای بهتر. بنابراین انتظار می رود که لوله های فولادی دو جداره پر شده با بتن(CFDST)، از توان بیشتری در استفاده در سازه های ساختمانی برخوردار باشند. این مقاله با استفاده از مدل سازی اجزای محدود توسط برنامه آباکوس (ABAQUS) به بررسی تحلیلی ستون های دو جداره فولادی پر شده با بتن (CFDST) تحت تاثیر محصورشدگی و تحت بار فشاری محوری می پردازد. در این پژوهش در مجموع 19 نمونه ستون، با بررسی محصورشدگی مقاطع دایره، مربع و مستطیلی مقدار اثر محصورشدگی و اثر افزایش هسته بر محصورشدگی نمونه ها مورد مقایسه قرار گرفته شده است. بررسی ها نشان دادند که افزایش هسته، محصورشدگی مقاطع دایره ای را کاهش می دهد ولی عکس این رفتار را در مقاطع مربع و مستطیلی مشاهده گردید، که این اتفاق ناشی از وجود گوشه در مقاطع چهار ضلعی نسبت به دایره ها بوده است.انجمن مهندسی عمران ایرانفصلنامه علمی پژوهشی اساس2008-7721215620191122Assessing the Efficiency of Active Control on Reducing Structural Response under Rapid Strain Rateبررسی کارآیی کنترل فعّال در کاهش پاسخ سازه در اثر کرنش سریع5463118194FAعلی جلائی فراستادیارمهدی کیانیدانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابلJournal Article20181217Active control systems, employ proportional forces based on structural response and external energy source, to amend detrimental responses. Sensors are used to monitor the excitation signal and response of the structure and signals are processed via computer. Identifying stimulus acceleration and structural responses at each time instance, actuators exert control forces on the structure. <br /> Generally active control systems are effective in regulating structural response. In this paper an active viscous damper is employed in a blast loaded structure to assess the efficiency of active control in rapid strain rates. Thus, a computer code for time history analysis is developed in MATLAB computational software because of its' useful features facilitating numerical simulations. The code is written based on the Newmark–Beta average constant acceleration method and is able to analyze structures with arbitrary degrees of freedom. It can calculate and exert required control forces using linear optimal control method.<br /> Verification process is carried out under earthquake excitation based on authentic references. Final results show that active viscous damper reduces structural responses up to 50 percent in earthquake loads while the reduction is limited to 20 percent in blast loads. Thus, using active control systems in rapid strain rates needs special considerations due to time delay effect.سیستم های کنترل فعّال بر پایهی پاسخ بدست آمده از سازه و منبع انرژی خارجی، نیروی مناسب برای کنترل پاسخ سازه را فراهم مینمایند. در این روند، شتاب تحریک و پاسخ سیستم در هر لحظه تعیین گشته و نیروی کنترلی مورد نیاز توسّط محرکهایی به سازه اعمال میگردد. به طور کلّی کنترل فعّال روشی موفّق برای کنترل و تخفیف آثار تحریک میباشد. <br /> سیستم های کنترل فعّال به عنوان سیستم های کاهش دهندهی پاسخ سازه در برابر بارهای دینامیکی از جمله زلزله مورد استفاده قرار میگیرند. امّا کارآیی آنها در برابر نیروی ناشی از کرنش سریع، مانند پالسهای ناشی از انفجار، مورد تردید است. <br /> در این پژوهش، کارآیی "میراگر ویسکوز فعّال تنظیم شونده" به عنوان یکی از سیستمهای کنترل فعّال، مورد بررسی قرار گرفته و اثر آن بر پاسخهای سازه تحت اثر کرنش سریع ناشی از انفجار بررسی میگردد. نتایج این بررسی نشان میدهد که عملکرد کنترل فعّال در بارهای انفجاری با ماهیت ضربهای هرچند با کاهش پاسخها همراه است، امّا مانند بارهای لزرهای چشمگیر نبوده و استفاده از این روشها در برابر بارهای انفجاری نیازمند ملاحظات و اصلاحات ویژه میباشد.انجمن مهندسی عمران ایرانفصلنامه علمی پژوهشی اساس2008-7721215620191122Evaluation of the effect of frictional and viscous dampers on the behavior of moment steel frames under blast loadارزیابی تاثیر استفاده از میراگرهای اصطکاکی و ویسکوز در رفتار قابهای خمشی فولادی تحت اثر بار انفجار6479115178FAپویا حسنونددانشجوی دکترای مهندسی عمران - سازه، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بوعلی، همدان، ایرانمجتبی حسینیدانشیار و عضو هیات علمی، گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه لرستاناحمدرضا امینیان دهکردیکارشناسی ارشد، گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکردJournal Article20181012Energy dissipation systems in structures in recent decades have been widely used to reduce earthquake and wind forces. In this research, energy dissipation systems are used to design frames against explosions. In fact, the purpose of this research is to reduce the responses of structures and improve their performance by using viscous and friction dampers under the explosion wave. In practice, the appropriate values of the damping forces of these structures are determined according to the method described in FEMA273 and obtained in three controlled modes by displacement, velocity and acceleration. In this research, the effect of adding viscous and friction dampers on the seismic response of bending frames has been investigated. For this purpose, four steel bending frame with 3 openings, and number of floors 1, 3, 5 and 8, and viscous and friction dampers have been selected. These structures are subjected to nonlinear analysis of openSees software due to the explosion load, and their responses include displacement, relative displacement of the floors and the basic cutting in a state with and without viscous and friction dampers compared to each other. Is The results show that the use of dampers can significantly reduce the responses of structures to the explosion load.سیستمهای اتلاف انرژی در سازهها در چند دهه اخیر به طور گستردهای برای کاهش نیروهای ناشی از زلزله و باد مورد استفاده قرار گرفته اند. در این تحقیق، از سیستمهای اتلاف انرژی برای طراحی قابها در برابر انفجار استفاده شده است. درحقیقت، هدف این تحقیق کاهش پاسخهای سازهها و بهبود عملکرد آنها به وسیلهی میراگرهای ویسکوز و اصطکاکی تحت موج انفجار میباشد. درعمل مقادیر مناسب نیروی میرایی این سازهها با توجه به روش شرح داده شده در FEMA273 تعیین شده و در سه حالت کنترل شده توسط تغییرمکان، سرعت و شتاب، بدست میآیند. در این تحقیق، به بررسی تأثیر افزودن میراگرهای ویسکوز و اصطکاکی بر پاسخ لرزهای قاب-های خمشی پرداخته شده است. برای این منظور چهار قاب خمشی فولادی با 3 دهانه، و تعداد طبقات 1، 3، 5 و 8 و میراگرهای ویسکوز و اصطکاکی انتخاب شدهاند. این سازهها تحت تحلیلهای تاریخچهزمانی غیرخطی با نرمافزار OpenSees ناشی از بار انفجار قرار گرفته و پاسخ آنها شامل تغییرمکان، جابجایی نسبی طبقات و برش پایه در حالت با و بدون میراگرهای ویسکوز و اصطکاکی با یکدیگر مقایسه شدهاند. نتایج نشان میدهند که استفاده از میراگرها میتوانند به میزان قابل توجهی پاسخهای سازهها را در برابر بار انفجار کاهش دهند.