19 نتیجه برای قاب خمشی
فرهاد دانشجو، محمدرضا جهانشاهی،
دوره 1، شماره 1 - ( 10-1384 )
چکیده
روش طراحی براساس عملکرد، یک روش نوین طرح لرزه ای می باشد و در این زمینه تحقیقات گسترده ای در حال انجام است که اکثر تحقیقات صورت گرفته، در محدوده مفاهیم اولیه این روش خلاصه می شود. حال آنکه لزوم انجام تحقیقاتی مناسب که منجر به شناخت معیارهای تاثیرگذار بر عملکرد سازه و نحوه تاثیرگذاری هریک از این معیارها می گردد، کاملاً به چشم می خورد. به طور خاص در حیطه ساختمانهای بلندمرتبه فولادی با دیوار برشی بتنی مجال مناسبی برای تحقیقات زیادی در زمینه روش طراحی بر اساس عملکرد وجود دارد.
در این راستا در تحقیق حاضر، یکسری قابهای سه دهانه و پنج دهانه فولادی منظم با اتصالات صلب مورد ارزیابی پارامتریک عملکردی قرار گرفته اند. بدین منظور ازروش طیف ظرفیت و تقاضا و منحنی های بار افزون هر یک از این قاب ها برای یافتن نقطه هدف عملکردی سازه استفاده شده است. تعداد طبقات این قابها، که در سرتاسر دهانه میانی آنها برای مقابله با نیروهای جانبی از دیوار برشی بتنی استفاده شده است، 15 ، 20 و 25 می باشد. در نهایت تأثیر پارامترهایی همچون نسبت سختی دیوار برشی به سختی قاب خمشی، نسبت سختی کل سازه به سختی قاب خمشی، نسبت عرض دیوار برشی به ارتفاع کل سازه، ارتفاع طبقات، تعداد طبقات، طول دهانه ها و تعداد دهانه ها بر عملکرد لرزه ای این قاب های دوبعدی با توجه به شرایط مفروض به دست آمده است. با بررسی مدلها بیشتر و تغییر پارامترهای متنوع تر می توان امیدوار بود که بتوان به دستورالعمل چگونگی تغییر پارامترهای مختلف برای دست یابی به هدف عملکردی مورد نظر دست یافت.
محمد سهیل قبادی، معصومه کارگرنجفی، روح ا... احمدی جزنی،
دوره 8، شماره 16 - ( 2-1393 )
چکیده
قابهای خمشی پسکشیده خود محور اخیراً به عنوان جایگزین قابهای خمشی با اتصال جوشی در ساختمانهای فلزی مطرح شدهاند. اتصال این قابها شامل دو قسمت اصلی کابلهای پس کشیده و ابزار اتلاف انرژی میباشد. در این اتصال کابلهای پر مقاومت پسکشیده میشوند وبه دلیل نیروی پسکشیدگی که در این کابلها وجود دارد در هنگام زمینلرزه نیروی بازگردانندهای ایجاد میشود، که سازه را با آسیب کمی در اعضای اصلی سازه، به موقعیت اولیه قبل از زلزله باز میگرداند. یکی از ابزار اتلاف انرژی برای قابهای خود محور که توسط محققین معرفی شدهاند ابزار اصطکاکی بال پایین BFFD
میباشد. در مقاله پیشرو ابتدا رفتار اتصال با ابزار اصطکاکی BFFD در قاب 6 طبقه 4 دهانه نسبت به نتایج آزمایشگاهی موجود مورد تطبیق و بررسی قرار گرفته است که در برنامه OpenSEES مدلسازی آن انجام شده است. تحلیل استاتیکی و دینامیکی این قاب در برنامه فوق انجام شده و اثر تعداد کابلهای پسکشیده، نیروی پسکشیدگی بهینه، آرایش پسکشیدگیها در طبقات و اثر مشارکت آلیاژهای حافظه شکل در مصالح کابلها در رفتار لرزهای قاب خمشی خود محور بررسی میشود. نتایج نشان میدهد با افزایش تعداد کابلهای پسکشیده تا تعداد40 عدد عملکرد اتصال بهبود مییابد و افزایش نیروی
پسکشیدگی نیز تا یک مقدار مشخص باعث بهتر شدن رفتار اتصال میشود.
سید مهدی زهرائی، ابوذر صالح، سید رسول میرقادری،
دوره 8، شماره 16 - ( 2-1393 )
چکیده
از ویژگیهای مهم قابهای خمشی، رفتار شکل پذیر و قابلیت جذب و استهلاک انرژی القایی، ناشی از زلزله است.
زلزلههای نرتریج (1994) و کوبه (1995) نگرانیهایی را بابت روش و جزئیات طراحی در اتصالات بر اساس گسیختگی ترد غیر قابل انتظار در اتصالات تیر به ستون سیستم قاب خمشی فولادی فراهم نمود، به طوریکه ایجاد شکل پذیری و
توانایی مقاومت در برابر تغییرشکلهای بزرگ چرخهای پلاستیک مورد اهمیت قرار گرفت و استانداردهای طراحی با فرض ایجاد ناحیه مستهلک کننده انرژی، بر روی تیر و در نزدیکی محل اتصال تیر به ستون همراه گردید. بر همین اساس
در طرح حاضر اتصال نوین خمشی تیر به ستون با مقطع کاهش ظرفیت خمشی یافته توسط جان آکاردئونی لولهای شکل
(TW-RBS: Tubular Web RBS connection) که با جایگزینی یک لوله در جان تیر در محل مورد نظر جهت مفصل پلاستیک بدست میآید، مورد مطالعه تحلیلی قرار میگیرد. نتایج نشان میدهد که استفاده از مقطع تضعیف شده با جان اکاردئونی لولهای شکل، با حذف جان تیر در مقاومت خمشی مقطع، منجر به ایجاد فیوز شکل پذیر دور از اجزاء اتصال تیر به ستون میگردد. میزان کاهش ظرفیت خمشی تیر در محل مفصل پلاستیک بر اساس مشخصات ابعادی تیر و لوله مصرفی قابل محاسبه است طوریکه سهم باقیمانده جان لوله ای در مقاومت خمشی مقطع با توان دو ضخامت لوله رابطه مستقیم و با ضخامت جان صاف تیر و همچنین قطر لوله رابطه معکوس خواهد داشت. تعیین محل بهینه قرارگیری جان لوله ای نیز با توجه به طول تیر و نسبت مدول پلاستیک تیر در محل مفصل پلاستیک به مقطع کل قابل ارزیابی است. همچنین نحوه کنترل برش در جان لولهای با توجه به کمانشهای موضعی و کلی حاصل از برش از دیگر نکات مورد طرح است. نتایج نشان داد که بکارگیری لوله در جان تیر، کاهش سختی خمشی مقطع در محل مفصل پلاستیک را در حدود 14 الی 19% درصد به همراه دارد که این میزان کاهش در سختی خمشی با اتصال RBS با 20% کاهش عرض بال برابری مینماید.همچنین این اتصال برحسب عمق تیر مصرفی منجر به کاهش مقاومت خمشی مقطع در محل مفصل پلاستیک بین 22 تا 28% می گردد که بین نتایج حاصل از اتصال RBS با 20% و 50% کاهش عرض بال است.
مهرسا میرزاحسینی، محسن گرامی، احسان برهانی،
دوره 9، شماره 17 - ( 1-1394 )
چکیده
بعد از زلزله نورتریج، محققین بسیاری یکی از علل شکست اتصالات را وقوع پدیده خستگی کم چرخه تحت بارهای سیکلیک زلزله معرفی نمودند. مطالعات انجام شده در زمینه خستگی کم چرخه در سازههای قاب خمشی فولادی، اغلب به صورت آزمایشگاهی، تحلیلی و به صورت موضعی در قالب اتصال انجام شده است، لذا لزوم ارزیابی نقاط بحرانی کل سازه و تاثیر پارامترهای لرزهای در مقیاس کلی قاب، بیشتر احساس میشود. در مقاله حاضرضمن مدلسازی و انجام آنالیز دینامیکی یک قاب خمشی فولادی، تاثیر خستگی کم چرخه تحت زلزلههای مختلف در اتصالات قاب مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. میزان آسیب و یا کاهش عمر خستگی هماهنگی مناسبی با طیف پاسخ زلزلههای متفاوت در پریود سازه داشته است. همچنین نتایج نشان میدهد افزایش ماکزیمم شتاب زلزله،سبب افزایش آسیب خستگی در اتصال شده است وباکاهش ٦٨ درصدی مدت زلزله در تحلیل، آسیب خستگی در اتصال با ١٧ درصدکاهش(بطور متوسط) همراه بوده است.
مهندس معین شعبان عبدالمحمدی، دکتر کاظم شاکری،
دوره 9، شماره 18 - ( 2-1394 )
چکیده
زلزلههای سال‌های اخیر نشان دادند که روش طراحی سازهها با استفاده از نیرو نمی‌تواند روش قابل اعتمادی برای طراحی سازه به منظور عملکرد مورد انتظار در برابر زلزله باشد. روش‌های طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد شیوه نوینی از طراحی لرزهای سازهها میباشد که به منظور بهبود بخشیدن به عملکرد لرزهای سازههای مقاوم در برابر زلزله توسعه پیدا کرده است. در این روش از تعادل کار داخلی و خارجی برای محاسبه برش پایه استفاده میشود. همچنین این روش توزیع جدیدی از نیروهای داخلی ارائه می‌کند که میتواند اثر رفتار غیرخطی و مودهای بالاتر سازه را در طراحی در نظر بگیرد. برتری دیگر این روش نسبت به روش مبتنی بر نیرو، انتخاب تغییرمکان هدف و حذف مکانیزم‌های نامطلوب از ابتدای روند طراحی میباشد. این مقاله به ارزیابی دو روش طراحی مبتنی بر نیرو و روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد در قابهای خمشی ویژه با اتصالات RBS می‌پردازد. بدین منظور چهار سازه قاب خمشی ویژه فولادی 4 ، 8 ،12 و20 طبقه بر اساس آیین‌نامه ایران به عنوان سازههای پایه در نظر گرفته میشود و بار دیگر با روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد طراحی میشوند. سازههای پایه و سازه های طراحی شده بر اساس عملکرد تحت آنالیز غیر الاستیک پوش‌آور قرار می‌گیرند. عملکرد و مکانیزم تسلیم سازه ها نشان میدهد که هر دو گروه از سازهها ایمنی جانی را تامین می‌کنند. همچنین تحت زلزله سطح سرویس خدمت رسانی بی‌وقفه را ارضاء می‌کنند. روش عملکردی تحت زلزلههای شدیدتر مکانیزم تسلیم هدف را برآورده می‌کند ولی در روش نیرویی مشاهده میشود که تعدادی از مفاصل پلاستیک در ستون‌ها تشکیل شده، مضاف بر اینکه مشاهده میشود از لحاظ اقتصادی روش عملکردی به صرف تر از روش نیرویی است.
کیارش محتشم دولتشاهی، علی غروی، سید رسول میرقادری، محمدتقی نیکوکلام،
دوره 11، شماره 22 - ( 7-1396 )
چکیده
هدف این مقاله، بررسی عددی یک سیستم نوین جذب‌کننده انرژی در قابهای خمشی فولادی است. قابهای خمشی به‌عنوان یکی از مطلوب‌ترین سیستم‌های باربر جانبی شناخته میشوند. بااین‌حال، شرایط حداقلی اندازه دهانه به عمق تیر که به‌منظور تشکیل مفاصل پلاستیک در دو انتهای آن در آیین‌نامه‌ها الزام شده، به‌عنوان یکی از محدودیت‌های این سیستم شناخته میشود. با قرارداد یک فیوز برشی در میانه تیر، مفاصل پلاستیک خمشی از دو انتهای تیر به مفصل پلاستیک برشی در میانه آن انتقال مییابد. بنابراین تسلیم فیوز دربرش، پیش از تسلیم خمشی در دو انتهای تیر اصلی اتفاق می‌افتد و درنتیجه، سیستم پیشنهادی محدودیت آئین‌نامه‌ای را مرتفع مینماید. فیوز بخشی از تیر است که با ورود به تغییر مکان‌های غیرخطی مانع ورود باقی اعضا به این محدوده میشود. به‌منظور ایجاد فیوز برشی، با ایجاد شیارهایی با الگوی مشخص در جان میانه تیر، تضعیف مقاومت برشی حاصل میگردد. مدل‌های عددی این قاب در نرم‌افزار اباکوس ساخته و با نتایج آزمایشگاهی صحت‌سنجی شده است.
محمدرضا فرج پور،
دوره 12، شماره 24 - ( 10-1397 )
چکیده
یکی از روش‌های بهبود رفتار لرزهای قابهای خمشی و ممانعت از ترد شکنی اتصالات آنها، استفاده از اتصالات استخوانی میباشد.
در این مقاله با ایجاد مدل‌های المان محدود اتصالات استخوانی و ارزیابی دقت آنها با نتایج آزمایشگاهی موجود، توزیع تنش و مکانیزم‌های شکست این اتصالات بحث شده است. همچنین توصیه آیین نامه Fema در هندسه اتصالات استخوانی مد نظر قرار گرفته است. در ادامه تحقیق رفتار لرزهای سیستم قابهای خمشی با اتصالات استخوانی، از طریق محاسبه و آنالیز عددی چندین نمونه بررسی و برای بیان برتری این سیستم، پارامترهای لرزهای آن محاسبه و با پارامترهای لرزهای سیستم قاب خمشی ویژه با اتصالات متعارف استفاده شده در چند سازه متعارف مقایسه شده است. بر اساس نتایج حاصله، ضریب رفتار سازه تابع زمان تناوب اصلی سازه بوده و با افزایش آن افزوده میشود. افزایش نرخ ضریب رفتار سیستم با مقاطع کاهش یافته بر مبنای زنام تناوب، بیشتر از قاب خمشی ویژه است. ضریب رفتار سازه شکل پذیر با اتصالات کاهش یافته تقریباً 20 درصد بیشتر از سازههای مشابه با اتصالات متعارف است. بررسی اتصالات متعارف تیر به ستون در سازههای فولادی نشان دهنده عدم توزیع تنش یکنواخت تنش و تمرکز شدید آن در محل جوش میباشد که منجر به تسلیم اتصال در بارگذاری‌های شدید لرزهای میشود. در اتصالات با مقطع کاهش یافته نسبت ماکزیمم تنش بال تیر به تنش تسلیم در حدود 80 درصد میباشد. استفاده از این اتصالات باعث بازپخش تنش در بال تیر و افزایش ضخامت موثر تیر و افزایش شکل پذیری اتصال میگردد. مقایسه دو سیستم نشان دهنده افزایش زمان تناوب 3 درصدی در استفاده از مقاطع کاهش یافته می باشد.
در مرحله الاستیک رفتار دو سیستم تقریباً یکسان بوده ولی در مرحله پلاستیک ضریب کاهش مقاومت سیستم با مقاطع کاهش یافته
23 درصد بیشتر از سیستم‌های متعارف است. نتایج حاصله نشان داده است که استهلاک انرژی در سازههای ساخته شده با اتصالات کاهش یافته بیشتر است.
محبوبه ابوطالبی، افشین مشکوه الدینی، جعفر کیوانی قمصری،
دوره 14، شماره 29 - ( 2-1399 )
چکیده
سازمان این پژوهش دربرگیرنده نگرش تحلیلی بر موضوع بهبود عملکرد لرزه ای اسکلت مقاوم قاب محیطی خمشی است. در این خصوص، کاربرد پیکربندی المانهای زیپر بزرگ مقیاس در اسکلت مقاوم سازه بررسی میشود. افزودن یک پیکربندی مشخص از این المانها فقط در طبقات پایینی سازه، میتواند تاثیرات مناسب در کاهش دامنه پارامترهای پاسخ دینامیکی سازه ترکیبی قاب خمشی محیطی داشته باشد. دامنه عملکرد مناسبتر اسکلت ترکیبی فوق بصورت روند کاهشی در دو پارامتر تغییرمکان نسبی جانبی (دریفت) و دریفت ماندگار طبقات، ایجاد روند نزولی برای تغییرات شتاب مطلق و سرعت نسبی در محل مرکز جرم طبقات و نیز کاهش دوران غیر خطی چشمههای اتصال (پانل زون ها) ملاحظه میشود. سازههای مطالعاتی در سه مدل 30 طبقه با اسکلت مقاوم قاب خمشی محیطی، و دو ساختار دارای پیکربندی المانهای زیپر بزرگ مقیاس، انتخاب و طراحی شدند. بارگذاری جانبی سازه های مطالعاتی جهت انجام مجموعه تحلیل غیرخطی نیز بر اساس انتخاب پنج رکورد نیرومند زلزله صورت گرفته است. وجود پالسهای پر انرژی و اسپایکهای پردامنه شتاب همراه با پالس ترکیبی سرعت در تاریخچه زمانی رکوردهای پرقدرت انتخابی، مشخصه بارز مدل سازی جنبش هجومی زمین در حوزه نزدیک گسل میباشد. طراحی اسکلت مقاوم سازههای انتخابی بر اساس مباحث ششم و دهم مقررات ملی ساختمان و نیز استاندارد 2800 (ویرایش چهارم) انجام شده است. ارزیابی نتایج این پژوهش بیانگر آن است که وجود پیکربندی المان های زیپر بزرگ مقیاس در طبقات تحتانی؛ سبب ایجاد مکانیزم رفتاری یکپارچه و پیوستگی عملکرد لرزه ای برای اسکلت صلب مقاوم ساختمان بلند خواهد شد. حفظ مشخصات رفتار پایدار دینامیکی سازه بویژه در بازه زمانی پالس بزرگ سرعت زمین همراه با کاهش پارامتر دریفت، مشخصه مهم کاربرد اینگونه زیرسازه ها در اسکلت مقاوم ساختمانهای بلند است.
فرشاد گودرزی، وحید صابری، حمید صابری، عباسعلی صادقی،
دوره 14، شماره 30 - ( 10-1399 )
چکیده
توزیع خرابی در ارتفاع سازههای قاب خمشی تا حد زیادی تابع زمان تناوب پالس زلزله است. علاوه بر محتوای فرکانسی زلزله، شدت بار لرزهای نیز میتواند تأثیر زیادی بر الگوی توزیع نیازهای تغییرمکانی سازه داشته باشد. در این تحقیق، تأثیر زمان تناوب پالس زلزلههای نزدیک به گسل بر الگوی توزیع نیاز جابجایی نسبی بین‌طبقه‌ای (به عنوان شاخص خرابی) در قابهای خمشی فولادی با شکلپذیری ویژه در سطوح عملکرد متناظر با حد عملکرد استفادهی بی‌وقفه (IO)، ایمنی جانی (LS) و آستانهی فروریزش (CP) مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور، سه سازهی قاب خمشی فولادی با شکلپذیری ویژه با تعداد طبقات 3، 9 و 15 طبقه تحت 30 رکورد زلزله پالسی‌شکل با مشخصات فرکانسی مختلف در نظر گرفته شده است. در ادامه، از تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA) استفاده شده و برای ارزیابی تأثیر زمان تناوب پالس، رکوردهای انتخابی بر حسب زمان تناوب پالس به سه دستهی پالس‌کوتاه، متوسط و بلند دسته‌بندی شدهاند. همچنین، برای اندازه‌گیری الگوی توزیع از دو متغیر کمّی برای توصیف الگوی توزیع جابجایی نسبی بین‌طبقه‌ای در ارتفاع استفاده شده است. بر اساس نتایج این تحقیق مشخص شد که تجمع خرابی قابهای خمشی در محدوده رفتار غیرارتجاعی عمدتاً در طبقات پایینی سازه متمرکز میشود، در حالی که در محدوده رفتار ارتجاعی اثر زمان تناوب پالس زلزله کمیتی تأثیرگذار است که با افزایش آن الگوی توزیع به سمت طبقات پایینی سازه حرکت می‌کند و با کاهش آن، جابجایی نسبی‌ها در طبقات بالایی و میانی سازه متمرکز میشوند.
احمد کریمیان، ارسطو ارمغانی، علاءالدین بهروش،
دوره 15، شماره 31 - ( 2-1400 )
چکیده
اتصالات تأثیر به سزایی درروند استهلاک انرژی در سازه و رفتار آن در برابر بارهای غیرعادی که اغلب منجر به پدیده خرابی پیش‌رونده میشوند دارند؛ از همین رو به مطالعه تأثیر تغییر مشخصات مکانیکی و هندسی بر روی اتصالات قابهای خمشی فولادی در برابر خرابی پیش‌رونده در این تحقیق پرداخته‌شده است در این راستا پارامترهای متغیر شامل نوع اتصال تیر به ستون (اتصال جوشی به کمک ورق های روسری و زیرسری یا WFP، اتصال مستقیم تقویت نشده جوشی یا WUF-W، اتصال گیردار مستقیم تیر با مقطع کاهش یافته یا RBS و اتصال خمشی یا FF)، نوع فولاد مورداستفاده در محل اتصال تیر به ستون (فولاد نرمه ساختمانی St37 و فولاد با آلیاژ پایین Steel LY 160) و محل حذف ستون در طبقات (بدون حذف و حذف ستون در طبقات همکف، اول و دوم) می‌باشند. تحقیقات بر روی قاب فولادی سه‌طبقه با استفاده از نرم‌افزار اجزاء محدود ABAQUS و روش مسیر جایگزین صورت گرفته است اعتبار سنجی روش المان محدود با استفاده از شبیه‌سازی عددی یک قاب فولادی انجام‌شده و تطابق مناسبی مشاهده گردید مهم‌ترین نتایج حاصل نشان میدهد در قاب‌هایی که در محل اتصال از فولاد با نقطه تسلیم پایین استفاده‌شده است بهترین عملکرد از جنبه نسبت تقاضا به ظرفیت (DCR) تیرهای پیرامون محل حذف متعلق به قابهای دارای اتصالات FF و WUF-W است.
دکتر محمد یکرنگ نیا، میلاد عابدی قر،
دوره 15، شماره 33 - ( 10-1400 )
چکیده
باتوجه به افزایش هزینه‌های ساخت سازههای جایگزین، انتظار می‌رود که ایجاد تکنیک‌های جدید جهت تسریع در بازگرداندن سازههای آسیب‌دیده از زلزله، به سرویس‌دهی و اسکان ساکنین، منجر به کاهش قابل‌توجه هزینه‌ها شود. در این میان یکی از روش‌هایی که میتواند مورد استفاده قرار گیرد، شاقول کردن مجدد سازه میباشد که استفاده آسان، هزینه نسبتاً کم و سرعت اجرای مناسبی دارد. در این تحقیق به روش تحلیلی، سه مدل سازه قاب خمشی فولادی با تعداد طبقات متفاوت سه، نه و بیست طبقه، به کمک نرم‌افزار اجزای محدود Abaqus، مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی قرار گرفته است. مدل‌های مورد مطالعه، تحت چندین رکورد مختلف در شدت‌های مختلف قرار گرفته‌اند. هر رکورد، تحت سه حالت مجزا به هر مدل اعمال شده است. در حالت اول تنها یک رکورد زلزله به تنهایی به مدل اعمال گردیده است که مصداق وقوع یک زلزله به تنهایی است. در حالت دوم، تحلیل‌ها با تاثیرپذیری از تحلیل‌های قبلی و عدم شاقول شدن بررسی شده است. در حالت سوم، تحلیل‌ها مشابه حالت دوم تحت توالی‌های لرزهای قرار گرفته است با این تفاوت که پس از اعمال هر شدت زلزله و قبل از اعمال شدت بعدی، جابجایی‌های پس‌ماند هر طبقه صفر شده است که این اقدام مصداق شاقول کردن سازه میباشد. با بررسی منحنی‌های به‌دست آمده استنتاج شد که در بیشتر حالات، سری دوم تحلیل‌ها یعنی تحلیل‌هایی با تاثیرپذیری از تحلیل‌های قبلی و عدم شاقول شدن به‌علت داشتن تأثیرات باقیمانده قابل توجه هر زلزله بر روی زلزله بعدی، دارای بیشترین گریز بیشینه و گریز پس‌ماند می‌باشند.
مهندس مصطفی عباد، دکتر سعید اصیل قره باغی،
دوره 16، شماره 38 - ( 12-1401 )
چکیده
امروزه با پیشرفت تکنولوژی جوشکاری و افزایش استفاده از سازههای فولادی در ساختمان ها، علی‌الخصوص ساختمان های بلندمرتبه، ضرورت تطابق فرآیند ساخت سازه با فرآیند تحلیل سازه بیش از پیش آشکار می باشد. در سازه های فولادی با سیستم قاب خمشی دوگانه همراه با مهاربندی همگرا (CBF)، به دلیل اینکه قاب خمشی به تنهایی قادر به تحمل بارهای ثقلی و بارهای لرزه ای زمان ساخت می باشد، مهاربندهای کل سازه می تواند به صورت طبقه به طبقه همزمان با نصب اسکلت و یا در پایان ساخت کل اسکلت قاب خمشی نصب شوند. این موضوع با استفاده از تحلیل متعارف که در آن فرض می شود کل سازه در یک لحظه ساخته و سپس کلیه بارها به آن اعمال می شود، قابل بررسی و مطالعه نیست. لذا در این تحقیق اثرات ساخت مرحله ای بر قاب های فولادی دوگانه دارای مهاربند همگرای X مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. در این راستا مدل های سه بعدی 5، 10، 15، 20 و 25 طبقه از قاب های مذکور تحت تحلیل بارافزون و پروتکل های بارگذاری چرخه ای قرار گرفتند. سپس پارامترهایی نظیر کوتاه شدگی ستون ها و نیروی محوری ستون ها تحت بار مرده، تغییر مکان و برش پایه نظیر تشکیل اولین مفصل پلاستیک، سختی جانبی موثر سازه، مقاومت نهایی جانبی و میزان اتلاف انرژی تحت پروتکل های بارگذاری چرخه ای بررسی شدند. از این تحقیق نتیجه گردید که ساخت مرحله ای می تواند موجب افزایش حداکثر %9/17 در نیروی محوری ستون میانی ناشی از بار مرده، افزایش حداکثر %8/3 در تغییر مکان نظیر تشکیل اولین مفصل پلاستیک، افزایش حداکثر %3/8 در برش پایه نظیر تشکیل اولین مفصل پلاستیک، افزایش حداکثر %4/18 در مقاومت نهایی جانبی سازه و نیز افزایش حداکثر %3/4 در سختی جانبی موثر شود. همچنین ساخت مرحله ای تاثیر قابل توجهی بر نیروی محوری ستون های گوشه و ستونهای دهانه مهاربندی ناشی از بار مرده و نیز میزان اتلاف انرژی ناشی از پروتکل های بارگذاری چرخهای نخواهد داشت.
مهندس حمیدرضا دهقان نیری، مهندس محمدحسین رزمخواه، دکتر محسن گرامی، دکتر رضا وهدانی،
دوره 16، شماره 38 - ( 12-1401 )
چکیده
از کارهای تجربی و مطالعات تحلیلی کاملاً اثبات‌شده است که پارامترهای مقاومت و سختی المانها و سازه در طی بارگذاری چرخهای ناشی از ماهیت دینامیکی تحریک‌های لرزهای، روبه‌زوال می‌رود. تأثیر همزمان بزرگی پاسخ سیستم و تعداد چرخه‌های بارگذاری با قوانین خسارت تجمعی بیان میشود؛ به‌عبارت‌دیگر تغییر شکل‌های فعلی یک المان یا سازه بستگی به تجمع آسیب در همه نوسانات گذشته دارد که در حافظه سیستم باقیمانده است. تحلیل و طراحی سازهها بر پایه عملکردی و شاخه پایش سلامت سازهها به داشتن تصویری روشن از مقدار خسارت‌های احتمالی در سطوح مختلف خطر منجر شده است و در چند دهه اخیر توجه محققین بسیاری را به این حوزه جلب کرده است تا با توسعه روش‌های مختلف ارزیابی آسیب‌پذیری قدمی مؤثر در جلوگیری از فروپاشی سازههای مهندسی و رخداد فجایع انسانی برداشته شود. در این پژوهش به بررسی ارزیابی خسارت تجمعی سازههای فولادی تحت زمین‌لرزه‌های حوزه دور و نزدیک با استفاده از شاخص‌های خسارت پارک-آنگ و کرتزیگ پرداخته‌شده است. دو سیستم سازه‌ای قاب خمشی فولادی ویژه و سیستم دوگانه فولادی (قاب خمشی فولادی ویژه و مهاربند همگرای ویژه) با تعداد طبقات 8، 15 و 23 موردمطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان میدهد که شاخص خسارت کرتزیگ مقادیر آسیب بیشتری را نسبت به شاخص خسارت پارک-آنگ برای سازه مشابه تحت رکورد زلزله یکسان به دست میدهد، همچنین با تغییر سیستم قاب خمشی به قاب دوگانه مقادیر آسیب کاهش مییابد.
دکتر محمد علی کافی، مهندس فیروز ابراهیمی،
دوره 17، شماره 39 - ( 4-1402 )
چکیده
یکی از سیستم‌های مقاوم در برابر بار جانبی قاب خمشی است. اتصالات قاب خمشی به صورت گیردار طراحی میشوند. در قابهای خمشی، هدف طراحی به صورتی است که مفصل پلاستیک از چشمه اتصال خارج شده و بر روی تیر قرار گیرد. برای این هدف و ایجاد مفصل پلاستیک در تیر از سیستم‌هایی مانند مقطع کاهش یافته استفاده میشود. ضعیف کردن تیر درناحیه بحرانی، باعث خروج مفصل پلاستیک از چشمه اتصال بر روی تیر میگردد. در این مقاله با استفاده از روش مقطع کاهش یافته و سیستم وصله با ورق‌های روسری و زیرسری به یک اتصال تعویض‌پذیر دست یافته شده است. که بسیاری از مشکلات موجود در مقطع کاهش یافته حل شده و رفتار سیستم بهبود گردیده است. با استفاده از این سیستم تعویض‌پذیر ترمیم سازه بعد از زلزله با سرعت بالایی صورت گرفته است و همچنین هزینه آن بسیار پایین است. در این مقاله هشت مدل به صورت عددی با نرم‌افزار اجزا محدود آباکوس مورد ارزیابی قرار گرفته است. که با بررسی صورت گرفته بر روی نمودارهای چرخهای و عملکردی به دست آمده از مدلها به نتایج خوبی دست یافته شده است. علاوه بر این که مفصل پلاستیک از چشمه خارج شده و بر روی تیر قرار گرفته است امکان تعویض‌پذیر بودن نیز به مدل طراحی شده اضافه شده است که تا حدودی باعث بهبود مشکلات گردیده است.
مهندس سعید خدمتی، دکتر وحید اکرمی، دکتر وحید جهانگیری،
دوره 17، شماره 39 - ( 4-1402 )
چکیده
قاب های خمشی فولادی از گذشته بعنوان یکی از مورد اعتمادترین قابهای سازه‌ای شناخته می‌شدند. این سازهها بعنوان جایگزین سازههای بنایی طراحی و استفاده می‌شدند. فرض بر این بود که این سازهها بسیار مقاوم بوده و دچار خرابی و فروریزش نمی‌شوند. اما برخی زمین‌لرزه‌ها اعم از زلزله نورثریج سال 1994 و آزمایشات متعاقب خلاف این امر را اثبات کرد. در نتیجه دانشمندان در صدد یافتن روش‌های بهبود رفتار این سازهها برآمدند. یکی از این روش‌ها ایجاد بازشو در جان تیر برای انتقال مفصل پلاستیک به منطقه ای دورتر از اتصال می باشد. هدف از این تحقیق ابتدا تحلیل و بررسی رفتار دینامیکی قاب های خمشی فولادی دارای بازشو در جان تیر و در ادامه مقایسه رفتار آنها با قاب های خمشی متداول میباشد. برای تحقق این هدف، دو قاب خمشی فولادی ویژه چهار طبقه در نرم افزار اپنسیس مدلسازی شده و تحلیل دینامیکی غیرخطی روی قابهای مورد نظر یک بار بدون لحاظ بازشو در جان تیر و سپس با لحاظ بازشو انجام شده است. نهایتا منحنی‌های IDA، منحنی‌های شکنندگی و توزیع دریفت در طبقات این سازهها ارائه شده و نتایج بدست آمده مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد که ایجاد بازشو در جان تیر علاوه بر افزایش سطح شتاب تحمل شده توسط سازه، احتمال خرابی تحت بارهای لرزه ای را کاهش میدهد. بطور میانگین، ظرفیت تحمل شتاب سازه خمشی دارای بازشو در جان تیر تا حدود 25% بیشتر و همچنین احتمال فروریزی آن در سطوح مختلف شتاب به میزان %25 الی %30 کمتر از قاب فاقد بازشو در جان تیر می باشد.
دکتر مجید محمدی، مهندس محمد سلمانی سولا،
دوره 17، شماره 40 - ( 8-1402 )
چکیده
یکی از عوامل موثر بر رکورد زلزله، نوع خاک ساختگاه است. معمولا خاک‌های نرم اثر تشدیدکنندگی بیشتری دارند و باعث بروز رفتار غیرخطی بیشتری می‌گردند. به همین دلیل با تغییر ساختگاه از خاک نوع 1 به خاک نوع 4، ضرایب زلزله در استاندارد 2800 ایران نیز افزایش یافته و سازههای مستقر بر‌این نوع خاک‌ها عملا قوی‌تر طراحی میشوند. در‌این پژوهش عملکرد سازههای مجهز به میراگر ویسکوز در تمامی‌ساختگاه‌ها نسبت به سازههای مشابه فاقد میراگر مقایسه میگردد تا کارایی میراگر ویسکوز در ساختمانهای مستقر در انواع خاک‌ها مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور سازههای قاب خمشی فولادی متوسط 5، 10 و 15 طبقه برای هر 4 ساختگاه دارای خاک نوع 1، 2، 3 و 4 طراحی و رفتار لرزهای آنها با سازههای مشابه دارای میراگر مقایسه میگردد. اعضای سازه‌ای و خصوصیات میراگر ساختمانهای دارای میراگر بر اساس ASCE7-16 طراحی میشوند. تمامی‌سازه‌ها در نرم‌افزار OpenSees به صورت دوبعدی مدلسازی و با استفاده از شتابنگاشت زلزلههای حوزه دور و نزدیک واقعی که در هر 4 ساختگاه رخ داده‌اند، تحلیل دینامیکی تاریخچه‌زمانی غیرخطی میشوند. سازههای مورد نظر برای شهر تهران طراحی شدهاند و در مطالعه رفتار واقعی آنها در زلزله 475 ساله، مولفه قائم و افقی زلزلههای واقعی که شتاب مولفه افقی آنها به g 35/0 نرمالایز شده، به آنها اعمال شده است. نتایج تحلیل‌های تاریخچه‌زمانی غیر خطی برای 24 رکورد زلزله حوزه دور و 10 رکورد حوزه نزدیک نشان میدهد که سازههای قاب خمشی متداول، با تغییر ساختگاه از خاک نوع 1 به خاک نوع 4، پاسخ بزرگ‌تر و عملکرد لرزهای ضعیف‌تری از خود نشان می‌دهند. اما میراگرهای ویسکوز در سازههای مشابه، در هر 4 ساختگاه پاسخ سازهها را به خوبی کاهش می‌دهند و هر چه قدر خاک ساختگاه نرم‌تر باشد، میراگرهای ویسکوز، عملکرد موثرتری از خود نشان می‌دهند. بنابراین به‌کارگیری میراگرهای ویسکوز را می‌توان در انواع خاک‌ها به عنوان راهکاری برای بهبود عملکرد لرزهای به کار برد.
مهندس نجمه کرمی، دکتر احسان دهقانی فیروزآبادی، دکتر سید احمد مبینی پور، دکتر نوید سیاه پلو،
دوره 17، شماره 42 - ( 11-1402 )
چکیده
در چند دهۀ اخیر استفاده از قاب خمشی خرپایی ویژه به عنوان یک نمونۀ نسبتاً جدید از سیستم قاب فولادی برای مناطق زلزله‌خیز توسعه یافته است. این قابها انرژی زمینلرزه را از طریق بخش‌های ویژۀ شکل‌پذیر که در وسط تیر خرپایی تعبیه شده است، مستهلک می‌کنند. در این تحقیق رفتار لرزهای قاب خمشی خرپایی با ستون خرپایی به کمک سه تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش‌آور)، تحلیل چرخهای (سیکلیک) و تحلیل تاریخچه زمانی مورد بررسی قرار گرفته و با قاب خمشی خرپایی ویژه مقایسه شده است. برای نیل به این هدف دو مدل دوبعدی با ویژگی یکسان بر اساس ضوابط طراحی لرزهای، طراحی و به کمک روش پلاستیسیتۀ متمرکز به مدل غیرخطی تبدیل شدند. در محدودۀ فرض‌های این پژوهش، نتایج نشان میدهد که قاب خمشی خرپایی ویژه با ستون خرپایی دارای عملکرد لرزهای مناسب‌تری نسبت به قاب خمشی خرپایی ویژه میباشد؛ در قاب با ستون خرپایی، ضریب شکلپذیری، انرژی مستهلک‌شدۀ بیشتر، توزیع یکنواخت مفاصل پلاستیک با تأمین سطح عملکرد بالاتر، توزیع دریفت یکنواخت‌تر و همگن در مقایسه با قاب خمشی خرپایی ویژه مشاهده شد. همچنین این قابها به دلیل وزن کمتر از نظر اقتصادی مطلوب‌تر هستند و در آنها برای عبور لوله‌های تأسیساتی نیز از جان ستون استفاده میشود.
دکتر حامد نوفرستی، مهندس محمدحسین رزمخواه، دکتر محسن گرامی،
دوره 18، شماره 43 - ( 4-1403 )
چکیده
در روند اجرای سازههای فولادی با اتصالات پیچی، ابتدا پیچ‌ها توسط کارگران به‌صورت موقت بسته شده و به اصطلاح سفت میشوند، در این متن آن را بست اولیه نامیده‌ایم. پس از اجرای اتصالاتِ چند قسمت مختلف به‌صورت بست اولیه، در مراحل بعدی ساخت، پیچ‌های اتصال پیش‌تنیده میگردد؛ به‌طوری‌که حداقل نیروی پیش‌تنیدگی آیین‌نامه‌ای در آنها ایجاد شود. در این متن مرحلۀ پیش‌تنیده‌کردن پیچ‌های اتصال فلنجی با عنوان بست ثانویه شناخته میشود. بنابراین در روند اجرای سازه های فولادی با قاب خمشی به کمک اتصالات از پیش پذیرفتۀ ورق انتهایی، اثرات توالی ساخت از اهمیت قابل‌توجهی برخوردار است، چراکه در دوران ساخت، با توجه به حالت های مختلف ساخت حاکم بر شرایط اجرای پروژه، تأخیر در بست ثانویۀ اتصالات، عدم تکمیل سیستم مهار جانبی سازه و از طرفی احتمال رخداد زلزله های با بزرگای مختلف میتواند منجربه خرابی سازه به‌صورت موضعی و یا کلی شده و نهایتاً منجربه تحمیل هزینه های گزاف بر پروژه گردد. در این تحقیق از شتاب‌نگاشت‌های پیشنهادی توسطFEMA-P695 (ATC-63) با ماهیت دور از گسل استفاده گردید و سپس با استفاده از منحنی‌های شکنندگی به بررسی میزان آسیب‌پذیری اتصال BUEEP پرداخته شده است. با عدم اجرای بست ثانویه در سازه، رفتار اتصالات به‌صورت نیمه‌صلب بوده و بحث میرایی و کاهش نیاز لرزهای ناشی از آن محسوس‌تر میباشد. این روند بیشتر در شتاب‌های پایین‌تر قابل‌مشاهده بود. به‌طورکلی در سطوح عملکرد جزئی و متوسط، تأثیر عدم اجرای بست ثانویه با توجه به لقی اتصالات و نیاز به دریفت‌های پایین‌تر تا رسیدن به این سطح از عملکرد، بیشتر میباشد.
مهندس امیرحسین خانی، مهندس مجید طاهری، دکتر سیامک ایپکچی،
دوره 18، شماره 43 - ( 4-1403 )
چکیده
میراگر جرمی تنظیم‌شده ترکیبی از جرم، فنر و کمک‌فنر است که به‌منظور کاهش پاسخ های سازه تحت تحریک جانبی ازجمله نیروی باد و تحریک زلزله به‌خصوص در حوزۀ تغییرمکان به سازه اضافه می شود. با توجه به محتوای فرکانسی بسیار غنی تحریک زلزله، استفاده از میراگرهای جرمی تنظیم‌شده در قاب های خمشی فولادی لزوماً باعث بهبود رفتار سازه تحت هر تحریک زلزله نخواهد شد. روش زمان دوام، یک روش دینامیکی غیرخطی جدید به‌منظور برآورد رفتار سازه تحت تحریک زلزله است. در این روش تحلیل، سازه تحت یک تحریک فزایندۀ مصنوعی قرار می گیرد. نتایج ارزیابی به روش تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی نشان می دهد که میراگر جرمی تنظیم‌شده، میانگین حداکثر تغییرمکان بام تحت شتابنگاشت های زلزلۀ منتخب را کاهش داده است. همچنین عملکرد میراگر جرمی تنظیم‌شده با افزایش نسبت جرمی و همچنین افزایش ارتفاع سازه بهبود می یابد. اضافه‌کردن میراگر جرمی تنظیم‌شده به قاب های خمشی فولادی منجربه کاهش میانگین حداکثر شتاب بام تحت شتابنگاشت های زلزلۀ منتخب و کاهش میانگین حداکثر برش پایۀ ساختمان می شود. همچنین برآورد روش زمان دوام از حداکثر تغییرمکان های بام سازه در سطح خطری که معادل با زلزله ای با دوره بازگشت 475 ساله است، بین 10 تا 20 درصد کمتر از روش تاریخچه زمانی غیرخطی می باشد. برآورد روش زمان دوام از حداکثر شتاب بام سازه در سطح خطری که معادل با زلزله ای با دوره بازگشت 475 ساله است، بین 10 تا 20 درصد بیشتر از روش تاریخچه زمانی غیرخطی است. همچنین برآورد روش زمان دوام از حداکثر برش پایۀ سازه در سطح خطر مورد نظر بین 5 تا 15 درصد بیشتر از روش تاریخچه زمانی غیرخطی می باشد.
