مهندسی سازه و ساخت
سال:1400 | دوره:8 | شماره:1 |تعداد مقالات:18

اعضا با مقاطع توخالی HSS به خاطر عملکرد سازه ای و ظاهر مناسب در بسیاری از برنامه های سازه ای مورد استفاده قرار می گیرند. با این وجود به علت نبود دسترسی به داخل ستون HSS برای اهداف پیچ کردن، توسعه اتصالات خمشی کاربردی بسیار مشکل می باشد. بنابراین اتصالات تیرهای جوش داده شده به ستون HSS تنها روش ممکن بود. اخیرا برخی اتصال دهنده های کور به این منظور برای استفاده در اتصال شکل گرفته اند که در آن برنامه دسترسی برای نصب را فقط از یک طرف اتصال ممکن می سازند. در حال حاضر پیچ-های کور مختلفی جهت استفاده در اتصالات طراحی شده اند. در این مقاله مقایسه نتایج آزمایشگاهی مقاله ای با اتصال پیچ کور تیر فولادی به ستون مربعی پر شده با بتن توسط پیچ کور لینداپتر (Hollo-Bolt) تحت بارگذاری یک طرفه با مدل سازی اجزای محدود سه بعدی نشان داد که می توان از تجزیه و تحلیل اجزای محدود برای پیش بینی رفتار اتصال با صحت کافی استفاده نمود. پس از آن پارامترهایی چون ضخامت ورقهای انتهایی، قطر پیچ و نیروی پیش تنیدگی پیچ را برای اتصال پیچ کور ورق های انتهایی توسعه یافته و هم-تراز تیر فولادی به ستون توخالی تحت بارگذاری چرخه ای با نرم افزار ABAQUS مورد ارزیابی قرار داده و منحنی هیسترزیس لنگر-دوران هر کدام از آن ها بدست آمدند. نتایج نشان دادند که ضخامت ورق انتهایی، قطر پیچ و نیروی پیش تنیدگی پیچ در رفتار اتصال تاثیر گذار هستند.

امروزه به منظور ارزیابی لرزه ای سازه ها روش های تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیر خطی به سرعت درحال گسترش است. روش های تحلیل دینامیکی غیر خطی به حجم زیاد محاسبات نیازمند بوده و بیشتر زمان بر هستند. این موضوع باعث پدید آمدن روش های نوین براساس مفاهیم مربوط به تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیر خطی شده است. یکی از فرم های سازه ای پرکاربرد در سازه های بلند استفاده از ترکیب دو قاب خمشی محیطی دسته شده و کمربند سخت کننده خرپایی می باشد. این فرم سازه ای در کاهش پاسخ سازه دربرابر بارهای جانبی تاثیر دارد. در این پژوهش به ارزیابی مدل های مطالعاتی سازه 20 طبقه با قاب خمشی محیطی دسته شده با دو آرایش اسکلت مقاوم کمربند خرپایی در طبقات 19 و 20 سازه با استفاده از 7 رکورد مقیاس شده حوزه دور و نزدیک گسل، دارای پالس های بزرگ سرعت، تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده (IDA) و تحلیل استاتیکی غیر خطی اصلاح شده فزاینده (IMPA) و تحلیل استاتیکی غیر خطی مودال (MPA) و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی انجام گرفته است. دقت روش IMPA نسبت به روش تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA) مقایسه گردیده و همچنین مقایسه ای بین رفتار جانبی غیر خطی مدل ها، با مهار کمربند خرپایی و بدون مهار کمربند خرپایی با استفاده از تحلیل استاتیکی غیر خطی بار افزون انجام گرفته است؛ نتایج حاصله نشان دهنده تفاوت معنا دار پارامتر دریفت بین سه پیکربندی یاد شده تحت پالس های پر دامنه سرعت می باشد. سازه های مجهز به مهار کمربند خرپایی در تراز بالاتری از PGA دچار گسیختگی شده و ظرفیت شدت لرزه ای قاب در طبقات بالایی افزایش داده است. تغییر مکان نسبی بیشینه در ناحیه پاسخ غیر الاستیک در حوالی طبقات میانی رخ داده است.

در این مقاله تاثیر قرارگیری جداسازهای لاستیکی با هسته سربی در حالت ها و ترازهای ارتفاعی مختلف بر رفتار سازه های بتن آرمه تحت اثر زلزله های حوزه نزدیک و دور مورد بررسی قرار گرفت. ازاین رو، برای جداسازهای لاستیکی با هسته سربی در سه نمونه سازه های بتنی 4، 8 و 12 طبقه سه تراز ارتفاعی با پنج آرایش مختلف در نحوه قرارگیری آنها در نظر گرفته شد. این سازه ها به همراه سازه های پایه ثابت مشابه در نرم افزار Opensees مدل گردیده و تحت اثر زلزله های دور و نزدیک، تحلیل دینامیکی افزایشی بر روی آنها انجام گرفت. درنهایت، برای این سازه ها، منحنی های تحلیل دینامیکی افزایشی بر اساس شاخص های خسارت ماکزیمم دریفت طبقات، ماکزیمم برش پایه، ماکزیمم جابجایی و شتاب بام در برابر شاخص شدت بیشینه شتاب زمین ترسیم شد. همچنین با رسم منحنی های شکنندگی بر اساس ماکزیمم دریفت طبقات در برابر بیشینه شتاب زمین تفسیرهای قابل قبولی ارایه گردید و احتمال خرابی در هر یک از سطوح آسیب به کمک رسم میانه منحنی های شکنندگی مورد بررسی گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که قرارگیری جداسازها در حالت های میان طبقه ای 1 و 2 دریفت طبقات و برش پایه را به کمتر از نصف کاهش می دهند. در این میان قرارگیری جداساز در سطح زیرین طبقه اول (حالت1) بهترین عملکرد رفتاری در کاهش دریفت و برش پایه و افزایش شتاب متناظر با میانه شکنندگی در بین سازه های جداسازی شده در حالات مختلف بخصوص در سازه های بلند با سطوح خسارت بالا داراست.

سیستم های سنتی مقاوم در برابر نیروهای زلزله، وابسته به پاسخ های غیر الاستیک دراعضای ساختمانی می باشند. این سیستم ها در سراسر ساختمان برای توزیع انرژی لرزه ای ممکن است جابجایی های پسماند قابل توجهی بعد از زلزله های بزرگ را تجربه کنند و باعث غیر اقتصادی شدن تعمیر در آنها شوند. سیستم های مرکز گرا در ساختمان های قاب فولادی تغییرمکان ماندگار را حذف خواهند کرد و خرابی ساختمان را دراتصالات مرکز گرا متمرکز می کنند و هزینه تعمیر را کاهش می دهند. با توجه به پراکندگی پاسخ سیستم های مرکز گرا در برابر زلزله های مختلف، تعیین شاخصی برای کنترل حساسیت این سیستم ها در برابر زلزله های مختلف الزامی است. دراین مقاله به تدوین شاخص کارایی سیستم های قاب خمشی فولادی دارای اتصالات مرکز گرا با استفاده از متدولوژی شاخص های پراکندگی پرداخته شده است. بعد از انجام تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی دو ساختمان 3 و 9 طبقه فولادی، شش نوع اتصال مرکز گرا برای هر قاب با هفت شاخص پراکندگی تحت ارزیابی قرار گرفته اند. کاهش میزان پراکندگی پاسخ ها نشان دهنده کاراتر بودن سیستم مورد بررسی می باشد. که از این بین تحت بهینه یابی شاخص ها، سعی درانتخاب شاخصی با عملکرد بهتر شده است. که این شاخص ضریب تغییرات (CV) می باشد. در انتها سازه ای از دیدگاه کارایی مورد قبول است که در ارزیابی مورد نظر به عنوان مدل منتخب با کمترین حساسیت نسبت به پراکندگی در پاسخ سازه معرفی شود. مدل منتخب در این تحقیق برای ساختمان های 3 و 9 طبقه مدل M5 می باشند که مدل پنجم از مدل های مرادی است.

امروزه کاملا روشن گردیده که سرعت توسعه زیرساخت های عمرانی در کشورهای در حال توسعه منجر به وارد آمدن آسیب های فراوانی به محیط زیست شده است. بتن یکی از محصولاتی است که نقش زیادی در مصرف منابع تجدیدناپذیر دارد. امروزه نگاه مبتنی بر توسعه پایدار در صنعت ساخت در حال رشد و فزونی است و بتن به عنوان یکی از پرمصرف ترین محصولات ساختمانی در صدر این نگاه قرار گرفته است. تحقیق حاضر به بررسی تاثیر استفاده از پودر پوزولان میکروسیلیس بر خواص مکانیکی بتن های بازیافتی ساخته شده از سنگدانه های ریز بازیافتی بتنی پرداخته است. بتن های بازیافتی، متشکل از سطوح مختلف جایگزینی ریزدانه های بازیافتی بتنی همراه با ریزدانه های طبیعی هستند. جهت بهبود کیفیت بتن های بازیافتی، پوزولان معرفی شده در سطوح مختلفی با سیمان جایگزین شد. جهت تعیین و مقایسه خواص مکانیکی بتن ها، 12 طرح اختلاط ساخته شده و آزمایش های مقاومت فشاری در سنین 7، 28 و 91 روزه، مقاومت کششی دونیم شدن و سرعت امواج فراصوت در سن 28 روزه انجام شدند. نتایج نشان دادند که به طور کلی در بازه 28 روزه، استفاده از میکروسیلیس می تواند باعث شود تا بتن های %25 بازیافتی به مقاومت مطلوب 40 مگاپاسکالی دست یابند. استفاده از سطح جایگزینی %10 میکروسیلیس، به ویژه در بتن های حاوی %25 مصالح بازیافتی، باعث گردید تا خواص مکانیکی بتن های بازیافتی به میزان چشم گیری به بتن های معمولی نزدیک گردد.

سنگ مصنوعی گرانیتی محصولی است کامپوزیتی که از ترکیب سنگدانه گرانیت، رزین و مواد افزودنی تولید می شود. در این مقاله، روش هایی برای اصلاح مشخصات مکانیکی سنگ مصنوعی گرانیتی معرفی شده است. رزین استفاده شده در ساخت سنگ مصنوعی گرانیتی شامل رزین اپوکسی از نوع دیگلیسیدیل اتر بیس فنول نوع آ با نام تجاریEPONATE 557 و سخت کننده آن با نام EPONATE 567 می باشد. در این پژوهش برای اصلاح مقاومت مکانیکی سنگهای مصنوعی گرانیتی، روش های مناسب، مانند استفاده از سه ماده افزودنی "نانوکلی"، "پلی اتر اترکتون" و "سیلیکون رابر" به عنوان مواد افزودنی با درصد وزنی 5/7% و 15% نسبت به مجموعه رزین انتخاب و درصد وزنی بهینه برای رسیدن به حداکثر مقاومت، بررسی و پیشنهاد گردیده است. نتایج مربوط به آزمایش مقاومت فشاری نشان دهنده بهبود مقاومت در نمونه های با ماده افزودنی پلی اتر اترکتون و نانوکلی می باشد، درحالیکه افزودن سیلیکون رابر باعث افت قابل توجه مقاومت فشاری می شود. نتایج مربوط به آزمایش مقاومت خمشی نشان دهنده بهبود مقاومت در نمونه های ساخته شده با ماده افزودنی سیلیکون رابر می باشد. همچنین نتایج مربوط به آزمایش مقاومت کششی نشان از بهبود خواص کششی در نمونه های ساخته شده با سیلیکون رابر می دهد. نتایج نشان می دهد که افزودن 15درصد وزنی از هر سه ماده افزودنی در نمونه ها، باعث افت مقاومت سنگ نسبت به نمونه های 5/7 درصد وزنی می گردد. بر اساس نتایج برای اصلاح مقاومت فشاری سنگهای مصنوعی گرانیتی استفاده از مواد افزودنی "پلی اتر اترکتون" با درصد وزنی 5/7 نسبت به مجموعه رزین و برای اصلاح مقاومت خمشی و کششی سنگ مصنوعی استفاده از ماده افزودنی سیلیکون رابر با درصد وزنی 5/7 درصد وزنی نسبت به مجموعه رزین پیشنهاد می گردد.

برای احداث شهرک ها، مجموعه های ساختمانی و اماکن تجاری و صنعتی بررسی و مطالعات مصالح خاکی و سنگ بستر تحت عنوان مطالعات ژیوتکنیک از اهمیت ویژه ای برخوردارند. برای انتخاب نوع و چگونگی پی ها و زیرسازه این اماکن خصوصیات زمین شناسی مهندسی ساختگاه باید مورد بررسی قرار گیرد. در بسیاری از فعالیت های عمرانی، ساختگاه پروژه در اعماق سطحی متشکل از خاک های مسیله دار دستی یا خاکریزهای غیرمهندسی می باشد. اگر انباشتن خاک های ذکر شده به صورت انبوهی و بدون درنظر گرفتن تمهیدات ویژه مربوط به ضخامت خاکریزی و متراکم سازی صورت گیرد، پس از بارگذاری ناشی از ساخت و ساز، عوارضی از قبیل تغییرات حجمی، ضعف باربری و ناپایداری داخلی را به دنبال خواهد داشت. در مجموع در انواع خاکریزهای غیرمهندسی متناسب با نوع ماده متشکله آن ها، زمان و چگونگی جاگذاری، گستره آن ها در پلان و پروفیل و چگونگی فعالیت های عمرانی بر روی آن ها اقدامات ویژه بهسازی و محافظت ضروری می باشد. برای یک مجموعه ساختمانی در اطراف تهران به دلیل انباشت غیراصولی نخاله ها و در نتیجه تراکم نامناسب و طبیعت متخلخل، وقوع نشست های غیر عادی در اثر اعمال بارهای سازه ای بسیار محتمل بود، به همین دلیل اقدامات ویژه بهسازی و محافظتی ضروری می شود. همچنین با توجه به عمق قابل توجه لایه های خاک دستی، بهسازی سطحی به تنهایی کافی نبوده و می بایست روش های بهسازی نیمه عمیق و یا عمیق جهت کنترل شرایط موجود به کار گرفته می شد. در این مقاله رابطه خصوصیات زمین شناسی مهندسی ساختگاه پروژه و ارزیابی پارامترهای ژیوتکنیکی خاک های دستی بهسازی شده در انتخاب نوع و روش های بهسازی مورد بررسی قرار گرفت. روش های خاک برداری، متراکم سازی سطحی، تزریق انبوهی بستر و ریزشمع به عنوان مناسب ترین گزینه از منظر اقتصادی، فنی و اجرایی انتخاب و مورد آزمایش قرار گرفتند. در مجموع با حصول اهداف بهسازی و مقاوم سازی شالوده و تامین اهداف ژیوتکنیکی، اقدامات معمول پی سازی سطحی برای زیرسازه تحقق یافت.

ماهیت بارگذاری های ضربه ای و دینامیکی به دلیل اعمال نیروی زیاد در چند میلی ثانیه با بارگذاری استاتیکی متفاوت می باشد. میزان جذب و استهلاک انرژی در مواد کامپوزیتی، معیاری مناسب به منظور بررسی عملکرد آنها در برابر بارهای ضربه ای می باشد. جاذب های انرژی به طور وسیعی در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. از طرفی استفاده از کامپوزیت های توانمند خود تراکم به دلیل ویژگی های منحصر به فرد آن، مورد توجه محققین قرار گرفته است. مقاومت فشاری و کششی بالا، مقاومت خمشی بالا موجب توجه بیش از پیش محققین به این نوع از کامپوزیت های سیمانی شده است. در این تحقیق بصورت یک کار جامع آزمایشگاهی با استفاده از 4 طرح اختلاط پایه، 64 پنل کامپوزیتی مستطیلی در دو گروه به ابعاد 100 در 100 میلیمتر با چهار ضخامت 30، 45، 60 و 75 میلیمتر ساخته و تحت بار ضربه ای دینامیکی تست شده اند. بر روی هر چهار طرح اختلاط ساخته شده، آزمایش های مقاومت فشاری، کششی و خمشی انجام گردید. از الیاف فولادی با درصد های 0، 25/0، 5/0 و 75/0 با طول 25 میلی متر به منظور ساخت کامپوزیت های سیمانی استفاده شد. دستگاه آزمایش ضربه از چکشی به وزن 180 کیلوگرم و توان 7500 ژول در این تحقیق استفاده شده است. نمونه ها با ارتفاع سقوط 600 میلیمتر، تحت بار گذاری دینامیکی قرار گرفته اند. مطابق با نتایج آزمایشگاهی مشاهده گردید که استفاده ترکیبی از الیاف و ورق های مشبک فولادی به صورت ترکیبی، موجب افزایش میزان جذب انرژی به طور قابل ملاحظه ای شد. همچنین نیروی پیک اولیه نیز افزایش یافت و همچنین طول لهیدگی و تغییر شکل نمونه کاهش یافت.

زلزله یکی از آشناترین پدیده های طبیعی است که به دلیل عدم امکان پیش بینی زمان وقوع و پیشگیری از زمین لرزه به دنبال خود خسارات جانی و مالی بسیاری را به همراه دارد و ایران با ساختار ویژه لرزه زمین ساخت، وجود گسل های فعال و لرزه خیزی زیاد در زمره مناطق با خطر بالای زلزله در جهان قرار دارد. یکی از ابزارهای کنترل رفتار سازه استفاده از میراکننده ها است. میراگرهای تسلیمی برای مستهلک کردن انرژی از سرعت و جابجایی نسبی طبقات قاب در سازه ها استفاده می کنند. در این مقاله برای درک بهتر از تاثیر تعداد طبقات و تعداد دهانه ها در رفتار لرزه ای میراگرها، سازه ها در 16 حالت شامل، چهار مدل سازه ای با تعداد طبقات و دهانه های متفاوت (4 طبقه تک دهانه، 4 طبقه سه دهانه، 2 طبقه تک دهانه، 2 طبقه سه دهانه) در دو حالت با میراگر TADAS و بدون میراگر بررسی شدند. سازه ها در نرم افزار sap به صورت کاملا غیر خطی و تحت دو مجموعه 7تایی رکورد دور از گسل و نزدیک گسل تحلیل دینامیکی غیرخطی گردیدند. نتایج نشان می دهد که وجود این نوع میراگر پاسخ های سازه شامل دریفت و برش در حالت دور از گسل به ترتیب به میزان 85/20 و12/21درصد و در حالت نزدیک گسل به میزان 30/23و 84/26درصد کاهش می دهد.

با مرور مطالعات پیشین در حوزه فروریزش سقف سازه، جای خالی یک روش تحلیلی کارآمد که بتواند مکانیزم ضربه و نحوه گسترش خرابی در تیرها را به نحو مطلوبی مدلسازی نماید احساس می شود. لذا در این مطالعه به بررسی تحلیلی اثرات ضربه تیرها پرداخته شده است. بدین منظور در ابتدا اثرات برخورد جرم معادل متمرکز ناشی از تیر فوقانی بر روی تیر تحتانی مورد بررسی قرار می-گیرد و با فرض رفتار خطی و با استفاده از روابط انرژی جنبشی جرم و انرژی پتانسیل تیر تحتانی، مقدار لنگر وارده ناشی از ضربه در محل ماکزیمم لنگر که وسط دهانه می باشد محاسبه گردید و سپس با در نظر گرفتن یک سازه فولادی متعارف، نتایج محاسبات نشان می دهد که لنگر وارده از لنگر حد تسلیم تیر تحتانی بیش از هشت برابر بزرگتر می باشد و لذا در وسط دهانه لولای پلاستیک بوجود خواهد آمد. در ادامه با استفاده از معادله حرکت، تابع سرعت در نقاط مختلف تیر تحتانی محاسبه گردیده است و با استفاده از رابطه تعادل لنگر در محل وسط دهانه و یک نقطه دلخواه که آن نقطه در واقع محل لولای فرضی است که به صورت موج در حال رسیدن به تکیه گاه ها می باشد، زمان رسیدن لولا به تکیه گاه ها بدست آمده است و همچنین تابع تغییرمکان در نقاط مختلف تیر تحتانی محاسبه شده است. سپس نمودارها و جداول مربوطه ترسیم گردیده و این نمودارها با نمودار ظرفیت نهایی تغییرمکان تیر تحتانی مقایسه گردید که نتایج نشان می دهد تیر تحتانی تحت اثر ضربه ناشی از جرم معادل تیر فوقانی دچار تخریب خواهد شد و گسترش خرابی به تیرهای زیرین رخ خواهد داد. در پایان جهت افزایش دقت مدلسازی ضربه تیر فوقانی به تحتانی، اثرات ضربه ثانویه طرفین تیر فوقانی مدلسازی و محاسبه گردید. نتایج نشان می دهد ضربه ثانویه نسبت به ضربه اولیه جرم معادل تیر فوقانی اثر ناچیزی در پاسخ های تیر تحتانی دارد.

یکی از روش های ساده شده که هر روز در حال پیشرفت و تکمیل شدن است آنالیز استاتیکی غیرخطی است که قابلیت ارزیابی مستقیم عملکرد سازه در هر حالت حدی و ارایه اطلاعات از رفتار غیرخطی سازه را دارا بوده و در عین حال پیچیدگی های آنالیز دینامیکی غیر-خطی را ندارد. در این مطالعه پاسخ سازه ای روش تحلیل استاتیکی غیر خطی استاندارد 2800، با آیین نامه ASCE/SEI 41-13 آمریکا و روش پوش آور بهنگام شونده بر اساس جابجایی (DAP) در سه مدل ساختمان بتن آرمه 3، 7 و 10 طبقه با شکل پذیری متوسط مورد مقایسه قرار گرفته است. به منظور بررسی دقت روش های تحلیل استاتیکی غیر خطی و رفتار لرزه ای سازه ها، تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی (NTHA) که دقیق ترین روش برای ارزیابی نیاز های لرزه ای ساز ه ها تحت اثر شتابنگاشت های حرکت زمین است، با استفاده از 7 رکورد زلزله حوزه دور برای هر سازه انجام شده است. نتایج حاصل از این تحقیق بیانگر آن است که در سازه 3 و 10 طبقه، دقت روش تحلیل استاتیکی غیر خطی استاندارد 2800 با توزیع نیرو های حاصل از تحلیل دینامیکی طیفی در تخمین جابجایی طبقات و جابجایی نسبی طبقه نسبت به روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی بیشتر می باشد. برای سازه 7 طبقه، روش پوش آور با الگوی بار بهنگام شونده بر اساس جابجایی، بیشترین دقت را بین روش های تحلیل استاتیکی غیرخطی کلاسیک در تخمین پارامتر های جابجایی نسبی طبقات به خود اختصاص داده است. در سازه 3 و 10 طبقه روش تحلیل استاتیکی غیر خطی استاندارد 2800 با توزیع متناسب با نیرو های حاصل از تحلیل دینامیکی طیفی با درصد خطای کمتری، متوسط جابجایی نسبی طبقات را تخمین می زند. همچنین روش تحلیل استاتیکی غیر خطی استاندارد 2800 با توزیع یکنواخت متناسب با جرم طبقات در هر سه مدل سازه از دقت مناسبی برای تخمین جابجایی نسبی طبقات برخوردار نمی باشد و می تواند از استاندراد 2800 برای سازه های منظم حذف شود.

با توجه به اینکه سازه های معمول فقط در برابر بارهای ثقلی و لرزه ای طراحی می شوند، نیاز است عملکرد این سازه ها در برابر بارگذاری های سریع نیز موردبررسی قرار گیرد تا در صورت لزوم در برابر این آسیب مقاوم و محافظت شوند. در این مقاله اثر آرایش میلگردهای عرضی و فواصل آن ها بر عملکرد المان های تیر-ستون در برابر بار انفجاری مطالعه شده است. بدین منظور 13 مدل مختلف با آرایش میلگردهای عرضی متفاوت تحت انفجار نزدیک با 25 کیلوگرم TNT قرار گرفت. مدل سازی به روش اجزا محدود در نرم افزار اتوداین (Autodyn) انجام شد و پارامترهای مدل سازی انفجار، مدل های رفتاری المان بتنی و میلگردها، ابعاد مش بندی هوا و المان بتنی از مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایش میدانی انفجار در مطالعات پیشین تعیین و صحت سنجی شدند. در این پژوهش پنج تیپ آرایش میلگرد عرضی متناسب با فواصل خاموت ها و 3 نوع شکل خاموت گذاری مدل سازی شدند. برای آرایش خاموت ها، خاموت مربعی، خاموت مربعی همراه با سنجاق و خاموت مربعی همراه خاموت لوزی شکل استفاده شد. میزان تغییر شکل و نحوه خرابی المان ها به عنوان معیار عملکرد حالت های مختلف باهم دیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد به ازای مقدار آرماتور ثابت، المان تیر-ستون با خاموت مربعی همراه با سنجاق، تغییر شکل کمتر و عملکرد بهتری نسبت به سایر آرایش های خاموت عرضی دارد، به طوری که میزان حداکثر تغییر شکل در مدل A-1 (خاموت مربعی) 65 میلی متر و در مدل D-2 (خاموت مربعی همراه با سنجاق)، 26 میلی متر به دست آمده است که کاهش 60 درصدی را نشان می دهد و همچنین خرابی در طول المان برای مدل D-2 مشاهده نمی شود.

سیستم قاب با ستون پیوند شده به عنوان یک سیستم باربر لرزه ای مقاوم، با رفتار تیرپیوند شکل پذیر به عنوان فیوز برشی، در سطوح مختلف خطر سبب کاهش و یا عدم آسیب در دیگر اعضاء سازه خواهد شد. در این مقاله به ارزیابی لرزه ای روش های طراحی سیستم قاب با ستون پیوند شده فولادی پرداخته شده است. در ادامه تحقیق به هدف بهبود عملکرد لرزه ای نمونه های طراحی شده، سیستم جدید و بهینه ای با آرایش قرار گیری ستون پیوند شده دوتایی پیشنهاد شده است. به همین منظور مدل 3 طبقه از مد لهای SAC با 2 دهانه تیر پیوند و 4 دهانه قاب خمشی به دو روش پیشنهادی شعیبی و ملکوتیان طراحی شده است. مدل ها به سه شکل مورد مطالعه قرار گرفته است: 1-مدل طراحی شده به روش طراحی ملکوتیان (MaM) 2-مدل طراحی شده به روش طراحی شعیبی (ShM)3-مدل قاب با ستون پیوند شده با آرایش دوتایی (DLCF). . مدل ها تحت تحلیل دینامیکی فزاینده طبق دستور العمل FEMAP695 در نرم افزارOPENSEES مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که مدل طراحی شده به روش شعیبی (ShM) به طور متوسط 50 درصد ظرفیت بیشتری نسبت به مدل طراحی شده به روش ملکوتیان (MaM) دارد و به طور متوسط 14درصد ظرفیت بیشتری نسبت به مدل DLCF دارد. در انتها نتایج نشان می دهد تغییر آرایش قرار گیری ستون پیوند در مدل DLCF به طور متوسط باعث افزایش 23 درصدی ظرفیت سازه، ظرفیت تیرپیوند در جذب انرژی و ظرفیت برش پایه نسبت به مدلMaM شده است.

در این مطالعه تاثیر انواع نانو مواد نظیر نانو اکسید های سیلیس (NS)، آلومینیوم (NA) و مس (NC) بر مقاومت فشاری (f’ c)، مدول الاستیسیته استاتیکی (Ee)، رابطه f’ c-Ee و رابطه مدول الاستیسیته استاتیکی و دینامیکی (Ed) در بتن های خودتراکم بررسی گردید. نانو مواد مذکور به عنوان ماده چسباننده جایگزین بخشی از وزن سیمان استفاده شدند. برای این منظور نمونه های استوانه ای استاندارد حاوی NS، NA و NC به ترتیب با مقادیر 5/1، 25/0 و 25/0 درصد، در سنین بین 3 تا 90 روز تحت آزمایش های f’ c مطابق ASTM C39/39M-16b، Ee مطابق ASTM C469/c469M-14 و Ed مطابق ASTM C597-16 قرار گرفتند. نتایچ نشان داد که افزودن نانو مواد باعث بهبود مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته گردید. روابطی جدید بین مقاومت فشاری و Ee و همچنین روابطی خطی میان Ee و Ed برای این نوع بتن های خودتراکم تعریف شد و مشاهده شد که نوع و مقدار نانو مواد، فارق از نوع آن، بر این روابط اثر گذار است. در سنین اولیه Ee اندازه گیری شده کمتر از Ee محاسبه شده از آیین نامه های ACI 318-14، ACI 363-10 و CSA A23. 3-14 است اما با افزایش مقاومت اختلاف میان این دو کاهش یافت و به نظر میرسد که در مقاومت های بالاتر از 45 مگاپاسکال Ee تخمین زده شده در این مطالعه بیشتر از Ee محاسبه شده از رابطه ACI 363-10 است. همواره Ed از Ee بیشتر است و با افزایش مقاومت اختلاف آن ها کاهش می یابد. همچنین مشاهده گردید که اختلاف میان Ee و Ed در بتن های خودتراکم این مطالعه بیشتر از اختلاف آن ها در روابط پیشنهادی آیین نامه 2 BS 8110: Part و مطالعات گذشته است.

استفاده از میراگرهای ویسکوالاستیک یکی از موثرترین راهکارها برای مقاو مسازی لرزه ای ساز ه ها هستند. نتایج بسیاری از مطالعات آزمایشگاهی نشان داده است که مدل های مشتق کسری برای مدلسازی میراگرهای ویسکوالاستیک دارای دقت بسیار بالایی بوده است. نیروی میراگر ویسکوز تنها دارای رابطه خطی با سرعت است، اما نیروی میراگر ویسکوالاستیک مشتق کسری، علاوه بر این که رابطه خطی با سرعت ندارد، به مقادیر فرکانس تحریک و دمای محیط نیز مرتبط است. همچنین معادله دینامیکی سازه مجهز به این نوع میراگرها و محاسبه پاسخ این سازه ها تحت تحریک زلزله، دارای پیچیدگی های بسیاری است. در این مقاله پاسخ های سازه های مجهز به این نوع میراگرها، محاسبه شده و ارزیابی لرزه ای آنها با توجه به تغییرات دمای محیط و همچنین تصادفی بودن شتاب نگاشت تحریک، انجام شده است. معادلات ارایه شده برای سازه فولادی 5 طبقه ای که با میراگرهای ویسکوالاستیک دارای رفتار مشتق کسری، مقاوم سازی شده است، به کار گرفته شده است. مقادیر حداکثر جابجایی نسبی طبقه ای سازه کنترل شده در سطوح خطر زلزله بهره برداری، طرح و حداکثر با سازه اولیه مقایسه شده و همچنین با توجه به تصادفی بودن تحریک ها از منحنی شگنندگی برای مقایسه پاسخ ها استفاده شده است. نتایج نشان داده است، که این میراگرها مقادیر پاسخ سازه ها در برابر زلزله و احتمال فراگذشت از حدود عملکردی را کاهش داده اند. همچنین تغییرات دما در تغییر مقادیر پاسخ ها بسیار موثر بوده است.

مشاهدات از زلزله های گذشته در ساختمان های بتن مسلح نشان می دهد که تیغه های جداکننده بنایی می توانند زندگی ساکنان را به خطر انداخته و منجر به آسیب و زیان قابل توجهی شوند. اکثر آیین نامه های کنونی، اثرات غیرخطی و مودهای بالاتر سازه و رفتار سه بعدی تیغه ها را بر روی نیازهای لرزه ای خارج از صفحه این اجزا به طور همزمان در نظر نمی گیرند و هدف اصلی این پژوهش بررسی اثر این موارد به صورت توام می باشد. در این تحقیق عملکرد لرزه ای تیغه های ساخته شده از آجر مجوف و مستقر در طبقات مختلف ساختمان های 3، 7 و 11 طبقه با قابهای سه بعدی خمشی بتن مسلح ویژه و تحت تاثیر مجموعه ای از 7 زلزله مناسب مورد ارزیابی قرار گرفته است. از برنامه اجزای محدود OpenSees جهت تحلیل غیرخطی تاریخچه پاسخ لرزه ای استفاده شده است. برای هر نمونه، میانگین حداکثر پاسخ های تیغه ناشی از تحریک های لرزه ای محاسبه و این نیروهای حاصل از تحلیل، که بعضی از آنها با نتایج مطالعات موجود صحت سنجی شده اند، با مقادیر آیین نامه مقایسه شدند. نتایج نشان می دهد که در اکثر نمونه ها به علت تاثیر مودهای بالاتر سازه ها، نیازهای لرزه ای تحلیلی تیغه های واقع در نیمه پایینی بیشتر از مقادیر حاصل از ضوابط آیین نامه بوده و حداکثر آنها حتی تا 54/1 برابر مقدار محاسبه شده بر اساس آیین نامه می باشد. ضوابط آیین نامه برای تیغه های واقع در نیمه فوقانی ساختمان ها به صورت محافظه کارانه می باشند.

شناخت رفتار و نحوه توزیع بار بین شمع و پی در پی رادیه شمع به دلیل رفتار غیرخطی و وابسته به نشست و نیز وجود پیچیدگی های ناشی از اندرکنش ها مساله ای کلیدی می باشد. اخیرا پژوهشگران مدل هایی را برای تخمین نسبت سهم باربری شمع ها در پی رادیه شمع بر مبنای تحلیل های عددی به فرم معادله هایپربولیک نرمالیزه شده ارایه کرده اند. این مدل ها بر اساس نتایج آزمایشگاهی و با لحاظ نمودن اثر اندرکنش های مختلف بین شمع-پی-خاک، ابعاد پی و شمع و مقدار نشست سطحی پی می باشند. هدف انجام پژوهش حاضر بررسی رفتار پی رادیه شمع و تعیین سهم باربری شمع ها در این سیستم به روش آزمایشگاهی می باشد. بنابراین با تغییر تعداد و طول شمع ها و تراکم ماسه بستر، آزمایش هایی تحت بار قایم بر روی پی رادیه شمع، گروه شمع و پی بدون شمع انجام شده است. به این منظور سیستم بارگذاری ترکیبی ابداعی با بهره گیری از ابزار دقیق طراحی و ساخته شد و سپس سهم باربری شمع ها به روشی نوین با اندازه گیری فشار خاک زیر پی در هر مقدار نشست و با توجه به کل بار وارده محاسبه شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، ظرفیت باربری پی رادیه شمع در حالت مشابه بیش از پی سطحی و تقریبا دو برابر گروه شمع می باشد. همچنین افزایش تعداد شمع در پی رادیه شمع و گروه شمع باعث بهبود ظرفیت باربری خاک و کاهش نشست می گردد. نسبت سهم باربری شمع ها با افزایش مقدار نشست سطحی روند نزولی دارد که این سهم با افزایش تعداد شمع ها در حالت مشابه افزایش یافته است. در این پژوهش ظرفیت باربری نهایی گروه شمع ها که به صورت آزمایشگاهی به دست آمده با معیار بیان شده در مدل هایپربولیک پیشنهادی توسط سایر محققین مقایسه شده است. سپس مدل مزبور با استفاده از روش های محاسباتی تصحیح گشته که بیانگر انطباق خوبی بین نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی می باشد.

امروزه استفاده از سیستم های قاب خمشی فولادی به عنوان یک سیستم باربر جانبی کارآمد در برابر نیروهای لرزه ای مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه تاثیر مدل سازی مفاصل پلاستیک اتصالات صلب بر مقاومت سازه های قاب خمشی فولادی در برابر خرابی پیشرونده بررسی شده است. برای مطالعه رفتار خرابی پیشرونده ساختمان های نمونه، دو مدل سازه 3 و 5 طبقه طراحی شده و سپس تعریف و مدل سازی مفاصل پلاستیک در دو حالت مختلف انجام شده است. در حالت اول مفاصل پلاستیک صرفا برای اعضای تیر و ستون مدل سازی شدند و در حالت دوم مفاصل پلاستیک علاوه بر اعضای تیر و ستون برای اتصالات نیز در نظر گرفته شده اند. اتصالات بررسی شده شامل پنج نوع مختلف اتصال صلب شامل WFP، WBH، WCPinWUF، WUF-B و Welded top and bottom haunch بودند. ارزیابی پتانسیل خرابی پیشرونده سازه های مذکور به ازای حذف ستون های پیرامونی و داخلی به روش مسیر جایگزین استاتیکی غیرخطی مطابق آیین نامه UFC انجام گرفته است. نتایج تجزیه و تحلیل ها نشان می دهند که با تعریف و اعمال همزمان مفاصل پلاستیک در محل اتصالات و اعضای تیر و ستون، سازه مقاومت کمتری در برابر خرابی پیشرونده از خود نشان می دهد و مقاومت سازه به مقدار واقعی خود نزدیک تر می شود. مدل سازی همزمان مفاصل پلاستیک برای اتصالات و اعضا در کمترین حالت 20% و در بیشترین حالت 37% بر روی کاهش مقاومت سازه در برابر خرابی پیشرونده تاثیر می گذارد. لذا مدل سازی مفاصل پلاستیک اتصالات و اعضا به صورت همزمان باید به عنوان یک اصل بسیار مهم در نظر گرفته شود. با توجه به نتایج مقایسه ای می توان نتیجه گرفت که اتصال WCPinWUF و WUF-B به ترتیب بهترین رفتار و ضعیف ترین عملکرد را نسبت به سایر اتصالات در برابر خرابی پیشرونده نشان می دهند.