دانلود مقالات تخصصي با گرايش مهندسي سازه

دانشکده مهندسي 1380; 13(2):33-43.

بهبود روش هاي تحليل اعضاي برشي سازه ها با استفاده از اجزاي محدود

حاجي كاظمي حسن,مشكوه الديني افشين

تحليل دقيق ديوارها و هسته هاي برشي و تاثير ويژگي هاي رفتاري آنها نظير خمش ساختگي و برش اضافي از مسايل بسيار مهم در طراحي سازه هاي بلند است. در اين مقاله با ارايه اجزاي محدودي که قابليت تاثير پخش غيرخطي تابع کرنش برشي را دارند، بخشي از مشکلات مربوط برطرف شده است. مقايسات عددي نشان مي دهد که در مدل سازي رفتار ديوارهاي برشي، کاستن يا افزودن جملات با توانهاي بالاتر از يک به توابع کرنش، مي تواند به عنوان يکي از مشخصه هاي اساسي در بهبود ويژگي هاي ميدان تغيير مکان حاکم بر رفتار جز محدود باشد. اثبات اين ويژگي راهگشاي توسعه و آفرينش ميدان هاي کرنش پيشرفته تر نيز به شمار مي آيد.

كليد واژه: اجزاي محدود، ميدان كرنش، تابع كرنش غيرخطي، خمش ساختگي، برش اضافي

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/56413800203.pdf

دانشکده مهندسي 1381; 14(1):81-91.

بهينه سازي گسسته سازه هاي فضاكار با روش توابع جريمه و با كمك تحليل تقريبي سازه

سلاجقه جواد,سلاجقه عيسي

در اين مقاله، نخست خلاصه روشهاي تقريب سازي که تاکنون مورد استفاده قرار گرفته، آورده مي شود و سپس براي افزايش دقت و نيز کاهش تعداد مراحل تحليل سازه يک روش تقريب سازي جديد ارائه مي گردد. براي طراحي بهينه روش توابع جريمه مورد استفاده قرار مي گيرد و در مرحله بهينه يابي گسسته يک تابع جديد نمايي معرفي مي شود. در خاتمه با طرح بهينه سازه فضاکار نتايج ارزيابي مي گردد.

كليد واژه: طرح بهينه، تقريب سازي، متغيرهاي گسسته، سازه هاي فضاكار، توابع جريمه

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/56413810107.pdf

دانشکده مهندسي 1382; 15(1):47-64.

بررسي رفتار ساختمان ‌هاي بتن آرمه تقويت شده به كمك بادبند فلزي

خيرالدين علي*

* گروه عمران، دانشكده مهندسي، دانشگاه سمنان

يكي از روش‌هاي متداول در تقويت ساختمان‌هاي بتن آرمه موجود، استفاده از بادبند فلزي به عنوان يك سيستم سازه ‌اي لرزه بر مي‌باشد. استفاده از دو سيستم متفاوت بادبند فلزي و ديوار برشي در تقويت قاب خمشي بتن آرمه موجود، تركيبي پيچيده و ناشناخته را ايجاد مي‌كند. بررسي رفتار اينگونه سازه‌ها ضروري به نظر مي‌رسد. در اين مقاله سعي مي‌شود كه تأثير ديوار برشي و بادبندهاي فلزي در تقويت ساختمان ‌هاي بتن آرمه موجود و اندركنش سه گانه آنها توسط آناليز يك سازه بتن آرمه مورد بحث و بررسي قرار گيرد. نتايج نشان مي‌دهند كه اگر در يك سازه بتن آرمه موجود كه داراي قاب خمشي و ديوار برشي مي‌باشد و با بادبند فلزي تقويت شده است، تغيير مكان جانبي از حد مجاز تجاوز كند مساحت بادبند تا مقدار مشخصي مي‌تواند موثر واقع شود و بعد از حد معين تاثير چنداني بر روي رفتار سازه نخواهد داشت. با افزايش مساحت بادبندها جذب برش توسط قاب كاهش يافته و بعد از حد مشخصي بادبندها نقش خاصي را در جذب برش زلزله ندارند. رفتار بادبند و قاب در طبقات پايين تقريبا مشابه بوده و جذب برش زلزله توسط هر يك در طبقات پايين و مياني تقريبا برابر است. مقايسه دو سيستم قاب خمشي با بادبند و بدون بادبند نشان مي‌دهد استفاده از بادبند فلزي، تغيير مكان جانبي سازه را حدود 50 درصد كاهش مي‌دهد.

كليد واژه: قاب متن آرمه، بادبندي فلزي، ديوار برشي، تقويت لرزه‌ اي، سازه تركيبي
http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/56413820105.pdf

دانشکده مهندسي 1382; 15(2):207-220.

تاثير موقعيت خط اتصال دو ورق بر ميدان هاي تنش اطراف ترك لبه اي

اختراعي طوسي حميد,كارگرنوين محمدحسين

هرگاه دو روق با دو جنس متفاوت به هم جوشكاري يا چسبانده شوند به دليل اختلاف خواص مكانيكي احتمال جدا شدن ورق ها در امتداد خط اتصال يا حتي در مجاورت آن قوت مي گيرد. در پيوند با مطالعه اين پديده، وضعيت توزيع تنش در ورقي متشكل از دو تكه با خواص مكانيكي متفاوت و داراي يك ترك لبه اي در وسط به ازاي موقعيت هاي متفاوت فصل مشترك، بررسي شده است. بدين منظور ضمن درنظر گرفتن رفتارهاي مختلف كشسان، مومسان و خزشي براي هريك از دو جزء ورق، براي تحليل از يك روش عددي موسوم به روش گالركين بدون المان استفاده شده است. شرح مختصري از روش گالركين بدون المان و نحوه مدلسازي رفتارهاي مومسان و خزشي ماده ارايه شده است. به وسيله نرم افزار كامپيوتري كه توسط مولفان تهيه شده ميدان هاي تنش و تغييرشكل ورق به ازاي تركيب هاي مختلف موقعيت ترك، فصل مشترك و خواص مكانيكي محاسبه و معرفي گرديده و در حالت ارتجاعي با منابع ديگر مقايسه شده اند. براي معرفي حالت منفرد در اطراف ترك در مسايل كشسان ـ مومسان از انتگرال J و در مسائل خزشي از انتگرال C* استفاده شده است. حاصل اين مطالعه تأييد مي كند كه از ميان وضعيت هاي متفاوت ترك و خط اتصال در وضعيتي كه ترك دقيقاً در محل خط اتصال واقع شده باشد، ميدان منفرد تنش اطراف ترك بزرگتر و به ديگر عبارت احتمال شكافتن ورق بيشتر است.

كليد واژه: گالركين بدون اجزا، كشسان - مومسان، خزش، تحليل ترك، خط جدايش
http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/56413820205.pdf

دانشکده مهندسي 1386; 19(1 (ويژه نامه مهندسي عمران)):21-36.

بررسي پارامترهاي موثر در تعيين عرض موثربال ديوار هاي برشي بتن آرمه بالدار

خيرالدين علي,مرتضايي عليرضا

همانگونه كه نياز به طراحي لرزه اي سازه هاي مقاوم در برابر زلزله روز به روز افزايش مي يابد، مطالعات آزمايشگاهي و عددي فراواني نيز براي تخمين و برآورد پاسخ غيرخطي اين نوع سازه ها انجام مي پذيرد. ديوارهاي برشي بالدار (Flanged shear walls)، يك سيستم مقاوم در برابر بارهاي جانبي است كه به دليل رفتار و مزاياي مناسب، اعم از عملكرد مناسب در دو جهت متعامد، شكل پذيري زياد، قابليت جذب انرژي زياد و همچنين مقاومت و سختي زياد، كه منجر به كاهش اثرات مرتبه دوم و افزايش ضريب اطمينان سازه در مقابل فروريزي و كاهش درجه خرابي اعضا غيرسازه اي مي شود، مورد توجه قرار گرفته است. با وجود اين، روش هايي كه توسط آيين نامه هاي طراحي ذكر مي گردد، هميشه تخمين دقيقي از ظرفيت اينگونه ديوارها نمي باشد. آيين نامه بتن ايران (آبا)، براي تخمين عرض موثربال (Flange effective width) در ديوارهاي برشي بالدار (ديوارهاي با مقطعT ، U و L)، عبارت ساده اي را كه تابعي از ارتفاع كل ديوار مي باشد، پيشنهاد مي كند. متغيرهاي موثر ديگر از قبيل تغيير مكان نسبي طبقه، عرض ديوار و مقدار بار محوري در اين عبارت آيين نامه مورد توجه قرار نگرفته است. در اين مقاله به منظور بررسي تاثير اين پارامترها بر روي عرض موثربال كه در فشار و يا در كشش قرار مي گيرد، تعدادي از ديوارهاي برشي بالدار بتن آرمه به كمك يك برنامه غيرخطي المان محدود لايه اي (NONLACS2) مورد تحليل قرار گرفتند و نتايج به دست آمده از طريق مقايسه با نتايج آزمايشگاهي ارزيابي شده و به صورت جداول و نمودارهايي ارايه گرديده است. نتايج تحليل نشان مي دهد كه عرض موثربال وابستگي زيادي به پارامترهاي مورد بررسي اعم از تغيير مكان نسبي طبقات، عرض ديوار و مقدار بار محوري دارد. بر اساس نتايج تحليل غيرخطي، ضوابطي براي تخمين عرض موثربال در ديوارهاي برشي بالدار ارايه شده است كه جهت درج در آيين نامه بتن ايران (آبا) پيشنهاد مي گردد. اين ضوابط به قرار زير مي باشند: هنگامي كه ديوار تحت كشش قرار مي گيرد، بدون توجه به ابعاد و بال ديوار، كل عرض بال موثر در نظر گرفته مي شود. در موقعيتي كه ديوار تحت اثر خمش خالص قرار دارد با توجه به سطح تغيير مكان نسبي مي توان عرض موثربال را تعيين نمود؛ بدين صورت كه در تغيير مكان 5/0 درصد، عرض موثربال برابر 0.85L، در تغيير مكان نسبي 1 درصد، عرض موثربال برابر 1.35L و در تغيير مكان نسبي 2 درصد، عرض موثربال برابر 1.9L پيشنهاد مي گردد. همچنين هنگامي كه ديوار تحت فشار ثقلي قرار دارد، عرض موثربال به صورت زير توصيه مي گردد: در تغيير مكان 0.5 درصد، عرض موثربال برابر 0.5L، در تغيير مكان نسبي 1 درصد، عرض موثربال برابر 0.95L و در تغيير مكان نسبي 2 درصد، عرض موثربال برابر 1.1L پيشنهاد مي گردد.

كليد واژه: ديوار برشي بالدار، المان محدود، رفتار غيرخطي، بارمحوري، عرض موثربال

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/56413860101.pdf

دانشکده مهندسي 1386; 19(1 (ويژه نامه مهندسي عمران)):153-169.

تعيين چسبندگي واقعي سيستم هاي مختلف تعميرات بتني، با به کارگيري روش جديد «انتقال اصطكاك» (يادداشت پژوهشي)

نادري محمود*

* دانشگاه بين المللي امام خميني (ره)، مهندسي عمران

از عوامل بسيار مهم در عملكرد يکپارچه لايه تعميري و بتن قديم، چسبندگي بين اين دو مي باشد. اگر چه روش هايي براي اندازه گيري چسبندگي در آزمايشگاه و در محل سازه موجود مي باشد ولي اندازه گيري دقيق آن تحت تاثير عواملي چون‏ مقاومت و حالت سطح بتن قديم، شيوه اعمال نيرو، محل وقوع شكست و تعبير نتايج حاصله، مي باشد. در اين مقاله، نتايج حاصل از به کارگيري روش «انتقال اصطكاك» براي اندازه گيري چسبندگي سيستم هاي هاي مختلف تعميري (سيماني، پليمري و رزيني) رايج در صنعت بتن ارايه گرديده است. بسترهاي بتني مورد بررسي قرار گرفته شامل سطح حاصل از برش با اره الماسه و سطح زبر طبيعي به وجود آمده از ترك خوردگي و شكست مي باشد. سيستم هاي مختلف تعميري، که چسبندگي آنها در اين مطالعه به صورت آزمايشگاهي و کارگاهي مورد ارزيابي قرار گرفته اند عبارتند از: «ملات ماسه سيمان» با و بدون دوغاب، «ملات ماسه سيمان پليمري»، «ملات رزين هاي اپوكسي و پلي استري» و ملات هاي مختلف با چسباننده هاي سيماني و رزيني. بر اساس تحليل هاي «بهينه سازي» و «آماري» ارايه شده در اين مقاله، معادله اي ارايه گرديده است كه مي تواند با مدنظر قرار دادن درصد شكست به وجود آمده در قسمت هاي مختلف (لايه تعميري، بتن قديم و مرز بين اين دو) و تنش نهايي قرائت شده، مقدار چسبندگي لايه تعميري را به دست دهد.

كليد واژه: مقاومت بتن، چسبندگي، مواد و روش هاي مختلف تعميري، انتقال اصطكاك، مواد پليمري و رزيني، چسباننده ها

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/56413860109.pdf

دانشکده مهندسي 1386; 19(1 (ويژه نامه مهندسي عمران)):51-66.

تغيير شكل پلاستيك تجمعي طبقه به عنوان شاخصي از خسارت موضعي قاب هاي خمشي فولادي در سطح طبقه

گرامي محسن,دانشجو فرهاد

دستورالعمل هايFEMA273 حداكثر نيازهاي تغيير شكل را به سطوح عملكرد، مرتبط مي سازند، در صورتي كه چنين ضوابطي در مورد نيازهاي تغيير شكل تجمعي موضعي اعضا وجود ندارد. از طرفي پارامتر نياز تغيير شكل تجمعي، معياري را براي ميزان خسارت ارايه كرده و مي تواند تصوير متفاوتي را از پاسخ سازه نسبت به پاسخ هاي حاصل از حداكثر نيازهاي تغيير شكل ارايه نمايد. به منظور مقايسه پارامترهاي پاسخ حداكثر و تجمعي، و از مطالعه موردي بر روي سازه هاي 4، 10 و 25 طبقه سه دهانه تحت ركورد زلزله منجيل، سه پارامتر حداكثر پاسخ با پارامتر drift تجمعي در هر يك از طبقات قاب هاي ياد شده محاسبه و مورد ارزيابي قرار مي گيرد. نتايج مربوط به خسارت تجمعي در سطوح ايمني جان و جلوگيري از شكست، بسيار مهم بوده و ممكن است بر سطوح رفتاري بالاتري مانند خسارت هاي قابل تعمير، نيز اثر بگذارند. خسارت وارده به سازه توسط شاخص هاي آسيب پذيري که تابعي از شکل پذيري سازه، انرژي مستهلک شده در سازه، دامنه، تعداد دوره هاي بارگذاري، محدوده حداکثر جابه جايي طبقه و... مي باشند، معرفي و مقدار عددي حاصل از آن بر اساس طبقه بندي مشخصي به خسارت وارده به عضو يا کل سازه مرتبط مي شوند. در اين مطالعه از معرفي محدوده حداكثر جا به جايي طبقه (Ddps,i) به عنوان شاخصي از خسارت سازه اي در سطح طبقه، مشخص گرديد كه تخمين نيازهاي تغيير شكل تجمعي در سازه هاي غير ارتجاعي (در معرض زمين لرزه هاي بلند مدت و با اثرات قابل توجه مودهاي بالاتر و به علت افزايش تعداد چرخه هاي غير ارتجاعي) امري مهم و بحراني در تخمين نيازهاي قاب هاي خمشي فولادي محسوب مي گردد. همچنين مشخص گرديدكه اختلاف ميان پارامترهاي حداكثر و تغيير شكل هاي تجمعي پلاستيك (ناشي از محل حداكثر نيازها در ارتفاع سازه و يا ناشي از بزرگي نيازهاي نسبي بـيـن طبقات مختلف) در طبقات فوقاني سازه افزايش قابل توجهي مي يابد كه آن را به افزايش تعداد سيكل هاي غير ارتجاعي در طبقات فوقاني و به اثر مودهاي بالاتر نسبت مي دهيم.

كليد واژه: رفتار لرزه اي، نياز شكل پذيري موضعي و مقاومت، شاخص خسارت موضعي، تغيير شکل پلاستيک تجمعي

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/56413860103.pdf

شريف ويژه مهندسي عمران بهار 1385; 22(33 (ويژه مهندسي عمران)):67-76.

اصلاح محيط معادل سيتارام و مقايسه تحليل آن با نتايج حاصل از تحليل محيط ناپيوسته

قزوينيان عبدالهادي,باقري مهدي

سيتارام در سال 2000 به منظور برآورد مدول و مقاومت توده سنگ روابطي را معرفي كرد. مدول توده سنگ در رابطه پيشنهادي وي وابسته به ضريب a است. وي ضريب مذكور را تا فشار محصور كننده 7 مگاپاسگال معرفي كرد. در نوشتار حاضر علاوه بر تصحيح رابطه سيتارام، ضريب a تا تنش محصور كننده 60 مگاپاسگال پيشنهاد و تا تنش محصوركننده 20 مگاپاسگال مورد مقايسه و تاييد قرار گرفته است. به منظور بررسي كارايي رابطه اصلاح شده سيتارام به همراه ضرايب پيشنهادي در تنش بيش از 7 مگاپاسگال، مدل هاي عددي فرضي ساخته شد. اين مدل ها در دو محيط «معادل» و «ناپيوسته» مورد تحليل قرار گرفتند. براي تحليل محيط معادل از نرم افزار Flac و براي تحليل محيط ناپيوسته از نرم افزار Udec استفاده شده است. مدل هاي مذكور در شرايط مختلف فاصله داري درزه ها، شيب هاي مختلف درزه و نهايتا در بحراني ترين حالات مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج بيانگر اين است كه رابطه مذكور به همراه ضرايب معرفي شده در بازه تنش محصور كننده مورد بررسي از كارايي مناسبي برخوردارند. در قسمت ديگري از تحقيقات انجام گرفته، رابطه پيشنهادي سيتارام در تخمين مقاومت معادل توده سنگ، با روابط هوك و براون، رامامورتي، كالامارس و بارتن، مقايسه شده اند. نتايج بيانگر اين است كه رابطه سيتارام مقاومت توده سنگ را بيش از ساير روابط تخمين مي زند. همچنين رابطه بارتن مقاومت توده سنگ را كم تر از ساير روابط تخمين مي زند. روابط كالامارس و رامامورتي يكساني را براي توده سنگ پيشنهاد مي كنند.

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/78313853303.pdf

شريف ويژه مهندسي عمران بهار 1385; 22(33 (ويژه مهندسي عمران)):45-53.

تحليل عيني پديده «مكان يابي كرنش»

شبيري هومن,فهيمي فر احمد,اميرشاه كرمي سيدعبدالعظيم

در اين نوشتار ابتدا مفهوم فلسفي عينيت در تحليل ها و بررسي هاي علمي بيان مي شود. سپس مصداق آن در تحليل خرابي، و به ويژه تحليل هاي «كرنش مكان يابي شده» معرفي مي شود. در قدم بعدي مهم ترين راه حل عملي عيني سازي تحليل يعني به كارگيري مقادير غير محلي متغيرها مورد بحث قرار خواهد گرفت. سپس ايده رايج تحليل عيني بر پايه مدول سكانت معرفي مي شود و نهايتا براي تحليل عيني بر بنياد مدول مماسي معرفي شده و در كنار ايده رايج تحليل بر اساس مدول سكانت مساله به دو روش تحليل خواهد شد.

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/78313853302.pdf

شريف ويژه مهندسي عمران پاييز 1385; 22(35 (ويژه مهندسي عمران)):47-55.

ارزيابي روش زمان دوام در تحليل خطي قاب هاي فولادي دو بعدي، در مقايسه با روش تحليل استاتيكي

والامنش وحيد,استكانچي همايون,وفايي ابوالحسن

روش تحليل استاتيكي نيروهاي زلزله كه ساده ترين روش پيشنهاد شده در آيين نامه براي طراحي مقاوم در برابر زلزله است با ارايه بارگذاري جانبي معادل، مقاومت و سختي لازم در سازه را تامين مي كند. يكي از روش هاي جديد تحليل كه فاقد بعضي محدوديت هاي روش تحليل استاتيكي بوده و به منظور تحليل دقيق تر سيستم هاي نامنظم و غير خطي، قابل استفاده است روش زمان دوام است. در اين نوشتار كاربرد روش زمان دوام براي تحليل و طراحي لرزه اي قاب هاي فولادي مورد ارزيابي قرار گرفته و نتايج آن با روش تحليل استاتيكي مقايسه شده است. قاب هاي فولادي يك يا 12 طبقه بر اساس روش تحليل استاتيكي طراحي شده و در مرحله بعد، اين قاب ها تحت شتاب نگاشت هاي افزاينده خاصي قرار گرفتند كه با طيف آيين نامه كاليبره شده اند؛ سپس قابليت پيش گويي اين توابع شتاب در مورد چگونگي وضعيت سازه هايي كه بر مبناي تحليل استاتيكي قوي يا ضيف اند، مورد ارزيابي قرار گرفته است. تنش و تغيير مكان در نقاط مختلف سازه محاسبه، و با مقدار هدف مقايسه شده است. در مجموع، نتايج حاصل بيان گر دقت و قابليت مناسب روش زمان دوام در پيش بيني نتايج تحليل استاتيكي با استفاده از تحليل تاريخچه زماني است.

http://sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/78313853503.pdf