انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 16 38 2023 01 21 Investigation of Seismic Behavior of End Plate Moment Connections with Iron-Based Shape Memory Alloys بررسی رفتار لرزه‌ای اتصالات ورق انتهایی دارای مواد حافظه‌دار شکلی پایه آهن 5 19 201314 FA سعید نظری مهدی قاسمیه Journal Article 2024 07 29 In the 1994 Northridge and 1995 Kobe earthquakes, a large number of conventional bending frames suffered brittle fractures at the beam-to-column joint. Researchers have found that structural components of structural systems are very effective in controlling the energy caused by dynamic loads, especially earthquake and explosion loads. In recent years, Iron-based shape memory alloys, which have two important properties of superelasticity and shape memory behavior, have been used to improve the seismic performance of structural systems. This study investigates the energy dissipation capability and other properties of moment connection with expanded end-plate and bolts made of super-elastic ferrous based memory alloys. The 3D connectivity models are built using ABAQUS finite element software. By applying cyclic loads to the end of the beam, its behavior has been studied. In this research, two types of four-bolt connections, one with the behavior of a thick plate and the other with the behavior of a thin plate, have been modeled, and in each case, the connection behavior with and without the use of shape memory materials has been evaluated and compared. The use of these materials in connection with thick plate behavior has increased the ductility of the connection by 35%, and the connection has compensated 93% of the deformation and returned to its original state. In connection with thin plate behavior, the increase in ductility of the connection is 54% and 85% of the endured deformation has returned to the initial state. در زلزله 1994 نورثریج و 1995 کوبه، تعداد زیادی از قاب‌های خمشی جوشی مرسوم، متحمل شکست ترد در محل اتصال تیر به ستون شدند. پژوهشگران دریافتند که شکل‌پذیری اجزاء سیستم‌های سازه ای، در مهار انرژی ناشی از بارهای دینامیکی و به‌ویژه بارهای زلزله و انفجار، بسیار موثر میباشند. در سالهای اخیر، آلیاژهای حافظه دار شکلی پایه آهن (Fe-based SMA ها)، که دارای دو ویژگی مهم خاصیت فوق‌ ارتجاعی و رفتار حافظه شکلی می باشند، برای بهبود عملکرد لرزهای سیستم های سازهای مورد استفاده قرار گرفته اند. این پژوهش به ارزیابی قابلیت اتلاف انرژی و دیگر خصوصیات اتصالات خمشی با ورق انتهایی گسترش‌یافته و دارای پیچ هایی از جنس آلیاژهای حافظه دار شکلی سوپرالاستیک پایهآهنی می پردازد. مدلهای سه بعدی اتصال، با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS ساخته شده‌اند. با اعمال بارهای چرخه‌ای به انتهای تیر اتصال، رفتار آنها مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش دو نوع اتصال ورق انتهایی چهارپیچی، یکی با رفتار صفحه ضخیم و دیگری با رفتار صفحه نازک، مدل‌سازی شده است و در مورد هرکدام، رفتار اتصال با استفاده از مصالح حافظه‌دار شکلی و بدون آنها مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. استفاده از این مصالح در مورد اتصال با رفتار صفحه ضخیم باعث افزایش شکل‌پذیری اتصال به میزان 35 درصد شده است و اتصال 93 درصد تغییرشکل ایجادشده را جبران کرده و به حالت اولیه بازگشته است. در اتصال با رفتار صفحه نازک افزایش شکل‌پذیری اتصال 54 درصد بوده و 85 درصد دوران تحمل‌شده نیز به حالت اولیه بازگشته است.

https://www.journalisss.ir/article_201314_1c88d37be4e1d375f341d906f58288f4.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 16 38 2023 01 21 Investigating the seismic performance of MRF-CBF (X Brace) dual system under the effects of staged construction بررسی عملکرد لرزه ای قاب‌های فولادی دوگانه دارای سیستم مهاربندی همگرا (X) تحت اثرات ساخت مرحله‌ای 20 42 201327 FA مصطفی عباد سعید اصیل قره باغی Journal Article 2024 07 29 Nowadays, with the advances in welding technology and increased use of steel structures in the construction of buildings, especially high-rises, the necessity of matching the construction procedure with the structure analysis procedure has become more evident. In steel structures with moment-resisting frame-concentrically braced frame (MRF-CBF) dual systems, as the moment-resisting frame can individually withstand gravity and seismic loads during construction, the braces can be installed on a story-by-story basis simultaneous with the installation of the moment frame or after its complete construction. This issue cannot be investigated and studied using ordinary analysis, where it is assumed that the entire structure is built at once, and then all the involved loads are applied to the completed structure. Accordingly, this research investigated the effects of staged construction on MRF-CBF dual systems with X brace. In this regard, 3D models with 5, 10, 15, 20, and 25 stories incorporating MRF-CBF dual system were first generated and subjected to pushover analysis under cyclic loading protocols. Subsequently, parameters such as column shortening and column axial forces under dead load, displacement and base shear corresponding to the first plastic hinge formation, effective lateral stiffness, ultimate lateral strength, and energy dissipation of the structure under cyclic loading protocols were investigated. From the obtained results, it was concluded that staged construction could lead to maximum increases of 17.9% in the axial forces in internal columns due to dead load, 3.8% in the displacement corresponding to the first plastic hinge formation, 8.3% in the base shear corresponding to the first plastic hinge formation, 18.4% in the ultimate lateral strength, and 4.3% in the effective lateral stiffness. Also, staged construction was not found to significantly affect the axial forces in corner and braced-bay columns due to dead load and the energy dissipation under cyclic loading protocols. 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.

https://www.journalisss.ir/article_201327_3d5aa2bc3f4fb777b00f89097f38cd48.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 16 38 2023 01 21 Analytical investigation of compressive strength of T- joints filled with concrete under static loading بررسی تحلیلی مقاومت فشاری اتصالات T شکل پرشده با بتن تحت بارگذاری استاتیکی 43 54 201328 FA محمد حسن اسفندیاری سید محمدرضا حسنی مسعود محمودآبادی Journal Article 2024 07 29 Nowadays, the use of composite columns in construction projects is more attention than in the past. The use of composite columns in the construction of airports, sports stadiums, marine and oil platforms is more than other projects. Due to the fact that during the operation of the mentioned projects, the possibility of incidents such as; Collision of a ship with a structure, a severe storm, in marine platforms or things like fire and explosion in all projects, and also on the other hand, the high importance of these structures requires researchers to research provide more about providing solutions to increase the resistance of composite columns in structures so that the structure can show more resistance against the above incidents. In this research, it has been tried by modeling samples with different parameters in the Abaqus finite element software, the effect of changing variables such as; Geometrical parameters, compressive strength of concrete and type of cross section of members; Determine the strength of composite columns against static load. After modeling the samples and analyzing and processing the results, it was found that; The use of square cross section in composite columns and also increasing the compressive strength of concrete used in these members will have a positive effect on the performance of composite members and these two items improve the resistance to static load by 19% and 10% respectively. to forgive Also, reducing the ratio of width to thickness (b/t) increases the strength and resistance of joints and improves the bearing capacity of the joint. امروزه به‌کارگیری ستون‌های مرکب در پروژه های عمرانی بیشتر از گذشته مورد توجه قرارگرفته است. میزان استفاده از ستون های مرکب در ساخت فرودگاهها، استادیوم های ورزشی، سکوهای دریایی و نفتی بیش از پروژه های دیگر می باشد. با توجه به این که در طول مدت بهره‌برداری از پروژه های مذکور احتمال وقوع حوادثی مانند برخورد کشتی با سازه، طوفان شدید در سکوهای دریایی و یا مواردی مثل آتش سوزی و انفجار در تمام پروژه ها، می باشد و هم‌چنین از طرفی دیگر، اهمیت بالایی که این سازه ها دارند، ایجاب می کند تا پژوهشگران تحقیقات بیش‌تری در خصوص ارائه ی راه‌کارهایی برای افزایش مقاومت ستون های مرکب در سازه ها، ارائه دهند تا سازه بتواند در برابر حوادث فوق مقاومت بیش‌تری از خود نشان دهد. در این تحقیق سعی شده است با مدل‌سازی نمونه هایی با پارامترهای مختلف در نرم‌افزار اجزاء محدود ABAQUS تأثیر تغییر متغیرهایی مانند پارامترهای هندسی، مقاومت فشاری بتن و نوع سطح مقطع اعضاء؛ بر مقاومت و استحکام ستون‌های مرکب در برابر بار استاتیکی مشخص شود. پس از مدل‌سازی نمونه ها و تحلیل و پردازش نتایج مشخص شد که استفاده از سطح مقطع مربع در ستون های مرکب و هم‌چنین افزایش مقاومت فشاری بتن مورد استفاده در این اعضاء، تأثیر مثبتی بر عملکرد اعضای مرکب خواهد داشت و این دو مورد، مقاومت در برابر بار استاتیکی را به ترتیب %19 و %10 بهبود می‌بخشند. هم‌چنین کاهش نسبت عرض به ضخامت (b/t)، استحکام و مقاومت اتصالات را افزایش داده و ظرفیت باربری اتصال را بهبود می یخشد.

https://www.journalisss.ir/article_201328_cd86fded870d4878f8eb6d33ec3adfbe.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 16 38 2023 01 21 Comparing seismic performance of using pipe damper in toggle and diagonal braces مقایسه عملکرد لرزه‌ای کاربرد میراگر لوله ای در مهاربندهای پرده‌ای و قطری 55 67 201329 FA عطا عبداله پور سید مهدی زهرائی Journal Article 2024 07 29 Passive control of the structure is a system that dissipates the input energy caused by lateral loads without the need for an external energy source. Improvement of seismic performance of the structures equipped with a damper, lies in increasing the energy dissipation and decreasing the vibration of the structure. For this purpose, Toggle Brace Damper system can be used to follow design guidelines. This paper aims to compare the results obtained from SAP2000 software for two structures equipped with Toggle Brace Damper (TBD) and Diagonal Brace Damper (DBD). In this research, time-history analysis is used by applying the El Centro, Kobe and Tabas earthquake records. The dampers used in all models are the same pipe dampers selected from the hysteretic type. The results suggest that the roof displacement of the TBD system in the 2 and 5-story frames decrease in average 77 and 42 percent respectively compared to that of DBD system. The drifts of the floors in the TBD system for 2-story frame are 82 and 78 percent in the 1st and 2nd floors respectively and for the 5-story frame are 53, 46, 41, 35 and 30 percent in the 1st to 5th floors respectively, lower compared to those of DBD system. Magnification factor (ratio of axial damper displacement to floor displacement as ductility capacity) of the 1st story in the TBD and DBD systems for 2-story frame are 1.83 and 0.74 percent respectively and in the 2nd story of TBD and DBD systems for 5-story frame are 1.46 and 0.73 percent respectively. کنترل انفعالی سازه سیستمی است که بدون نیاز به منبع انرژی خارجی و به صورت ثابت به میرا کردن انرژی ورودی ناشی از اعمال بارهای جانبی می‌پردازد. بهبود عملکرد سازه های مجهز به میراگر را می توان در افزایش انرژی مستهلک‌شده و کاهش جابجایی سازه دانست. برای این منظور می توان از سیستم مهاربند پرده ای مجهز به میراگر Toggle Brace Damper (TBD) با رعایت طراحی اصولی کمک گرفت. هدف از این مقاله، مقایسه نتایج به‌دست‌آمده از نرم افزار آباکوس و SAP2000 برای دو سازه مجهز شده به میراگر تسلیمی با سیستم مهاربندی پرده ای و مهاربندی قطری Diagonal Brace Damper (DBD) است. در این تحقیق از تحلیل تاریخچه زمانی با اعمال سه زلزله السنترو، کوبه و طبس استفاده ‌شده است. میراگر مورد استفاده در تمامی مدل ها یکسان و از نوع میراگر لولهای تسلیم شونده انتخاب ‌شده است. نتایج به‌دست‌آمده از نرم افزار آباکوس نشان می دهد که ظرفیت باربری سیستم TBD نسبت به سیستم DBD تقریبا 3 برابر شده است. دلیل این افزایش، هندسه سیستم TBD است که در تعیین ظرفیت باربری سازه بسیار تاثیر دارد. نتایج SAP2000 نشان میدهد که جابه‌جایی بام در سیستم TBD نسبت به سیستم مهاربند قطری با میراگر به ‌طور میانگین در قاب های دو و پنج طبقه به ترتیب 77 و 42 درصد کاهش پیدا کرده است. در سیستم TBD نسبت به سیستم DBD برای قاب دو‌ طبقه، جابجایی نسبی طبقات اول و دوم به طور متوسط برای هر سه زلزله به ترتیب 82 و 78 درصد کاهش یافته است و برای قاب پنج‌ طبقه نیز جابجایی نسبی در طبقات اول تا پنجم به ترتیب 53، 46، 41، 35 و 30 درصد کاهش یافته است. نتایج نشان می دهد ضریب بزرگ‌نمایی (نسبت جابجایی محوری میراگر به جابجایی افقی طبقه، برای بیان ظرفیت شکل‌پذیری) در طبقه اول قاب دو‌طبقه سیستم TBD و DBD به ترتیب برابر است با 83/1 و 74/0 و برای طبقه دوم قاب پنج‌ طبقه سیستم TBD و DBD به ترتیب برابر 46/1 و 73/0 است.

https://www.journalisss.ir/article_201329_ebc075830a69ac30b141d63102322f19.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 16 38 2023 01 21 Seismic Performance Evaluation of Frames Whit Buckling-Restrained Knee Members Using Nonlinear Dynamic Analysis ارزیابی عملکرد لرزهای قابها با اعضای زانویی کمانش‌تاب با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی 68 85 201334 FA مسعود خلیقی کمال ایزدی سحر رضایی Journal Article 2024 07 29 Steel frames with buckling-resistant knee members are one of the new lateral bearing systems. They are made using short buckling-resistant members at the beam-to-column junctions. Using mentioned members, reduces the architectural limitations and reparability of frames in addition to increasing their seismic performance. Despite the mentioned advantages, these types of frames have not yet been recognized as one of the lateral resistance systems by the 2800 standard. The purpose of this study is to evaluate the seismic performance of this lateral resistant system according to Iranian standards. To achieve this goal, in the first step, 16 steel frames with 3, 6, 9, and 12 stories with different sizes were modeled By Perform 3d. The design of the mentioned frames was done using the performance-based plastic design method. In the next step, non-linear dynamic analysis method was used for seismic evaluation of the structure. In the next step, the nonlinear dynamic analysis method was used for the seismic performance assessment of buckling-restrained knee brace frames. For this purpose, 8 earthquake records were selected and scaled according to the 2800 standard method. After the frames analysis, a seismic evaluation was performed according to Instruction for Seismic Rehabilitation of Existing Buildings (code No. 360). The results of this research showed that the performance level of life safety in buckling-restrained knee-braced frames as a malleable ring of a structural system is provided in terms of building performance levels according to the definition provided in 360 publication. قاب‌های فولادی با اعضای زانویی کمانش‌تاب، یکی از سیستم‏های باربر جانبی نوین هستند که به کمک دستک‌های کوتاه کمانش‏تاب در محل اتصال تیر به ستون ساخته می‌شوند. استفاده از اعضای زانویی، علاوه بر افزایش عملکرد لرزه‌ای قاب، باعث کاهش محدودیت‌های معماری و قابلیت تعمیرپذیری آن می‌شود. علی‌رغم مزایای مذکور، این نوع قاب‌ها تاکنون از سوی استاندارد 2800 به عنوان یکی از سیستم‌های مقاوم جانبی به رسمیت شناخته نشده‌اند. هدف از این مطالعه، ارزیابی عملکرد لرزه ای این سیستم‌ها مطابق با آئین نامه های ایران است. برای نیل به این هدف در این مقاله در گام نخست 16 مدل قاب 3 ،6 ،9 و12 طبقه در 4 دهانه متفاوت در نرم افزار PERFORM 3D مدل سازی شدند. طراحی قاب‏های مذکور با استفاده از روش طراحی پلاستیک مبتنی بر عملکرد انجام شد. در گام بعد به منظور ارزیابی لرزه‌ای سازه از روش تحلیل دینامیکی غیرخطی استفاده شد. بدین منظور 8 رکورد زلزله مطابق با روش استاندارد 2800 انتخاب و مقیاس سازی رکوردها انجام شد. پس از تحلیل قاب‏ها، ارزیابی لرزه‏ای مطابق با دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای (نشریه 360) انجام گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که سطح عملکرد ایمنی جانی در اعضای زانویی کمانش تاب به عنوان حلقه شکل پذیر سیستم سازه‏ای با لحاظ سطوح عملکرد ساختمان مطابق با تعریف ارائه شده در نشریه 360 تامین می‌گردد.

https://www.journalisss.ir/article_201334_be05360935393b0c70e749d65326cd9a.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 16 38 2023 01 21 Evaluation of cumulative damage of steel structures under far and near field earthquakes using Park-Ang kratzig damage indices ارزیابی خسارت تجمعی سازه های فولادی تحت زمین‌لرزه‌های حوزه دور و نزدیک با استفاده از شاخص‌های خسارت پارک-آنگ و کرتزیگ 86 109 201330 FA حمیدرضا دهقان نیری محمدحسین رزمخواه محسن گرامی رضا وهدانی Journal Article 2024 07 29 From experimental researches and analytical studies, it has been fully proven that the resistance and stiffness parameters of elements and structures decline during cyclic loading due to the dynamic nature of seismic excitations. The simultaneous effect of the magnitude of the system response and the number of loading cycles is expressed by cumulative damage laws; In other words, the current deformation of an element or structure depends on the accumulation of damage in all past oscillations that remain in the system's memory. The analysis and design of structures based on performance and the branch of health monitoring of structures has led to having a clear picture of the amount of possible damage at different levels of risk, and in the last few decades, it has drawn the attention of many researchers to this field by developing different evaluation methods. In this research, the evaluation of the cumulative damage of steel structures under far and near field earthquakes has been investigated using Park-Ang and Kratzig damage indices. Two structural systems of special steel moment frame and dual structural system (special steel moment frame and special concentric braced frame) with the number of floors 8, 15 and 23 were studied and investigated. The results of this research show that the Kratzig damage index shows more damage values than the Park-Ang damage index for the same structure under the same earthquake record, and the damage values are reduced by changing the moment frame system to a dual structural system. 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.

https://www.journalisss.ir/article_201330_ffdd517353673a9649bbfd288a5094f3.pdf