انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 15 34 2022 01 21 Seismic performance assessment of buckling restrained braced frames based on resiliency aspects ارزیابی پاسخ لرزه‌ای قاب‌های مهار شده با مهاربند کمانش تاب با رویکرد تاب‌آوری 5 16 201363 FA سید علی رضوی طباطبائی دانشگاه علم و فرهنگ میلاد احتشامی معینی دانشگاه علم و فرهنگ Journal Article 2024 07 29 The buckling-restrained braced frame (BRBF) is an appropriate lateral system for resisting seismic excitations. It is not yet an ideal system since there are deficiencies regarding the performance of this system. In this research resiliency of the reduced-length buckling restrained braced frames (RL-BRBFs) were assessed and compared with conventional buckling restrained braced frames (BRBF) as well as dual SMRF-BRBF. To do so two 4 and 9 story structures with conventional and reduced core length BRBs with diagonal and inverted chevron brace configuration were designed, then, the frames representing the lateral behavior of the structures were modelled in finite element software and time history analyses were performed on the structures under a set of 20 ground motion records. Seismic response of the structures including drifts and residual drifts were compared and reported herein. The results indicate that the reduced length BRBs have much better seismic behavior especially in the frame with moment resisting braced bay beam. The dual frame did not exhibit much different behavior compared to the braced frame with moment resisting braced bay beams. The moment resisting beams of the braced bays designed for the expected moment improved the drift response, plastic stiffness, and performed almost similar to the dual frame designed for 25% of the base shear. Furthermore, RL-BRBs are replaceable, repairable, and more cost-efficient compared to conventional BRBs due to smaller size of the reduced-length buckling restrained braces (RL-BRBF). قابهای مهاربند کمانش تاب توجه زیادی را به عنوان سیستم مقاوم لرزهای برای مقابله با زمین لرزهها به خود جلب کردهاند. اما این سیستم به دلیل برخی نقاط ضعف در رفتار لرزه‌ای یک سیستم ایده آل نیست. در این پژوهش تاب آوری لرزهای قابهای مهاربندی شده با مهاربند کمانش تاب در دو حالت طول کوتاه و طول بلند مورد بررسی قرار گرفته و همچنین پاسخ لرزهای آنها با سیستم دوگانه مهاربند کمانش تاب – قاب خمشی ویژه (BRBF-SMR) مقایسه گردید. علاوه براین، اثر گیرداری اتصال تیر دهانه مهاربندی نیز در نظر گرفته شد. بدین منظور دو ساختمان 4 و 9 طبقه با سیستمهای مذکور و در دو حالت قطری و شورون طراحی گردید. سپس قابهای نمایانگر رفتار سازه در نرم افزار اجزا محدود مدل شده و تحت 22 رکورد زلزله تحلیلهای تاریخچه زمانی صورت گرفت. پاسخ لرزهای سازهها شامل دریفت طبقات و دریفت پسماند با یکدریگر مقایسه و نتایج در قالب نمودار ارائه گردید. نتایج نشان دهنده بهبود رفتار سازهها مهار شده با مهاربند کمانش تاب طول کوتاه خصوصاً در قاب با اتصالات دهانه مهاربندی گیردار است. همچنین، افزایش ظرفیت قاب دوگانه نسبت به سیستم مهاربندی با تیر گیردار در دهانه مهاربندی چندان قابل توجه نیست. طراحی تیر دهانه مهاربندی برای نیروی مورد انتظار خمشی به خوبی می تواند جایگزین طراحی قاب خمشی در سیستم دوگانه شود و در کاهش دریفتها و افزایش سختی پلاستیک موفق باشد. مزید بر این، مهاربندهای طول کوتاه به دلیل ابعاد کوچکتر از نظر هزینه تولید ارزان تر و با سهولت بیشتر اجرا شده و تعویض پذیرترند.

https://www.journalisss.ir/article_201363_c8fbed5942002615291e96eea3edeb94.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 15 34 2022 01 21 Fabrication and calibration of a wireless piezoelectric sensor for measurement of dynamic stresses in steel structures ساخت و کالیبراسیون یک حسگر پیزوالکتریک بی‌سیم جهت اندازه‌گیری تنش‌های دینامیکی در سازه‌های فولادی 17 26 201361 FA مجتبی لزگی نظرگاه دانشگاه حکیم سبزواری - سبزوار مهدی فهیمی علی آباد دانشگاه حکیم سبزواری - سبزوار سعید سعیدی امین آبادی دانشگاه حکیم سبزواری - سبزوار Journal Article 2024 07 29 In this study, a wireless piezoelectric sensor is fabricated for measurement of dynamic vibrations of steel structure. In contrast to widespread usage of piezoelectric sensors in the aerospace engineering, the application of these sensors in usual civil engineering structures is very rare. This study aims to evaluate the performance of wireless piezoelectric sensors for applications in the structural health monitoring of steel structures. To reach this aim, a wireless electrical network is firstly designed and fabricated for capturing the output voltage of the piezoelectric element. Then, the piezoelectric element and associated wireless network were installed on a prepared steel profile by using epoxy. Different mechanical loads are applied to the steel sample and the voltage induced in the piezoelectric element is saved on a computer. The mathematical relation between the amplitude of applied load and output voltage is determined. The results of experimental tests show that the fabricated piezoelectric sensor can predict the pattern of applied dynamic loads with enough accuracy. در این مطالعه، برای اندازه‌گیری ارتعاشات دینامیکی سازههای فولادی یک حسگر پیزوالکتریک بیسیم ساخته شده است. برخلاف استفاده گسترده از حسگرهای پیزوالکتریک در مهندسی هوافضا، کاربرد این حسگرها در سازه‌های متداول فلزی مورد استفاده در مهندسی عمران بسیار اندک است. هدف از این تحقیق بررسی عملکرد حسگرهای پیزوالکتریک بی‌سیم جهت ارزیابی و پایش سلامت سازهها و قطعات فولادی است. بدین منظور، یک شبکه الکتریکی بی‌سیم برای ثبت ولتاژ خروجی حسگر پیزوالکتریک طراحی و ساخته شده است. سپس، حسگر پیزوالکتریک و شبکه بیسیم همراه آن با استفاده از چسب روی یک پروفیل فولادی از قبل آماده‌ شده، نصب گردیده است. بارهای مکانیکی مختلفی بر روی نمونه فولادی اعمال شده و ولتاژ استخراج شده از حسگر بیسیم پیزوالکتریک در کامپیوتر ذخیره می‌شود. رابطه‌ای ریاضی بین دامنه بار اعمال‌ شده و ولتاژ خروجی ارائه ‌شده است. نتایج آزمایش‌های تجربی نشان می‌دهد که حسگر پیزوالکتریک ساخته ‌شده قادر است بزرگا و الگوی بارهای دینامیکی اعمال شده به پروفیل فولادی را با دقت کافی پیش‌بینی نماید.

https://www.journalisss.ir/article_201361_0775faeda5debf16f024628ba5a80e89.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 15 34 2022 01 21 Seismic performance assessment of double corrugated steel shear walls with diagonal waves ارزیابی عملکرد لرزه‌ای دیوارهای برشی فولادی موج‌دار دوبل با موج‌های مایل 27 36 201364 FA سید محمدرضا مرتضوی تربیت دبیر شهید رجایی علی حیدرپور بیدگلی تربیت دبیر شهید رجایی محمد فراهانی تربیت دبیر شهید رجایی Journal Article 2024 07 29 In this paper, the seismic performance of trapezoidal and sinusoidal corrugated steel plate shear walls has been investigated in comparison with the flat steel plate shear walls in conditions where the amount of steel materials used in the shear walls does not change and remains constant. First of all, the sinusoidal or trapezoidal shear walls are created with a specific and predefined geometry, and then the created wave is placed diagonally in the form of two steel plate shear walls with double perpendicular waves in the steel frame, in other words, the geometry of the flat steel plate shear walls changes to achieve optimal seismic performance. The studied steel plate shear walls in this research were compared using uniform nonlinear static analysis and obtaining their pushover diagram as well as hysteresis analysis and obtaining the hysteresis cycle and plastic energy absorption by finite element method. Finally, it was concluded from studied frames that trapezoidal and sinusoidal corrugated steel plate shear walls in the form of two shear walls with double perpendicular waves produce better seismic performance and energy absorbing than flat steel plate shear walls with the same volume of steel materials and trapezoidal steel plate shear walls produce better seismic performance comparing to the sinusoidal corrugated steel plate shear wall. در این مقاله به بررسی عملکرد لرزهای دیوارهای برشی فولادی موجدار ذوزنقه‌ای و سینوسی در مقایسه با دیوارهای برشی فولادی تخت در شرایطی که مقدار مصالح مورد استفاده در دیوارها تغییر نکند پرداخته شده است. در ابتدا دیوارهای موجدار سینوسی یا ذوزنقهای با هندسه مشخص ایجاد شده و سپس موج ایجاد شده به صورت قطری و در قالب دو دیوار با موجهای عمود بر هم به صورت دوبل در قاب قرار داده میشود، به عبارت دیگر در این مدل هندسه دیوار تخت برای رسیدن به عملکرد بهینه تغییر میکند. برای دیوارهای برشی مورد نظر در این تحقیق، با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی یکنواخت و به روش اجزاء محدود منحنی بار افزون، منحنی چرخهای و منحنی جذب انرژی پلاستیک تجمعی مدلهای اجزا محدود محاسبه و با هم مقایسه شدهاند. در نهایت برای مدلهای ساخته شده چنین نتیجه گرفته شد که دیوار برشی ذوزنقهای و موجدار سینوسی در قالب دو دیوار با موجهای عمود بر هم و به صورت دوبل عملکرد لرزهای بهتری نسبت به دیوار برشی تخت با مقدار فولاد هم حجم خود ایجاد میکنند و به طور کلی دیوار برشی ذوزنقهای عملکرد لرزهای بهتری نسبت به دیوار موجدار سینوسی از خود نشان میدهد.

https://www.journalisss.ir/article_201364_ee2cfbd3b8793aa2d65fb32fcaf9055e.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 15 34 2022 01 21 Geometric investigation of perforated delta plate girder under shear force ارزیابی و بهبود رفتار تیرورق دلتای سوراخ‌دار تحت تأثیر نیروی برشی 37 48 201360 FA ابراهیم زمانی بیدختی دانشگاه صنعتی شاهرود سلیمان قوهستانی دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه فسا سید مجتبی موسوی نژاد دانشکده فنی فردوس Journal Article 2024 07 29 Because of space limitation, it is unavoidable to pass the installations pipes, equipment, electric cables, and ventilation pipes among the web of plate girders. Therefore, the researchers have paied attention to the analysis of this plate girder behavior on the effect of bending and shear, and their strength with preparation holes in the web. In this case, investigations are performed to study the function of bending and shear capacity of plate girder with delta stiffener. The purpose of this paper is to analyze the delta plate girders with a circular hole in the web under shear force by the finite element method. The finding of the simulation is compared with the findings of the experiment to assure the accuracy of modeling. Then, a parametric study is done to analyze the effect of rigidity, slenderness, and also height and thickness parameters. Also, it was concluded that the optimum height parameter (ratio of stiffeners connection distance from the intersection at the web to upper flange, than to total height of plate girder) is 0.25, the optimum thickness parameter (ratio of stiffener thickness to the thickness of plate girder web) in range of 0.9 ~ 1.20, the optimum slenderness (ratio of plate girders height to the thickness of plate girder web) in range of 200 ~ 210, and the optimum rigidity (ratio of flanges thickness to thickness of plate girders web) in range of 0.9 ~ 1. Finally, it shows that the shear strength of the plate girder is increased by an increase in flange rigidity. به دلیل محدودیت فضا، عبور لوله‌های تأسیسات، تجهیزات و کابل‌های الکتریکی و لوله‌های تهویه از میان جان تیرورق‌ها امری اجتناب‌ناپذیر است؛ بنابراین تحلیل رفتار این تیرورقها تحت تأثیر نیروهای خمشی و برشی و مقاومت آنها به دلیل وجود سوراخ در جان مورد توجه محققین بوده است. هدف این پژوهش تحلیل تیرورق‌هایی با سوراخ دایروی در جان با سختکننده دلتا تحت تأثیر نبروی برشی با استفاده از روش اجزاء محدود است. ابتدا نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج آزمایش مقایسه ‌شده تا از صحت مدلسازی اطمینان حاصل گردد. سپس با انجام مطالعه پارامتری، اثر صلبیت، لاغری و همچنین پارامترهای ارتفاع و ضخامت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در این بررسی، بهینه پارامتر ارتفاع (نسبت فاصله اتصال سختکنندهها در محل برخورد با جان تا بال فوقانی، به ارتفاع کل مقطع تیرورق) برابر 25/0، بهینه پارامتر ضخامت (نسبت ضخامت سختکنندهها به ضخامت جان تیرورق) در محدوده 9/0 الی 20/1 و بهینه پارامتر لاغری (نسـبت ارتفاع کل مقطع به ضخامت جـان تیرورق) در محدوده 200 الی 210 به دست آمد. با تعیین بهینه پارامتر صلبیت (نسـبت ضخامت بالها به ضخامت جـان) در محدوده 9/0 الی 0/1، نتایج نشان می‌دهد که با افزایش صلبیت بال، مقاومت برشی تیرورق افزایش می‌یابد.

https://www.journalisss.ir/article_201360_1bb3d2c02cb63b41425a2b91bc52b7b9.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 15 34 2022 01 21 Improving the seismic performance of concentric brace frame using modified profiles بهبود عملکرد لرزه‌ای مهاربندهای همگرا با استفاده از پروفیل اصلاح شده 49 55 201358 FA عبدالله چراغی Journal Article 2024 07 29 In this paper by surveying the behavior of concentric braced frame, a method to improve their seismic performance is presented. The channel section, is one of the most widely used profiles in the brace that It's asymmetric moment of inertia, radius of gyration and slenderness ratio around two main axis, causes buckling around weak axis and non-ductile performance. Also, the criterion of allowable compressive bearing capacity around weaker axis causes uneconomical design process. So, in the first step the double channel sections were divided into 2 groups called weak around X axis and Y axis. Then, their weakness has been compensated by adding steel plate or T shape profile. Finally, the effect of the modified profile was evaluated using nonlinear static analysis by ABAQUS finite element software. Results show a significant improvement in the seismic performance of the brace so that the compressive force absorption capacity is increased by 15-24% in different samples. Due to the ease of implementation and relatively low cost increase, it seems that the use of this method can be used to improve the performance of concentric braces. در این مقاله با بررسی رفتار مهاربندهای همگرا، راهکاری جهت بهبود عملکرد آنها ارائه گردیده است. استفاده از مقطع دوبل ناودانی از پرکاربردترین پروفیلها در عضو اصلی مهاربند محسوب شده که به دلیل عدم تقارن محسوس ممان اینرسی و بالطبع نسبت لاغری و شعاع ژیراسیون نسبت به دو محور اصلی، عملاً وقوع کمانش زود هنگام نسبت به محور ضعیف‌‌تر موجب رفتار غیر شکل‌پذیر و از دست رفتن قسمتی از ظرفیت مقطع می‌گردد. همچنین در مرحله طراحی نیز ظرفیت باربری فشاری مجاز مقطع، تابع محور ضعیف‌تر بوده که موجب غیر اقتصادی شدن آن می‌شود. لذا با توجه به بررسیهای انجام شده بر روی پروفیلهای ناودانی، مقاطع دوبل در سایزهای مختلف به 2 گروه ضعیف‌تر نسبت به محور X و نسبت به محور Y تقسیم بندی شده و ضعف آنها با افزودن ورق یا پروفیلهای فولادی به منظور یکسان سازی ممان اینرسی نسبت به هر دو محور جبران گردیده است. سپس تأثیر پروفیل اصلاح شده با استفاده از تحلیلهای استاتیکی غیر‌خطی توسط نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از بهبود محسوس عملکرد لرزه‌ای مهاربند داشته به طوری که ظرفیت جذب نیروی فشاری به ترتیب به میزان 25-11 درصد در نمونه‌های مختلف ارتقا یافته است. با توجه به سهولت اجرا و افزایش هزینه نسبتاً پایین به نظر می‌رسد استفاده از روش مذکور می‌تواند جهت بهبود عملکرد مهاربندهای همگرا در دستور کار قرار گیرد.

https://www.journalisss.ir/article_201358_15cac1be4e0b477b20058ebad6d80581.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 15 34 2022 01 21 Performance based assessment of core wall and steel BRBs as outrigger with new modal combination ترکیب اثر مدهای ارتعاش سازه هسته و مهار بازویی با مهاربندهای کمانش تاب فولادی 57 73 201356 FA حمید بیرقی Journal Article 2024 07 29 In a core-wall structure with buckling restrained braces (BRB) outrigger, locations of the plastic hinges are influenced by the outrigger action. Therefore, the designer should consider the issue and use suitable details in the plastic hinge area. The essential questions that arise here are the plastic hinge location and the design moment demand used for design of this kind of structure. In this paper, responses of the core-wall buildings with BRB outrigger designed by using the traditional response spectrum analysis (RSA) procedure, are assessed by implementing the nonlinear time history analysis (NLTHA). The result demonstrates that the plasticity can extend over anywhere within the core-walls specially, at the base, and above or below the outrigger levels. Formation of three plastic hinges in the core-wall is recognized suitable for the system. To control the plasticity extension in the core-wall, it is recommended that a new modal combination method be applied to calculate the moment strength of the three plastic hinges over the height. A capacity design concept is used to design other regions of the core-wall where the plasticity does not extend to. The proposed procedure improves behavior of the system by restricting the plasticity extension to the predefined plastic hinge regions. در این مقاله، دیوار هسته بتن مسلح دارای مهار بازویی با المان‌های کمانش تاب با استفاده از تحلیل طیف پاسخ سنتی (متداول) طراحی می‌شوند. سپس، تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی در نرم افزار Perform-3D انجام شده و پاسخ‌های مهم سازه نظیر دریفت بررسی می‌شوند. نشان داده می‌شود که در روش طرح متداول، پلاستیسیته می‌تواند در هرجایی از دیوارهسته، به ویژه بالاتر از تراز مهار بازویی گسترش یابد. در رویکرد این پژوهش به دلیل عملکرد مهاربازویی، تشکیل سه مفصل پلاستیک در دیوار هسته ارجح است. برای طراحی خمشی سه مفصل پلاستیک و مفهوم طراحی ظرفیت برای طراحی خمشی مناطق دیگر، یک روش ترکیب مدال جدید پیشنهاد و استفاده شده است. در روش پیشنهادی، به منظور بدست آوردن لنگر طراحی مفصل پلاستیک هسته از مقادیر مختلف ضریب رفتار برای مدهای مختلف استفاده شد. سه منطقه مستعد مفصل پلاستیک شناسایی شد؛ پای هسته، ناحیه مجاور بالا و مجاور زیرین مهار بازویی. این مناطق برای تشکیل مفاصل دارای اولویت هستند. نتایج به دست آمده از تحلیل تاریخچه زمان غیر خطی نشان داد که پلاستیسیته در نواحی مفصل پلاستیک از پیش تدبیر شده گسترش یافته و تقاضای شکل پذیری انحنا در سه مفصل دارای مقادیر متعادل است. علاوه بر این، پلاستیسیته در سایر مناطق خارج از ناحیه مفصل در هسته گسترش نمی‌‌یابد. روش پیشنهادی منجر به تقاضای لنگر کمتری در پای هسته و مقادیر کمتر دریفت نسبت به روش معمول می‌شود. تقاضای لنگر بدست آمده از رویکرد پیشنهادی 75/0 برابر تقاضای لنگر بدست آمده از رویکرد معمولی است و روش پیشنهادی منجر به حدود 20٪ کاهش در حداکثر دریفت بین طبقه ای می‌شود. تقاضای برشی پایه در دو روش تقریباً یکسان است. همچنین نیاز کرنش در هسته مهاربند در حد مجاز است.

https://www.journalisss.ir/article_201356_438fdff4bd6c1ac67308f8b3f55b2f25.pdf