انجمن سازههای فولادی ایراننشریه علمی سازه و فولاد1735-515X195020251222Health monitoring of existing steel frame buildings with semi-rigid saddle connections using finite element model updating methodپایش سلامت ساختمانهای اسکلت فولادی موجود با اتصالات نیمهصلب خورجینی بهروش بهروزرسانی مدل اجزای محدود51923857810.22034/jss.2025.549837.1008FAامیرزایری بغلانی نژادگروه سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، ایرانمحمدشکراللهیگروه سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، ایرانموسیمحمودی صاحبیگروه سازه و زلزله، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایرانJournal Article20250706Although the use of saddle connections in steel structures has largely declined in Iran due to technical limitations, many significant buildings across the country were constructed using this method in the past. Ensuring the maintenance and structural health monitoring of these aging frameworks remains a critical concern. This study focuses on identifying dynamic characteristics and evaluating the integrity of steel frame structures with semi-rigid truss connections. One of the key challenges in this area is accurately modeling truss connections in finite element software. To address this, we propose a refined approach for finite element modeling of such structures. The model is then calibrated and updated using dynamic vibration data obtained from environmental loads, ensuring the closest possible representation of the real structure. The updated model is applicable in various scenarios, including post-incident damage assessment, structural optimization, reinforcement planning, and ongoing health monitoring. To validate the proposed methodology, a real three-story structure was examined through vibration tests. The prepared finite element model was updated accordingly, and analysis of the results demonstrated strong agreement between the model's dynamic characteristics and the actual structure, affirming the effectiveness of the proposed approach.اگرچه استفاده از اتصالات خورجینی در سازههای فولادی بهدلیل محدودیتها و اشکالات فنی در ایران تقریباً منسوخ شده است، ساختمانهای با اهمیت بسیار در نقاط مختلف کشور وجود دارند که در گذشته با استفاده از این نوع اتصال ساخته شدهاند. از آنجاییکه مسئلۀ تعمیر و نگهداری و پایش وضعیت سازههای موجود بر کسی پوشیده نیست، در این مقاله به موضوع شناسایی اطلاعات دینامیکی و پایش سلامت سازههای اسکلت فولادی با اتصالات نیمهصلب خورجینی پرداخته شده است. مدلسازی اتصالات خورجینی در نرمافزارهای اجزای محدود، یکی از چالشهایی است که در این زمینه وجود دارد. در این پژوهش، ابتدا روشی برای مدلسازی اجزای محدود این نوع سازهها پیشنهاد شده است. در گام بعدی، مدل اجزای محدود مذکور، با استفاده از دادههای بهدستآمده از ارتعاشات دینامیکی سازه تحت بارهای محیطی بهگونهای کالیبره و بهروزرسانی شده تا مدل بهدستآمده، بیشترین تطابق را با سازۀ واقعی داشته باشد. از مدل اجزای محدود بهروزرسانیشده در موارد مختلفی ازجمله، شناسایی آسیب پس از وقوع حوادث ناگهانی، بهینهسازی و تقویت سازه و پایش دورهای سلامت آن میتوان بهره جست. بهمنظور شرح و بررسی قابلیتهای الگوریتم پیشنهادی، یک سازۀ سه طبقۀ واقعی مورد مطالعه قرار گرفت. پس از انجام تستهای ارتعاشی، مدل اجزای محدود سازۀ مذکور تهیه و بهروز رسانی شد. تحلیل نتایج، حاکی از تطابق قابلقبول اطلاعات دینامیکی مدل مذکور با سازۀ واقعی است.https://www.journalisss.ir/article_238578_b28bbc64d0ae8f0eef4da530c46eaf9a.pdfانجمن سازههای فولادی ایراننشریه علمی سازه و فولاد1735-515X195020251222Optimization of Shear Capacity in Cold-Formed Steel Double Channel Beams with Web Openingsبهینهسازی ظرفیت برشی تیرهای ساختهشده از مقاطع دوبل ناودانی فولادی سردنوردشده با بازشو در جان203523877910.22034/jss.2025.560009.1013FAنسترنحسینجانیعضو هیئت علمی گروه فنی و مهندسی، واحد آستارا، دانشگاه آزاد اسلامی، آستارا، ایرانحسینپرستشدانشگاه علم و فرهنگJournal Article20250724The use of lightweight cold-formed steel members with versatile applications is increasing. Implementing web openings for building services passage, especially in support zones, is particularly important. This research aims to evaluate the ultimate shear capacity of cold-formed steel beams with web openings. I-shaped beams, 1000 mm in length, composed of back-to-back C-sections were modeled for nonlinear analysis under three-point loading using finite element software, considering various parameters and material non-elastic behavior. The finite element model was validated based on existing experimental results from reliable sources. Key parameters in this modeling and design constraints for optimizing hole dimensions and shape included section thickness, the presence or absence of lips on the sections, and the distance of the openings from the support. This study employed a hybrid Neural Network-Genetic Algorithm (NSGA-II), a multi-objective optimization algorithm, to optimize the two objectives of maximum load and minimum mass. The outputs from the finite element models (maximum load) served as input for neural network training and design, and the neural network outputs were selected as the objective function. Results show a maximum difference of 4.18% between the ultimate load from finite element analysis and the genetic algorithm. In this research presented hybrid framework (FEM-ANN-GA) enables the selection of the optimal web opening specifications from the Pareto solutions, while simultaneously considering both strength and weight. The shear resistance investigation reveals that rectangular openings perform approximately 4% better, and circular openings about 7% better than square openings.تمایل به استفاده از اعضای سرد نوردشدۀ سبک با کاربردهای متعدد درحال افزایش است. اجرای بازشوها در جان برای عبور تأسیسات ساختمانی بهویژه در نواحی تکیهگاهی، از اهمیت ویژهای برخوردار است. هدف از این پژوهش ارزیابی ظرفیت برشی نهایی تیرهای با فولاد سرد نوردشده با بازشدگی در جان است. تیرهایی به طول ۱۰۰۰ میلیمتر بهصورت مقاطع Iشکل، متشکل از دوبل Cشکل تحت بارگذاری سهنقطهای در یک تحلیل غیرخطی با پارامترهای مختلف و رفتار غیرالاستیک مصالح با استفاده از نرمافزار المان محدود مدلسازی شد. صحتسنجی مدل المان محدود با تکیه بر نتایج آزمایشگاهی موجود در مراجع معتبر، انجام پذیرفت. پارامترهای مورد نظر در این مدلسازی و قیود طراحی در فرآیند بهینهسازی ابعاد و شکل سوراخ، ضخامت مقطع، حضور لبه و بدون لبه در مقاطع و فاصلۀ بازشدگیها از تکیهگاه است. در این تحقیق، از روش ترکیبی شبکۀ عصبی-الگوریتم ژنتیک (NSGA-II) که یک الگوریتم بهینهسازی چندهدفه است، برای بهینهسازی دو هدف بار ماکزیمم و جرم مینیممم بهکار برده شده است. خروجی مدلهای اجزای محدود (بار ماکزیمم) بهعنوان ورودی در شبکۀ عصبی برای آموزش و طراحی و خروجیهای شبکۀ عصبی بهعنوان تابع هدف انتخاب شدند. نتایج نشان میدهد اختلاف بار نهایی حاصل از آنالیز المان محدود و الگوریتم ژنتیک، حداکثر ۴/۱۸٪ است. در این تحقیق، چارچوب ترکیبی ارائهشده (FEM-ANN-GA)، امکان انتخاب بهینهترین مشخصات سوراخ جان را از میان جوابهای پارتو، با درنظرگیری همزمان مقاومت و وزن، فراهم میکند. بررسی مقاومت برشی، نشان میدهد سوراخ مستطیلشکل حدود ۴% و سوراخ دایرهای حدود ۷٪ بهتر از سوراخ مربع عمل میکنند.https://www.journalisss.ir/article_238779_01c489f4d4a1023e437f126898c19561.pdfانجمن سازههای فولادی ایراننشریه علمی سازه و فولاد1735-515X195020251222Contribution of load transfer mechanisms in steel beam to square and circular concrete column connectionمشارکت مسیرهای انتقال بار در اتصال تیر فولادی به ستون بتنی مربعی و دایرهای364923878110.22034/jss.2025.564285.1019FAنسرینبخشایش اقبالیمهندسی عمران-دانشکده فنی- دانشگاه ایلام- ایلامسید رسولمیرقادریدانشگاه تهران0009-0001-6256-3971محمد مهدیاحمدیدانشگاه ایلامزهراباپیریدانشگاه ایلامJournal Article20250809Structural systems consisting of steel beams and reinforced concrete columns provide an optimal combination of materials in building design. In order to expand the use of such systems, it is very important to address the beam-to-column connection area, discuss the force transfer mechanism, and determine the contribution of load transfer mechanisms. In this study, numerical modeling of the steel beam to a reinforced concrete column connection with a through plate was performed using Abaqus software. Then, the results of the analysis were accurately validated based on the results of experimental tests. In order to evaluate the contribution of the connection components from the connection shear demand, the validated models were expanded to several models with larger dimensions of beam to square and circular column connection. Some models were also analyzed and evaluated to study the effect of shear connectors located on different surfaces of the connection area on load transfer. The results showed that at least 50% and 35% of the connection demands are transferred to the column concrete through the trough plate in the specimens with square and circular columns, respectively. This difference indicates better confinement provided by the circular cover plates. In the specimen without shear connectors, the cover plates were not mobilized in load transfer, which led to increased demand on the through plate, increased stress and strain at the point where the through plate rests on the concrete, and a decrease in the stiffness of the connection.سیستمهای ساختمانی متشکل از تیرهای فولادی و ستونهای بتنآرمه، یک ترکیب بهینه از مصالح در طراحی ساختمان ارائه میکنند. در راستای گسترش استفاده از چنین سیستمهایی، پرداختن به ناحیۀ اتصال تیر به ستون، بحث سازوکار انتقال نیرو و تعیین میزان مشارکت اجزای ناحیۀ اتصال بسیار حائز اهمیت است. در این تحقیق، مدلسازی عددی بر اتصال تیر فولادی به ستون بتنآرمه با ورق میانگذر توسط نرمافزار آباکوس انجام شد؛ سپس نتایج حاصل از تحلیل بر اساس نتایج تستهای آزمایشگاهی بهطور دقیق مورد صحتسنجی قرار گرفت. بهمنظور ارزیابی دقیق میزان مشارکت اجزای اتصال در تقاضای چشمۀ اتصال، مدلهای صحتسنجیشده به چندین مدل با ابعاد بزرگتر تیر به ستون مربعی و دایرهای توسعه داده شدند. همچنین چندین مدل نیز برای مطالعۀ اثر برشگیرهای واقع بر سطوح مختلف ناحیۀ اتصال در انتقال بار، مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در نمونههای با ستون مربعی و دایرهای بهترتیب حداقل ۵۰٪ و ۳۵٪ نیروهایهای ناحیۀ اتصال ازطریق ورق میانگذر به بتن ستون انتقال مییابد. این تفاوت حاکی از محصورکنندگی بهتر ورقهای پوششی دایرهای است. در نمونۀ بدون برشگیر، ورقهای پوششی در انتقال بار بسیج نشدند که منجربه افزایش تقاضا در ورق میانگذر، افزایش تنش و کرنش در محل اتکای ورق میانگذر به بتن و کاهش در سختی اتصال شد.https://www.journalisss.ir/article_238781_8ca5c1364a7e5e4cce7af46e5e05a158.pdfانجمن سازههای فولادی ایراننشریه علمی سازه و فولاد1735-515X195020251222A Review on the Evolution of Stability Design Methods for Steel and Concrete-Filled Steel Tube Structures: From the Effective Length to Direct Analysis Methodمروری بر تکامل روشهای طراحی پایداری سازههای فولادی و فولادی پُرشده با بتن؛ از رویکرد طول مؤثر تا تحلیل مستقیم506824091910.22034/jss.2026.562732.1017FAنیلوفربکرانی بالانیدانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانسیامکایپکچیدانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانعلیرضاصادقی راددانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانJournal Article20250823This study, adopting a review–analytical approach, examines the evolution of stability design methods for steel and concrete filled steel tube (CFT) structures, from the classical Effective Length Method to the modern Direct Analysis Method. In this context, code developments and the underlying physical fundamentals governing each approach are systematically analyzed, with a focus on how initial geometric imperfections, stiffness reduction due to residual stresses, and inelastic material behavior are accounted for. The results reveal that the transition from the Effective Length Method to the Direct Analysis Method is not merely a modification in design formulations, but represents a fundamental change in the logic of stability assessment, shifting from implicit approaches to explicit modeling of destabilizing effects within code based frameworks. Moreover, the study shows that in the design of concrete filled steel members, although the fundamental principles of the Direct Analysis Method have been adopted, the effect of the axial load level on member stiffness reduction is still treated in a simplified and implicit manner in current design codes. The novelty of this study lies in providing an integrated analytical synthesis of the evolution of stability design methods, elucidating their underlying logic, differences, and limitations, and establishing a foundation for developing more refined stability design models particularly for concrete filled steel tube members.این گردآوری با رویکردی مروری–تحلیلی، سیر تکامل روشهای طراحی پایداری در سازههای فولادی و فولادی پرشده با بتن (CFT) را از روش کلاسیک مبتنی بر طول مؤثر تا روش نوین تحلیل مستقیم بررسی میکند. در این راستا، تحولات آییننامهای و مبانی فیزیکی حاکم بر هر روش، با تمرکز بر نحوۀ لحاظ آثار نواقص هندسی اولیه، کاهش صلبیت ناشی از تنشهای پسماند و رفتار غیرالاستیک مصالح، بهصورت منسجم تحلیل شدهاند. نتایج این بررسی نشان میدهد که گذار از روش طول مؤثر به تحلیل مستقیم، صرفاً یک تغییر در روابط طراحی نیست؛ بلکه بیانگر تغییر بنیادین در منطق ارزیابی پایداری از رویکردهای ضمنی به مدلسازی صریح آثار ناپایدارکننده در چارچوب ضوابط آییننامهای است. همچنین این گردآوری نشان میدهد که در طراحی اعضای فولادی پرشده با بتن، اگرچه مبانی روش تحلیل مستقیم پذیرفته شده است، اما تأثیر سطح بار محوری بر کاهش صلبیت اعضا هنوز بهصورت سادهسازیشده و ضمنی در آییننامهها لحاظ میشود. نوآوری این پژوهش در ارائۀ یک جمعبندی تحلیلی و یکپارچه از سیر تحول روشهای طراحی پایداری است که تفاوتها و محدودیتهای روشها را در منطق حاکم بر طراحی پایداری تبیین کرده و زمینه را برای توسعه مدلهای دقیقتر طراحی پایداری، بهویژه برای اعضای فولادی پرشده با بتن، مشخص میسازد.https://www.journalisss.ir/article_240919_a1e4d96e1e4c9c28d398c505a01007bd.pdfانجمن سازههای فولادی ایراننشریه علمی سازه و فولاد1735-515X195020251222Applying the Birds of Prey-Based Optimization Algorithm (BPBO) to Find Optimal Parameters of Tuned Mass Dampers for Seismic Control of Structuresکاربرد الگوریتم بهینهسازی پرندگان شکاری (BPBO) در تعیین پارامترهای بهینه میراگرهای جرمی تنظیمشده برای کنترل لرزهای سازهها698424291710.22034/jss.2026.568441.1025FAحبیب الهاحمدیدانشکدگان فنی دانشگاه تهران، دانشکده مهندسی عمرانسیدمهدیزهراییدانشکدگان فنی دانشگاه تهران، دانشکده مهندسی عمران0000-0003-2759-2424Journal Article20250903In recent years, structural vibration control has received considerable attention as an effective strategy for mitigating seismic responses in buildings. Among various passive control devices, the Tuned Mass Damper (TMD) has emerged as one of proper solutions due to its mechanical simplicity, cost-efficiency, and reliable performance. The effectiveness of a TMD, however, strongly depends on the proper selection of its design parameters, including mass, stiffness, and damping ratio. Determining these optimal parameters remains a critical and challenging task in structural control design. To address this issue, the present study employs the Birds of Prey-Based Optimization (BPBO) algorithm, a recently developed metaheuristic method inspired by the cooperative hunting strategies of predatory birds. The algorithm is applied to optimize the parameters of a TMD installed in a benchmark 10-story shear building model subjected to seismic excitation. Two objective functions are considered: (1) minimizing the maximum roof displacement and (2) minimizing the overall structural drift, quantified using the root mean square (RMS) of peak floor displacements. <br>Numerical simulations indicate that the BPBO-optimized TMD achieves significant reductions in structural response. The average displacement reduction reaches approximately 38.3% for the first objective function and 38.5% for the second. In addition, the maximum roof displacement decreases by 36.5% and 36.4%, respectively. These findings demonstrate the effectiveness and robustness of the BPBO algorithm in identifying optimal TMD parameters and highlight its potential as a competitive optimization tool for seismic vibration control applications. The convergence analysis further confirms the algorithm’s efficiency and reliability in solving nonlinear structural optimization problems.امروزه توجه قابلملاحظهای به توسعۀ روشهای کنترل ارتعاشات لرزهای سازهها معطوف شده است. در میان کلیۀ تجهیزات میراکنندۀ ارتعاشات، میراگر جرمی تنظیمشده، بهدلیل سادگی مکانیکی، مقرونبهصرفهبودن و عملکرد قابلاطمینان، یکی از فناوریهای مناسب محسوب میشود. عملکرد مطلوب این سامانهها به انتخاب بهینۀ پارامترهای جرم، سختی و میرایی وابسته است. در مطالعۀ حاضر با هدف غلبه بر این چالش و یافتن مقادیر ایدهآل پارامترهای میراگر، تحت اثر زلزله، از الگوریتم بهینهسازی پرندگان شکاری (BPBO)، بهعنوان یک روش نوین و اثربخش در این عرصه، بهره گرفته شده است. در این پژوهش، بهبود عملکرد میراگر با دو معیار کاربردی ارزیابی شده است: 1- کاهش بیشینه جابهجایی بام؛ 2- کاهش جذر میانگین مربعات بیشینه جابهجایی تمامی طبقات.<br>نتایج تحلیلها نشان میدهد استفاده از پارامترهای بهینۀ استخراجشده توسط BPBO منجربه کاهش معنیدار پاسخ لرزهای نسبت به حالت بدون میراگر و همچنین نسبت به مقادیر تنظیم کلاسیک میشود. با استفاده از روش حاضر، میانگین کاهش جابهجایی برای معیار اول به حدود 3/38 درصد و برای معیار دوم به حدود 5/38 درصد رسیده است. همچنین کاهش بیشینه جابهجایی بام برای معیار اول 5/36 درصد و برای معیار دوم 4/36 درصد محاسبه شده است. این ارقام در مقایسه با یافتههای مطالعات گذشته، بهبود چشمگیری را نمایان میسازد و گویای توانایی بالاتر روش پیشنهادی در استهلاک انرژی زلزله و کنترل جابهجاییهای سازه است. بررسی همگرایی الگوریتم نیز کارایی مناسب آن را در مسائل بهینهسازی غیرخطی سازهای نشان میدهد.https://www.journalisss.ir/article_242917_04e76f33abebee35c5cebe8a58045982.pdfانجمن سازههای فولادی ایراننشریه علمی سازه و فولاد1735-515X195020251222Influence of Gusset Plate Connection Stiffness on the Behavior of Steel Braced Framesبررسی تأثیر گیرداری اتصال مهاربند با ورق اتصال گرهی (ورق گاست) بر رفتار قاب مهاربندی فولادی8510324328910.22034/jss.2026.545966.1002FAسید محیالدینقدرتیان کاشاندانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریفمهدیقاسمیهدانشکده مهندسی عمران - دانشکدگان فنی - دانشگاه تهران0000-0003-3566-538Xسید حسنشربتدار حسینیدانشکدگان فنی، دانشگاه تهرانJournal Article20250916Steel connections are often divided into two categories; either fully pin or fully fixed. However, in practice, pin connections show some degree of constraining and fixed connection will not provide a behavior of absolute constraining. Thus, the behavior of connections does not completely align with these two categories. Definitely, this issue has effects on the characteristics of structures. However, in designing of ordinary steel buildings, these effects have neglected and it’s assumed that the behavior of the connection is an ideal one. In this paper, beam to column connection is evaluated where the brace joints them through a gusset plate. While the implementation of gusset plate may produce considerable amount of constraining, this connection is modeled as mere pin connection. This research is carried out in two main phases. In the first phase, an experimental study on braced frame connections is selected and modeled using Abaqus software. The behavior of the connection is evaluated and compared with test results. In the second phase, a multistory braced building frame is selected and simulated in the Opensees software. In this simulation, connections with gusset plate are modeled in two different methods. In first method, fully pin behavior is considered while in the second method, actual behavior obtained in the previous phase, is modeled. These two different models are analyzed under the same earthquake loading. The results show that the beam to column connection with gusset plate, could transmit significant bending moment and should be classified as semirigid connections. However, it is shown that due to large lateral stiffness of braced frames, modeling the semirigidity has negligible effect on linear and nonlinear behavior of the structures.در تحلیل و طراحی سازههای فولادی، معمولاً اتصالات به یکی از دو حالت مفصلی کامل یا گیردار کامل فرض میشوند. در عمل هیچگاه رفتار اتصالات مطابق فرض ایدهآل نیست؛ اتصالات مفصلی مقدار اندکی گیرداری دارند و اتصالات گیردار نیز عملکرد صد در صد گیردار نشان نمیدهند. در طراحی سازههای فولادی رایج، تأثیر این مسئله بر مشخصات سازه، ناچیز فرض شده و رفتار اتصالات ایدهآل در نظر گرفته میشود. در این مقاله اتصال تیر به ستون در محلی که مهاربند بهوسیلۀ ورق اتصال گرهی (ورق گاست) به آنها متصل شده، مورد بررسی قرار میگیرد. این اتصال در طراحیها مفصلی فرض میشود؛ درحالیکه وجود ورق گاست و ملحقات اتصال، ممکن است مقدار قابلتوجهی گیرداری ایجاد کند. تحقیق حاضر در دو مرحلۀ کلی صورت میگیرد. در مرحلۀ نخست، یک قاب مهاربندی آزمایشگاهی انتخاب میشود؛ ابتدا اتصالات دارای ورق گاست این قاب در نرمافزار Abaqus و سپس کل قاب در نرمافزار Opensees مدلسازی میشود. رفتار اتصال از مدلسازی اول بهدست میآید و در مدلسازی دوم تعریف میشود. مقایسۀ رفتار قاب مدلسازیشده در Opensees با قاب واقعی تحت آزمایش، این اطمینان را میدهد که رفتار واقعی اتصال مذکور با دقت مناسبی بهدست آمده است. در مرحلۀ دوم، ابتدا یک قاب ساختمانی مهاربندی چندین طبقه انتخاب شده و در نرمافزار Opensees شبیهسازی میشود. در این شبیهسازی، اتصالات دارای ورق گاست، یک بار با فرض رفتار مفصلی کامل و بار دیگر با فرض رفتار واقعی بهدستآمده در مرحلۀ قبل، مدل میشوند. مقایسۀ رفتار این دو قاب تحت بارگذاری زلزله نشان داد که اتصال تیر به ستونِ دارای ورق گاست، لنگر قابلتوجهی را منتقل میکند و در دستهبندی اتصالات نیمهگیردار قرار میگیرد. بااینحال نشان داده شد که اثر مدلسازی نیمهگیرداری این اتصالات در رفتار خطی و غیرخطی سازه، بهعلت سختی جانبی بالای قاب فولادی مهاربندی، ناچیز است.https://www.journalisss.ir/article_243289_ad3abb2e9f8b00d70bee0809222ec46d.pdf