اعتبار،چابکی،پاسخگویی

بررسی عملکرد لرزه‌ای سازه‌ی بتنی با بتن اجرائی رایج و پر مقاومت تحت تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی

دوره 2، شماره 2 - شماره پیاپی 12
اردیبهشت 1399
صفحه 56-76

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران،دانشکده مهندسی، واحد گرمسار، دانشگاه آزاد اسلامی، گرمسار، ایران

2 گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

3 گروه عمران، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

4 گروه عمران، موسسه آموزش عالی علاء الدوله سمنانی گرمسار، سمنان، ایران

چکیده
امروزه استفاده از بتن پر مقاومت در پروژه‌های بزرگ دنیا بسیار رایج شده است. به‌طوری‌که ساخت بزرگ‌ترین و بلندترین سازه‌های جهان بدون استفاده از تکنولوژی بتن پر مقاومت تقریباً غیرممکن می‌باشد. از طرفی با توجه به گستردگی سازه‌های بتنی در کشورمان، در آیین‌نامه طراحی سازه‌های بتنی از تأثیرات مقاومت بتن بر عملکرد دینامیکی سازه سخنی به میان نیامده است؛ بنابراین هدف از این تحقیق، بررسی عملکرد لرزه‌ای سازه‌ی بتنی با بتن اجرائی رایج و پر مقاومت با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی می‌باشد، بطوریکه با مقایسه‌ی رفتار لرزه‌ای سازه‌های بتنی با بتن رایج و پر مقاومت به بررسی تأثیر پارامترهایی مانند تغییر شکل بام، برش پایه، نیروی محوری ستون‌ها پرداخته می‌شود. بنابراین، در ابتدا سازه‌ی قاب خمشی بتنی با شکل‌پذیری متوسط 2 طبقه در حالت سه‌بعدی براساس ضوابط موجود طراحی‌شده و با جزییات واقعی در نرم‌افزار ABAQUS مدل‌سازی گردید. به‌منظور انجام تحلیل غیرخطی، از مدل غیرخطی برای المان‌های سازه استفاده گردیده و تحلیل لرزه‌ای سیستم با استفاده از سه زوج شتاب‌نگاشت دور از گسل همپایه شده، انجام می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهند که افزایش مقاومت بتن، سبب افزایش برش پایه و همچنین سختی طبقات شده و از طرفی افزایش مقاومت بتن بر مقادیر نیروی محوری ستون‌ها تقریباً بی‌تأثیر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Seismic Performance Investigation of Concrete Structure with Common and High Strength Executive Concrete under Nonlinear Dynamic Analyses

نویسندگان English

Kourosh Mehdizadeh 1
Seyede Vahide Hashemi 2
Abbasali Sadeghi 3
Farshid Movafegh Ghadirli 4
1 Department of Civil Engineering, Engineering Faculty, Garmsar Branch, Islamic Azad University, Garmsar, Iran
2 Department of Civil Engineering, Sistan and Baluchestan University, zahedan, Iran
3 Department of Civil Engineering, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
4 Department of Civil Engineering, Alaodoleh Semnani Education Institute Of Semnan, Semnan, Iran
چکیده English

Today, the use of high strength concrete in large projects around the world has become very common. It is almost impossible to build the world's largest and tallest structures without using high strength concrete technology. On the other hand, due to the wide range of concrete structures in our country, the regulations for the design of concrete structures do not mention the effects of concrete strength on the dynamic performance of the structure; Therefore, the aim of this study is to investigate the seismic performance of concrete structure with common and high strength concrete by using nonlinear dynamic time history analysis, so that the effect of parameters such as roof displacement, base shear, and axial force of the columns is compared. Therefore, at first, 2-storey concrete moment frame structure with intermediate ductility was designed in three-dimensional mode, according to the available regulations, then the real details were modeled in ABAQUS software. In order to perform nonlinear analysis, nonlinear model is used for structural elements and seismic analysis of the system is performed using three near-fault pairs of accelograms. The results show that increasing the strength of the concrete increasing the base shear as well as the stiffness of the stories, and the axial force values of the columns is almost ineffective.

کلیدواژه‌ها English

  • Concrete Moment Frame
  • Common Executive Concrete
  • High Strength Concrete
  • Nonlinear Dynamic Analysis
  • Near-Fault Accelogram
  • ABAQUS Software
ACI Committee 363, (1992), State-of-the-art-report on high –strength concrete, ACI 363R-92,American Concrete
Institute, ,55 p.
- Ali F., Abu-Tair A., O’ Connor D., Benmarce A. , Nadgai A. (2001), Useful and practical hints on the process of
producing gigh-strenght concrete, practice periodical on structural design and construction, november, pp150-153, 2001.
- Aggarwal, Y. and Siddique, R., (2014). Microstructure and properties of concrete using bottom ash and waste foundry
sand as partial replacement of fine aggregates. Construction and Building Materials, 54, pp.210-223.
- Felicetti, R., Gambarova, P.G., Rosati, G.P., Corsi, F., and Giannuzzi, G., (1996), “Residual Mechanical Properties of
High-Strength Concrete Subjected to High-Temperature Cycles,”
- Güneyisi, E., Gesoğlu, M., Karaoğlu, S. and Mermerdaş, K., (2012). Strength, permeability and shrinkage cracking of
silica fume and metakaolin concretes. Construction and Building Materials, 34, pp.120-130.
- Halit Cenan Mertol, Sami f!izkalla, Paul Zia, and Amir Mirmiran, 2014 “Characteristics of Compressive Stress
Distribution in High-Strength Concrete “ ACI STRUCTURAL Jurnal Title no. 1 05-S59.
- Hannawi, K., Bian, H., Prince-Agbodjan, W. and Raghavan, B., (2016). Effect of different types of fibers on the
microstructure and the mechanical behavior of Ultra-High Performance Fiber-Reinforced Concretes. Composites Part B:
Engineering, 86, pp.214-220.
- Husem, M., (2006). The effects of high temperature on compressive and flexural strengths of ordinary and highperformance
concrete. Fire Safety Journal, 41(2), pp.155-163.
- Iqbal, S., Ali, A., Holschemacher, K. and Bier, T.A., (2015). Mechanical properties of steel fiber reinforced high strength
lightweight self-compacting concrete (SHLSCC). Construction and Building Materials, 98, pp.325-333.
- Johari, M.M., Brooks, J.J., Kabir, S. and Rivard, P., (2011). Influence of supplementary cementitious materials on
engineering properties of high strength concrete. Construction and Building Materials, 25(5), pp.2639-2648.
- Kodur, V.K.R., Cheng, F.P., Wang, T.C. and Sultan, M.A., (2003). Effect of strength and fiber reinforcement on fire
resistance of high-strength concrete columns. Journal of Structural Engineering, 129(2), pp.253-259.
- Martinelli, E., Caggiano, A. and Xargay, H., (2015). An experimental study on the post-cracking behaviour of Hybrid
Industrial/Recycled Steel Fibre-Reinforced Concrete. Construction and Building Materials, 94, pp.290-298.
- Mohamed M. EL-Attar a, Hossam Z. El-Karmoty b,*, Amal A. EL-Moneim, 2014 “The behavior of ultra-high-strength
reinforced concrete columns under axial and cyclic lateral loads “ HBRC Journal (2016) 12, 284–295.
- Santarelli, M.L., Sbardella, F., Zuena, M., Tirillò, J. and Sarasini, F., (2014). Basalt fiber reinforced natural hydraulic
lime mortars: A potential bio-based material for restoration. Materials & Design, 63, pp.398-406.
- Sellevold, E.J. and Nilsen. T. (1987), Supplementory Cementing Materials for concrete, Ed. By Malhotra CANMET. SP.
86-8-E, 167-246.
- Shah, S.P. and Ahmad, S.H., (1994), High performance concrete and applications, Edvard Arnold,London.
www.cpjournals.com ISSN:6262-155X )Civil & Project Journal)CPJ(( نشریه عمران و پروژه
ؾا زٚ ،ْ زٚضٜ 2، ق إضٜ 2، اضزیثٟکر 1399 ،ق إضٜ خیاخی 12 ،نفحٝ 56 زا نفحٝ 76
55
- Silveira, R.L., Calixto, J.M. and Fontoura, J.T., (1999), Mechanical properties and durability of high – performance
concrete, ACI SP 186, Brazil, pp.655-670.
- Wille, K., Naaman, A.E. and Parra-Montesinos, G.J., (2011). Ultra-High Performance Concrete with Compressive
Strength Exceeding 150 MPa (22 ksi): A Simpler Way. ACI Materials Journal, 108(1).
- Zhang, P. and Li, Q.F., (2013). Effect of polypropylene fiber on durability of concrete composite containing fly ash and
silica fume. Composites Part B: Engineering, 45(1), pp.1587-1594.
  • تاریخ دریافت 26 فروردین 1399
  • تاریخ پذیرش 26 اردیبهشت 1399
  • تاریخ اولین انتشار 26 اردیبهشت 1399
  • تاریخ انتشار 01 اردیبهشت 1399