Current
A Comparative Study on Seismic Demand of External Shear Keys in Normal and Skewed Reinforced Concrete Highway Bridges.
Experimental and Numerical Investigation on Using Hysteretic Dampers in Building Bases During Rocking Motion.
Development of Non-linear Static Analysis in Skewed Bridges Considering Simultaneous Effect of Torsion and Flexure.
Application of an Angular-Mass Damper to Base-Isolated Rigid Block Equipments.

Published
Development of Seismic Fragility of Typical Highway Bridges in Iran.
Seismic Control of Equipments.
Seismic Fragility of Isolated Equipments.
An approximate method for dynamic analysis of skewed highway bridges with continuous rigid deck.
A Study on the Nonlinear Behavior of Skewed Bridges.

Earthquake Reconnaissance Reports
30 September 2009 Indonesia Padang earthquake collaborative reconnaissance preliminary report.
Collapse Mechanism of Adobe and Masonry Structures During the 2003 Iran Bam Earthquake.

 
Research Plan: Dynamic Behaviour and Seismic Protection of Skewed Bridges
 
An approximate method for dynamic analysis of skewed highway bridges with continuous rigid deck, Afshin Kalantari, Mohsen Amjadian, Engineering Structures, Volume 32, Issue 9, September 2010, Pages 2850-2860

Abstract

In this paper using a 3DOFs analytical model an approximate hand-method is presented for dynamic analysis of skewed highway bridges with continuous rigid deck. In modeling the structure it is assumed that the deck of the bridge is rigid in-plane. As a result of this assumption the deck moves only on a horizontal plane and the vertical movements are restrained. The translational and rotational stiffness of the substructure and the shear stiffness of the elastomeric bearings on the two abutments are modeled with linear springs. To calculate the natural circular frequencies and internal forces of skewed highway bridges, simplified formulae are presented. The capability and accuracy of the proposed method for seismic analysis are compared with the results of finite element modeling of a practical example. It is generally possible that the deck rigidity assumption underestimates the seismic responses of bridge, but the results show that it sufficiently estimates the natural frequencies and internal forces with a reliable margin of error which is favorable and acceptable for designers in the preliminary stages of design. The approximate method is capable of dynamic analysis of skewed highway bridges with continuous rigid deck in the preliminary stages of the design process. In addition, the preliminary values of this method can help to identify the unknown errors occurring during finite element modeling of the structural model.







 
A Study on the Nonlinear Behavior of Skewed Bridges
Abstract
Due to irregular configuration of special bridges such as “c-bent bridges”, “curved bridges”, and “skewed bridges”, special considerations should be assigned to their analysis and design procedure. Rotation of the deck in skewed bridges during seismic vibrations and colliding deck to the abutments may cause severe damage to the structure. On the other hand, the torsional moment induced in the piers due to the rotation of the deck, which is combined with shear force, bending moment and axial force reduces the capacity of the piers as shown in the previous studies. In this research, nonlinear seismic response of the piers in skewed bridges is computed by modeling the structures in OpenSees. Variation of stiffness in the structure due to nonlinear response was evaluated. Furthermore, the effect of bilateral loading and direction of excitations was investigated through this study. The results of time history nonlinear analysis indicate the effectiveness of torsional response of the deck on the damage occurred during the earthquake. A brief study on the direction of incidence was carried out. The results show that, although, in some cases, the maximum time history response of the piers occurred when Teta=00, more study is required to investigate the skewness effects and input seismic motions with different frequency contents.

چکیده
در این مطالعه تحلیل غیرخطی یک پل مورب با هدف شناسایی رفتار دینامیکی آن در زمان زلزله وتحقیق در مورد عوامل خرابی در آن مدنظر است. پل‌های مورب به دلیل وضعیت هندسی ویژه رفتار پیچیده‌ای را در زمان وقوع زلزله از خود نشان می‌دهند. بروز پاسخ‌های همزمان پیچشی و انتقالی در این سازه‌ها به همراه در دسترس نبودن یا پرهزینه بودن استفاده از نرم‌افزارهای مناسب تحلیل دینامیکی غیرخطی، تعیین عوامل خرابی و نقاط ضعف احتمالی این پل‌ها را با دشواری رو به رو می‌سازد. مشاهده خرابی این پل‌ها در زمین لرزه‌های گذشته حاکی از رفتار خاص و متفاوت آنها با پل های معمولی بوده و از این رو محققین مختلفی در طول چند دهه گذشته رفتار دینامیکی این نوع از پل ها را مورد بررسی قرار داده اند. در طی مطالعه پس از بررسی‌‌های اولیه، رفتار دینامیکی غیر خطی پل مورب بتن مسلح Foothill با طراحی مدل دینامیکی سه بعدی آن در نرم افزار المان محدود OpenSees محاسبه و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی تحت اثر دو مولفه طولی و عرضی زمین لرزه صورت گرفت. انتخاب این پل در اولین گام از پروژه های مرتبط با پل های مورب وجود پیشینه مطالعاتی و اطلاعات قابل توجه از سازه پل، رفتار آن در زمان زلزله سان فرناندو در سال 1979 و همچنین مطالعات تحلیلی صورت گرفته است که امکان ساخت مدل و صحت سنجی نتایج را به وجود خواهد آورد. نتایج بدست آمده برای پل مورب با پل معمولی مورد مقایسه قرار گرفته است. همچنین منحنی های تاریخچه زمانی جابه جایی گره‌های گوشه عرشه، نیروی محوری و لنگر پیچشی همراه با مقادیر حداکثر نیروی برشی و لنگر خمشی مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است.  نتایج عددی تاثیر قابل توجه تورب پایه ها در نحوه پاسخ دینامکی پل مورب Foothill و کاهش ظرفیت باربری آن بر اثر عمل همزمان پیچش و نیروی محوری بر روی ستون های بحرانی را نشان می دهد. وجود مودهای رفتاری با فرکانسهای ارتعاشی نسبتا نزدیک به هم از مشخصه های نمونه مورد مطالعه بوده است. در مطالعه اینگونه نتیجه گیری شد که پریود مودهای پل مورب تحلیل شده بیشتر از پل معمولی متناظر با آن بوده است. تغییرمکان جانبی گوشه‌های عرشه که ناشی از پاسخ مود چرخشی در آن است امکان وقوع ضربه در زمان ارتعاش در محل تکیه ها را به وجود میآورد. همچنین مطالعه نشان می‌دهد که بار محوری در کنار پیچش قابل توجه اعمال شده در پایه‌های پل موجب وقوع شکستهای مشاهده در پایه پس از زلزله شده‌است.
 
Seismic Fragility of Typical Highway Bridges in Iran

Abstract

To evaluate the transportation networks against seismic risks and to obtain a viable standard for performance based seismic design and rehabilitation, it seems imperative that we have seismic fragility curves for highway bridges. These curves demonstrate transition point where a structure exceeds a limit state at a given seismic intensity. Responses obtained from bridges during their analysis are used to draw such curves. Most of the bridges in Iran have not been exposed to high intensity earthquakes until now and damage data for these is­ not sufficient. An analytical method is hence used to generate fragility curves for bridges. The fragility curves are offered for a typical tri-span Bridge with continuous concrete girders. Curvature ductility on the concrete piers and abutments are factors chosen for generating fragility curves. For this purpose, a nonlinear three-dimensional model of the bridge was developed in the OpenSees software. Soil-structure interaction of the backfill and abutments as well as the foundation and the surrounding soil are included in the model. The Bayesian method and the method based on the behavior of the structure were applied in the study to generate the fragility curves. The fragility curves are developed for the near-field earthquakes using 20 ground motions selected from the PEER strong motion database. The comparison of curves resulted from Bayesian method and based on behavioral curves show a maximum difference of 20 percent.

چکیده

به منظور ارزیابی شبکه های حمل و نقل در برابر خطرات لرزه ای از یک سو و تهیه معیارهای مناسب برای طراحی و بهسازی لرزه‌ای بر اساس عملکرد، ارائه منحنی های شکنندگی لرزه ای برای رده های مختلف پل های بزرگراهی ضروری به نظر می رسد. منحنی های شکنندگی احتمال فراگذشت حالت معینی از سازه از مقدار حدی تعیین شده برای آن تحت یک معیار شدت زلزله را بیان می‌نماید؛ ارائه منحنی های شکنندگی به صورت کارشناسی، تجربی و تحلیلی صورت می‌گیرد؛ در تعیین منحنی های شکنندگی تحلیلی لرزه ای، پاسخ های لرزه ای حاصل از تحلیل پل ها، مورد استفاده قرار می گیرد. اغلب پلهای موجود در کشور تاکنون زلزلۀ مهمی را تجربه نکرده اند و در نتیجه اطلاعات خرابی موجود برای این پلها کافی نیست، بنابر این از روش تحلیلی برای ارائه منحنی های شکنندگی این قبیل پلها استفاده می گردد. در این مطالعه منحنی  شکنندگی لرزه ای برای یک مدل پل سه دهانه با شاهتیرهای بتنی پیوسته (برگرفته از نشریه 294 سازمان مدیریت و برنامه ریزی) ارائه می شود. همچنین لزوم مدل سازی تکیه گاه کناری وتاثیر مدل سازی رفتار آن و شدت زلزله برروی منحنی های شکنندگی نیز بررسی می شود. حالت‌های پاسخ گوناگونی را می توان برای ارائه منحنی های شکنندگی پل در نظر گرفت که از جمله این مولفه ها پاسخ در ستون ها و تکیه گاهها هستند. به منظور تحلیل دینامیکی غیر خطی پل، نیاز به مجموعه ای از زمین لرزه ها است که خصوصیات آنها با شرایط خاک محل، سازوکار گسل های منطقه و سایر خصوصیات ساختگاه مطابقت داشته باشد. مدل سازی پل با استفاده از نرم افزار Openseesبه صورت سه بعدی انجام گردید. نتایج، احتمال خرابی را در اثر شدت زلزله های متفاوت بیان می کند.
 
Research Plan: Dynamic Behaviour and Seismic Protection of Equipments
 
Seismic Fragility of Isolated Equipments
  تاثير جداسازي لرزه يي بر شكنندگي لرزه يي تجهيزات صلب بلوكي
افشين كلانتري، ولي شهبازي، مهندسي عمران شريف، سال بيست و ششم، شماره 3، بهمن و اسفند 1389  ص 109.

منحني هاي شكنندگي لرزه يي براي تجهيزات غيرسازه يي بلوكي مهارنشده در سه حالت متفاوت: «تجهيزات روي بستر زمين و مهارنشده»، «تجهيزات روي طبقات ساختمان و بدون سيستم هاي جداساز لرزه يي» و «تجهيزات روي طبقات ساختمان و با جداسازي لرزه يي كف» به دست آمده اند. به منظور ارزيابي آسيب پذيري لرزه يي تجهيزات بلوكي تحت اثر حركت گهواره يي آنها به
هنگام زلزله، منحني هاي شكنندگي در حالات سه گانه ي يادشده رسم شده است. تجهيزات بلوكي با نسبت ابعاد مختلف مورد مطالعه قرار گرفته اند. در اين پژوهش، براي محاسبه ي منحني هاي شكنندگي لرزه يي از روش شبيه سازي مونتـكارلو استفاده شده است. نتايج حاصل از مطالعه ي پاسخ دوراني تجهيزات بلوكي تحت اثر زلزله، و نيز رسم منحني هاي شكنندگي براي آنها نشان مي دهد كه جداسازي لرزه يي كف طبقاتي كه تجهيزات در آنها قرار دارند در كاهش ميزان آسيب پذيري بلوك هاي صلب تاثير به سزايي دارد به نحوي كه در بلوك هاي مشابه، آنها كه در طبقاتي با كف جداسازي شده قرار دارند، نسبت به بلوك هايي در سطح همان طبقات و بدون جداسازي لرزه يي، از سطح آسيب پذيري پايين تري برخوردارند. همچنين آسيب پذيري اين تجهيزات با افزايش نسبت ابعاد بلوك هاي صلب كاهش مي يابد؛ از دو بلوك با نسبت ابعاد يكسان، بلوكي كه اندازه اش بزرگ تر است آسيب پذيري پايين تري دارد.

کليدواژگان: : تجهيزات بلوكي، حركت گهواره يي، منحني هاي شكنندگي لرزه يي، جداسازي لرزه يي طبقه، شبيه سازي مونت كارلو
Seismic Control of Equipments
  مطالعه آسيب پذيري تجهيزات غيرسازه اي بلوكي شكل در برابر دوران در زمان زلزله، افشين كلانتري، ولي شهبازي، پژوهشنامه زلزله شناسي و مهندسي زلزله، شماره 40، تابستان 1387  ص 27.

با توجه به اهميت تجهيزات غيرسازه اي و نقش آنها درعملكرد ساختمانها ، پايداري لرزه اي آنها از اهميت زيادي برخوردار است. در اين مقاله، آسيب پذيري تجهيزات غيرسازه اي بر اثر حركت گهواره اي با كمك رسم منحني هاي شكنندگي بررسي شده است. فرض شده كه بلوك تجهيزات، صلب و ميزان اصطكاك بين اين تجهيزات و سطح زيرين به اندازه اي است كه هيچ گونه لغزشي صورت نمي گيرد. آسيب پذيري تجهيزات غيرسازه اي بلوكي شكل تحت اثر زلزله هاي مختلف به صورت احتمالاتي بررسي شده است. بدين منظور، 80 نگاشت از زلزله هاي مختلف به بلوك مورد نظر به عنوان تحريك لرزه اي ورودي اعمال شده اند. نگاشتهاي مذكور به بيشينه شتابهاي مختلف بين
g 1/5-0/05مقياس و در هر مقياس براي هر نگاشت، تاريخچه پاسخ لرزه اي بلوك محاسبه گرديده است. در نهايت، با توجه به مقادير پاسخهاي به دست آمده، با استفاده از روشهاي احتمالاتي، منحني هاي آسيب پذيري براي تجهيزات بلوكي شكل با مشخصات مختلف به دست آمده اند و تاثير پارامترهاي ابعادي مختلف بلوك بر منحني هاي به دست آمده مورد ارزيابي كلي قرار گرفته اند.


کليدواژگان: : آسيب پذيري لرزه اي، دوران بلوك صلب، منحني شكنندگي لرزه اي
 
Earthquakes Reconnaissance Reports
 
An Engineering Seismological Overview on the Padang, Sumatra, Indonesia Earthquake of 30 September 2009, Mw7.6; A Reconnaissance Investigation
Observations of Structural Damage after Padang September 30th 2009 Earthquake
Collapse Mechanism of Adobe and Masonry Structures During the 2003 Iran Bam Earthquake (Juichi Kiyono, Afshin Kalantari)

Abstract

An earthquake with MW 6.5 occurred at 05:26 on December 26, 2003 in Bam City, Kerman State, Iran. The epicenter was located in 29.01N and 58.26E. More than 40,000 people were killed, and about 90% of adobe and masonry structures were totally collapsed. The earthquake records observed at the center of the city by BHRC. Peak accelerations for longitudinal, transversal and vertical components were 778.2, 623.4 and 979.9 (gal), respectively.We carried out simple in situ test to examine the bonding strength of shear and separation direction by using a spring balance. From the results of simple tests, it was found that the bonding strength was very weak and that caused the severe collapse of adobe and masonry structures.
Download the paper

چکیده

زلزله بم در 26 دسامبر سال 2003 بخش اعظمی از شهر بم را به تلی از ویرانه تبدیل نمود. سهم قابل توجهی از ساختمان های مسکونی در شهر بم از خشت ساخته شده اند. در حال حاضر مکانیزم شکست این نوع سازه ها مشخص نیست. در این مطالعه با بررسی وضعیت خرابی در شهر به انجام آزمایش هایی در محل به قابلیت باربری دیوارهای خشتی و نحوه مقاومت آنها در برابر نیروهای کششی، برشی و میزان اصطکاک بین خشت و ملات پرداخته شده و به صورت مقدماتی با استفاده از نتایج نیروی جانبی مورد نیاز برای خرابی یک دیوار براورد گردیده است. 

 
 
Bam Earthquake Reconnaissance Report

Abstract

An earthquake with MW 6.5 occurred at 05:26 on December 26, 2003 in Bam City, Kerman State, Iran. The epicenter was located in 29.01N and 58.26E. More than 40,000 people were killed, and about 90% of adobe and masonry structures were totally collapsed.Northwest and south of Bam are mountainous area. These mountains provide enough water to Bam city as underground water. The Posht-e-rood River, of which amount of water is not so much, flows from west to east in north of the city (Photo 1). The Bam Fault runs in the north-south direction between Bam and Barvat city (Photo 2). North part of the city along the river is natural levee by the river, and rock is outcropped around Arg-e-bam (Photo 3). The soil in the city is dry and relatively stiff, underground water level is very deep. This fact affects water supply system including irrigation.The earthquake records observed at the center of the city by BHRC. Peak accelerations for longitudinal, transversal, and vertical components were 778.2, 623.4, and 979.9 (gal), respectively. Predominant frequencies according to the Fourier spectra are 1 and 5-6 (Hz) for horizontal components and 7-8 (Hz) for a vertical component. The large pulse-like shaking in the horizontal records caused severe damage to dwellings.