در نگارش مقالات علمی، مستندسازی فرضیات تحلیلی و ارجاعدهی دقیق به منابع معتبر، از الزامات اصلی پژوهش است. در این مقاله، مجموعهای از رفرنسهای مرتبط با فرضیات رایج در مدلسازی سازههای ساختمانی در نرمافزار OpenSees گردآوری شده است. این منابع، با اتکا بر مقالات منتشرشده مهندس هادی اسلامنیا در ژورنالهای معتبر، موضوعاتی مانند مشخصات مصالح، تعریف المانها، مدلسازی غیرخطی و سایر فرضیات تحلیلی را پوشش میدهند. هدف این مقاله، ارائه مرجعی منسجم و قابلاستناد برای پژوهشگران و کاربران OpenSees است.
روش دسترسی به مقالات:
1. برای دریافت مقالات، میتوانید از طریق کانالهای تلگرام و بله اقدام کنید. جهت دریافت دسترسی، به ادمین با نشانی eslamnia_admin@ پیام ارسال کنید.
2. در صورتی که یکی از دورههای OpenSees سایت را تهیه کردهاید، لینک دانلود مقالات در نرمافزار SpotPlayer، در ابتدای سرفصلهای دوره، قرار داده شده است.
توجه: برای مشاهده رفرنسهای مرتبط با سازههای پل، میتوانید به مقاله مربوط به رفرنس فرضیات OpenSees در پلها در این لینک مراجعه کنید.
بخش 1) انواع سیستم های سازه ای
دیوار برشی بنایی مسلح (Masonry Shear Wall)
در منبع [7] این نوع دیوار به صورت دوبعدی مدل سازی شده است. دیوار بنایی مسلح در این منبع با استفاده از روش Fiber مدل سازی شده است و برای مدل سازی برش دیوار از فنر غیرخطی برشی استفاده شده است.
قاب فولادی ماژولار (Steel Modular Frame)
در منابع [1] و [2] و [3] و [9] این نوع قاب به صورت دوبعدی مدل سازی شده است. در منابع [2] و [9] تیرها و ستون های این قاب، با استفاده از مفصل متمرکز با رفتارIbarra-Medina-Krawinkler (IMK) و در منابع [1] و [3] تیرها و ستون ها به صورت الاستیک مدلسازی شده اند. در منابع [2] و [9] مهاربندها با استفاده از روش Fiber به همراه imperfection (معادل ۱000/۱ طول مهاربند) برای لحاظ نمودن اثر کمانش و در منبع [3] مهاربندها با استفاده از المان های truss مدلسازی شده اند.
دیوار برشی بتنی مسلح (Concrete Shear Wall)
در منبع [8] این نوع دیوار به صورت دوبعدی مدل سازی شده است. دیوار برشی مسلح در این منبع با استفاده از روش Fiber مدل سازی شده است. برای مدل سازی برش دیوار از فنر غیرخطی برشی استفاده شده است.
قاب خمشی فولادی (Steel Special Moment-Resisting Frame)
در منبع [10] این نوع قاب به صورت سهبعدی مدل سازی شده است. ستون ها و تیرهای قاب خمشی فولادی ویژه با استفاده از مفصل متمرکز با رفتار Ibarra-Medina-Krawinkler (IMK) مدل سازی شده اند.
بخش 2) انواع مصالح (Materials)
مصالح Concrete02 برای سازه بنایی
uniaxialMaterial Concrete02 $matTag $fpc $epsc0 $fpcu $epsU $lambda $ft $Ets
در منبع [7]، از این مصالح برای مدلسازی مصالح بنایی در دیوارهای بنایی مسلح استفاده شده است. پارامترهای اصلی مصالح در این مرجع بهصورت زیر گزارش شدهاند:
- مقاومت فشاری مصالح بنایی : fpc
- کرنش متناظر با مقاومت فشاری : epsc0=0.002
- مقاومت فشاری نهایی مصالح بنایی : fpcu=0.25fpc
- کرنش متناظر با مقاومت فشاری نهایی : epsU=0.0025
- نسبت شیب باربرداری در کرنش فشاری نهایی به شیب اولیه: lambda=0.1
- مقاومت کششی مصالح: ft=0.05fpc
- سختی ناحیه نرمشدگی کششی: Ets=0.05Em
- مدول الاستیک مصالح بنایی: Em=2fpc/epsc0
مصالح Concrete02 برای سازه بتنی
- در چه نوع سازه هایی از این مصالح استفاده شده است؟
از این مصالح در منبع [8] برای مصالح بتن در دیوارهای برشی مسلح استفاده شده است.
- مقاومت فشاری ماکزیمم بتن(fpc):
- نسبت شیب باربرداری در کرنش فشاری نهایی به شیب اولیه(lambda):
در منبع [8] مقدار lambda برابر 0.1 در نظر گرفته شده است.
در منبع [8] مقدار Ets از رابطه زیر حساب شده است:
که در این رابطه مدول الاستیک مصالح بتن می باشد.
مصالح Steel02 برای آرماتور
uniaxialMaterial Steel02 $matTag $Fy $E $b $R0 $cR1 $cR2
- در چه نوع سازه هایی از این مصالح استفاده شده است؟
از این مصالح در منبع [7] برای آرماتورهای دیوارهای برشی بنایی مسلح و در منبع [8] برای آرماتورهای دیوارهای برشی بتنی مسلح استفاده شده است.
- سخت شوندگی کرنشی (b):
مقدار کرنش سخت شوندگی (b) در منبع [7] برای آرماتورهای دیوارهای بنایی مسلح برابر 0.019 در نظر گرفته شده است.
- پارامترهای R0 و cR1 و cR2:
پارامترهای کنترلی برای انتقال از ناحیه الاستیک به ناحیه پلاستیک شامل R0 و cR1 و cR2 در منبع [7] برای آرماتورهای دیوارهای بنایی مسلح به ترتیب برابر با 15 و 0925 و 0.1 در نظر گرفته شده است.
مصالح Steel02 برای اعضای فولادی
- در چه نوع سازه هایی از این مصالح استفاده شده است؟
از این مصالح در منبع [1] برای تیر و ستون در قاب خمشی ماژولار و در منبع [9] قاب برای قاب مهاربندی ماژولار استفاده شده است.
مصالح MinMax برای آرماتورهای فولادی
مقدار کرنش نهایی فولاد در منبع [8] برای آرماتورهای فولادی با استفاده از مصالح MinMax برابر با 0.04 در نظر گرفته شده است.
بخش 3) انواع اعضا در سازه های ساختمانی
ستون (Column) فولادی
- برای مدل سازی ستون های قاب های فولادی ماژولار در منابع [2] و [9] و [10] از روش مفصل متمرکز (مدل ایبارا-کراوینکلر) استفاده شده است. در این روش معمولا از یک المان elasticBeamColumn در وسط و دو فنر در طرفین با مدل رفتاری ایبارا-کراوینکلر استفاده می شود.
تیر (Beam) فولادی
- برای مدل سازی تیرهای قاب های فولادی ماژولار در در منابع [5] و [8] و [10] از روش مفصل متمرکز (مدل ایبارا-کراوینکلر) استفاده شده است. در این روش معمولا از یک المان elasticBeamColumn در وسط و دو فنر در طرفین با متریال bilin استفاده می شود.
مهاربند (Brace) فولادی
- برای مدل سازی مهاربندهای قاب فولادی ماژولار در منابع [2] و [9] از روش Fiber استفاده شده است. برای این منظور از المان dispBeamColumn و مصالح steel02 در منبع [9] استفاده شده است.
- برای مدل سازی مهاربند های قاب های فولادی ماژولار در منبع [3] از المان truss استفاده شده است. به طور معمول استفاده از truss برای مدل سازی مهاربند قابل کمانش مجاز نیست مگر اینکه با هدف جلوگیری از کمانش مهاربند باشد (در این مقاله هدف جلوگیری از کمانش مهاربند بوده است.)
- برای مدلسازی رفتار کمانشی مهاربندهای قاب فولادی ماژولار در منابع [2] و [9] هر مهاربند با 10 المان فایبر مدل سازی شده و از یک تغییر شکل اولیه (imperfection) استفاده شده است. این تغییرشکل اولیه به صورت یک تابع سینوسی و با دامنهای برابر با 1/1000 طول مهاربند (یعنی در وضعیت انحراف از حالت مستقیم) در نظر گرفته شده است.
- تعداد فیبرهای هر عضو مهاربندی در قاب فولادی ماژولار در منبع [2] در امتداد ضخامت مقطع برابر با 2 عدد و در امتداد طول مقطع برابر با 10 عدد در نظر گرفته شده است.
- تعداد نقاط انتگرال گیری هر المان مهاربند در قاب فولادی ماژولار در منبع [2] برابر 5 عدد لحاظ شده است.
دیافراگم صلب در سازه دوبعدی (Rigid Diaphragm)
برای مدل سازی دیافراگم صلب در قاب های فولادی دوبعدی در تراز کف و سقف در منابع [1] و [2] و [3] از دستور equalDOF استفاده شده است تا تمام گرههای افقی در یک سطح (تراز) دارای درجه آزادی یکسان باشند.
اتصالات در قاب های ماژولار (Connections)
- مدل سازی این اتصالات در منابع [1] و [3] و [2] با zeroLength و twoNodeLink انجام شده و جزئیات بیشتر در این منابع آمده است.
ستون های متکی (Leaning Columns)
- برای مدلسازی آثار پی دلتا ناشی از ستون های ثقلی حذف شده در قاب فولادی دوبعدی در منابع [2] و [9] و برای سازه سهبعدی در منبع [10] از ستون های متکی (leaning columns) استفاده شده است.
- در منابع [9] و [2]این ستون ها با استفاده از المان های الاستیک باسطح مقطع و ممان اینرسی بزرگ یا صلب مدل سازی شده اند و بین ستون های هر طبقه از المان zeroLength با سختی بسیار کم استفاده شده است. همچنین برای اتصال این ستون ها به قاب باربر جانبی از المانهای خرپایی صلب (truss elements rigid) استفاده شده است.
دیوارهای برشی بنایی مسلح (Masonry shear walls)
- برای مدل سازی دیوارهای بنایی در منبع [7] از روش Fiber استفاده شده است. برای این منظور از المان dispBeamColumn همراه با مصالح concrete02 برای بتن و steel02 برای میلگردهای دیوار استفاده شده است. جزئیات بیشتر در این منبع ذکر شده است.
دیوارهای برشی بتنی مسلح (Concrete shear walls)
- برای مدل سازی دیوارهای برشی مسلح در منبع [8] از روش Fiber استفاده شده است. برای این منظور از المان dispBeamColumn همراه با مصالح concrete02 برای بتن و steel02 برای میلگردهای دیوار استفاده شده است.
مدلسازی لغزش میلگرد (اثر نفوذ کرنش) (strain penetration)
uniaxialMaterial Bond_SP01 $matTag $Fy $Sy $Fu $Su $b $R
- برای مدل سازی رفتار لغزش میلگرد و مصالح بنایی (اثر نفوذ کرنش) در دیوارهای بنایی مسلح در منبع [7] از المانZero-Length و مصالح Bond_SP01 (در ناحیه پایینی دیوار) استفاده شده است. جزئیات این مصالح در این منبع ذکر شده است.
- برای مدل سازی رفتار لغزش میلگرد و مصالح بتنی (اثر نفوذ کرنش) در دیوارهای برشی مسلح در منبع [8] از المان Zero-Length و مصالح Bond_SP01 (در ناحیه پایینی دیوار) استفاده شده است. جزئیات این مصالح در این منبع ذکر شده است.
مدلسازی رفتار برشی در دیوارهای برشی
- برای مدل سازی رفتار برشی در دیوارهای بنایی در منبع [7] از المانZero-Length و مصالح Hysteretic استفاده شده است. جزئیات این مصالح در این منبع آمده است.
- برای مدل سازی رفتار برشی در دیوارهای برشی بتنی در منبع [8] از المانZero-Length و مصالح Hysteretic استفاده شده است. جزئیات این مصالح در این منبع آمده است.
مدلسازی مفصل پلاستیک فولادی (Plastic hinge)
- برای مدل سازی مفصل پلاستیک در قاب های فولادی ماژولاردر منابع [2] و [9] برای قاب خمشی فولادی سه بعدی در منبع [10] از المانZero-Length از مدلIbarra-Medina-Krawinkler (IMK) استفاده شده است.
بخش 4) سایر فرضیات مدل سازی
میرایی
- در منبع [2] برای سازه های فولادی ماژولار، از میرایی رایلی استفاده شده و نسبت میرایی بحرانی برابر با 2 درصد برای مود اول و دوم در نظر گرفته شده است.
روش انتقال هندسی (geometric transformation)
- در منبع [9] برای قاب های فولادی ماژولار از روش انتقال هندسیcorotational transformation استفاده شده است.
بخش 5) انواع روش های مدل سازی
روش مدل سازی فایبر در سازه های ساختمانی فولادی
- در منابع [2] و [9] برای مدلسازی مهاربندها به روش Fiber از المان dispBeamColumn با تعداد 10 مش در راستای طولی المان استفاده شده است.
- در منابع [1] برای مدل سازی تیر و ستون از این روش استفاده شده است.
روش مدل سازی فایبر در سازه های ساختمانی بتنی
در منبع [7] برای مدل سازی دیوار برشی بنایی مسلح و در منبع [8] برای مدل سازی دیوار برشی بتنی مسلح به روش Fiber از المان dispBeamColumn استفاده شده است.
روش مدل سازی مفصل متمرکز ایبارا-کراوینکلر در سازه های ساختمانی فولادی
- برای مدلسازی تیرها و ستون های قاب فولادی ماژولار در منابع [9] و [2] و برای مدل سازی تیر و ستون قاب خمشی سه بعدی در منبع [10] از روش مفصل متمرکز استفاده شده است.
بخش 6) انواع بارگذاری و تحلیل
تحلیل IDA
- در منبع [2] و [9] از روش تحلیل دینامیکی فزاینده IDA با الگوریتم هانت – فیل (Hunt and Fill algorithm) تحت رکوردهای لرزه ای حوزه دور از گسل برای قاب های فولادی ماژولار استفاده شده است.
تحلیل تاریخچه زمانی
- در منبع [10] از روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی برای قاب های خمشی فولادی ویژه استفاده شده است.
تحلیل پس لرزه با IDA
- در منبع [9] ابتدا زلزله اصلی (Main-Shock)، اعمال شده و سپس پس لرزه (After-Shock)، به روش تحلیل دینامیکی فزاینده IDA برای قاب های فولادی ماژولار استفاده شده است.
تحلیل سیل و زلزله
- در منبع [10] از بارگذاری هیدرودینامیکی سیل، پس از اعمال رکوردهای لرزه ای بر سازه آسیب دیده استفاده شده است.
تحلیل چرخه ای
- در منبع [7] از روش تحلیل چرخهای غیرخطی تحت بارگذاری درونصفحهای برای دیوارهای بنایی مسلح استفاده شده است.
- در منبع [8] از روش تحلیل شبهاستاتیکی چرخهای غیرخطی تحت بارگذاری درونصفحهای برای دیوارهای برشی بتن مسلح استفاده شده است.
بخش 7) انواع روش های ارزیابی
ارزیابی فروریزش بر مبنای FEMA P695
- در منبع [9] پارامتر CMR یا حاشیه ایمنی در برابر فروریزش برای قاب های فولادی مهاربندی ماژولار محاسبه شده است.
بخش 8) انواع خروجی ها
خروجی توزیع دریفت در ارتفاع
- در منبع [2] و [9] توزیع دریفت طبقات تحت اثر نیروهای لرزه ای برای قاب های فولادی ماژولار و در منبع [10] برای قاب های فولادی خمشی ویژه ارائه شده است.
خروجی توزیع شتاب در ارتفاع
- در منبع [10] توزیع شتاب طبقات تحت اثر نیروهای لرزه ای برای قاب های فولادی خمشی ویژه ارائه شده است.
خروجی توزیع برش پایه در ارتفاع
- در منبع [2] توزیع برش پایه تحت اثر نیروهای لرزه ای برای قاب های فولادی ماژولار و در منبع [10] برای قاب های فولادی خمشی ویژه ارائه شده است.
توزیع مفاصل پلاستیک در قاب های فولادی
- در منبع [10] توزیع مفاصل پلاستیک تیر و ستون تحت سناریوهای مختلف بارگذاری سیل و زلزله برای قاب های فولادی خمشی ویژه ارائه شده است.
بخش 9) معیارهای خرابی برای منحنی شکنندگی
معیار خرابی در سازه های ساختمانی فولادی
- در منبع [9] معیار حاکم بر خرابی در منحنی های شکنندگی برای قاب های فولادی ماژولار به صورت دریفت میان طبقه ای (Inter-storey Drift Limit) وابسته به ارتفاع ساختمان در 4 سطح آسیب خفیف (DS1)، آسیب متوسط (DS2)، آسیب شدید (DS3) و فروریزش (DS4) ارائه شده است.
- در منبع [2] معیار خرابی متناظر با ایمنی جانی (Life Safety) در منحنی های شکنندگی برای قاب های فولادی ماژولار به صورت دریفت میان طبقه ای با مقدار 2 درصد برای قاب های بیشتر از 4 طبقه و 2.5 درصد برای قاب های کوچکتر از 4 طبقه ارائه شده است.
معیار خرابی در سازه های ساختمانی بتنی
- در منبع [7] معیار خرابی منحنی های شکنندگی برای دیوارهای برشی بنایی مسلح در سه سطح آسیب DS1 تا DS3 ارائه شده است.
- در منبع [8] معیار خرابی منحنی های شکنندگی برای دیوارهای برشی بتنی مسلح در سه سطح آسیب اصلی DS1 تا DS3 ارائه شده است.
توضیح: شماره هر مقاله در بخش منابع، یک شناسه ثابت برای همان مقاله است و در تمام بسترهای انتشار (سایت، کانال تلگرام، پیام رسان بله و …) بهصورت یکسان استفاده میشود. بنابراین شماره رفرنسها در هر پست ممکن است پیوسته یا از عدد 1 آغاز نشود، زیرا هر مقاله با شماره اختصاصی خود ارجاع داده میشود. بهعنوان مثال، اگر در رفرنس ها، مقالهای با شماره «8» معرفی شده باشد، این شماره در تمامی پستها، لینکها و ارجاعات آینده نیز به همان مقاله اختصاص خواهد داشت.
منابع:
1. Farajian, M., Sharafi, P., Eslamnia, H., Kildashti, K., & Bai, Y. (2022). Classification of inter-modular connections for stiffness and strength in sway corner-supported steel modular frames. Journal of Constructional Steel Research, 197, 107458. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2022.107458
2. Farajian, M., Kildashti, K., Sharafi, P., & Eslamnia, H. (2022). Quantification of seismic performance factors for modular corner-supported steel bracing system. Structures, 45, 257–274. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.09.032
3. Farajian, M., Sharafi, P., Eslamnia, H., Bai, Y., & Samali, B. (2023). Classification system for inter-modular connections in non-sway corner-supported steel modular buildings. Structures, 49, 807–825. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.01.152
7. Ghaseminia, S. M., Zahra, T., Eslamnia, H., Thamboo, J., Derakhshan, H., & Thambiratnam, D. P. (2025). Development of seismic fragility functions for close-spaced reinforced masonry shear walls. Journal of Building Engineering, 103, 112107. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.112107
8. Ghaseminia, S. M., Zahra, T., Eslamnia, H., Thamboo, J., Derakhshan, H., & Thambiratnam, D. P. (2025). Seismic fragility of non-ductile and limited ductile reinforced concrete shear walls under in-plane loading conditions. Bulletin of Earthquake Engineering, 23, 5713–5740. https://doi.org/10.1007/s10518-025-02256-0
9. Bigdeli, A., Vosoughi, S., Tsavdaridis, K. D., Eslamnia, H., & Farajian, M. (2025). Seismic risk assessment of steel volumetric modular buildings under the mainshock–aftershock ground motions. Structures, 76, 108960. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2025.108960
10. Samadian, D., Eslamnia, H., Muhit, I. B., Pregnolato, M., & Dawood, N. (2025). An integrated framework for 3D time history analysis of steel special moment-resisting frame buildings under sequential flood and earthquake hazards. Structure and Infrastructure Engineering. https://doi.org/10.1080/15732479.2025.2591815
