فهرست مطالب

مهندسی سازه و ساخت - سال پنجم شماره 1 (پیاپی 15، بهار 1397)

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال پنجم شماره 1 (پیاپی 15، بهار 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/03/30
  • تعداد عناوین: 13
|
  • مقاله پژوهشی
  • مجید قلهکی *، علی خیرالدین، محمد حج فروش صفحات 5-19
    بتن خودتراکم، بتنی است که می تواند در فضای فشرده بین آرماتورها، بدون جداشدگی دانه ها جریان یابد و تنها در اثر وزن خود متراکم گردد. هدف از این مقاله، بررسی خواص مهندسی بتن خودتراکم حاوی آب مغناطیسی با جایگزینی بخشی از سیمان مصرفی با پوزولان های میکروسیلیس، متاکائولن، خاکستر پوسته شلتوک برنج و خاکستر بادی در نسبت های 10 و 20 درصد وزنی مواد سیمانی می باشد. بدین منظور رفتار بتن خودتراکم در حالت تازه توسط آزمایش های جریان اسلامپ، زمان جریان 50 سانتی متر(T50)، زمان عبور بتن از قیف V، نسبت انسداد در جعبه Lو شاخص پایداری چشمی بررسی شده است. خواص بتن سخت شده خودتراکم با تعیین مقاومت های فشاری و کششی(شکافت نمونه استوانه ای) در سنین 7 و 28 روز و مشخصه دوام نمونه های بتنی با انجام آزمایش درصد جذب آب در سن 28 روز مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین به منظور تاثیر آب مغناطیسی با شدت میدان 8/0 تسلا در نتایج، نمونه هایی با آب معمولی نیز ساخته شده است. نتایج به دست آمده از بتن تازه در آزمایشگاه نشان می دهد که آب مغناطیسی و پوزولان های مورد استفاده، موجب بهبود شرایط خودتراکمی بتن از لحاظ جریان پذیری و ویسکوزیته می شوند. بر این اساس، آب مغناطیسی می تواند میزان مورد نیاز کاهنده شدید آب برای بتن خودتراکم را با حفظ جریان اسلامپ، تا 45 درصد کاهش دهد. نتایج بتن سخت شده نیز حاکی از بهبود خواص مقاومتی و پایایی بتن خودتراکم حاوی آب مغناطیسی و پوزولان های مصرفی می باشد. بر این اساس، می توان اختلاط حاوی آب مغناطیسی و جایگزینی 20 درصد میکروسیلیس را با افزایش 48 و 35 درصد به ترتیب در مقاومت فشاری و مقاومت کششی و کاهش 55 درصد در میزان جذب آب در سن 28 روزه، به عنوان طرح بهینه انتخاب کرد.
    کلیدواژگان: آب مغناطیسی، بتن خودتراکم، پوزولان میکروسیلیس، متاکائولن، خاکستر پوسته شلتوک برنج، خاکستر بادی
  • حسین نادرپور *، پویان فخاریان صفحات 20-35
    اعضای سازه ای بتن آرمه نظیر تیرهای پیرامونی، تیرهای حلقوی در پایین دال دایروی، تیرهای نگهدارنده سایبان و سایر انواع تیرها تحت بارگذاری پیچشی قرار می گیرند. مقاوم سازی چنین تیرهایی به ویژه در شرایطی که بارهای سرویس افزایش می یابند و یا ظرفیت سازه ای در اثر گذشت زمان تقلیل می یابد و همچنین شرایطی که به روزرسانی ضوابط آیین نامه ای انجام می شود، ضروری به نظر می رسد. تقویت تیرهای بتن آرمه تحت پیچش توسط صفحات FRP یکی از مدرن ترین تکنیک های موجود در صنعت ساختمان می باشد. مقام سازی سازه ها به کمک FRP باعث افزایش در ظرفیت خمشی، برشی و پیچشی و همچنین سبب تغییر در مود شکست و صفحه شکست می گردد. در این مقاله، پیش بینی مقاومت پیچشی تیرهای بتن آرمه تقویت شده با FRP به کمک شبکه های عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای ورودی شبکه عصبی شامل عرض تیر بتن آرمه، ارتفاع تیر، ضخامت ورق FRP، مدول الاستیسیته ورق FRP، تنش تسلیم میلگردهای طولی و عرضی، مقاومت فشاری بتن، عرض موثر نوار تقویت برشی در راستای طول تیر، فاصله مرکز تا مرکز رکابی FRP، زاویه دورپیچ ورقه FRP و تعداد دورپیچ های FRP در نظر گرفته شدند. پارامتر هدف، لنگر پیچشی قابل تحمل توسط تیر می باشد. نتایج تحقیق نشان می دهد شبکه عصبی مصنوعی بهینه با تعداد مشخص نورون در لایه پنهان، با دقت مناسبی می تواند مقاومت پیچشی تیرهای بتن آرمه تقویت شده با FRP را تخمین بزند و از این جهت، می تواند جایگزین مناسبی برای روش های زمان بر و پرهزینه آزمایشگاهی باشد.
    کلیدواژگان: تیر بتن آرمه، مقاومت پیچشی، FRP، شبکه عصبی مصنوعی، پیچش
  • علیرضا میرزا گل تبار روشن *، علی ناصری، یاسر محمودی پاتی صفحات 36-54
    پل ها در خطوط ارتباطی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. بدین خاطر باید پیش از وقوع زلزله در امر ارزیابی آسیب پذیری اقدامات لازم را مبذول داشت. منحنی های شکنندگی یک وسیله تصمیم ‏گیری برای ارزیابی خطر لرزه ای می باشد. هدف از این مطالعه، استفاده از یک روش تحلیلی برای تولید منحنی های شکنندگی برای پل های جاده ای در استان ‏مازندران می باشد. از آن جا که این منحنی ‏ها برای برنامه ریزی های پیش و پس از زلزله استفاده می شود، به منظور ‏افزایش قابلیت اطمینان آن ها در این مطالعه سعی ‏شده از دقیق ترین روش های تحلیلی (آنالیز تاریخچه زمانی غیرخطی) ‏و معتبرترین فرضیات مدلسازی استفاده شود. ‏با توجه به ویژگی های خاص زلزله های دور از گسل در این تحقیق اثرات این گونه زلزله ها روی پل ها، بررسی شده است. با توجه به هندسه پل ها برای آنالیز دقیق، پل های مورد مطالعه تحت اثر ‏100 جفت رکورد زلزله ‏در جهت متعامد قرار گرفت و منحنی های شکنندگی آن ها ترسیم و مقایسه گردید‏. با نگاهی کلی به نتایج مشاهده می شود که تغییر قطر ستون های پل چه میزان بر منحنی های شکنندگی تاثیر می گذارند. یکی از ساده سازی های رایج در مدلسازی حذف اثر کوله و پی با گیردار کردن پی کوله و پای ستون در مدلسازی می باشد. می توان مشاهده کرد که با حذف این اثر و مقایسه آن با حالت گیردار نشده، ‏میانه شکنندگی افزایش یافته و در واقع احتمال آسیب پذیری کاهش می یابد. پس از انجام تحلیل تاریخچه زمانی مشاهده شد که با کاهش قطر ستون ها در جهت طولی و عرضی جابجایی نسبی ستون ها (دریفت) افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: زلزله های دور از گسل، ارزیابی خسارت لرزه ای، آسیب پذیری پل، منحنی شکنندگی، تحلیل دینامیکی غیر خطی
  • پویا حسنوند، مجتبی حسینی، عبدالزضا سروقد مقدم *، محمد حیدری رسول آبادی صفحات 55-70
    امروزه با گسترش حملات تروریستی به ساختمان ها در جهان، بررسی دقیق رفتار سازه ها تحت بارهای انفجاری یک ضرورت محسوب می شود. فشار ناشی از انفجار یکی از مخرب ترین بارهایی است که سازه ممکن است تجربه کند. با توجه به اینکه سازه های موجود به طور معمول بر اساس بارهای ثقلی و لرزه ای متعارف مورد طراحی قرار گرفته اند، نیاز است عملکرد این سازه ها تحت بارهای ناشی از انفجار مورد بررسی قرار گیرد. در این مقاله مطالعات عددی بر روی مدل های سازه ای 2 بعدی با تعداد طبقات 2 و 5 دارای سیستم توام قاب خمشی و دیوار برشی بتنی نیمه مدفون صورت گرفته است. سازه های مورد بررسی بر اساس دستورالعمل UFC 3-340-02 برای انفجار 1000 کیلوگرم TNT در فاصله 20 متری، در نرم افزار SAP 2000 طراحی و مورد تحلیل دینامیکی غیر خطی قرار گرفته اند. به منظور بارگذاری، مقادیر فشار مبنای انفجار حاصل از موج انفجار، بازتاب موج انفجار و فشارهای ناشی از آن محاسبه و همچنین پارامترهای موج انفجار در هوا شامل سرعت جبهه موج، زمان تناوب و طول موج انفجار نیز تعیین می گردد و نمودار فشار – زمان ناشی از انفجار ارائه می گردد. پس از آنالیز، مقادیر دوران مفاصل پلاستیک، نسبت شکل پذیری و بیشترین نیروی محوری، نیروی برشی و لنگر خمشی بوجود آمده در اعضا، همچنین بیشینه جابجایی، سرعت و شتاب مطلق تراز طبقه بام برای کلیه مدل ها مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: انفجار، سازه بتنی، دیوار برشی بتنی، قاب خمشی، نیمه مدفون
  • رضا وهدانی *، محسن گرامی، مرتضی راضی صفحات 71-87
    استاندارد 2800 ایران برای لحاظ آثار مخرب زلزله های نزدیک به گسل در طراحی سازه ها، مقادیر طیف طراحی را با استفاده از ضریب اصلاح طیفی (N) که وابسته به پریود ارتعاش سازه و درجه ی لرزه خیزی منطقه می باشد، افزایش می دهد. در این مقاله، ضمن بررسی دقت رابطه ی ارائه شده در استاندارد 2800 برای تخمین ضریب اصلاح طیفی، برآوردهایی برای این ضریب جهت لحاظ آثار مخرب زلزله های نزدیک به گسل بر پاسخ غیر ارتجاعی سازه های قاب خمشی فولادی ارائه گردیده است. برای این منظور طیف پاسخ رکوردها و نیز پاسخ لرزه ای سازه های نمونه در شدت های طیفی یکسان برای یک مجموعه از زلزله های دور از گسل و سه مجموعه مختلف از رکوردهای نزدیک به گسل با یکدیگر مقایسه شده اند. برای تعیین پاسخ لرزه ای سازه های نمونه (شامل پنج قاب خمشی فولادی 3 تا 15 طبقه) در شدت های لرزه ای مختلف، از نتایج تحلیل های دینامیکی افزایشی استفاده شده است. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان می دهد که ضریب اصلاح ارائه شده توسط استاندارد 2800 نمی تواند به طور کامل آثار زلزله های نزدیک به گسل بر پاسخ غیر خطی سازه های قاب خمشی را پوشش دهد. این موضوع برای سازه های کوتاه تر آشکارتر است. همچنین نتایج تحلیل ها نشان می دهد که رابطه ی منظمی بین دوره ی تناوب اصلی ارتعاش سازه و مقدار ضریب اصلاح طیفی وجود ندارد.
    کلیدواژگان: اصلاح طیف طراحی، زلزله های نزدیک به گسل، قاب خمشی فولادی، تحلیل دینامیکی افزایشی، ویرایش چهارم استاندارد 2800
  • محسن پرویز، بابک امین نژاد *، علیرضا فیوض، محمد هادی علیزاده الیزئی صفحات 88-108
    در این مقاله به بررسی تنش و فشار تحت انفجار برروی لوله مدفون در خاک با استفاده از نرم افزار اجزا محدود ال اس داینا پرداخته شده است. در این مقاله پنج مدل ماده سیال، هوا، خاک، لوله و تی ان تی مورد استفاده قرار گرفته است و روش حل مسئله روش اویلری-لاگرانژی می باشد. در ادامه مقایسه ای بین تنش و فشار بدست آمده از سیال ها صورت گرفته و نتایج حاصل از این مقاله نشان میدهد که با کاهش چگالی سیال، فشار وارده بر لوله بیشتر شده است و تنش و فشار بیشتری به لوله منتقل می شود و همچنین با افزابش چگالی سیال، تنش و فشار کمتری به لوله وارد می شود و همچنین با افزایش چگالی خاک مورد استفاده در مدلسازی در انفجار، تنش و فشار بیشتری به لوله انتقال یافت و با کاهش چگالی خاک، رفتار خاک مانند یک میراگر عمل میکند و تنش و فشار کمتری به لوله وارد می شود و در نتیجه آسیب کمتری به لوله وارد میشود. حال با شناخت عملکرد نوع خاک در انتقال تنش و فشار در لوله های مدفون تحت انفجار می توان پی برد که در خاکهای با چگالی بالا بایستی به دلیل انتقال بالای تنش و فشار از لوله های با مقاومت بالا استفاده نمود و در خاکهای با چگالی پایین تر بدلیل عملکرد بهتر و مناسب تر خاک (مانند میراگر) و انتقال تنش و فشار کمتر می توان از لوله های با مقاومت پایین تر استفاده نمود که این امر می تواند در قیمت اجرای پروژه های خطوط انتقال نفت و گاز تاثیرگذار باشد و از لحاظ اقتصادی در اجرای پروژه های خطوط انتقال نفت و گاز مبلغ قابل توجهی را صرفه جویی کرد.
    کلیدواژگان: انفجار، لوله مدفون، اویلری، لاگرانژی، تنش، فشار، ال اس داینا
  • محمود نادری *، رضوان ولی بیگی، سید محمد میر صفی صفحات 109-126
    نفوذ پذیری یکی از عوامل مهم و تاثیر گذار بر دوام بتن می باشد. از اینرو در این مقاله به بررسی تاثیر عواملی نظیر مقاومت بتن، جذب آب، چگالی و مقاومت سنگ بر نفوذ پذیری بتن پرداخته شد. در ساخت بتن های مورد مطالعه بطور مجزا از هشت نوع سنگ با ویژگی های متفاوت به نام های سیلیس، مرمریت، آندزیت، آهک، تراورتن، توف، توف متراکم و گرانیت استفاده گردید. همچنین جهت تعیین نفوذ پذیری بتن از روش ابداعی محفظه استوانه ای و برای تعیین مقاومت بتن و صخره سنگ از روش مقاومت فشاری تک محوره و روش ابداعی پیچش استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که ارتباط بین مقاومت و نفوذ پذیری بتن، با ضریب همبستگی بین تا ، بیش از ضریب همبستگی سایر عوامل مانند جذب آب، چگالی و مقاومت صخره با نفوذ پذیری بتن می باشد. همچنین بتن بدست آمده از سنگدانه های تراورتن دارای بیشترین و بتن بدست آمده از سنگدانه های گرانیت دارای کمترین مقدار نفوذ آب بوده و نفوذ پذیری بتن حاصل از سنگدانه های اندزیت و توف، با گذشت زمان مشابه می باشد. با مشاهده روند نفوذ آب در بتن، مشاهده شد که نفوذ پذیری بتن بدست آمده از سنگدانه آهک، 8/11 برابر نفوذ پذیری بتن بدست آمده از سنگدانه گرانیت می باشد.
    کلیدواژگان: نفوذ پذیری، بتن، روش پیچش، محفظه استوانه ای، جذب آب، صخره سنگ
  • امین کشاورز *، بتول منصوری مقدم صفحات 127-142
    یافته های علمی نشان می دهند که با استفاده از روش های آماری و احتمالی تحت عنوان تحلیل خطر لرزه ای، می توان ایمن بودن سازه ها در مقابل زمین لرزه را تا حد مطلوبی برآورد نمود. مطالعه حاضر، نتایج این تحلیل را با استفاده از رهیافت احتمالی و در مواردی با استفاده از رهیافت تعیینی ارائه می دهد. این مطالعات به منظور بررسی وضعیت لرزه خیزی در استان بوشهر و با انتخاب گستره طرحی به شعاع 150 کیلومتر از مرزهای استان صورت گرفته است. بدین منظور منابع لرزه زا در گستره طرح با استفاده از نقشه های موجود، تعیین و سپس مدل مناسب از چشمه های لرزه زا به صورت خطی در منطقه ارائه شده است. فهرست زمین لرزه های روی داده در محدوده مطالعاتی از طریق اسناد تاریخی و ثبت دستگاهی جمع آوری شده و با استفاده از روش هایی، نواقص موجود در این کاتالوگ مرتفع گردیده است. دست یابی به توزیع پواسونی با به کارگیری روش پنجره زمانی- مکانی گاردنر و نوپوف و حذف پس لرزه ها و پیش لرزه ها انجام شده است. در ادامه با استفاده از روش های کیکو و گوتنبرگ- ریشتر، پارامترهای لرزه خیزی محاسبه و پس از انجام بررسی هایی بهترین نتایج انتخاب شده اند. در نهایت پارامترهای مذکور، با توجه به توان لرزه زایی هر گسل به گسل های منطقه اختصاص داده می شود. پس از ترکیب منابع لرزه زا و استفاده از روابط کاهندگی مناسب، تحلیل خطر لرزه ای صورت گرفته است. خروجی ها به صورت طیف خطر یکنواخت با استفاده از روش های تعیینی و احتمالی خطر لرزه ای، برای شهرهای مهم استان ارائه شده است. در نهایت نقشه پهنه بندی خطر لرزه ای برای دوره بازگشت های 75، 475 و 2475 سال ترسیم شده است.
    کلیدواژگان: تحلیل خطر لرزه ای، استان بوشهر، پهنه بندی، طیف خطر یکنواخت، احتمالاتی
  • سید محمدرضا حسنی، مسعود محمودآبادی *، رسول دانایی صفحات 143-156
    یکی از موضوعات مهندسی که از پیچیدگی های قابل ملاحظه ای برخوردار است کمانش ستونهای واقع بر بستر الاستیک است. در این تحقیق، موضوع کمانش ستونهای واقع بر بستر الاستیک با شرایط مرزی مختلف به روش انرژی بررسی شده است. لازم به ذکر است که در این مقاله، ستونها بوسیله تعداد زیادی میله های صلب دو سر مفصل که بوسیله فنرهای پیچشی به یکدیگر متصل شده بودند، مدل گردیدند و بستر الاستیک نیز بوسیله فنرهایی طولی مدل شد. با تدوین برنامه هایی کامپیوتری، برای پنج نوع ستون با شرایط مرزی مختلف، بار بحرانی این نوع ستونها استخراج گردید. ابتدا با در نظر گرفتن سختی صفر برای فنرهای طولی و با داشتن مقادیر تحلیلی بارهای بحرانی ستونها، ضریب سختی فنرهای پیچشی بدست آمد. سپس، با تعریف پارامتری بی بعد که بیانگر سختی نسبی بستر الاستیک نسبت به سختی خمشی ستون بود، بار بحرانی برای پنج نوع ستون برای محدوده وسیعی از سختی نسبی بستر الاستیک بدست آورده شد و نتایج کار به صورت نمودارهایی ارائه گردید. با توجه به اینکه برای ستون دو سر مفصل متکی بر بستر الاستیک حل تحلیلی وجود دارد، در این مرحله، صحت-سنجی کار برای این نوع ستون انجام شد و تطابق بسیار خوبی بین بار کمانشی بدست آمده از حل تحلیلی و بار کمانشی بدست آمده از مدل اجزاء محدود برای سختی های نسبی مختلف بستر مشاهده شد. با استفاده از روش برازش منحنی، برای چهار نوع ستون دیگر، روابطی ریاضی پیشنهاد شد که با استفاده از این روابط ریاضی، بار بحرانی ستونهای مذکور با دقت قابل قبول مهندسی بر حسب سختی نسبی بستر الاستیک محاسبه می شود.
    کلیدواژگان: کمانش، بستر الاستیک، شرایط مرزی، مدل اجزاء محدود، حل تحلیلی
  • مصطفی خانزادی، فرناد نصیرزاده *، مصطفی میر صفحات 157-173
    شبیه سازی ترکیبی ما را قادر می سازد نقاط قوت روش های شبیه سازی مختلف را با یکدیگر ترکیب نماییم. ترکیب رویکردهای شبیه شبیه سازی پویایی سیستم و مدلسازی عامل محور باعث هم افزایی در قدرت روش های شبیه سازی می شود و مدلسازان را قادر می سازد موضوعات با پیچیدگی بیشتر را مورد مطالعه قرار دهند. در این تحقیق روشی مناسب برای ترکیب رویکردهای شبیه سازی پویایی سیستم و عامل محور در صنعت ساخت ارائه شده است. روش پیشنهادی با درنظر گرفتن موارد مهمی که یک مدلساز طی انجام شبیه سازی با روش پویایی سیستم و عامل محور باید در نظر داشته باشد می تواند راهنمایی کامل برای مدلسازان باشد. در این روش پیشنهادی پنج مرحله برای ایجاد موثر یک مدل ترکیبی پویایی سیستم و عامل محور پیشنهاد شده است. این مراحل به صورت قدم به قدم یک مدل ترکیبی پویایی سیستم و عامل محور برای حل مشکلات پیچیده با توجه به ویژگی های آن مساله ایجاد می کنند. برای ارزیابی عملکرد روش شبیه شبیه سازی ترکیبی پیشنهادی، این روش بر روی یک پروژه واقعی پیاده شده و رفتار ناایمن گروه های مختلف کاری با توجه به تعاملات بین این گروه های کاری و نیز محیط اطراف مورد بررسی قرار گرفته و شبیه شبیه سازی می گردد. در ادامه مدت زمان انجام پروژه با در نظر گرفتن اثر تاخیرهایی که به علت رفتار ناایمن در اتمام پروژه ایجاد می شود پیش بینی می گردد.
    کلیدواژگان: مدلسازی ترکیبی، مدیریت ساخت، پروژه های ساخت، شبیه سازی پویایی سیستم، مدلسازی عامل عامل محور
  • حامد حمیدی *، جعفر پاکدامن، احسان جهانی، حمید رجب نزاد صفحات 174-188
    در طراحی ساختمان های بلند، سه پارامتر مقاومت، سختی و پایداری بسیار مهم می باشند و هر چه ارتقاع ساختمان بلند تر می شود تاثیر سختی و پایداری در طراحی بهینه سازه، بیشتر می گردد و اثرات این دو فاکتور، جهت طراحی در برابر بارهای جانبی باد و زلزله، غالب می گردند. بهترین روش برای ارضا کردن این دو فاکتور، استفاده از فرم ها و مدل های ابتکاری سازه ها، به شکلی که ضمن حفظ سختی، با کاهش تغییر شکل ها و دریفت های ناشی از بارهای جانبی، پایداری سازه را افزایش دهد. سیستم قاب فولادی با کمربند خرپایی و مهار بازویی، یکی از سیستم های ابتکاری و جدید در سازه های بلند می باشد که استفاده از آن باعث کاهش قابل ملاحظه ای در مقادیر مصرفی فولاد سازه ای و هزینه های احداث ساختمان بلند می گردد.
    در این تحقیق، دو قاب 5 دهانه 30و50 طبقه 2 بعدی بر اساس آیین نامه های رایج ایران با دوسیستم قاب خمشی و کمربند خرپایی با مهار بازویی، بارگذاری و در حالت LRFD طراحی گردید و سپس با استفاده از نرم افزار SAP2000 و روش تحلیل تاریخچه زمانی و اعمال 12 رکورد زلزله مختلف به سازه، مقادیر تغییر مکان ها استخراج و ماکزیمم دریفت نسبی طبقات هر قاب محاسبه گردید. با تعریف سه آستانه عملکردی IO، LS و CP و بر اساس شدت شتاب هر رکورد زلزله، مقادیر تابع احتمال گذشت دریفت سازه از آستانه-های عملکردی تعریف شده محاسبه گردید و پس از ترسیم منحنی های شکنندگی هر رکورد و مقایسه منحنی های شکنندگی حالت-های مختلف، نتیجه گیری شده است که استفاده از سیستم کمربند خرپایی و مهاربازویی در قاب های2 بعدی30 و50 طبقه، به طور متوسط به میزان12 تا 28 درصد باعث کاهش احتمال فراگذشت دریفت ماکزیمم طبقات از آستانه های تعریف شده می گردد.
    کلیدواژگان: کمربند خرپایی، مهار بازویی، منحنی شکنندگی، تابع احتمال، تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی
  • مهرداد خوبانی، شمس الدین هاشمی *، علی علی پور صفحات 189-209
    در مقاله حاضر، رفتار دینامیکی مخازن مستطیلی بتنی با در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه تحت حرکت ناشی از زمین لرزه مورد بررسی قرار می گیرد. اثر اندرکنش توام خاک- سازه- مایع بر رفتار دینامیکی مخازن مستطیلی بتنی به روش اجزاء محدود در فضای سه بعدی، براساس تحلیل خطی و در حوزه ی زمانی مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به اینکه در بعضی از مخازن، مانند سازه های استخری بزرگ بتن مسلح که برای ذخیره سازی طولانی مدت خوشه های پسماند سوخت های هسته ای استفاده می گردند انعطاف پذیری دیواره مخزن می تواند اثر قابل توجهی در پاسخ های دینامیکی ایجاد کند، دیوارهای مخزن به صورت ورق های انعطاف پذیردر نظر گرفته شده اند . خاک فونداسیون به عنوان یک محیط محدود الاستیک همگن با شرایط مرزی لزج که به منظور شبیه سازی جذب انرژی امواج در نواحی بریده شده آن قرار گرفته، مدل شده است. به منظور ارزیابی دینامیکی مخزن واقع شده بر روی فونداسیون، شش نوع تیپ خاک مختلف که مورد تایید آیین نامه ها و استانداردهای طراحی کنونی هستند مورد استفاده قرار گرفته اند. در مدل مورد مطالعه با استفاده از روش اجزاء محدود، تاثیر تیپ های مختلف خاک بر روی پاسخ های سازه ای مورد ارزیابی گرفته و با تغییر خصوصیات خاک، مقایسه هایی بین پاسخ های دینامیکی از قبیل برش پایه، لنگر پایه، منحنی های توزیع فشار هیدرودینامیکی و پاسخ های تلاطمی تحت دو شتاب نگاشت مختلف انجام گردیده است. نتایج نشان می دهد خاک زیر مخزن بسته به جنس آن می تواند تغییرات قابل ملاحظه ای در پاسخ های سازه ای ایجاد کند.
    کلیدواژگان: رفتار لرزه ای، مخازن مستطیلی بتنی، اندرکنش خاک، سازه، مایع، ارتفاع تلاطم امواج، روش اجزاء محدود
  • یادداشت فنی
  • رضا اصغری سهرون، نادر هویدایی * صفحات 210-227

    سیستمهای مهاربند واگرا از جمله سیستم های مقاوم در برابر بار های جانبی می باشند. عضو شکل پذیر در این سیستم ها تیر پیوند می باشد که جذب و استهلاک انرژی از طریق این عضو انجام می گیرد. مکانسیم جذب انرژی در تیر پیوند از طریق تغییر شکل های پلاستیک ایجاد شده ناشی از برش و خمش و در این عضو صورت می گیرد. ضعف اتصالات مرسوم قاب های خمشی در زلزله های گذشته باعث شد که تیربا مقطع کاهش یافته در انتها برای بهبود عملکرد قاب ها معرفی گردد. با کاربرد تیرهای با مقطع کاهش یافته موقعیت تشکیل مفصل پلاستیک در محدوده ای دور از نواحی اتصال تیر به ستون تضمین شده و رفتار شکل پذیر در تیر تامین میگردد. در این مقاله با استفاده از روش تحلیل استاتیکی غیر خطی در نرم افزار المان محدود ABAQUS به تعیین ضریب رفتار سیستم مهاربند واگرا بدون تیر مقطع کاهش یافته و سیستم مهاربند واگرا با تیر مقطع کاهش یافته (در محل تیر پیوند و سایر تیرهای قاب مهاربندی شده) با تعداد طبقات چهار ، هشت و دوازده پرداخته شد. سپس با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی به بررسی رفتار لرزه ای این دو سیستم پرداخته شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که استفاده از تیر مقطع کاهش یافته سبب افزایش ضریب رفتار و ضریب شکل پذیری می گردد. همچنین سیستم مهاربند واگرا با تیر مقطع کاهش یافته پتانسیل جذب و استهلاک انرژی بیشتری نسبت به سیستم مهاریند واگرا بدون تیر مقطع کاهش یافته می باشد.

    کلیدواژگان: مهاربند واگرا، تیر مقطع کاهش یافته، ضریب رفتار، تحلیل استاتیکی غیر خطی، تحلیل تاریخچه زمانی
|
  • Majid Gholhaki *, Ali Kheyroddin, Mohammad Hajforoosh Pages 5-19
    self-compacted concrete(SCC) is a concrete that can flow in the space between reinforcement without separation and compact only by their own weight. In this study, the effect of using silica fume, metakaolin, rice husk ash and fly ash with different ratios of 10% and 20% by weight of cement in self-compacting concrete containing magnetic water is concered. The fresh properties of self compacted concrete were's tested by means of slump flow, T50, V-funnel, L-box and visual stability index(VSI). The hardened properties were assessed, using compressive strength at the ages of 7 and 28 days. Also splitting tensile strength and water absorption test were assessed at the age of 28 days. In addition, concrete specimens were made using tap water and magnetic water, was passed through a magnetic field of 0.8 Tesla. The results show that pozzolanic materials are suitable in properties of self-compacting concrete containing magnetic water in terms of flowability and viscosity. Moreover, magnetic water can reduce the amount of superplasticizer, required for SCC, up to 45%. Also the results of hardened SSC show an improvement in mechanical and durability properties of concrete. The usage of silica fume with ratio 20% by weight of cement in self-compacting concrete containing magnetic water, increases the compressive and splitting tensile strengths by 48% and 35% respectively and decreases amount of water absorption by 55% at the age of 28 days.
    Keywords: Magnetic water, Self, Compacted Concrete, Silica Fume, Metakaolin, Rice Husk Ash, Fly ash
  • Hosein Naderpour *, Pouyan Fakharian Pages 20-35
    Reinforced concrete (RC) structural elements such as peripheral beams, beams supporting the canopy, ring beams of circular slabs are common members which could encounter torsional moments. One of the up-to-date and modern techniques for strengthening such beams is using FRP sheets. The increase of service loads, degradation of mechanical properties and updates in code regulations would cause to the need for retrofit. Using FRP sheets as a strengthening technique would increase the flexure, shear and torsion capacity. It would also change the failure mode and/or plane. In this article, torsional strength prediction of RC beams strengthened by FRP using artificial neural networks has been investigated. Input parameters of ANNs are RC beam width, height, FRP sheet thickness, modulus of elasticity of FRP sheet, yielding stress of longitudinal and transverse steels, the compressive strength of concrete, the effective width of shear strips along beam length, center-to-center space of FRP strips, the angle of wrapping and number of FRP layers. The target parameter is the capacity of the beam in bearing the torsional moment. The results indicate that the idealized neural network having definite number of neurons in hidden layer, can predict the torsional strength of RC beams externally bonded with FRP with a high degree of precision. Considering the mentioned precision, the method could be an efficient alternative for time-consuming and highly cost experimental programs.
    Keywords: RC Beam, Torsional Strength, FRP, ANN, Torsion
  • Alireza Mirza Goltabar Roshan *, Ali Naseri, Yaser Mahmoodi Pati Pages 36-54
    Bridges are known as the most susceptible components of any and transportation system. That is why before the earthquake in vulnerability assessment, to take the necessary actions. The ýgeneration of vulnerability functions in the form of fragility curves is a common approach for assessing bridges ýseismic vulnerability. The purpose of this study, Using an analytical method for the production of ýfragility curves for a road bridge in Mazandaran Province. Since this curves used for planning before and after the ýearthquake, and in order to increase the reliability of them, in this study we tried to use the most accurate analytical ýmethods (non-linear time history analysis) and most prestigious modeling assumptions. Due to the specific ýcharacteristics of far fault earthquakes, effects of such earthquakes on bridges have been investigated using fragility ýcurves. Due to the geometry of the bridge for exact analysis, bridges was under 100 pairs of earthquake ýrecords in orthogonal directions and fragility curves was drawn and then were compared. Observed that changing the diameter of the bridge piers affect how much on the. One of ýthe common simplifications used in modeling are: elimination of abutment and foundation and pile by fixing the ýabutment and foundations in modeling. It can be seen that by eliminating this effect, increase the median values of ýfragility and in fact to reduce probability of vulnerability in Charts. After time history analysis it was found that by ýreducing the diameter of the piers, relative displacement (drift) in the longitudinal direction and in the transverse ýdirection increases.
    Keywords: Far, fault earthquake, Seismic damage assessment, Vulnerability of bridges, Fragility Curve, ?Nonlinear dynamic analysis
  • Pouya Hassanvand, M. Hosseini, Abdolreza Sarvghad Moghadam *, Mohammad Heydari Rasoul Abadi Pages 55-70
    Nowaday, with the proliferation of terrorist attacks on buildings in the world, a close examination of the behavior of structures under blast loads is a necessity. Pressure caused by the explosion of one of the most destructive loads that the structure may experience. Since the existing structures are usually designed to the common gravity and seismic loads, it is necessary to investigate their performances under blast loadings. In this study, analytical studies have been done for 2D structural models of concrete flexural frame and shear wall Partially Buried system with different number of stories 2 and 5. structures assessed based on the UFC 3-340-02 guidelines for 1000 kg TNT blast from 20 meters, the software SAP 2000 Design and nonlinear dynamic analysis have been. In order to loading, pressure values obtained from the explosion's blast wave, shock waves and pressure from the calculated reflection and As well as air blast wave parameters, including speed wavefront, period and wavelength explosion was determined and pressure graph - time of the explosion is offered. After analysis, The plastic hinge rotation, the formability and the highest axial force, shear force and bending moment occurred members, as well as maximum displacement, velocity and acceleration absolute floor level roof for all models will be investigated.
    Keywords: explosion, concrete structure, concrete shear wall, bending frame, Partially Buried
  • Reza Vahdani *, Mohsen Gerami, Morteza Razi Pages 71-87
    Iranian Seismic design code (standard No. 2800) increases the design spectrum ordinates by a modification factor (N factor), to consider the damaging effects of near fault ground motions in design procedure of structures. Accordingly, the spectrum modification factor depends on fundamental period of vibration and seismicity level of the region. In this paper, the preciseness of the expression given by Iranian seismic design code for calculation of spectrum modification factor is examined and estimations are suggested for N factor by evaluating the near fault effects on inelastic seismic response of steel moment-resisting frames. For this purpose, the response spectrum shape and nonlinear seismic response of sample structures are evaluated for one set of far fault and three different sets of near fault ground motions. Incremental dynamic analysis is utilized to obtain the seismic response of the sample frames (including five steel frames with 3 to 15 stories) in various intensity levels. The results of the study demonstrate that modification factors provided by standard No. 2800 does not precisely take account the effects of near fault excitations on inelastic seismic response of steel moment-resisting frame structures. Also, it was found that there is no meaningful relationship between spectrum modification factor and structural period.
    Keywords: Design spectrum modification, Near fault ground motions, Steel moment frame, incremental dynamic analysis, Iranian seismic design code
  • Mohsen Parviz, Babak Aminnejad *, Alireza Fiouz, Mohammad Hadi Alizadeh Elizei Pages 88-108
    In this paper, parametric studies were performed on some pipes buried in soil under blast loadings. The effects of various parameters, such as the physical properties of liquid, air, soil, pipe, and T.N.T were investigated. The Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) method was used in the LS-DYNA software. In the following, a compared between liquids. The results show that, the pipe has undergone increased pressure and stress by reducing the fluid density. Also,This indicates that the higher the fluid density is, the less pressure and stress will be impose d on the pipe and vice versa. In general, the result demonstrates that a higher density of soil causes higher pressure and stress transfers on the pipe and explosion in lower soil density result in less damage to the pipe and acts as a damper under waves of explosion. In other words, higher density in the soil causes more pressure and stress transfers on the pipe and lower soil density acts as a damper under the waves of explosion. Now, knowing the soil type performance on the stress and pressure transfers in the buried pipes under explosion, it can be realized that pipes with high resistance should be used in soils with high density due to the transmission of high stress and pressure through the pipes considering the fact that buried pipelines, while in soils with lower density, pipes with lower resistance can be applied due to better soil performance like a damper and transmission of less stress and pressure through them. Therefore, with the correct selection of pipes in terms of resistance according to the regional soil type, a substantial sum can be economically saved for the implementation of oil and gas pipeline projects.
    Keywords: explosion, Buried Pipes, Lagrangian, Eulerian, Stress, Pressure, LS, DYNA
  • Mahmood Naderi *, Rezvan Valibeigi, Seyed Mohammad Mir Safi Pages 109-126
    Permeability is one of the most important factors affecting in the durability of concrete. So in this article, the effect of concrete strength, water absorption, density and strength of rock on the permeability of concrete studied. In the Studied concrete used separately from eight type’s rock with different characteristics namely silica stone, marble, andesite, limestone, travertine, tuff, dense tuff, granite. To determine the permeability of concrete used “cylindrical chamber” method. Also, to study the strength of concrete and rock used the “Twist-off” and uniaxial compressive strength methods. The results shown that the relationship between concrete strength and permeability of concrete with correlation between 0.67 to 0.77 is over than the correlation of other factors such as water absorption, density and strength of rock. Also, the concrete made with the travertine aggregates had highest and the concrete made with the granite aggregates concrete had lowest amount of water permeability. The Concrete made with dense tuff and marble aggregates had the relatively similar conditions in the amount of water permeability. Also, studies show that the permeability of concrete resulted from andesite and tuff aggregates is similar. Permeability of The concrete made with limestone aggregates was 11.8 times of permeability of concrete made with granite aggregates.
    Keywords: Permeability, Twist, Cylindrical chamber, Water Absorption, Parent rock
  • Amin Keshavarz *, Batool Mansoori Moghaddam Pages 127-142
    Due to the high complexity in the mechanism of earthquakes occurrence, it is not possible to predict it accurately at a given site. Experiences and scientific findings indicate that using the statistical and probabilistic techniques entitled seismic hazard analysis, the safety of the structures can be desirably assessed. This study evaluates the seismic hazard of Bushehr province using the probabilistic and in some cases the deterministic approaches. To assess the seismic hazard, an area of 150 km around Bushehr province has been considered. Seismic linear sources have been prepared using the available maps. Historical and instrumental earthquake catalogue has been provided using the published catalogues. Foreshocks and aftershocks have been removed from the catalogue by applying the Gardner and Knopoff algorithm. Then, by employing the Keijko and Gutenberg-Richter methods, suitable seismicity parameters have been calculated. Finally, according to the seismic power of each fault, the mentioned parameters have been assigned to the faults. Seismic hazard analysis has been performed using the desirable ground motion prediction equations. Results have been presented as the deterministic and probabilistic acceleration response spectra for important cities. The probabilistic seismic hazard zonation maps have been provided for the return periods of 75, 475 and 2475 years.
    Keywords: Seismic Hazard Analysis, Bushehr Province, Zonation, Uniform Hazard Spectrum, Probabilistic
  • Seyed Mohammad Reza Hasani, Masooud Mahmoudabadi *, Rasoul Danaei Pages 143-156
    In This research, the subject of buckling of columns on elastic foundation with different boundary conditions by energy approach has been presented. Columns modeled by two-end rigid bars where interconnected to each other by rotational springs, and elastic foundation modeled by translational springs. By preparing computer programs for five column types with different boundary conditions, the critical loads of these columns have been obtained. This five types of columns include two hinge end column, one fix end-one hinge end column, two fix end column, one fix end-one free end column and one hinge end-one free end column which are located on elastic foundation. At first, the stiffness of translational springs is set equal zero, and by knowing the analytical solutions, the stiffness coefficients of rotational springs have been gathered. Then, by defining a dimensionless parameter which showing the relative stiffness of elastic foundation, the critical load for a wide range of foundation stiffness has been obtained and results are presented in form of some graphs. There is analytical solution for two hinge end column on elastic foundation, therefore, at this stage, verification has been done for this kind of column and a very good consistency is observed between analytical buckling load and finite element buckling load for different relative stiffness of foundation. In fact, there is a linear relation between buckling load of two hinge end column and relative stiffness coefficient of foundation. But, for other four type columns, this relation may not be linear. Therefore, by means of fitting curve method, for other four type columns, some mathematical relations are proposed, which by these mathematical relations, the buckling load of above mentioned columns are computed in according to relative stiffness of foundation by acceptable errors.
    Keywords: Buckling, Elastic Foundation, boundary conditions, finite element model, Analytical Solution
  • Mostafa Khanzadi, Farnad Nasirzadeh *, Mostafa Mir Pages 157-173
    Hybrid modeling enables us to use strengths of various simulation approaches. System dynamics is a continuous simulation approach which uses feedback loops, stocks and flows to simulate the complicated behavior of complex systems over time. Agent based modeling is a simulation methodology which uses some specified rules to simulate the behavior of agents in their surrounding environment. Combining of system dynamics and agent-based modeling approaches enhance the capabilities and strengths of individual simulation paradigms. Also, it enables modelers to study more sophisticated problems. This paper presents a novel framework to integrate system dynamics and agent-based approaches to be implemented on construction projects. The proposed approach can provide a complete guideline for modelers by accounting for the most important issues which should be considered by modeler during integrating system dynamics and agent-based approaches. The framework proposes five steps to develop hybrid system dynamics and agent-based models. This step by step process helps to solve complex construction problems considering features of the problem. To evaluate the performance of the proposed approach it is implemented in a real project to investigate the unsafe behavior of different workgroups in a construction site taking account of the interactions with other working groups as well as the surrounding environment. Finally, the project duration is predicted taking account of unsafe behavior of different working groups.
    Keywords: hybrid simulation, Construction management, Construction projects, System Dynamics, Agent, based modeling
  • Hamed Hamidi *, Jafar Pakdaman, Ehsan Jahani, Hamid Rajabnejad Pages 174-188
    In the design of high-rise buildings, three parameters such as resistance, hardness and stability are very important and when the height of building rises, effect of toughness and stability in optimum design will be dominate more than of the effects of these two factors against the lateral loads from wind and earthquake. The best ways to satisfy these two factors is the use of innovative forms and models of structures, so that, while maintaining stiffness, reducing deformation and drift caused by lateral loads, increase the stability of the structure. Outrigger and belt truss system are one of the innovative systems in high-rise structures that use it substantially reduces the consumption of structural steel and construction costs are high.
    In this research, two 2D frame with 5 spans and 30 and 50 stories according to the Iranian codes were designed in two cases of: the moment frames and frames with outrigger and belt with. Then maximum displacements of nodes and maximum inter stories drifts calculated for every earthquake records with use of SAP2000 software and time history analysis and has defined three different threshold IO, LS, and CP and acceleration of each record based on the severity of the earthquake. Then curves were plotted for each case; the results indicate that the outrigger and belt truss system would reduce the maximum inter story drift about 12 to 28 percent.
    Keywords: Belt truss, Outrigger, Fragility Curve, Probability Function, Nonlinear Time History Analysis
  • Mehrdad Khoubani, Shamsedin Hashemi *, Ali Alipour Pages 189-209
    In this paper, the dynamic behavior of concrete rectangular tanks under the effects of soil-structure interaction and motion caused by earthquakes is studied. The simultaneous effects of soil-structure-fluid interaction on the dynamic behavior of concrete rectangular tanks by the finite element method in three-dimensional space, based on linear analysis and in-time domain is discussed. Considering that, in some tanks such as large reinforced concrete pool structures used for long-term storage of nuclear spent fuel assemblies or prestressed concrete water tanks where the flexibility of the rectangular tank wall can cause a significant effect on the dynamic responses, the tank walls are considered as flexible plates. A simple model with a viscous boundary is used to include deformable foundation effects as a linear elastic medium. For dynamic evaluation of a rectangular container located on the foundation, six different types of soil approved by the current regulations and design standards are used. In the finite element model, the effects of different soil types on structural responses have been evaluated and comparisons between dynamic responses such as base shear, base moment, hydrodynamic pressure distribution and sloshing responses under different ground motions have been evaluated by changing soil properties. It is concluded that the soil under the tank, depending on its type, can cause significant changes in the dynamic responses.
    Keywords: seismic behavior, concrete rectangular tanks, soil, structure, fluid interaction, Sloshing height, Finite element method
  • Reaza Asgari Sahroon, Nader Hoveidae * Pages 210-227

    Eccentrically braced frames are one of the most proper lateral resisting systems in seismic areas. The link beam in an eccentrically braced frame acts like a structural fuse, which is able to sustain large plastic shear or flexural deformations. Therefore, other structural members such as beams and columns are expected to remain elastic during a severe seismic ground motion. The reduced beam section has recently been proposed for moment resisting frames, which results in the concentration of the plastic deformations at the ends of the beams and in a place far from the connection. In this paper, reduced beam sections are implemented in an eccentrically braced frame (Dual system) at the ends of link beams as well as other beams placed inside the moment resisting frame. Finite element analyses in ABAQUS software are conducted in order to evaluate and compare the seismic response of the eccentrically braced frames with reduced beam sections and without them. For this purpose, 4, 8, and 12 story braced frames designed according to Iranian national building codes are considered. Pushover analysis and also nonlinear time history analysis are carried out. The results show that the braced frames including reduced beam sections at the ends of the link beam and other beams, possess higher ductility and response modification factor. In addition, the results show that during time history analyses, the systems with reduced beam sections experience higher inter-story drift demands in comparison to the system without reduced beam section.

    Keywords: Eccentrically braced frame, reduced beam section, Response modification factor, Pushover analysis, time history analysis