فهرست مطالب

مجله مهندسی عمران شریف
سال بیست و هفتم شماره 2 (تابستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/04/31
  • تعداد عناوین: 14
|
  • افشین کلانتری*، محسن امجدیان صفحات 3-14

    پل های مورب به دلیل وضعیت هندسی ویژه، در زمان وقوع زمین لرزه رفتار پیچیده یی از خود بروز می دهند. پاسخ های هم بسته ی چرخشی و انتقالی عرشه در این پل ها، به همراه در دسترس نبودن یا پرهزینه بودن استفاده از نرم افزارهای مناسب تحلیل پویای غیرخطی، تعیین عوامل خرابی و نقاط ضعف احتمالی این پل ها را با دشواری مواجه می سازد. مشاهده ی خرابی این پل ها در زمین لرزه های گذشته حاکی از رفتار خاص و متفاوت شان از پل های مستقیم است. از این رو محققین مختلفی طی چند دهه ی گذشته رفتار لرزه یی این نوع پل ها را مورد بررسی قرار داده اند. هدف این مطالعه تحلیل پویای غیرخطی یک پل مورب و تحقیق درمورد عوامل خرابی آن است. از این رو پس از بررسی های اولیه، رفتار لرزه یی غیرخطی پل مورب بتن مسلح فوت هیل(F o o t h i l l) برای نمونه با مدل سازی پویای سه بعدی آن در نرم افزار المان محدود O p e n S e e s مورد بررسی قرار گرفته و تحلیل پویای تاریخچه زمانی غیرخطی تحت اثر سه مولفه ی طولی، عرضی و قائم زمین لرزه روی آن انجام می شود. نتایج به دست آمده برای این پل مورب با پل مستقیم متناظر آن مقایسه شده و نیز نمونه هایی از منحنی های تاریخچه زمانی پاسخ این دو نوع پل ارائه شده است. همچنین بیشینه نیروی محوری، برشی و لنگر خمشی و پیچشی پای ستون های پایه ها در این دو پل مورد ارزیابی و بررسی قرار می گیرد. نتایج عددی حاصله نشان گر تاثیر قابل توجه تورب پایه ها در نحوه ی پاسخ لرزه یی پل مورب فوت هیل و کاهش ظرفیت باربری آن براثر عملکرد توامان نیروی محوری و لنگر پیچشی روی ستون های بحرانی است.

    کلیدواژگان: پل مورب، تحلیل غیرخطی، تقاضای لرزه یی
  • حسین غیاثیان*، کاوه الادینی صفحات 15-21

    دیوارها و شیروانی های خاکی مسلح از جمله سازه های خاکی مقرون به صرفه ی اقتصادی هستند که با استفاده از المان های کششی ضریب پایداری آنها افزایش می یابد. به علت ضعف خاک در کشش، از المان های تسلیح نظیر ژئوسنتتیک ها، تسمه های فلزی و... برای مقابله با بخشی از نیروی فشار جانبی خاک در سازه های خاکی مسلح استفاده می شود. در این تحقیق مدل شبیه ساز رفتار دیوارهای خاک مسلح با الگوریتم بهینه سازی ذرات جمعی P S O تلفیق شده تا در یک فرایند ترکیبی «شبیه سازی بهینه سازی» بهترین طرح دیوار با ضرایب اطمینان مطلوب حاصل شود. در مدل شبیه سازی با استفاده از روش تعادل حدی مبتنی بر دستور العمل اداره ی فدرال بزرگراه های آمریکا)F H W A ضرایب اطمینان برای پایداری داخلی و خارجی به دست آمده و در مدل بهینه سازی با استفاده از الگوریتم P S O بهینه ترین ترکیب متغیرهای تصمیم برای ارضای ضرایب اطمینان مورد نظر جست وجو می شوند. این مطالعه نشان داد که استفاده از این روش موجب 11 درصد صرفه جویی در هزینه های اجرایی نسبت به روش F H W A می شود که مقدار نسبتا قابل توجهی است.

    کلیدواژگان: شبیه سازی، بهینه سازی، خاک مسلح، الگوریتم
  • محسن تهرانی زاده*، فاطمه سادات اخوان حجازی صفحات 23-29

    با توجه به رفتار غیرخطی سازه های متعارف در زلزله های شدید، استفاده از نیروهای لرزه یی به صورت یک نیروی ایستای معادل در محدوده ی عملکرد خطی سازه به استفاده ی بهینه از ظرفیت مصالح منتهی نخواهد شد. در این پژوهش با استفاده از روش انرژی به طراحی بهینه ی قاب های خمشی بتنی با رویکرد طراحی براساس عملکرد در چهار سطح خدمات رسانی بی وقفه، قابلیت استفاده ی بی وقفه، ایمنی جانی و آستانه ی فروریزش پرداخته ایم. سه تابع هدف در فرایند بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفته که شامل تابع وزن سازه یی کمینه، شکل پذیری و انرژی یکنواخت در تمام طبقات است. برای شرح بیشتر روش فوق از مدل قاب سه طبقه استفاده شده و در نهایت نتایج حاصله با رفتار پویای غیرخطی سازه ی مورد بررسیمقایسه شده است.

    کلیدواژگان: طراحی بهینه، روش انرژی، طراحی براساس عملکرد، قاب های خمشی بتنی
  • محمدرضا افتخار*، داوود مستوفی نژاد صفحات 31-41

    در این تحقیق اثرات آرایش میلگرد بر فواصل و عرض ترک های خمشی در تیرهای بتن آرمه و تیرهای بتن آرمه ی تقویت شده با ورقه های صفحات پلیمری مرکب C F R P مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور 9 تیر بتن آرمه در مقیاس واقعی، با مشخصات یکسان ازلحاظ ابعاد و میزان میلگردهای کششی و فشاری و با سه آرایش مختلف آرماتور کششی ساخته شد و در سه دسته ی مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. سه عدد از تیرها در دسته ی اول بدون تقویت و به عنوان نمونه ی شاهد در نظر گرفته شدند. تیرهای دسته ی دوم پس از تقویت توسط دو لایه ورقه ی صفحات بسپاری مرکبC F R P به صورت خمش سه نقطه یی تا مرحله ی شکست بارگذاری شدند. به منظور بررسی اثرات پیش ترک در بار جداشدگی و سازوکار انتشار ترک، ابتدا تیرهای دسته ی سوم به میزان 70٪ بار ناحیه ی خطی منحنی بار تغییر مکان، بارگذاری شد و پس از ایجاد ترک های متعدد خمشی و خمشی برشی، باربرداری از نمونه ها انجام شد. نمونه ها پس از تقویت، توسط دو لایه ورقه ی C F R P مجددا تا مرحله ی شکست بارگذاری شدند. نتایج حاصله نشان می دهد که استفاده از میلگردهای کم قطر در ناحیه ی کششی تیر باعث توزیع یکنواخت تر ترک در طول تیر می شوند. این توزیع یکنواخت ترک، بازشدگی کم عرض تری را نیز ایجاد می کند. به عکس، امکان وقوع توزیع یکنواخت تر کرنش محوری ورق تقویتی در طول بیشتر تیر، که عامل مهمی در جلوگیری از جداشدگی ورق تقویتی است، در تیرهای با تعداد آرماتور خمشی کم تر، بیش تر است. همچنین نتایج حاصله نشان می دهد که آرایش میلگردهای داخلی اثرات قابل توجهی بر بار جداشدگی ورق تقویتی ندارد.

    کلیدواژگان: آرایش میلگرد، جداشدگی، عرض ترک، فاصله ی ترک، تقویت، بتن آرمه، ورق F R P
  • سیدمجدالدین میرحسینی*، مژده اسداللهی پژوه صفحات 43-53

    محلی ساختگاه نقش بسیار مهمی در تشدید یا تضعیف مشخصات حرکات لرزه یی و حرکات مبنای طرح زمین دارند. هدف این نوشتار بررسی پاسخ محلی زمین در منطقه ی آبرفتی بندر ماهشهر است. در تحلیل دینامیکی آبرفت، ویژگی های لایه های خاک از طریق آزمایش های ژئوتکنیکی در محل 10 گمانه تعیین شد و 15 شتاب نگاشت از زمین لرزه های دنیا براساس ویژگی های لرزه خیزی سنگ بستر منطقه انتخاب شده اند. با توجه به توپوگرافی و شرایط خاک محلی از تحلیل یک بعدی خطی معادل استفاده شد که نتایج آن به صورت نقشه های ریزپهنه بندی و طیف طرح ویژه ی ساختگاه ارائه شده است. نتایج تحلیل بیان گر تشدید قابل ملاحظه ی زلزله های ضعیف تا متوسط، و تضعیف امواج در زلزله های شدید به دلیل رفتار غیرخطی آبرفت هستند.

    کلیدواژگان: شدید امواج زلزله، آبرفت، بندر ماهشهر، تحلیل خطی معادل، رفتار غیرخطی، ریزپهنه بندی
  • احمد فهیمی فر، سمانه امیرپور* صفحات 55-64

    اتومات سلولی روشی توان مند برای شبیه سازی سیستم های طبیعی و مصنوعی است که به صورت اندرکنش اجزای تشکیل دهنده شان قابل بیان اند. بعضی از انواع زمین لغزه ها مانند جریان واریزه و بهمن واریزه ها به خوبی با این شرایط سازگارند و می توان آن ها را به صورت سیستم های دینامیکی تقسیم پذیر به اجزای تشکیل دهنده و قابل توصیف به صورت اندرکنش بین این اجزا در نظر گرفت.هدف از این تحقیق ارائه ی مدلی برای شبیه سازی زمین لغزه ها براساس روش اتومات سلولی و به کمک کد M A T L A B است. در این مدل ویژگی های زمین لغزه های پرسرعت و اثر برخورد توده ها در نظر گرفته شده است. درستی عملکرد این مدل با شبیه سازی زمین لغزه ی جم طاهری به صورت یک بعدی و دوبعدی مقایسه شده است. نتایج حاصله نشان می دهد که سطح لغزش شبیه سازی شده، انطباق نزدیکی با واقعیت دارد.

    کلیدواژگان: اتومات سلولی، زمین لغزه، جریان واریزه، M A T L A B
  • علی خیرالدین*، علی امیری صفحات 65-76

    بی نظمی در سازه ها از مهم ترین عوامل خرابی ساختمان ها در زلزله های گذشته به شمار می رود. از انواع بی نظمی می توان به بی نظمی ناشی از اختلاف تراز در طبقات یا پی اشاره کرد. درصورتی که اختلاف تراز دو پی زیاد باشد و نتوان پی ها را با مهاری با شیب کم تر از 15 درجه به یکدیگر متصل کرد، باید برای اتصال آنها از سه مهار(شناژ) افقی، قائم و مورب و یا دیگر جزئیات مورد تایید بهره گرفت. طبق آیین نامه های مختلف، مهار پی های بدون اختلاف تراز معمولا برای درصدی از بیشینه نیروی محوری ستون های دو طرف مهار طراحی می شوند. در این تحقیق نیز از همین الگو برای بررسی تغییرات نیرویی در میلگردهای مهارها (افقی، قائم و مورب(طی بارگذاری جانبی استفاده شده است. در این راستا 14 مدل اتصال پی همراه با اختلاف تراز (دوبلکسی) در نرم افزار A N S Y S تحت تحلیل غیرخطی قرار گرفته اند، که به منظور مطالعه ی تغییرات نیروی طراحی مهارها، به بررسی سازه یی و مقایسه ی چهار نوع اتصال در هر اختلاف تراز خواهیم پرداخت و نیز تغییرات رفتار سازه یی هر اتصال با توجه به تغییرات اختلاف تراز پی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. همچنین در این نوشتار به روند توزیع تنش و ترک خوردگی در طی بارگذاری، نوع ترک ها و محل آن ها، و بالاخره زمان و محل تشکیل مفاصل خمیری در هر اتصال پی با اختلاف تراز اشاره شده است. نتایج تحلیل حاکی از آن است که نیروهای طراحی مهارها و میزان ترک خوردگی در اتصال های گوه یی)دارای مهار افقی، قائم و مورب) به مراتب کم تر از اتصال های دیگر است، و با افزایش اختلاف تراز احتمال شکست زودهنگام پی بیشتر می شود و ممکن است پی قبل از روسازه ی خود دچار گسیختگی شود.

    کلیدواژگان: اندرکنش خاک و پی، شالوده، مهار مورب، تحلیل ایستای غیرخطی، ترک خوردگی، مفاصل خمیری، اختلاف تراز
  • محسن اژدری*، محمد نهنگی، لیلا صادقی صفحات 77-84

    با توجه به هزینه ی زیاد و زمان بر بودن انجام آزمایش های برش مستقیم یا سه محوری روی خاک های غیراشباع، معمولا پارامترهای مقاومت برشی لازم در کاربردهای عملی، با استفاده از روابط تجربی موجود پیش بینی می شوند. اما تحقیقات جدید حاکی از آن است که هیچ یک از روش های تجربی ارائه شده در ادبیات مکانیک خاک های غیراشباع توانایی پیش بینی مقاومت برشی همه ی انواع خاک ها را ندارند. در این نوشتار، با استفاده از نتایج آزمایش های برش مستقیم موجود در ادبیات مکانیک خاک های غیراشباع و نیز به منظور پیش بینی پارامتر مقاومت برشی این گونه خاک ها یک شبکه ی عصبی مصنوعی تربیت می شود. این شبکه ی عصبی دارای شش نرون ورودی است که چهار نرون آن شامل پارامترهای منحنی مشخصه ی آبخاک است که با استفاده از رابطه ی بروکز و کوریمرجع{1} به دست می آید. پارامترهای دیگر ورودی به شبکه، مقادیر مکش و فشار قائم خالص اعمالی به نمونه را شامل می شوند. به منظور اعتبارسنجی شبکه عصبی مصنوعی تربیت شده، پارامتر تنش موثر برای خاک هایی که شبکه در طی آموزش با آنها روبه رو نشده بود، با استفاده از این شبکه محاسبه شد. مقادیر محاسبه شده با مقادیر آزمایشگاهی به خوبی هم خوانی دارند.

    کلیدواژگان: خاک های غیراشباع، آزمایش برش مستقیم، شبکه ی عصبی مصنوعی
  • مجید برقیان*، یدالله اسمعیلی اقدم صفحات 85-91

    از مهاربندهای کابلی پیش تنیده می توان در مقاوم سازی ساختمان های بتنی استفاده کرد. به طور عام می توان این مهاربندها را به صورت پیوسته با اتصالات لغزشی، بدون اتصالات لغزشی (مانند بادبندهای قطری)، و ترکیبی از اتصالات لغزشی و بدون اتصالات لغزشی به کار برد. در این نوشتار، تعیین آرایش مناسب کابل ها و بهینه کردن مسیر کابل در حالت کابل پیوسته بررسی شده است. برای بهینه سازی مسیر کابل از پارامتر جابه جایی نسبی طبقات استفاده شده است.

    کلیدواژگان: بهینه سازی مسیر کابل، مقاوم سازی، نیروی پیش تنیدگی، آرایش بادبندهای کابلی
  • محمدرضا اصفهانی*، امین حاکمی صفحات 93-99

    در این پژوهش، پیوستگی بین آرماتور و بتن ساخته شده از سنگ دانه ی بازیافتی بررسی می شود. بدین منظور هشت نوع بتن شامل دو گروه بتن خودمتراکم و معمولی، و در هر گروه چهار مخلوط بتن با درصد سنگ دانه های بازیافتی مختلف)0، 30، 50 و 100 درصد(ساخته شد. نمونه های آزمایشگاهی بلوک های بتنی به ابعاد $45t i m e s25t i m e s8$ سانتی متر بودند که در هریک 4 عدد آرماتور)2 آرماتور در پایین و 2 آرماتور در بالا(تعبیه شد تا مقاومت پیوستگی آنها در این نوع بتن ها بررسی شود. بنابراین در مجموع 64 آرماتور در 16 نمونه ی بتنی آزمایش شد. آزمایش ها نشان داد که استفاده از سنگ دانه ی بازیافتی در بتن خودمتراکم سبب کاهش محسوس در مقاومت پیوستگی نمی شود، اما در بتن معمولی باعث کاهش مقاومت پیوستگی می شود. همچنین اثر آرماتور بالایی در بتن های خودمتراکم بازیافتی از بتن معمولی بازیافتی کم تر است.

    کلیدواژگان: آرماتور بالایی، بتن بازیافتی، بتن خودمتراکم، مقاومت پیوستگی
  • مرتضی اسماعیلی*، محمد فشارکی صفحات 101-106

    یکی از مهم ترین مشکلات راه آهن های درون شهری و خطوط سریع السیر، کنترل ارتعاشات ناشی از عبور قطارهاست. این ارتعاشات ضمن آسیب رساندن به زیرساخت های خط ریلی، باعث عدم آسایش ساکنین اطراف خط نیز می شود. یکی از راهکارهای کاهش ارتعاش، استفاده از بتن آسفالتی به ویژه بتن آسفالتی اصلاح شده با لاستیک در زیرسازی خطوط ریلی است. در این نوشتار به طور ویژه اثرات استفاده از آسفالت گرم)H M A(پانویس{h o t m i x a s p h a l t (H M A)} و بتن آسفالتی اصلاح شده با لاستیک)R M A C(پانویس{r u b b e r m o d i f i e d a s p h a l t c o n c r e t e (R M A C)} بر کاهش ارتعاش در خطوط ریلی سریع السیر به روش عددی اجزاء محدود و به کمک نرم افزار P L A X I S مورد مطالعه قرار گرفته است. تحلیل حساسیت انجام شده بر روی دامنه و سرعت بارگذاری و ضخامت لایه ی آسفالت نشان دهنده ی قابلیت بالای R M A C، در مقایسه با سایر مصالح، برای کاهش ارتعاشات موجود است.

    کلیدواژگان: آسفالت اصلاح شده با لاستیک، ارتعاش، میرایی، شتاب حداکثر، میانگین مجذور مربعات
  • علی مهدوی*، ناصر طالب بیدختی صفحات 107-115

    در این مطالعه یک مدل حجم محدود برمبنای معادلات غیرخطی آب کم عمق برای بررسی انتشار و بالاروی امواج شکننده و غیرشکننده ی بلند توسعه یافته است. مدل حاضر از یک الگوی صریح مرکزی به همراه الگوی یکنوای بالادست برای قوانین پایستار)M U S C L(استفاده می کند. عبارت چشمه که در برگیرنده ی اثرات توپوگرافی بستر است با روش گرادیان سطح)S G M(وارد محاسبات می شود. همچنین برای مکان یابی خط ساحل، که مرز متحرک مسئله به شمار می رود، یک الگوریتم ویژه تعریف می شود. الگوی حاصله، دارای دقتی از مرتبه ی دو در مکان و زمان بوده و قادر است ناپیوستگی های به وجود آمده در عمق جریان بر اثر شکست موج را به طور موثر تسخیر کند. تمامی محاسبات توسط برنامه یی که به همین منظور در محیط فرترن 90 نوشته شده، صورت می پذیرد. نیمرخ های شبیه سازی شده ی سطح آزاد و تاریخچه زمانی جابه جایی سطح آزاد، توافق رضایت بخشی با جواب تحلیلی موجود و نیز داده های آزمایشگاهی نشان می دهند.

    کلیدواژگان: معادلات غیرخطی آب کم عمق، بالاروی موج منفرد، روش حجم محدود، الگوی عددی مرکزی مرتبه اول (F O R C E)، تسخیر شوک، الگوی موزون
  • علی کمک پناه*، بهنام شاه محمدی صفحات 117-126

    سازه ها و فضاهای زیرزمینی یکی از مهم ترین و امروزی ترین نیازهای شهرنشینی مدرن اند. به طور تجربی سازه های زیرزمینی نسبت به سازه های سطحی از آسیب پذیری کم تری برخوردارند. بسیاری از این سازه ها در محیط های آبرفتی و سست شهری قرار دارند و در معرض آسیب های ناشی از زلزله اند. امروزه با دست یابی به رایانه و نرم افزارهای ویژه ی مدل سازی عددی، تحلیل پویای)دینامیک(سیستم هایی که شامل خاک و سازه اند، میسر شده است. در این تحقیق با توجه به وجود کرنش صفر در راستای طول تونل، تحلیل دوبعدی با فرض کرنش صفحه یی و با استفاده از نرم افزار D2 F L A C انجام می شود. در این تحقیق اثر عمق قرارگیری تونل در محیط یا همان سربار تونل مد نظر قرار گرفته که نتیجه ی آن افزایش نیروها و ممان ها در پوشش تونل بر اثر افزایش روباره ی تونل در یک محیط آبرفتی و افزایش خطر سازه ی تونل در هنگام زلزله است. با مقایسه ی حل عددی و حل تحلیلی که از دو روش W a n g و P e n z i e n به دست آمده اند، و مشاهده ی نتایج کاملا متناقض حاصله، به عدم تطابق کامل این دو روش پی می بریم.

    کلیدواژگان: سازه های زیرزمینی، اندرکنش خاک و سازه تونل، تحلیل پویا، FLAC 2D
  • رضا عباس نیا*، روح الله هیزجی صفحات 127-132

    با توجه به نیاز روزافزون مقاوم سازی ساختمان ها، روش های مختلفی برای مقاوم سازی ساختمان هایی که با قاب خمشی ساخته شده اند و در برابر زلزله مقاومت کافی ندارند، ارائه شده است. یکی از این روش ها استفاده از بادبندهای هم مرکز است که به لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه است. اما بادبندهای هم مرکز از شکل پذیری کمی برخوردارند و هنگام به کارگیری آنها برای مقاوم سازی در قاب های خمشی، علاوه بر لزوم مقاوم سازی آنها، شکل پذیری سازه را کاهش می دهند و نیز منجر به ایجاد نیروی بالابرنده در فونداسیون موجود قاب خواهند شد. در دو دهه ی اخیر تحقیقات زیادی برای اصلاح شکل پذیری بادبندها صورت گرفته است و راه حل هایی هم پیشنهاد شده است. یکی از روش های پیشنهادی برای بهبود عملکرد بادبندهای هم مرکز، ایجاد لقی در اتصال بادبند است که در این نوشتار مورد بررسی قرار گرفته است. از مشکلات بادبندهای دارای لقی، ایجاد نیروی ضربه در بادبند است. مطالعات و تحلیل های انجام شده روی چند قاب مختلف نشان می دهد که نسبت سختی بادبند به قاب، دوره ی تناوب بار وارده و مقدار لقی از پارامترهای مهم در ایجاد نیروی ضربه در بادبند دارای لقی هستند. همچنین نتایج تحلیل های انجام شده در این پژوهش نشان می دهد که با محدودکردن نسبت سختی بادبند به قاب، نیروی ضربه کمینه می شود و تاثیر منفی در سازه نخواهد داشت. بنابراین با رعایت محدودیت نسبت سختی، ضمن ایجاد لقی در اتصال بادبند، نیروی داخلی بادبند نیز کاهش می یابد و سبب کاهش نیروی بالابرنده در فونداسیون موجود می شود. همچنین از ظرفیت خمشی قاب نیز به نحو مطلوب استفاده خواهد شد.

    کلیدواژگان: بادبند هم مرکز، لقی، شکل پذیری، مقاوم سازی
|
  • A. Kalantari*, M. Amjad Pages 3-14

    D u e t o t h e c o m p l e x i t y o f i n t e r c h a n g e f o r m s a n d t h e l a c k o f s p a c e a n d l a n d o w n e r s h i p p r o b l e m s i n u r b a n a r e a s, i n o r d e r t o u t i l i z e l i m i t e d s p a c e o p t i m a l l y, b r i d g e d e s i g n e r s o f t e n t e n d t o u s e s k e w e d h i g h w a y b r i d g e s t o c a r r y t r a f f i c i n u r b a n t r a n s p o r t a t i o n s y s t e m s o f m e t r o p o l i s e s. D u e t o i t s s p e c i a l g e o m e t r y, t h i s t y p e o f h i g h w a y b r i d g e s h o w s u n i q u e a n d c o m p l e x b e h a v i o r d u r i n g s t r o n g e a r t h q u a k e s. T h e s e i s m i c b e h a v i o r o f s k e w e d h i g h w a y b r i d g e s i n p a s t e a r t h q u a k e s h a s r e v e a l e d t h a t t h e y a r e m o r e s u s c e p t i b l e t o s e i s m i c d a m a g e c o m p a r e d t o s t r a i g h t h i g h w a y b r i d g e s h a v i n g r e g u l a r g e o m e t r y. H e n c e, o v e r s e v e r a l p a s t d e c a d e s, d i f f e r e n t r e s e a r c h e r s h a v e m a d e a n e f f o r t t o i n v e s t i g a t e t h e u n i q u e s e i s m i c r e s p o n s e o f s k e w e d h i g h w a y b r i d g e s. D u e t o t h e i n a c c e s s i b i l i t y a n d h i g h c o s t o f e f f i c i e n t s o f t w a r e p a c k a g e s t h a t a r e c a p a b l e o f n o n l i n e a r a n a l y s i s, t h e r e c o g n i t i o n a n d d e t e r m i n a t i o n o f e f f e c t i v e p a r a m e t e r s i n t h e s e i s m i c b e h a v i o r o f t h i s t y p e o f b r i d g e i s n o t s o e a s y. T h e a i m o f t h i s r e s e a r c h i s t h e n u m e r i c a l m o d e l i n g o f t h e n o n l i n e a r b e h a v i o r o f s k e w e d h i g h w a y b r i d g e s a n d t h e r e c o g n i t i o n o f e f f e c t i v e a n d i m p o r t a n t p a r a m e t e r s t h a t a f f e c t t h e i r s e i s m i c b e h a v i o r. A s a n u m e r i c a l e x a m p l e, t h e s o u t h e a s t e r n b r i d g e o f F o o t h i l l B o u l e v a r d U n d e r c r o s s i n g i s m o d e l e d i n O p e n S e e s. T h e s o f t w a r e i s a n o p e n s o u r c e a n d a v a i l a b l e t h r o u g h t h e o f f i c i a l w e b s i t e. I n t h i s s t u d y, t h e s e i s m i c r e s p o n s e o f t h i s s k e w e d h i g h w a y b r i d g e i s i n v e s t i g a t e d a n d c o m p a r e d t o t h e c o r r e s p o n d i n g s t r a i g h t h i g h w a y b r i d g e d u r i n g t h e 1971 S a n F e r n a n d o g r o u n d m o t i o n r e c o r d e d i n P a k o i m a D a m. T h e b r i d g e s u f f e r e d s e v e r e d a m a g e d u r i n g t h e 1971 S a n F e r n a n d o E a r t h q u a k e. T h e d e t a i l s o f d a m a g e t o t h e b r i d g e, a s w e l l a s t h e g e o m e t r i c a n d t e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n s o f t h e s t r u c t u r e, a r e a v a i l a b l e h r o u g h o b s e r v a t i o n r e p o r t s a n d r e s e a r c h p a p e r s. A D u a l-B e a m S t i c k M o d e l w a s e m p l o y e d t o m o d e l t h e b e h a v i o r o f t h e d e c k, i n c l u d i n g s k e w n e s s e f f e c t s. ``E l a s t i c B e a m C o l u m n'' e l e m e n t s w e r e u t i l i z e d f o r t h e c a p b e a m a n d d e c k e l e m e n t s. F o r t h e c o l u m n e l e m e n t s, h o w e v e r, d u e t o t h e i r n o n l i n e a r b e h a v i o r, ``N o n l i n e a r B e a m C o l u m n s'' w e r e a p p l i e d. M o d a l a n a l y s i s, a s w e l l a s n o n l i n e a r t i m e h i s t o r y a n a l y s i s, w a s p e r f o r m e d. L o n g i t u d i n a l a n d t r a n s v e r s e d i s p l a c e m e n t a n d r o t a t i o n o f t h e d e c k, t o r s i o n a s w e l l a s a x i a l f o r c e, a n d t h e s h e a r a n d f l e x u r a l d e m a n d s o n t h e c o l u m n s w e r e c a l c u l a t e d. T h e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e a x i a l f o r c e a n d t o r s i o n o f t h e c o l u m n s a t t h e m i d d l e p i e r i n t h e m o d e l o f t h e s k e w e d b r i d g e a r e l a r g e r t h a n t h o s e o f t h e s t r a i g h t b r i d g e m o d e l, s u c h t h a t, t h e f a i l u r e o f c o l u m n s b a s e d o n t h i s r e s u l t i s p r e d i c t a b l e.

    Keywords: skewed bridge, nonlinear analysis, seismic demand
  • H. Ghiassian * K. K. Aladini Pages 15-21

    M e c h a n i c a l l y S t a b i l i z e d E a r t h W a l l s (M S E W) a n d R e i n f o r c e d S o i l S l o p e s (R S S) a r e k n o w n a s c o s t-e f f e c t i v e s o i l-r e t a i n i n g s t r u c t u r e s. B y i n c l u s i o n o f t e n s i l e r e i n f o r c i n g e l e m e n t s i n t h e s o i l, i t s s t r e n g t h c a n b e i m p r o v e d s i g n i f i c a n t l y, s u c h t h a t t h e v e r t i c a l f a c e o f t h e s o i l/ r e i n f o r c e m e n t s y s t e m i s e s s e n t i a l l y s e l f s u p p o r t i n g. T h e a c t u a l b i d c o s t o f a s p e c i f i c M S E/R S S s t r u c t u r e d e p e n d s o n t h e c o s t o f e a c h o f i t s p r i n c i p a l c o m p o n e n t s. D i f f e r e n t m e t h o d s o f a n a l y s i s d i f f e r i n t h e i r a s s u m p t i o n s r e g a r d i n g s t r e s s d i s t r i b u t i o n, f a i l u r e s u r f a c e s, s a f e t y f a c t o r s a n d t h e i n c l i n a t i o n o f t h e r e i n f o r c e m e n t a t t h e f a i l u r e s u r f a c e. T h i s s t u d y u s e s a l i m i t i n g e q u i l i b r i u m a n a l y s i s t o d e t e r m i n e t h e f a c t o r o f s a f e t y a g a i n s t f a i l u r e. T h i s p a p e r c o u p l e s a c o m p l e t e M S E w a l l d e s i g n r o u t i n e w i t h a h i g h l y e f f i c i e n t o p t i m i z a t i o n m o d e l f o r t h e o p t i m u m d e s i g n o f m e c h a n i c a l l y s t a b i l i z e d e a r t h w a l l s. T h e d e s i g n a l g o r i t h m b e n e f i t s f r o m a l i m i t e q u i l i b r i u m t e c h n i q u e t o c a l c u l a t e t h e e x t e r n a l a n d i n t e r n a l s t a b i l i t y o f t h e w a l l, c o n s i d e r i n g c o m m o n s a f e t y f a c t o r s. T h e o p t i m i z a t i o n m o d e l u s e s a n a d v a n c e d v e r s i o n o f t h e P S O a l g o r i t h m t o s e a r c h f o r o p t i m u m c o m b i n a t i o n o f t h e d e s i g n v a r i a b l e s t o s a t i s f y t h e r e q u i r e d s a f e t y f a c t o r s. I n t e g r a t i o n o f s i m u l a t i o n o p t i m i z a t i o n a p p r o a c h e s f o r t h e o p t i m u m d e s i g n o f M S E w a l l s w i t h p a r t i c l e s w a r m o p t i m i z a t i o n, i s t h e f i r s t o f i t s k i n d; h a v i n g b e e n o v e r l o o k e d i n t h e l i t e r a t u r e.

    Keywords: Optimization, simulation, reinforced earth, PSO
  • M. Tehranizadeh *, F.S A. Hejazi Pages 23-29

    C o n s i d e r i n g t h e n o n l i n e a r b e h a v i o r o f c o n v e n t i o n a l s t r u c t u r e s u n d e r s t r o n g g r o u n d m o t i o n, a p p l i c a t i o n o f e a r t h q u a k e f o r c e s, a s a n e q u i v a l e n t s t a t i c f o r c e i n t h e e l a s t i c r e g i o n, w i l l n o t l e a d t o a n o p t i m u m a p p l i c a t i o n o f m a t e r i a l s i n t h e s t r u c t u r e.U s i n g a n e n e r g y a p p r o a c h, t h e p e r f o r m a n c e-b a s e d o p t i m u m d e s i g n o f c o n c r e t e m o m e n t r e s i s t i n g f r a m e s i s e v a l u a t e d f o r t h e, s o-c a l l e d, o p e r a t i o n a l, i m m e d i a t e o c c u p a n c y, l i f e s a f e t y a n d c o l l a p s e p r e v e n t i o n p e r f o r m a n c e l e v e l s. T h r e e o b j e c t i v e c r i t e r i a a r e i d e n t i f i e d f o r t h e p e r f o r m a n c e-b a s e d s e i s m i c d e s i g n, w h i c h i n c l u d e t h e l e a s t s t r u c t u r a l w e i g h t, u n i f o r m d u c t i l i t y d e m a n d a n d, a l s o, u n i f o r m e a r t h q u a k e e n e r g y i n a l l s t o r i e s o f t h e s t r u c t u r e.S t e e l r e i n f o r c e m e n t a f f e c t s t h e d u c t i l i t y o f R C f r a m e s u n d e r i n e l a s t i c s e i s m i c l o a d s, s o, i t i s c o n s i d e r e d a d e s i g n v a r i a b l e i n t h e o p t i m i z a t i o n p r o c e s s. I n o r d e r t o c o n t r o l t h e p e r f o r m a n c e o f t h e s t r u c t u r e, c o n s t r a i n t s a r e a d d e d i n t h e p r o c e s s o f o p t i m i z a t i o n.T o s h o w t h e c a p a b i l i t y o f t h e p r o p o s e d a n a l y s i s p r o c e d u r e, a t h r e e s t o r y c o n c r e t e m o m e n t f r a m e i s u t i l i z e d a s a n i l l u s t r a t i v e e x a m p l e. F o r c o m p a r i s o n w i t h r e a l b e h a v i o r, n o n l i n e a r d y n a m i c a n a l y s e s f o r t h e o p t i m i z e d f r a m e s, w i t h e l e m e n t s o f d i s t r i b u t e d i n e l a s t i c i t y, a r e p e r f o r m e d f o r f i f t y y e a r p e r i o d e a r t h q u a k e s, w i t h 2% i n t e n s i t y (E r z i n c a n, T u r k e y r e c o r d). S i n c e t h e r e a r e s o m e c o n s t r a i n t s o n s t e e l r e i n f o r c e m e n t a r e a s a n d s t o r y d r i f t s, i n a c c o r d a n c e w i t h c u r r e n t c o d e s, t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e r e s u l t s f o r v a r i o u s p e r f o r m a n c e l e v e l s a r e n o t s o m u c h.A s s h o w n, t h e o p t i m i z a t i o n p r o c e s s, o n t h e b a s i s o f t h e e n e r g y f u n c t i o n, f3, l e a d s t o a d e c r e a s e o f p u l s e i n t e n s i t y a n d t h e l a s t d r i f t, a n d, t h e r e f o r e, m o d e r a t e s t h e f r a m e r e s p o n s e. T h i s c a s e v e r i f i e s t h a t m i n o r d a m a g e o c c u r s i n t h e s e f r a m e s c o m p a r e d w i t h t h e o p t i m i z e d f r a m e s i n c a s e s i a n d i i.

    Keywords: optimum design, energy approach, performance-based seismic design, concrete moment frame, design variables, nonlinear dynamic analyses
  • D. Mostofinejad *, M.R. Eftekhar Pages 31-41

    D e s p i t e e x t e n s i v e f i e l d a p p l i c a t i o n s o f F R P p l a t e s, n o t a l l b e h a v i o r a l a s p e c t s o f t h i s c o n s t r u c t i o n m a t e r i a l h a v e y e t b e e n f u l l y u n d e r s t o o d. O n e n e g l e c t e d a s p e c t i s t h e i r r u p t u r e a n d t h e c a u s e s f o r t h e i r d e b o n d i n g o f f t h e c o n c r e t e s u r f a c e t o w h i c h t h e y a r e a d j o i n e d u n d e r u n e x p e c t e d a n d p r e m a t u r e l o a d s. A l l p l a t e d e b o n d i n g t y p e s i n R C b e a m s c a n b e g e n e r a l l y c o n s i d e r e d a s a k i n d o f d i s c o n t i n u i t y. F r o m t h i s v i e w p o i n t, p l a t e-e n d d e b o n d i n g c a u s e s d i s c o n t i n u i t y i n t h e s t r e n g t h e n i n g s h e e t, a n d h i g h e r t h i c k n e s s e s o f t h e s t r e n g t h e n i n g s h e e t c a u s e s i n t e n s i f i e d d i s c o n t i n u i t y i n t h e c o n c r e t e m e m b e r t h i c k n e s s. F u r t h e r m o r e, f l e x u r a l a n d s h e a r c r a c k s c a u s e d i s c o n t i n u i t y i n t h e c o n c r e t e m e m b e r, c a u s i n g c r a c k w i d t h t o i n t e n s i f y d i s c o n t i n u i t y a n d, f i n a l l y, l e a d i n g t o t h e d e b o n d i n g o f t h e s t r e n g t h e n i n g s h e e t. D i f f e r e n t a r r a n g e m e n t s o f f l e x u r a l b a r s i n t h e c o n c r e t e b e a m l e a d t o d i f f e r e n t c r a c k d i s t r i b u t i o n s d u r i n g l o a d i n g. T h e d i f f e r e n c e i n d i s t r i b u t i o n i n v o l v e s, n o t o n l y c r a c k s p a c i n g, b u t, a l s o, c r a c k w i d t h; b o t h o f w h i c h a r e d i s c o n t i n u i t i e s i n t h e b e a m. O n t h e o t h e r h a n d, c r a c k s a n d c r a c k p r o p a g a t i o n a l s o l e a d t o m o i s t u r e a n d d e s t r u c t i v e i o n s p e n e t r a t i o n a n d, t h e r e b y, t o c o r r o s i o n o f t h e e m b e d d e d r e i n f o r c e m e n t i n c o n c r e t e m e m b e r s.I n t h i s s t u d y, t h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t a r r a n g e m e n t s a n d l a y o u t s o f i n t e r n a l s t e e l r e i n f o r c e m e n t o n d e s i g n d e- b o n d i n g l o a d s a n d t h e c r a c k i n g p a t t e r n o f R C b e a m s s t r e n g t h e n e d w i t h C F R P s h e e t s a r e e x p e r i m e n t a l l y i n v e s t i g a t e d. A t o t a l o f n i n e 3-m l o n g b e a m s w e r e t e s t e d u n d e r 3- p o i n t l o a d i n g. T h r e e d i f f e r e n t b a r s i z e s w e r e u s e d t o r e i n f o r c e t h e b e a m s, i.e.$5P h i$14, 3$P h i$18 a n d 2$P h i$22 w h i l e t h e r e i n f o r c e m e n t r a t i o s i n a l l b e a m s w e r e a l m o s t t h e s a m e. T h e f i r s t t h r e e b e a m s w e r e u s e d a s b a s e s p e c i m e n s a n d j u s t f o r c o m p a r i s o n. T h e s e c o n d t h r e e s p e c i m e n s w e r e l o a d e d, a f t e r s t r e n g t h e n i n g w i t h t w o l a y e r s o f C F R P u p t o f a i l u r e. F i n a l l y, t h e l a s t t h r e e b e a m s w e r e l o a d e d, b e f o r e s t r e n g t h e n i n g u p t o 70% o f t h e m a x i m u m l o a d i n t h e l i n e a r p a r t o f t h e l o a d-d e f l e c t i o n r e s p o n s e. T h e n, t h e b e a m s w e r e r e l o a d e d a n d s t r e n g t h e n e d w i t h t w o l a y e r s o f C F R P a n d l o a d e d a g a i n u p t o f a i l u r e. T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t s m a l l e r-s i z e s t e e l b a r s c a u s e m o r e u n i f o r m d i s t r i b u t i o n o f c r a c k s a l o n g t h e b e a m, a c c o m p a n i e d b y l o w e r c r a c k w i d t h s. F u r t h e r m o r e, t h e a x i a l s t r a i n d i s t r i b u t i o n i n t h e C F R P s t r e n g t h e n i n g p l a t e h a d m o r e u n i f o r m d i s t r i b u t i o n i n b e a m s w i t h f e w e r t e n s i l e s t e e l b a r s. N o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s w e r e o b s e r v e d a m o n g s p e c i m e n s w i t h v a r i o u s b a r s i z e s, i n t e r m s o f t h e p e e l i n g l o a d o f t h e C F R P p l a t e s.

    Keywords: bar arrangement, debonding, crack spacing, crack width, peeling, RC beams, FRP
  • S.M. Mir Mohammad Hosseini *, M. Assadolahi Pajouh Pages 43-53

    L o c a l s i t e e f f e c t s p l a y a v e r y i m p o r t a n t r o l e i n c h a n g i n g (a m p l i f i c a t i o n o r d e-a m p l i f i c a t i o n) t h e s e i s m i c h a r a c t e r i s t i c s o f g r o u n d m o t i o n s. T h e o b j e c t i v e o f t h i s p a p e r i s t o i n v e s t i g a t e l o c a l g r o u n d r e s p o n s e i n a n a l l u v i u m r e g i o n i n M a h s h a h r P o r t, i n t h e s o u t h e r n p a r t o f I r a n. I n t h i s r e g a r d, t o p e r f o r m d y n a m i c a n a l y s i s, t h e d y n a m i c p r o p e r t i e s o f t h e s o i l l a y e r s a r e d e t e r m i n e d f r o m g e o t e c h n i c a l t e s t s, p e r f o r m e d a t 10 b o r e h o l e s t a t i o n s, a n d, o n t h e b a s i s o f t h e s e i s m i c i t y c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e b e d r o c k, 15 a c c e l e r o g r a m s o f v a r i o u s e a r t h q u a k e s a r o u n d t h e w o r l d a r e s e l e c t e d. C o n s i d e r i n g t h e l o c a l t o p o g r a p h y a n d s o i l c o n d i t i o n s, o n e d i m e n s i o n a l e q u i v a l e n t l i n e a r a n a l y s i s i s u s e d a n d t h e r e s u l t s a r e p r e s e n t e d i n t e r m s o f m i c r o z o n a t i o n m a p s a n d a s i t e s p e c i f i c d e s i g n s p e c t r u m. T h e r e s u l t s i n d i c a t e c o n s i d e r a b l e s e i s m i c a m p l i f i c a t i o n i n t h e c a s e o f w e a k t o m o d e r a t e e a r t h q u a k e s a n d d e-a m p l i f i c a t i o n o f w a v e s i n s t r o n g g r o u n d m o t i o n s. B e c a u s e o f t h e l o w s t i f f n e s s o f a l l u v i u m s o i l l a y e r s i n t h e a r e a, t h e a m p l i f i e d v a l u e s o f m a x i m u m g r o u n d v e l o c i t y a n d a c c e l e r a t i o n a r e c o n s i d e r a b l e d u r i n g m o d e r a t e e a r t h q u a k e s, w h e r e a s t h e n o n-l i n e a r s o i l b e h a v i o r a t h i g h e r l e v e l s o f g r o u n d m o t i o n i s q u i t e e v i d e n t, l e a d i n g t o d e-a m p l i f i c a t i o n o f t h e s e i s m i c w a v e s.T h e s p e c i f i c d e s i g n s p e c t r u m o f t h e s i t e i s s m a l l e r t h a n t h a t r e c o m m e n d e d b y t h e s t a n d a r d d e s i g n s p e c t r u m o f I r a n (s t a n d a r d N o. 2800), d u e t o t h e n o n-l i n e a r s o i l b e h a v i o r. T h e g r e a t d e v i a t i o n s o f t h e s p e c i f i c d e s i g n s p e c t r u m o f t h e s t u d i e d s i t e f r o m t h e n o r m a l d e s i g n s p e c t r u m o f t h e 2800 I r a n s t a n d a r d, d e n o t e s t h e f a c t t h a t, i n m a n y a r e a s, s i t e s p e c i f i c d e s i g n s p e c t r u m s t u d i e s a r e o f g r e a t i m p o r t a n c e.

    Keywords: amplification, seismic waves, alluvium, port of mahshahr, equivalent linear analysis, nonlinear behavior, design spectrum, microzonation
  • A. Fahimifar *, S. Amirpour Pages 55-64

    C e l l u l a r A u t o m a t a i s a p o w e r f u l t o o l f o r m o d e l i n g n a t u r a l a n d a r t i f i c i a l s y s t e m s, w h i c h c a n b e d e s c r i b e d i n t e r m s o f l o c a l i n t e r a c t i o n o f t h e i r c o n s t i t u e n t p a r t s. S o m e t y p e s o f l a n d s l i d e, s u c h a s d e b r i s f l o w a n d a v a l a n c h e, m a t c h t h e s e r e q u i r e m e n t s a n d c a n b e c o n s i d e r e d d y n a m i c a l s y s t e m s, s u b d i v i d e d i n t o e l e m e n t a r y p a r t s a n d d e s c r i b e d i n t e r m s o f l o c a l i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e i r e l e m e n t a r y p o r t i o n s.I n t h i s p a p e r, a f t e r a b r i e f r e v i e w o f t h e c e l l u l a r a u t o m a t a m e t h o d a n d d e s c r i b i n g i t s v a r i o u s p a r t s, a c o m p u t e r p r o g r a m, b a s e d o n t h e M A T L A B c o d e, w a s p r e p a r e d f o r m o d e l i n g l a n d s l i d e s a n d r o c k-s o i l s l o p e s. A n a l g o r i t h m h a s b e e n p r o p o s e d t o p r e s e n t t h e s i m u l a t i o n, s t e p b y s t e p.I n o r d e r t o s h o w t h e a b i l i t y a n d a c c u r a t e p e r f o r m a n c e o f t h e m o d e l, t h e s l o p e o f K m 32 i n J a m-T a h e r i e x p r e s s w a y w a s s i m u l a t e d o n t h e b a s i s o f t h e c e l l u l a r a u t o m a t a m e t h o d a n d u s i n g t h e p r e p a r e d p r o g r a m. T h e J a m-T a h e r i s l o p e i s c o m p o s e d o f w e a k r o c k (m a r l r o c k), a n d, a f t e r c u t t i n g t h e r o c k m a s s a n d c a r r y i n g o u t t h e b e r m s a t t h e a n t i c i p a t e d l o c a t i o n s t o p a s s t h e e x p r e s s w a y, t h e s l o p e b e c a m e u n s t a b l e a n d b e g a n t o s l i d e a f t e r h e a v y r a i n.S i m u l a t i o n o f t h i s s l o p e, a c c o r d i n g t o t h e p r o p o s e d a l g o r i t h m a n d u s i n g t h e p r e p a r e d p r o g r a m, p r e d i c t s t h e d i f f e r e n t p r o c e s s e s o f s l o p e f a i l u r e v e r y w e l l a n d c o i n c i d e s w i t h t h e r e a l s l i d i n g s u r f a c e a n d g e o m e t r y o f t h e s l o p e a f t e r f u l l s l i d i n g.

    Keywords: cellular automata, landslide, debris flow, Matlab
  • A. Kheirodin *, A. Amiri Pages 65-76

    I r r e g u l a r i t y i n s t r u c t u r e s i s o n e o f t h e m o s t i m p o r t a n t f a c t o r s i n p a s t e a r t h q u a k e s. A m o n g d i f f e r e n t t y p e s o f i r r e g u l a r i t y, w e c a n r e f e r t o t h e o n e c a u s e d b y s p l i t l e v e l s (i n f l o o r s o r f o u n d a t i o n). I n a d u p l e x o r i n u s u a l b u i l d i n g s, t h e f o u n d a t i o n m a y b e e x e c u t e d a t t w o h e i g h t l e v e l s. I f t h e s p l i t l e v e l o f t w o f o u n d a t i o n s i s g r e a t a n d t h e y c a n n o t b e l i n k e d w i t h a s l o p e l e s s t h a n 15, t h e y s h o u l d b e l i n k e d w i t h t h e h e l p o f t h r e e h o r i z o n t a l, v e r t i c a l a n d d i a g o n a l, o r o t h e r, a p p r o v e d d e t a i l s. A c c o r d i n g t o d i f f e r e n t r e g u l a t i o n s, t h e t i e s o f f o u n d a t i o n s w i t h o u t a s p l i t l e v e l a r e u s u a l l y p l a n n e d f o r a p e r c e n t a g e o f t h e m a x i m u m o f t h e a x i a l f o r c e o f t h e c o l u m n s o f t w o s i d e s o f t h e t i e. I n t h i s r e s e a r c h, t h e s a m e p a t t e r n h a s b e e n u s e d t o s t u d y t h e f o r c e c h a n g e s i n b a r s o f t h e t i e (h o r i z o n t a l, v e r t i c a l a n d d i a g o n a l) d u r i n g l a t e r a l l o a d i n g. F o u r t e e n m o d e l s w i t h d e t a i l s o f a d u p l e x f o u n d a t i o n i n A N S Y S s o f t w a r e h a v e b e e n a n a l y z e d u n d e r n o n-l i n e a r a n a l y s i s. I n o r d e r t o s t u d y t h e c h a n g e s o f t h e f o r c e o f t i e p l a n n i n g, t h e s t r u c t u r e s a r e i n v e s t i g a t e d a n d f o u r d e t a i l s a t e a c h s p l i t l e v e l, a s w e l l a s c h a n g e s i n t h e s t r u c t u r a l b e h a v i o r o f e a c h d e t a i l, a r e s t u d i e d, c o n s i d e r i n g t h e c h a n g e s i n t h e s p l i t l e v e l o f t h e f o u n d a t i o n. I n t h i s a r t i c l e, t h e d i s t r i b u t i o n o f t e n s i o n, c r a c k i n g, a n d i t s p r o c e s s d u r i n g l o a d i n g, a s w e l l a s t y p e s o f c r a c k, t h e i r p o s i t i o n, a n d t h e t i m e a n d p l a c e o f t h e f o r m a t i o n o f p l a s t i c j o i n t s i n e a c h d e t a i l f o u n d a t i o n w i t h s p l i t l e v e l s, a r e p o i n t e d o u t. T h e r e s u l t s o f a n a l y s i s s h o w t h a t t h e f o r c e s o f t i e p l a n n i n g a n d t h e r a t e o f c r a c k i n g i n w e d g e d d e t a i l s a r e m u c h l e s s t h a n o t h e r d e t a i l s. O f c o u r s e, o n l y e x e c u t i n g h o r i z o n t a l o r v e r t i c a l t i e s d o e s n o t h a v e s o m u c h e f f e c t o n t h e d e c r e a s e i n c r a c k i n g o r t h e p l a n n i n g f o r c e s o f t i e s, s o, i t i s r e q u i r e d t h a t a p e r f e c t b r i c k w o r k i s d o n e i n s i d e t h e w e d g e t o p r o v i d e s u f f i c i e n t r i g i d i t y f o r t h e v e r t i c a l t i e o f w e d g e d d e t a i l s. I n c r e a s i n g t h e s p l i t i n t h e l e v e l e n h a n c e s t h e p o s s i b i l i t y o f e a r l y b r e a k i n g o f t h e f o u n d a t i o n w i t h t h e s p l i t l e v e l. T h e r e f o r e, i t i s p o s s i b l e f o r t h e f o u n d a t i o n t o g e t d i s m a n t l e d b e f o r e i t s s u p e r s t r u c t u r e.T h i s i s s u e c a n b e o f g r e a t s i g n i f i c a n c e i n t h e a n a l y s i s o f a s u p e r s t r u c t u r e, c o n s i d e r i n g t h e i n t e r a c t i o n o f s o i l a n d s t r u c t u r e a n d, a l s o, t h e p r e s u p p o s i t i o n o f c o n s o l i d a t i n g t h e s u p e r s t r u c t u r e d u r i n g g r o u n d m o v e m e n t.

  • M. Ajdari *, M. Nahang , L. Sadegh Pages 77-84

    A c c u r a t e p r e d i c t i o n o f t h e s h e a r s t r e n g t h o f u n s a t u r a t e d s o i l s i s e s s e n t i a l f o r t h e c o s t o p t i m i z e d d e s i g n o f e a r t h s t r u c t u r e s, f o u n d a t i o n s a n d n a t u r a l s l o p e s. C o n s i d e r i n g t h e c o n t r i b u t i o n o f m a t r i c s u c t i o n t o t h e s h e a r s t r e n g t h o f u n s a t u r a t e d s o i l s l e a d s u s t o d e t e r m i n e t h e e f f e c t i v e s t r e s s p a r a m e t e r, $c h i$. B e s i d e s, s h e a r t e s t s o n u n s a t u r a t e d s o i l s a r e c o s t l y a n d t i m e c o n s u m i n g. T h e r e f o r e, s o m e a t t e m p t s h a v e b e e n m a d e t o p r e d i c t t h e s h e a r s t r e n g t h o f u n s a t u r a t e d s o i l s u s i n g e m p i r i c a l p r o c e d u r e s, i n r e c e n t y e a r s.I n t h i s p a p e r, a n a d a p t i v e l e a r n i n g n e u r a l n e t w o r k m e t h o d i s e m p l o y e d t o p r e d i c t t h e e f f e c t i v e s t r e s s p a r a m e t e r, $c h i$, r e q u i r e d f o r p r o p e r e s t i m a t i o n o f t h e s h e a r s t r e n g t h o f u n s a t u r a t e d s o i l s i n p l a n e s t r a i n c o n d i t i o n. A d a t a b a s e p r e p a r e d f r o m d i r e c t s h e a r t e s t r e s u l t s a v a i l a b l e i n t h e l i t e r a t u r e a r e u s e d t o t r a i n a n d t e s t t h e n e t w o r k. T h e a r t i f i c i a l n e u r a l n e t w o r k w a s t r a i n e d u s i n g t h e r e s u l t s f r o m 58 c o n s o l i d a t e d d r a i n e d (C D) d i r e c t s h e a r t e s t s a n d t e s t e d u s i n g t h e r e s u l t s f r o m 12 C D t e s t s t h a t w e r e n o t e x p o s e d t o t h e n e t w o r k d u r i n g t h e t r a i n i n g p a r t. T h e i n p u t l a y e r c o n s i s t s o f 6 n e u r o n s, i n c l u d i n g b u b b l i n g p r e s s u r e, v o l u m e t r i c w a t e r c o n t e n t a t r e s i d u a l a n d s a t u r a t e d c o n d i t i o n s, s l o p e o f t h e s o i l w a t e r c h a r a c t e r i s t i c c u r v e i n t h e s e m i-l o g a r i t h m i c p l a n e, n e t v e r t i c a l s t r e s s a n d s u c t i o n.T h e r e s u l t s i n d i c a t e t h e s u i t a b i l i t y o f t h e p r o p o s e d a p p r o a c h f o r e s t i m a t i n g t h e t a r g e t v a l u e s f o r t h e t r a i n i n g d a t a s e t s. T h e c a p a b i l i t y o f t h e t r a i n e d n e u r a l n e t w o r k t o p r e d i c t t a r g e t v a l u e s f o r d a t a w h i c h i t h a d n o t e n c o u n t e r e d d u r i n g t h e t r a i n i n g p r o c e d u r e w a s, a l s o, t e s t e d. T h e r e s u l t s w e r e a c c e p t a b l e. I t i s n o t a b l e t h a t t h e r a n g e o f t h e b u b b l i n g p r e s s u r e o f s o i l s c o n s i d e r e d i n t h i s r e s e a r c h w a s l i m i t e d t o 250 k P a a n d, t h e r e f o r e, t h e v a l i d i t y o f t h e a r t i f i c i a l n e u r a l n e t w o r k s h o u l d b e t e s t e d f o r f i n e r s o i l s w i t h h i g h e r b u b b l i n g p r e s s u r e.

    Keywords: unsaturated soils, direct shear test, neural network
  • M. Barghian *, Y. Esmaeli Aghdam Pages 85-91

    Cable is known as a flexible element that can only undergo tension forces and has no compression strength. Using tension only elements within the bracing system of structures has formed the idea of using cables as part of a lateral bracing system.A pre-tensioned cable bracing system may be used to retrofit concrete buildings. A cable bracing system can be used as a continuous form, with and without sliding connections, similar to diagonal bracings. A cable system can also be used in a combined case; i.e. with and without sliding connections.In a continuous cable system, cables are passed through the stories by sliding connections and are anchored at the top or middle stories. In this case, the result of cable tension force at each adjacent story causes resistance against the frame lateral displacement, due to the change of cable elongation. A cable optimized form, in continuous cable and other systems, can be found by using different models.In this study, dynamic time history analysis was performed for two regular rising structures of short and moderate height. The structure was modeled as a concrete frame that was braced by a continuous cable or x-bracing cable. Models contained damper and no damper systems. Obtained results show a considerable decrease in displacements and, also, in the base shear of frames and force at the damper connection joint.In this paper, determining suitable cable arrangements, as well as cable path optimization for a continuous cable system, were investigated. Two mathematical equations were proposed to optimize the cable path. In order to optimize the cable path, drift was used as a parameter in this study.It was observed that using the damper at the end of cables is suitable, due to the following results obtained: the reduction of local effects at the connection of the cable and frame, due to high tension cable load; the prevention of cable slacking under environmental factors; less pre-tensioning force under structural vibration; and the reduction of base shear in comparison to the frame with no damper in the cables.

    Keywords: cable path optimization, pre-tensioning force, cable bracing arrangement
  • M.R. Esfahani*, A. Hakemi Pages 93-99

    W i t h t h e i n c r e a s e i n u s i n g c o n g e s t e d r e i n f o r c e m e n t s i n m o m e n t-r e s i s t i n g r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s, t h e r e i s a g r o w i n g i n t e r e s t i n s p e c i f y i n g h i g h w o r k a b i l i t y c o n c r e t e. S e l f-c o n s o l i d a t i n g c o n c r e t e (S C C) i n t h e f r e s h s t a t e i s k n o w n f o r i t s e x c e l l e n t d e f o r m a b i l i t y, h i g h r e s i s t a n c e t o s e g r e g a t i o n, a n d i t s u s e, w i t h o u t a p p l y i n g v i b r a t i o n, i n c o n g e s t e d r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s c h a r a c t e r i z e d b y d i f f i c u l t c a s t i n g c o n d i t i o n s. T h e r e u s e o f a g g r e g a t e s f r o m d e m o l i s h e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s w a s i n t r o d u c e d i n t o p r a c t i c e m a n y y e a r s a g o a n d, f r o m t h e b e g i n n i n g, w a s m a i n l y c o n s i d e r e d f o r t w o e n v i r o n m e n t a l a s p e c t s: s o l v i n g t h e i n c r e a s i n g w a s t e s t o r a g e p r o b l e m a n d t h e p r o t e c t i o n o f l i m i t e d n a t u r a l s o u r c e s o f a g g r e g a t e. A t p r e s e n t, p l e n t y o f d e m o l i s h e d r e i n f o r c e d c o n c r e t e o r p r e s t r e s s e d-c o n c r e t e s t r u c t u r e s, o r i g i n a l l y e r e c t e d f r o m c o n c r e t e o f m o d e r a t e o r h i g h s t r e n g t h, c r e a t e a s i g n i f i c a n t s o u r c e o f r u b b l e a g g r e g a t e o f r e l a t i v e l y g o o d q u a l i t y.T h i s p a p e r p r e s e n t s t h e r e s u l t s o f a n i n v e s t i g a t i o n d e a l i n g w i t h t h e b o n d s t r e n g t h b e t w e e n s t e e l r e i n f o r c i n g b a r s a n d s e l f-c o n s o l i d a t i n g c o n c r e t e (S C C) m a d e w i t h r e c y c l e d a g g r e g a t e s. E i g h t c o n c r e t e m i x t u r e s, i n t w o g r o u p s o f S C C a n d n o r m a l c o n c r e t e (N C), w e r e c o n s i d e r e d. E a c h g r o u p c o m p r i s e d f o u r c o n c r e t e m i x t u r e s w i t h d i f f e r e n t p e r c e n t a g e s o f r e c y c l e d a g g r e g a t e s (0%, 30%, 50% a n d 100%). S i x t e e n c o n c r e t e s p e c i m e n s, g r o u p e d i n t w o s e r i e s, m a d e o f N C a n d S C C,w e r e a n u f a c t u r e d a n d t e s t e d. I n e a c h s p e c i m e n, f o u r s t e e l b a r s w e r e e m b e d d e d i n t h e c o n c r e t e a t t h e b o t t o m a n d t o p o f t h e s p e c i m e n. T h e e f f e c t o f b a r p o s i t i o n i n c o n c r e t e h a s b e e n s t u d i e d b y c o m p a r i n g t h e b o n d s t r e n g t h o f t o p a n d b o t t o m b a r s. T h e b o n d s t r e n g t h a n d s l i p o f e a c h r e i n f o r c i n g b a r w e r e m e a s u r e d i n a p u l l-o u t t e s t s e t u p. T h e t e s t s e t u p c o m p r i s e d a h y d r a u l i c j a c k, a l o a d s e l l, a L V D T a n d a c o m p u t e r a i d e d d a t a a c q u i s i t i o n s y s t e m. T h e L V D T m e a s u r e d t h e s l i p o f t h e r e i n f o r c i n g b a r i n t h e c o n c r e t e s p e c i m e n. I n e a c h t e s t, l o a d w a s i n c r e a s e d s l o w l y w i t h a n a p p r o x i m a t e r a t e o f 25 k N/m i n, u n t i l t h e b o n d f a i l u r e o f t h e r e i n f o r c i n g b a r f r o m t h e c o n c r e t e. T h e t y p e o f b o n d f a i l u r e w a s b y s p l i t t i n g f o r a l l s p e c i m e n s. T e s t r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e u s e o f r e c y c l e d a g g r e g a t e s m a y n o t r e d u c e t h e b o n d s t r e n g t h i n S C C. H o w e v e r, f o r t h e c a s e o f N C, t h e r e c y c l e d a g g r e g a t e s d e c r e a s e d t h e b o n d s t r e n g t h. A l s o, t h e e f f e c t o f t o p b a r i n S C C i s s m a l l e r t h a n t h a t i n N C.

    Keywords: bond strength, Recycled aggregates, self-consolidating concrete, steel reinforcing bars
  • M. Esmaeili *, M. Fesharaki Pages 101-106

    T r a i n i n d u c e d v i b r a t i o n h a s a l w a y s b e e n a m a t t e r o f m a j o r c o n c e r n f o r r a i l w a y e n g i n e e r s. I n a d d i t i o n t o h i g h t r a c k m a i n t e n a n c e c o s t s, d u e t o e x c e s s i v e v i b r a t i o n, g r o u n d v i b r a t i o n m a y c a u s e a n n o y a n c e t o p e o p l e w h o l i v e n e a r t r a c k n e i g h b o r h o o d s.O n e p o t e n t i a l s o l u t i o n t o w a r d m i n i m i z i n g t h e s e e f f e c t s i s t h e u s e o f A s p h a l t C o n c r e t e (A C) o r R u b b e r M o d i f i e d A s p h a l t C o n c r e t e (R M A C) i n s t e a d o f a s u b b a l l a s t l a y e r, a s a n e f f i c i e n t m e t h o d f o r v i b r a t i o n r e d u c t i o n.T h i s s t u d y f o c u s e s o n t h e b e h a v i o r o f h i g h-s p e e d r a i l w a y f o u n d a t i o n s, u s i n g t h e P L A X I S f i n i t e-e l e m e n t c o d e. T h e t r a c k f o u n d a t i o n w a s s u b j e c t e d t o d y n a m i c l o a d i n g i n s e v e r a l s c e n a r i o s, w i t h R M A C, A C a n d c o n v e n t i o n a l b a l l a s t m a t e r i a l s. T r a i n l o a d s a r e a s s u m e d t o b e h a r m o n i c, a n d t h e p r e d o m i n a n t f r e q u e n c y o f l o a d s i s c o n s i d e r e d t o b e t h e b o g i e p a s s a g e f r e q u e n c y.T h e r e s u l t s o f t h e a n a l y s e s s h o w t h e e f f e c t o f t r a i n a n d t r a c k p a r a m e t e r s o n v i b r a t i o n l e v e l. T r a i n a x l e l o a d h a s a g r e a t i m p a c t o n t r a c k a c c e l e r a t i o n s,e s p e c i a l l y f o r h e a v y a x l e l o a d s, w h o s e i n c r e a s e i n v i b r a t i o n b e c o m e s h i g h l y n o n l i n e a r.A s l o a d f r e q u e n c y i n c r e a s e s, v i b r a t i o n i n c r e a s e s. A t f r e q u e n c y o f 5 H z, t h e n a t u r a l f r e q u e n c y o f t h e t r a c k i s e q u a l t o t h a t o f t r a i n l o a d s a n d,c o n s e q u e n t l y, t r a c k v i b r a t i o n i n c r e a s e s c o n s i d e r a b l y. B y v a r y i n g t h e p r o p e r t i e s o f f o u n d a t i o n m a t e r i a l s, t h e r e s p o n s e o f p o i n t s a t s p e c i f i e d d i s t a n c e s f r o m t h e s i m u l a t e d d y n a m i c l o a d i n g w a s m o n i t o r e d. A s s h o w n i n t h e p a p e r, R M A C r e d u c e s p e a k a c c e l e r a t i o n i n t h e t r a c k s u p t o 15%.

    Keywords: rubber modified asphalt concrete, Vibration, damping, peak acceleration, root mean square
  • A. Mahdavi *, N. Talebbeydokhti Pages 107-115

    T h e p r o p a g a t i o n a n d r u n-u p o f l o n g w a v e s a r e i n t e r e s t i n g h y d r o d y n a m i c p h e n o m e n a t h a t h a v e r e c e i v e d e x t e n s i v e a t t e n t i o n f r o m c o a s t a l e n g i n e e r i n g c o m m u n i t i e s o v e r t h e p a s t f e w d e c a d e s. A m o n g v a r i o u s t y p e s o f l o n g w a v e, s o l i t a r y w a v e s a r e o f c r u c i a l i m p o r t a n c e, d u e t o t h e i r c a p a b i l i t y o f b e i n g r e a s o n a b l y r e p r e s e n t a t i v e o f g i a n t w a v e s, l i k e t s u n a m i s. T h i s h i g h l i g h t s t h e i m p o r t a n c e o f i n v e s t i g a t i n g t h e n e a r s h o r e b e h a v i o r o f s o l i t a r y w a v e s, a s w e l l a s t h e i r r u n-u p f e a t u r e s.I n t h i s s t u d y, n o n-l i n e a r s h a l l o w w a t e r (N L S W) e q u a t i o n s a r e c o n s i d e r e d a s t h e m a t h e m a t i c a l t o o l g o v e r n i n g t h e p r o p a g a t i o n a n d r u n-u p o f l o n g w a v e s. T h e a n a l y t i c a l s o l u t i o n s t o t h i s s y s t e m o f h y p e r b o l i c c o n s e r v a t i o n l a w s a r e l i m i t e d t o n o n-b r e a k i n g w a v e s. T h i s s h o r t c o m i n g i s m a i n l y a t t r i b u t e d t o l a r g e g r a d i e n t s o f f l o w ``s h o c k s'' i n t h e v i c i n i t y o f t h e b r e a k i n g w a v e f r o n t, w h i c h c a n c o l l a p s e a n a l y t i c a l a t t e m p t s. H e n c e, n u m e r i c a l m o d e l i n g i s i n e v i t a b l e f o r b r e a k i n g w a v e s.T o d e v e l o p a n e f f i c i e n t n u m e r i c a l m o d e l, t h e c o n s e r v a t i v e f o r m o f N L S W w a s f i r s t d i s c r e t i z e d i n s p a c e b y t h e F O R C E-M U S C L s c h e m e a n d, t h e n, i n t e g r a t e d i n t i m e b y t h e o p t i m a l t h i r d-o r d e r T V D R u n g e-K u t t a m e t h o d. T h e m e n t i o n e d s h o c k s w e r e e f f i c i e n t l y c a p t u r e d u s i n g t h e n o n-l i n e a r s l o p e l i m i t e r ``S U P E R B E E'', w h i c h, n o t o n l y c o n t r o l s t h e s e l a r g e g r a d i e n t s, b u t, a l s o, p r e s e r v e s t h e s m o o t h r e g i o n s o f t h e f l o w f i e l d i n a t r u l y p h y s i c a l m a n n e r.I n t h i s s h o c k-c a p t u r i n g f i n i t e v o l u m e m o d e l, t h e s t e a d y s t a t e p r e s e r v i n g p r o p e r t y (C-p r o p e r t y) w a s a c h i e v e d w i t h t h e a i d o f a s u r f a c e g r a d i e n t m e t h o d. T h i s p r o p e r t y b e c o m e s i m p o r t a n t w h e n m o d e l i n g w a v e p r o p a g a t i o n o v e r u n e v e n b a t h y m e t r i e s, a n d a v o i d s t h e f r e e s u r f a c e b e i n g s p u r i o u s l y d i s t u r b e d i n s u c h s i t u a t i o n s. A m i n i m u m w a t e r d e p t h w a s a l s o i n t r o d u c e d t o o v e r c o m e t h e c h a l l e n g e s o f w a v e p r o p a g a t i o n o v e r a n i n i t i a l l y d r y b e a c h, a n d t o i d e n t i f y t h e m o v i n g s h o r e l i n e b o u n d a r y d u r i n g t h e r u n-u p p r o c e s s.N o n-b r e a k i n g a n d b r e a k i n g s o l i t a r y w a v e s p r o p a g a t i n g i n a r e g i o n o f c o n s t a n t d e p t h a n d c l i m b i n g u p a p l a n e s l o p i n g b e a c h w e r e c o n s i d e r e d a s b e n c h m a r k s t o a s s e s s t h e p e r f o r m a n c e o f t h e p r e s e n t n u m e r i c a l m o d e l. T h e e x p e r i m e n t a l d a t a a n d a n a l y t i c a l s o l u t i o n f o r t h i s r u n-u p p r o b l e m h a v e b e e n r e p o r t e d i n t h e l i t e r a t u r e.F o r n o n-b r e a k i n g w a v e s, t h e o b s e r v e d a g r e e m e n t b e t w e e n t h e c o m p u t e d r e s u l t s, e x p e r i m e n t a l d a t a a n d a n a l y t i c a l s o l u t i o n, w a s a c c e p t a b l e. I n t e r e s t i n g l y, t h e n u m e r i c a l r e s u l t s a p p e a r t o b e c l o s e r t o e x p e r i m e n t s t h a n t h e a n a l y t i c a l c o u n t e r p a r t. T h i s t r e n d c a n b e r e l a t e d t o n u m e r i c a l d i s s i p a t i o n o f t h e s c h e m e, w h i c h r e s e m b l e s t h e r e a l f l u i d e f f e c t s a r i s i n g i n e x p e r i m e n t a l d a t a.I n t h e c a s e o f b r e a k i n g w a v e s, t h o u g h t h e o v e r a l l a g r e e m e n t w i t h e x p e r i m e n t a l d a t a w a s s a t i s f a c t o r y, t h e p o s i t i o n o f w a v e b r e a k i n g w a s n o t w e l l p r e d i c t e d b y t h e m o d e l. T h i s i n a c c u r a c y i s m a i n l y d u e t o l a c k o f d i s p e r s i v e e f f e c t s i n t h e g o v e r n i n g e q u a t i o n s. N e v e r t h e l e s s, t h e m o d e l p r o v i d e s a m o r e a c c u r a t e w a v e p r o f i l e a t t h e i n s t a n c e o f b o r e c o l l a p s e. T h i s s u p e r i o r r e s u l t s h o u l d b e a s c r i b e d t o t h e c o n s e r v a t i o n p r o p e r t y o f t h e s c h e m e, w h i c h a v o i d s t h e m a s s b e i n g l o s t a f t e r w a v e b r e a k i n g. T h i s p r o p e r t y w a s a l s o c o n f i r m e d b y a n e g l i g i b l e m a s s l o s s e r r o r.

    Keywords: nonlinear shallow-water equations, solitary wave run-up, Finite Volume Method, FORCE numerical flux, shock-capturing, well-balanced scheme
  • A. Komakpanah *, B. shahmohammadi Pages 117-126

    U n d e r g r o u n d s t r u c t u r e s a n d o p e n i n g s a r e s o m e o f t h e m o s t i m p o r t a n t p a r t s o f t h e i n f r a s t r u c t u r e o f m o d e r n u r b a n f a c i l i t i e s, a n d a r e u s e d f o r a w i d e r a n g e o f a p p l i c a t i o n s, i n c l u d i n g s u b w a y s a n d r a i l w a y s, h i g h w a y s, m a t e r i a l s t o r a g e, a n d s e w a g e a n d w a t e r t r a n s p o r t. H i s t o r i c a l l y, u n d e r g r o u n d f a c i l i t i e s e x p e r i e n c e a l o w e r r a t e o f d a m a g e t h a n s u r f a c e s t r u c t u r e s u n d e r s e v e r e e n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n s, s u c h a s e a r t h q u a k e s. N e v e r t h e l e s s, s o m e u n d e r g r o u n d s t r u c t u r e s a r e i n d e p o s i t s s u r r o u n d i n g c i t y g r o u n d s a n d h a v e e x p e r i e n c e d s i g n i f i c a n t d a m a g e d u r i n g p a s t e a r t h q u a k e s. T h i s s t u d y p r e s e n t s a s u m m a r y o f t h e c u r r e n t s t a t e o f s e i s m i c a n a l y s i s a n d d e s i g n f o r u n d e r g r o u n d s t r u c t u r e s. I n g e n e r a l, s e i s m i c d e s i g n l o a d s f o r u n d e r g r o u n d s t r u c t u r e s a r e c h a r a c t e r i z e d i n t e r m s o f t h e d e f o r m a t i o n s a n d s t r a i n s i m p o s e d o n t h e s t r u c t u r e b y t h e s u r r o u n d i n g g r o u n d, o f t e n d u e t o t h e i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e t w o. I n t h e p s e u d o-s t a t i c a n a l y s i s a p p r o a c h, t h e g r o u n d d e f o r m a t i o n s a r e i m p o s e d a s a s t a t i c l o a d a n d t h e s o i l-s t r u c t u r e i n t e r a c t i o n d o e s n o t i n c l u d e d y n a m i c o r w a v e p r o p a g a t i o n e f f e c t s. I n t h e d y n a m i c a n a l y s i s a p p r o a c h, a d y n a m i c s o i l s t r u c t u r e i n t e r a c t i o n i s c o n d u c t e d u s i n g n u m e r i c a l a n a l y s i s t o o l s, s u c h a s f i n i t e e l e m e n t o r f i n i t e d i f f e r e n c e m e t h o d s. R e c e n t l y, d u e t o c o n s i d e r a b l e i m p r o v e m e n t i n d i f f e r e n t n u m e r i c a l m e t h o d s a n d c o m p u t e r c a p a b i l i t i e s, t h e d y n a m i c a n a l y s i s o f s o i l s u r r o u n d e d s t r u c t u r e s h a s b e e n i m p r o v e d d r a m a t i c a l l y. I n t h i s p a p e r, i t i s i n t e n d e d t o e v a l u a t e t h e d y n a m i c p l a i n s t r a i n b e h a v i o r o f a t w o-d i m e n s i o n a l t u n n e l m o d e l, v i a u m e r i c a l a n a l y s i s o f f i n i t e d i f f e r e n c e b y s o f t w a r e F L A C 2D (F a s t L a g r a n g i a n A n a l y s i s o f C o n t i n u a). I n t h i s r e s e a r c h, t h e d e p t h o f t h e t u n n e l o r t h e o v e r b u r d e n e f f e c t s o n t h e t u n n e l l i n i n g i s c o n s i d e r e d i n t h e a n a l y s i s. T h e s e l e a d t o i n c r e a s e d t h r u s t f o r c e, s h e a r f o r c e, b e n d i n g m o m e n t, c o m p r e s s i v e s t r e s s, t e n s i o n s t r e s s, a n d s h e a r s t r e s s i n t h e t u n n e l s t r u c t u r e; c o n s e q u e n t l y, i n c r e a s i n g l e v e l s o f s t r u c t u r a l d a m a g e. N u m e r i c a l a n a l y s i s r e s u l t s a r e c o m p a r e d w i t h a n a l y t i c a l s o l u t i o n s t h a t i n c l u d e t w o m e t h o d s; W a n g a n d P e n z i e n. F i n a l l y, a c c o r d i n g t o t h e r e s u l t s o f s o m e a n a l y t i c a l m o d e l s, i t s h a l l b e d e d u c e d t h a t t h e r e s u l t s o f a n a l y t i c a l s o l u t i o n s h a v e s o m e d i s c r e p a n c i e s w i t h t h e t w o m e n t i o n e d m e t h o d s (W a n g a n d P e n z i e n s o l u t i o n s).

    Keywords: seismic design, seismic analysis, underground structures, soil-structure interaction, Dynamic analysis, FLAC 2D
  • R. Abbasniya *, R. Hizaji Pages 127-132

    Abstract D u e t o a n i n c r e a s i n g n e e d f o r t h e r e s t r e n g t h e n i n g o f s t r u c t u r e s, d i f f e r e n t m e t h o d s h a v e b e e n p r o p o s e d f o r e x i s t i n g m o m e n t r e s i s t a n t f r a m e s t h a t d o n o t s a t i s f y c u r r e n t s e i s m i c d e m a n d s. O n e m e t h o d f o r t h e e s t r e n g t h e i n g o f m o m e n t f r a m e s i s u t i l i z a t i o n o f c o n c e n t r i c b r a c e s. C o n c e n t r i c b r a c e s a r e k n o w n t o h a v e l o w d u c t i l i t y c h a r a c t e r i s t i c s a n d, a l t h o u g h s u i t a b l e f o r s t r e n g t h e n i n g, t h e y r e d u c e t h e s t r u c t u r e s o v e r a l l d u c t i l i t y a n d, a l s o, i n c r e a s e u p l i f t i n t h e e x i s t i n g f o u n d a t i o n s. I n t h e l a s t t w o d e c a d e s, e x t e n s i v e r e s e a r c h h a s b e e n c o n d u c t e d o n t h e d u c t i l i t y o f c o n c e n t r i c b r a c e s, a n d d i f f e r e n t m e t h o d s a r e p r o p o s e d f o r i n c r e a s i n g d u c t i l i t y. O n e o f t h e p r o p o s e d m e t h o d s f o r i m p r o v i n g t h e p e r f o r m a n c e o f c o n c e n t r i c b r a c e s i s c r e a t i n g l o o s e n e s s i n t h e c o n n e c t i o n o f b r a c e s, w h i c h i s i n v e s t i g a t e d i n t h i s p a p e r. T h e p r o b l e m o f c o n c e n t r i c b r a c e s w i t h i n i t i a l l o o s e n e s s i s t h e i m p a c t f o r c e t h a t w i l l o c c u r i n t h e b r a c e. B a s e d o n t h i s i n v e s t i g a t i o n, t h e m o s t i m p o r t a n t f a c t o r s a f f e c t i n g t h e m a g n i t u d e o f t h e i m p a c t f o r c e a r e: b r a c e t o f r a m e s t i f f n e s s r a t i o a n d t h e m a g n i t u d e a n d p e r i o d o f t h e a p p l i e d f o r c e, a s w e l l a s t h e s i z e o f t h e g a p u s e d a s i n i t i a l l o o s e n e s s. I t h a s a l s o b e e n o b s e r v e d t h a t b y l i m i t i n g t h e b r a c e/f r a m e s t i f f n e s s r a t i o, t h e i m p a c t f o r c e i s m i n i m i z e d. T h e l i m i t a t i o n o f s t i f f n e s s r a t i o, a n d t h e c r e a t i o n o f l o o s e n e s s, r e d u c e s t h e f o r c e o f t h e b r a c e a n d u p l i f t, a n d t h e f u l l c a p a c i t y o f t h e f r a m e c a n b e u s e d.A l s o, b y i n c r e a s i n g t h e p e r i o d o f a p p l i e d f o r c e t o t h e n a t u r a l p e r i o d o f t h es t r u c t u r e r a t i o u p t o 4, t h e i m p a c t f o r c e i s r e d u c e d.A n o t h e r e f f e c t i v e p a r a m e t e r o n t h e i m p a c t f o r c e w a s t h e s i z e o f i n i t i a l l o o s e n e s s. I n t h e f r a m e s s t u d i e d i n t h i s p a p e r, t h e i m p a c t f o r c e w a s i n c r e a s e d u p t o 4m m l o o s e n e s s, b u t, f o r t h e g r e a t e r s i z e o f l o o s e n e s s, t h e i m p a c t f o r c e w a s r e d u c e d.

    Keywords: Retrofitting, looseness, concentric braces, ductility