فهرست مطالب

مهندسی عمران شریف - سال سی و یکم شماره 4 (زمستان 1394)

مجله مهندسی عمران شریف
سال سی و یکم شماره 4 (زمستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/11/20
  • تعداد عناوین: 14
|
  • مقاله پژوهشی
  • بررسی تاثیر مشخصات سازه های سطحی و لایه بندی زمین در بارهای وارد بر پوشش تونل با استفاده از روش المان محدود
    هوشنگ کاتبی*، امیرحسن رضایی، مسعود حاجی علیلوبناب صفحات 3-14

    در تونل سازی مکانیزه برای نگهداری تونل از پوشش های بتنی پیش ساخته استفاده می شود، که با طراحی اقتصادی تر آنها می توان هزینه ی پروژه ها را کاهش داد. جهت ارزیابی دقیق تر بارهای وارد بر پوشش تونل های با قطر بزرگ، تاثیر پارامترهای مختلف سازه های سطحی و مشخصات هندسی تونل به همراه لایه بندی زمین و مشخصات خاک پیرامون تونل با مدل سازی سه بعدی با استفاده از نرم افزار A b a q u s بررسی شده است. براساس نتایج حاصل، لایه بندی زمین و وجود سازه ها در میزان بارهای وارد بر پوشش تونل ها موثر است و در مطالعه ی موردی سازه های 5 طبقه و بیشتر، تاثیر قابل ملاحظه یی دارد. این آثار برای تونل های کم عمق بیشتر است و اثرات سازه ها با افزایش عمق تونل کاهش می یابد. همچنین پارامتر عرض ساختمان، موثرترین پارامتر در مسئله ی اندرکنش ساختمان و تونل است و با افزایش عرض اثرگذاری، سایر پارامترها نیز افزایش می یابند.

    کلیدواژگان: تونل سازی مکانیزه، مدل سازی عددی، پوشش تونل، سازه های سطحی، لایه بندی زمین، A B A Q U S
  • بهمن نیرومند صفحات 15-22

    در این نوشتار به ارائه ی مقایسه ی رفتار و پارامترهای حد طراحی اندازه گیری شده ی پایه های سنگریزه یی کوبشی و پایه های بتنی درجاریز تحت بار برکنش در محل پرداخته شده است. در این مطالعه، دو گروه متناظر چهارتایی از پایه های سنگریزه یی کوبشی و پایه های بتنی درجاریز منفرد با مقیاس کوچک در محل ساخته و آزمایش شده اند. ناحیه ی آزمایشی شامل یک لایه لای مرطوب یکنواخت بوده است. نتایج نشان می دهند به طور میانگین، بار برکنش و جابجایی اندازه گیری شده در حد طراحی پایه های سنگریزه یی کوبشی، حدود 1٫3 برابر مقدار نظیر در پایه های بتنی است. رفتار پایه های بتنی نیز به ازاء طول های مختلف به صورت صلب و رفتار پایه های سنگریزه یی کوبشی به ازاء نسبت های لاغری کمتر از 4، مشابه پایه های بتنی و به ازاء نسبت های لاغری بیشتر از 4، به صورت شکل پذیر هستند.

    کلیدواژگان: پایه های سنگریزه یی کوبشی، پایه های بتنی درجاریز، آزمایش بار برکنش، بار حد طراحی، جابجایی پایه
  • محمود نادری*، یاشار خطیبی صفحات 23-30

    با وجودی که سال ها از کاربرد بتن خودمتراکم می گذرد، هنوز پژوهشی در خصوص تاثیر وزن بتن موجود در قسمت بالای تراز موردنظر در مقاومت آن تراز از بتن انجام نشده است. به همین دلیل با به کارگیری مخلوط های مختلف بتن خودمتراکم و با استفاده از روش درجای «انتقال اصطکاک» با ساخت ستون های بتنی، تاثیر وزن قسمت های بالایی در مقاومت بتن تراز موردنظر مطالعه و نتایج حاصل در این نوشتار ارائه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که وزن بتن در قسمت های بالایی یک تراز، تاثیر مثبتی در مقاومت بتن خودمتراکم در آن تراز دارد. علاوه بر مقایسه ی نتایج به دست آمده با نتایج متناظر بتن معمولی، تاثیر تغییرات درصد خاکستر بادی و دانه بندی در مقاومت های به دست آمده نیز در این نوشتار بررسی شده اند.

    کلیدواژگان: بتن خودمتراکم، وزن بتن، مقاومت، ستون، خاکستر بادی، انتقال اصطکاک
  • یعقوب علیپوری، عبدالله اردشیر *، محمدحسن سبط، محمدحسین فاضل زرندی صفحات 31-39

    پیمانکاران صنعت ساخت و ساز با تهیه ی بیمه ی حوادث کارگری، ریسک ها را به شرکت های بیمه منتقل می کنند. هر چه عملکرد مدیریت ایمنی در کارگاه ساخت و ساز ضعیف تر باشد، ریسک بیمه کردن این کارگاه برای شرکت های بیمه بیشتر خواهد بود و بالعکس. بنابراین امتیازدهی به عملکرد مدیریت ایمنی در کارگاه های ساخت و ساز، کمک مناسبی برای شرکت های بیمه در راستای تعیین حق بیمه ی بهینه خواهد بود. در این پژوهش با مطالعه ی ادبیات موضوع و مشاوره با افراد خبره، عوامل اصلی تاثیرگذار در ایمنی یک کارگاه ساخت و ساز شناسایی و سپس یک سیستم خبره ی فازی برای امتیازدهی به عملکرد ایمنی در کارگاه های ساخت و ساز پیشنهاد شده است. به منظور افزایش دقت، سیستم خبره طراحی و پارامترهای سیستم خبره ی فازی پیشنهادی با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده اند. نتایج حاصل از ارزیابی سیستم خبره ی فازی طراحی شده، کارآمدبودن این سیستم را تایید می کند.

    کلیدواژگان: سیستم خبره ی فازی، الگوریتم ژنتیک، عملکرد مدیریت ایمنی در کارگاه، محیط ایمنی، تجربه ی شخصی
  • مجید پرچمی جلال، محمود گلابچی، هادی تلخابی* صفحات 41-49

    ادعاها در حال تبدیل شدن به یکی از بخش های جدانشدنی در قراردادها هستند، که با شناسایی این ادعاها می توان تا حد زیادی از وقوع آن ها در پروژه جلوگیری کرد. در همین راستا، در این مطالعه با استفاده از مطالعات کتابخانه یی و مصاحبه ی نیمه ساختاریافته با خبرگان مرتبط و بررسی اسناد مربوط به ادعاهای پروژه های طرح و ساخت غیرصنعتی، داده های مربوط جمع آوری شده اند؛ سپس الگوریتم ادعاهای حقوقی قراردادی تدوین و براساس آن، پرسش نامه ی بسته شامل: بررسی فراوانی و شدت تاثیر انواع ادعاهای پروژه های طرح و ساخت غیرصنعتی در 12 ردیف، 4 بخش و در قالب 2 گروه تهیه و توزیع شده است، و نتایج حاصل از آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. از برخی یافته های مهم این مطالعه، ارائه ی طبقه بندی ادعاهای پروژه های طرح و ساخت غیرصنعتی کشور از منظر درجه ی ابهام و شفافیت، تدوین نمودار درجه ی شفافیت، فراوانی وقوع، و شدت تاثیر برای آن هاست.

    کلیدواژگان: ادعاهای حقوقی، قراردادی، الگوریتم، فراوانی و شدت تاثیر ادعا، درجه ی شفافیت ادعاها، پروژه های طرح و ساخت غیرصنعتی
  • علیرضا فولادوند، علی اکبر آقاکوچک *، شریف شاه بیک صفحات 51-60

    قاب های مهاربندی ویژه ی فولادی از نوع سیستم های متداول سازه یی برای مقابله با بارهای جانبی هستند، که ضوابطی برای شکل پذیری آن ها در برابر زلزله در آئین نامه های لرزه یی و پژوهش های پیشین ارائه شده است. در این پژوهش، رفتار 4 نمونه قاب یک دهانه یک طبقه ی مهاربندی ویژه ی فولادی با مهاری قطری با اعمال بار جانبی چرخه یی به روش های آزمایشگاهی و عددی بررسی شده است. در قاب های مذکور، ورق اتصال مهاربند با فاصله ی آزاد خمش مستقیم، بیضی گون و با سخت کننده طراحی شده اند. نتایج آزمایشگاهی و عددی این نمونه ها در قالب معیارهای سختی، مقاومت، استهلاک انرژی، کرنش خمیری معادل در نواحی بحرانی، ظرفیت کمانشی و جابجایی خارج از صفحه ی عضو مهاربند مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج آزمایش ها نشان داده است که قاب های مهاربندی ویژه در صورت رعایت شرایط لازم در اتصال مهاربند، شکل پذیری لازم و قابلیت استهلاک انرژی را به خوبی تامین و عملکرد لرزه یی مطلوب را برآورده می کنند. در نمونه های با ورق اتصال، که براساس رعایت فاصله ی آزاد خط مستقیم یا بیضی گون طراحی شده اند، تجمع کرنش های خمیری در میانه ی مهاربند و گوشه های ورق اتصال در مراحل نهایی بارگذاری، باعث آغاز ترک و شکست در نمونه ها شده است. در نمونه های با ورق اتصال تقویت شده، امکان تشکیل 3 مفصل خمیری در میانه و دو انتهای مهاربند فراهم شده است، ولی شکست نهایی در میانه ی مهاربند رخ داده است.

    کلیدواژگان: قاب مهاربندی ویژه ی فولادی، ورق اتصال، استهلاک انرژی، شکل پذیری، کرنش خمیری معادل، سخت کننده
  • رضا عباس نیا، محمد مهدی مداح *، علیرضا تاجیک داود آبادی صفحات 61-69

    جابجایی هدف یا نقطه ی عملکرد سازه، یکی از ارکان اصلی روش های تحلیل استاتیکی غیرخطی است؛ که تغییرمکان ها و تلاش های داخلی سازه، در آن جابجایی بررسی می شوند. روش 2N یکی از مهم ترین روش های تخمین نقطه ی عملکرد سازه است، که طی یک فرایند سعی و خطا، از تقاطع منحنی ظرفیت سازه و طیف پاسخ غیرکشسان متناظر با شرایط سازه تحت زلزله، جابجایی هدف سازه را تعیین می کند. یکی از مهم ترین پارامترهای موثر در این روش، طیف مورد استفاده ی پاسخ غیرکشسانی است. این طیف به عواملی چون دوره ی تناوب و ظرفیت استهلاک انرژی سازه، رفتار هیسترزیس مصالح و پارامترهای زمین لرزه وابسته است. در این نوشتار، براساس روش های موجود تخمین طیف پاسخ غیرکشسان، یک روش تقریبی برای تولید این طیف برمبنای شرایط خاک، نسبت شکل پذیری و دوره ی تناوب سازه ارائه شده است، که با استفاده از آن می توان جابجایی هدف سازه های منظم با ارتفاع متعارف را با تقریب مناسبی به روش 2N تخمین زد.

    کلیدواژگان: جابجایی هدف، طیف غیرکشسان، شرایط خاک، ضریب شکل پذیری، روش 2N، 1
  • علی معصومی*، نرگس سرلک صفحات 71-81

    طراحی لرزه یی در بسیاری از آیین نامه ها، از جمله استاندارد 2800 ایران، براساس روش نیرویی است. در این روش برای ارتقاء سطح عملکرد ساختمان ها، نیروی وارد بر آنها با افزایش ضریب اهمیت ساختمان)I(افزایش داده می شود. از آنجا که در روش نیرویی، رفتار سازه در حوزه ی غیرارتجاعی مشخص نیست، میزان و محل آسیب سازه در سطوح عملکرد متفاوت برای طراح نامعلوم خواهد بود. در این نوشتار با استفاده از تحلیل های استاتیکی غیرخطی، سطح عملکرد سازه های طراحی شده براساس استاندارد 2800 ایران برآورد و نسبت ضریب اهمیت سازه های مورد مطالعه در سطوح عملکرد مختلف بررسی و ارزیابی شده است. در نهایت، مقدار ضریب اهمیت مورد نیاز برای سطوح عملکرد موردنظر برآورد شده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده ی آن است که سازه های بلندمرتبه با اهمیت متوسط و سازه های با اهمیت خیلی زیاد جواب گوی سطح عملکرد موردنظر نیستند و نیاز به افزایش مقدار ضریب اهمیت آن ها دارند.

    کلیدواژگان: ضریب اهمیت، سطح عملکرد، تحلیل استاتیکی غیرخطی، حوزه ی غیرارتجاعی
  • یادداشت فنی
  • سید مجدالدین میرمحمدحسینی*، محمد صالحی صفحات 83-88

    در شرایطی که خاک زیر پی ضعیف باشد و تحمل بارهای وارده را نداشته باشد، بهسازی خاک با جایگزینی خاک مناسب، راهی منطقی و مناسب است. استفاده از مسلح کننده های ژئوگرید با توجه به مکانیزم اندرکنش با خاک، امکان دستیابی به ظرفیت باربری بیشتر و یا کاهش ضخامت لایه ی متراکم را ممکن می سازد. در این نوشتار، ضمن بررسی اثر لایه ی جایگزین شده ی خاک دانه یی سست با خاک دانه یی متراکم در ظرفیت باربری و نشست نهایی شالوده ی نواری به بررسی و تحلیل اثر وجود مسلح کننده ی ژئوگرید در مرز دو لایه ی مذکور در محیط نرم افزار تفاضل محدود D2 F L A C پرداخته شده است. نتایج تحلیل ها نشان می دهند که افزایش عمق لایه ی خاک متراکم بیشتر از 2٫5 برابر عرض پی، تاثیری در افزایش ظرفیت باربری نهایی پی نواری نخواهد داشت و بهینه ترین بهسازی برای خاک سست با شیوه ی جایگزینی لایه ی خاک متراکم، استفاده از مسلح کننده ی ژئوگرید با عرض کافی در مرز دو لایه و عمق بهسازی حدود 0٫75 عرض پی است. همچنین اثر مسلح سازی خاک لایه یی با افزایش عمق بهسازی کاهش می یابد. استفاده از لایه ی مسلح کننده با عرض کمتر از 5 برابر عرض پی نیز پیشنهاد نمی شود.

    کلیدواژگان: ظرفیت باربری، پی نواری، بهسازی، خاک مسلح، ژئوگرید
  • محمود عامری*، منصور صادقی آواز صفحات 89-96

    سالیانه مقادیر قابل توجهی سرباره ی صنایع فولاد به عنوان محصول فرعی در ایران تولید می شود، که به دلیل زیادبودن حجم اشغال شده توسط این مواد زائد در کشور، مسائل محیط زیستی جدی ایجاد شده است. هدف از این پژوهش بررسی امکان استفاده از سرباره ی کوره ی قوس الکتریکی E A F \پانویس{e l e c t r i c a r c f u r n a c e} در مخلوط آسفالتی جهت کاهش پدیده ی عریان شدگی در آسفالت است. در این پژوهش، ابتدا مشخصات فیزیکی و شیمیایی سرباره ی فولاد مورد ارزیابی قرار گرفته و سپس با جایگزین کردن 50 و 100 درصد مصالح ریزدانه، 50 و 100 درصد مصالح درشت دانه و همچنین 50 و 100 درصد کل سنگ دانه های مخلوط آسفالتی با سرباره، حساسیت رطوبتی مخلوط آسفالتی حاصل مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که استفاده از سرباره ی کوره ی قوس الکتریکی به جای درشت دانه در مخلوط آسفالتی، ضمن آنکه منجر به افزایش مقاومت و دوام مخلوط آسفالتی در برابر آسیب های رطوبتی می شود، باعث افزایش استقامت مارشال، ضریب برجهندگی، و مقاومت کشش غیرمستقیم نیز می شود.

    کلیدواژگان: سرباره ی فولاد، حساسیت رطوبتی، مقاومت کششی غیرمستقیم، مدول برجهندگی
  • سید محمدرضا حاجی میرصادقی*، نادر فنایی صفحات 97-106

    قرن هاست ریاضی دانان از دنباله های بازگشتی و توابع مولد آنها برای حل برخی از مسائل در ریاضیات استفاده می کنند، ولی استفاده از این بخش زیبای ریاضیات در تحلیل سازه ها مهجور مانده است. در این نوشتار، ابتدا برای یک تیر سراسری چنددهانه با طول برابر در حالت های انتها مفصل، انتها گیردار و انتها گیردار غلتکی، که تحت اثر لنگر خمشی متمرکز در ابتدای تیر قرار گرفته اند، ضابطه ی لنگر تکیه گاه ها به دست آمده و لنگر آن محاسبه شده است. سپس به منظور نشان دادن کاربرد روش ارائه شده، قاب های یک و دو طبقه با طول دهانه ی برابر در نظر گرفته شده و با صرف نظرکردن از سختی محوری ستون ها، از فنرهای پیچشی به جای ستون ها استفاده و مجددا با استفاده از دنباله های بازگشتی لنگرهای محل اتصال تیر و ستون محاسبه شده است.

    کلیدواژگان: رابطه ی بازگشتی خطی، سختی دورانی، شرایط تکیه گاهی، ضریب انتقال لنگر
  • اصغر وطنی اسکویی*، فلورا جلالی، الهام رفیعی صفحات 107-116

    استفاده از الیاف بسپاری)پلیمری(روش مناسبی برای تقویت قطعات و عناصر سکوهای دریایی و دیگر عناصر سازه های دریایی است. این مطالعه به تاثیر الیاف بسپاری در عملکرد قطعات فولادی و پیوستگی الیاف با فولاد تحت شرایط محیطی شدید نظیر: چرخه ی ذوب و یخ زدگی و تر و خشک شدن متوالی می پردازد. لذا دو سری نمونه با تعداد لایه ی متفاوت بسپاری در معرض دو چرخه ی 170 و 210 سیکل ذوب و یخ زدگی و تحت دو چرخه ی 60 و 120 سیکل تر و خشک قرار گرفته اند. همچنین در این مطالعه به بررسی مقاومت و سختی پیوند، مد گسیختگی و تغییرشکل پرداخته شده است. افزایش تعداد لایه های)C F R P(باعث افزایش 30 و 32 درصدی تغییرشکل نهایی به ترتیب تحت ذوب و یخ زدگی و تر و خشک شدن شده و نمونه های در معرض شرایط ذوب و یخ زدگی نسبت به نمونه های در معرض شرایط تر و خشک شدن، بار کمتری را تحمل کرده اند.

    کلیدواژگان: الیاف بسپاری، فولاد، تر و خشک شدن، ذوب و یخ زدگی، مد گسیختگی
  • بهزاد سعیدی، میلاد سعیدی، مهدی دهستانی* صفحات 117-124

    شمع کوبی یکی از روش های رایج در اجرای پی های عمیق است، که به طور گسترده در ساختمان های مسکونی، صنعتی، پل ها، بزرگراه ها و... استفاده می شود. در کنار مزایایی که استفاده از این روش دارد، فرایند شمع کوبی حائز آثار نامطلوبی است که مهم ترین آن ها، ارتعاشات ایجادشده در زمین است، که می تواند باعت آسیب به سازه های مجاور و تاسیسات حساس شود. رایج ترین شاخص برای سنجش میزان ارتعاشات ناشی از شمع کوبی، سرعت بیشینه ی ذرات خاک)P P V(\پانویس{p e a k p a r t i c l e v e l o c i t y} است. در این نوشتار، با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود D2 p l a x i s، پارامترهای موثر در ارتعاشات ایجادشده در سطح زمین ناشی از کوبش شمع بررسی شده است. نتایج تحلیل نشان داده است که با افزایش زاویه ی اصطکاک داخلی و ضریب پواسون خاک، سرعت بیشینه ی ذرات خاک افزایش می یابد؛ در حالی که افزایش مدول کشسانی، وزن مخصوص و میرایی مصالح خاک، موجب کاهش سرعت بیشینه ی ذرات خاک می شود. همچنین تغییرات دانسیته نسبی خاک، تاثیر محسوسی در سرعت بیشینه نداشته است.

    کلیدواژگان: شمع کوبی، ارتعاشات زمین، سرعت بیشینه ی ذرات خاک، D2 p l a x i s
  • حمیدرضا توکلی*، مسعود فلاح تبار صفحات 125-133

    تاکنون پژوهش های بسیاری به منظور ارزیابی رفتار تیرهای بتن آرمه ی الیافی تحت بارگذاری یکنواخت انجام شده است، ولی مطالعات محدودی بر روی رفتار آن ها تحت بارگذاری سیکلی انجام شده است. در این پژوهش، یک مطالعه ی جامع آزمایشگاهی برای بررسی خصوصیات مکانیکی تیرهای بتن آرمه ی خودتراکم الیافی صورت پذیرفته است. هدف اصلی این مطالعه، ارزیابی تاثیر استفاده از الیاف در رفتار المان سازه یی تیر است. الیاف مورد استفاده شامل: الیاف فولادی\پانویس{s t e e l} و پلی فینیل سولفاید)P P S(بوده است. مقادیر انتخابی هر نوع الیاف برابر 0٫1، 0٫2، 0٫3، و 0٫4 نسبت حجمی الیاف به بتن است، و بتن فاقد الیاف به عنوان بتن مرجع در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که افزودن الیاف موجب افزایش ظرفیت باربری و انرژی تلف شده و همچنین باعث کاهش عرض ترک در مقایسه با طرح مرجع می شود. مقایسه ی تاثیر استفاده از دو نوع الیاف مذکور نشان می دهد که بتن حاوی الیاف فولادی، مقادیر انرژی تلف شده ی تجمعی بیشتر و مقاومت بالاتری را نسبت به مقدار متناظر در بتن حاوی الیاف P P S نتیجه می دهد.

    کلیدواژگان: بتن خودتراکم، خصوصیات مکانیکی، انرژی تلف شده ی تجمعی، ظرفیت باربری، الیاف
|
  • INFLUENCE OF SURFACE BUILDINGS AND GROUND STRATIFICATION ON LINING LOADS, APPLYING THE NUMERICAL FINITE ELEMENT METHOD
    H. Katebi *, A.H. Rezaei, M. Hajialilue-Bonab Pages 3-14

    Urban development and increasing population growth have been accompanied by a considerable growth in mechanized shield tunneling. Commonly, precast segments are used as a tunnel lining, which constitutes the largest portion of tunneling costs. The optimum design of lining that decreases tunneling costs requires an accurate evaluation of loads acting on the lining. In this paper, the e ects of ground strati cation and geometry, position and weight of the buildings on lining loads are studied. For this purpose, a 3D nite element model is used employing ABAQUS software (Ver. 6.10). The main construction aspects and all main elements of the mechanized excavation are modeled: TBM shield, concrete tunnel lining, support of excavation face, overexcavation, tail gap grouting and progressive hardening of the cement based grout. The geometry of the tunnel, lining segments, the injection grout and surrounding soil properties are adapted from the (under construction) Tabriz urban railway, line 2, project. The results show that ground strati cation and building properties have a considerable e ect on lining loads, and this e ect should be taken into consideration in the design. Based on obtained results for the mentioned case study, surface buildings with 5 and more storeys have a considerable effect on lining loads, especially for shallow tunnels. Also, the geometry of surface buildings in uences the internal forces of the lining; increasing both building width and length increases the lining loads. The building width is the most important parameter of the tunnel and surface building interaction; by increasing this parameter, the in uence of other parameters increases. Also, by com. parison of obtained results in this study with results of 2D analysis, the reliability of 2D models, in order to evaluate lining loads, is investigated. The comparisons show that 3D analysis is superior to 2D analysis, particularly in the presence of surface buildings. The di erence between results increases with a decrease in building length and an increase in tunnel depth and building weight.

    Keywords: numerical modeling, mechanized tunneling, lining loads, surface buildings, ground stratification, ABAQUS
  • Bahman Nirumand Pages 15-22

    This paper aims to compare the behavior and design limit parameters of rammed aggregate piers (RAPs) and of cast-in-place drilled concrete piers (CPs) under in situ uplift loading. Usually, RAPs and CPs are two new and common systems for strengthening foundations against uplift loads used in buildings with braced frames. In this research project, two groups of small scale RAPs and CPs were constructed and tested on site. The single piers had a xed diameter of 135 mm and variable lengths of 300, 550, 650 and 850 mm. The test site was the Bushehr Special Economic Zone, where the testing area was made up of a uniform layer of moist silt; 1.2 meters thick and sti . The trial piers were constructed and loaded in a linear row at a safe distance from each other. For uplift loading, a mobile reaction beam system, made up of a heavy cart, modular rails and an uplift loaded frame, was utilized. Results show that on average, the measured load and pier de ection at the design limit of RAPs were 1.36 and 1.32 times the corresponding values in CPs, respectively. The behavior of CPs was rigid at various lengths. The behavior of RAPs with slenderness ratios of less than 4 was similar to that of the CPs, and the behavior of RAPs with slenderness ratios of higher than 4 was ductile. There was better agreement between the results of the calculated and measured uplift loads in CPs than in RAPs. The sti ness modulus of both types of pier was the same at di erent lengths under uplift loads. In general, it seems that these technical merits, including the fact that RAPs (unlike CPs) do not need cement, has convinced engineers to use RAPs under uplift loading and do more research in this area.

    Keywords: Rammed aggregate piers, cast-in-place drilled concrete piers, uplift load test, design limit load, pier deflection
  • M. NADERI *, Y. KHATIBI Pages 23-30

    Despite the fact that self-compacting concrete has been used for many years, until now, no-one has carried out any research on the strengthening e ect of the weight of concrete at any level. For this reason, employing concrete columns made out of di erent mixes of selfcompacting concrete, a research is conducted. In order to measure the concrete strength at any level, the in-situ friction-transfer method was used. Having examined over 50 mix designs, nine mixes were proved to be self-compacting concrete and, therefore, were used for this investigation. In order to see the e ect of the weight of the concrete above the level considered, concrete columns were cast using self-compacting concrete without giving any form of compaction. At speci ed ages, the hardened concrete columns were cut at 150 mm height intervals. Using the Friction-transfer method, the strengths of concrete at di erent levels were obtained. In the friction-transfer method, a 50 mm diameter partial core is made using a diamond tipped coring drill. A metallic gripping device is xed on top of this partial core by fastening its side bolts, and torsional moment is applied to the partial core via this gripping device by hand. The applied torsional moment is gradually increased until the partial core is failed, and the maximum (failure) torsional moment is recorded. Using the existing calibration graphs, the ultimate (failure) torsion is converted to the compressive strength of the concrete tested. The results show that the weight of the concrete situated above any level has a positive e ect on the strength of the concrete at that level. In addition to the comparison of the obtained results with the respective results of ordinary concrete, the e ect of changes in the llers, segregation and aggregate grading, on the strength of self-compacting concrete, is also studied.

    Keywords: Self-compacting concrete, concrete weight, strength, column, y-ash, friction transfer
  • Y. ALIPOURI, A. ARDESHIR *, M.H. SEBT, M.H. FAZEL ZARANDI Pages 31-39

    Construction is a dangerous and risky industry with a high accident rate. Safety, therefore, is deemed to be an important issue, and various agencies endeavor to control accidents through di erent approaches. Contractors procure worker compensation insurance to transfer these risks to insurance companies, but, as the safety management performance decreases, the risk of insuring this site for the insurance companies increases. Therefore, giving a score to the safety management performance in a construction site will help insurance companies to quote optimal premiums. If a contractor's real-time safety management system is robust, the contractor will get a cost-e ective insurance cover, which will enable the contractor to compete better in tenders. Those contractors who do not have robust safety management systems in place will be penalized by higher premiums. Meanwhile, this approach will automatically set risky contractors aside and motivate contractors to invest in safety measures in their organizations. In this research, by considering the safety climate, personal experience factors, studying the literature and consulting with experts, the main factors e ecting safety in the construction sites of Iran were recognized. Since all of these factors are linguistics, a fuzzy expert system was proposed for scoring their safety management performance. The parameters of the designed expert system, including Yager's t-norm, Yager's s-norm, Yager's complement, Yager's inference engine and Yager's defuzzi cation parameters, were optimized by genetic algorithms. The performance of the proposed fuzzy expert system for scoring the safety management performance in the construction sites of Iran was tested using the mean squared error (MSE) method. This method was utilized to quantify the di erence between values implied by the designed fuzzy expert system and the true values of the quantity being estimated. Testing results validate the e ectiveness of the designed fuzzy expert system for scoring the safety management performance in construction sites of Iran.

    Keywords: Fuzzy expert system, Genetic algorithms, safety management performance in sites, safety climate, personal experience
  • M. P. Jalal, M. Golabchi, H. Talkhabi * Pages 41-49

    Claims are becoming more popular as a way to survive and, indeed, an integral part of modern contracts, i.e. for non-industrial design and building contracts. It should be considered that although the probability of claim incidences cannot be eliminated in any project, their occurrence in special projects with any contract can be prevented by identifying them. As most claims are propounded by contractors, the authors of this research found 250 cases of claims in projects in Iran offered by design and building contractors (including the contractor and their advisor) in non-industrial design and building contracts. They were discovered through studying diverse references and interviewing experts, and studying documents related to real claims of several projects implemented in non-industrial design and building methods in Iran. In this process, at rst, the occurrence of the Algorithm of Legal-Contractual claims was codi ed by content analysis, and then a closed questionnaire, including the frequency of occurrence and severity of di erent kinds of legal-contractual claim in nonindustrial design and building contracts, was distributed among experts in the eld, and the results were accurately analyzed by the authors. These questionnaires aimed to study the frequency of occurrence and severity of claims, and, based on the rate of transparency of existing claims in non-industrial design and building contracts, were categorized in 12 rows, 4 parts, and 2 groups of legal-contractual claims. Understanding and cognizance of these claims can be useful in predicting future claims and in minimizing their e ects on similar future non industrial design and building projects. Offering a categorization of claims of non-industrial design and building projects in Iran, from the perspective of the degree of ambiguity and transparency, and codi cation of the chart of rate of transparency, frequency of occurrence and severity of claim, is a key nding of this research.

    Keywords: Legal-contractual claims, algorithm, nonindustrialDB projects, occurrence rate, severity of claim, degree of transparency of claims
  • A. Fooladvand, A. Aghakouchak *, S. Shahbeyk Pages 51-60

    The special concentrically braced frame (SCBF) is a common type of steel structural system for resisting lateral loading. This type of system provides the required sti ness and strength at relatively low cost. Design codes, based on past research, have recommended some details for connections and braces, in order to ensure suf- cient ductility and energy dissipation capacity in this system for their application in seismic design. In this paper, the behavior of four SCBF specimens with di erent details of connections is studied using experimental and numerical models. They are single story single bay sub-assemblages of frames with a single brace that are subjected to lateral cyclic loads. In the rst specimen, a 2tp straight line clearance at the end of the brace was observed, but, in the second specimen, an 8tp elliptical clearance was provided. In the third and fourth specimens, sti eners were installed to provide enough sti - ness for gusset plates, so that they can act as xed ends for braces. The dimensions of the gusset plates in these specimens were naturally di erent. Measures such as sti ness, strength, ductility, energy dissipation capacity and equivalent plastic strain are used to compare the behavior of specimens in experiments and nite element analysis. The results show that all specimens satisfy code expectations with regard to seismic performance. For unsti ened gusset plates, the accumulation of plastic strain at the corners of the gusset plates and in the middle of the brace results in crack initiation and fracture in specimens in the nal stages of cyclic loading. In sti ened specimens, although gussets are smaller, plastic hinges are formed in the middle and at the end of the brace element, but nal cracking and fracture occurs in the middle of the element. In these specimens, higher buckling resistance and lower out of plane displacement of braces are observed.

    Keywords: Special concentrically steel braced frame, gusset plate, dissipated energy capacity, ductility, stiffener
  • R. ABBASNIA, M. M. MADDAH *, A. TAJIK DAVOUDI Pages 61-69

    In recent years, nonlinear static analysis (pushover) has been rapidly developed. Simplicity, speed and ease of interpretation of results are some advantages of this method, rather than the nonlinear dynamic analysis procedure, as the most accurate method for seismic analysis. Target displacement or performance point is a fundamental component of each nonlinear static analysis, where displacements and stresses of structures are evaluated. The N2 method is a well-known procedure for determination of the performance point, by which, target displacement is determined through intersecting the capacity curve and corresponding inelastic response spectrum, using a trial and error method. In this procedure, determination of the inelastic response spectrum is an important problem. To achieve an easy and quick analysis in the seismic design of structures, using the concept of a spectrum is common. A response spectrum is a simple plot of the peak or steady-state response (displacement, velocity or acceleration) of a series of SDOF systems with various natural frequencies that are forced into motion by the same base vibration. This concept fairly estimates the characteristics of ground motion and maximum amounts of displacement, velocity and acceleration due to an earthquake. Since, in severe ground motions, structures experience deformations beyond the elastic range, the inelastic spectrum is utilized to account for the inelastic behavior. The shape and magnitude of inelastic response spectra are dependent on the period and damping characteristics of the structure, the hysteresis behavior of used material and some seismic parameters, such as soil condition, earthquake magnitude and epicenter distance. In this paper, with regard to existing equations for determination of the inelastic response spectrum, a combinatory approximate method, based on soil condition and the ductility ratio period of the structure, is developed, by which the inelastic response spectrum is estimated using the elastic design response spectrum. Using this inelastic response spectrum, the target displacement of regular systems is estimated with admirable accuracy.

    Keywords: Target displacement, inelastic response spectrum, site conditions, ductility ratio, N2 method
  • A. MASSUMI *, N. SARLAK Pages 71-81

    The current Iranian Seismic Code, for seismic loading and analysis of structures, (Standard no. 2800) considers linear elastic analysis to be adequate for structural and seismic response prediction for a majority of structures. In this regulation, an importance factor, I, is considered to improve the performance of buildings based on their importance. Linear analysis is inadequate for observing structural performance during earthquakes, because proper seismic behavior and the stability of structures are not just governed by strength; structures need to resist determined amounts of force and should be able to displace determined amounts of displacements. On this basis, it is expected that by using importance factor, I, in linear analysis, the structures will behave properly, and after earthquakes, will present a desired level of performance. New seismic regulations, such as FEMA 356 and the Iranian Seismic Rehabilitation Guideline, use a performance-based design method; nonlinear analysis methods are the main tools of these codes. Also, the main objective of this research is to evaluate the seismic performance of buildings, with di erent importance levels, designed according to the Iranian Seismic Code, using the Iranian Seismic Rehabilitation Guideline. In this research, a set of structures, with di erent categories of occupancy and di erent numbers of stories, are designed according to the Iranian Seismic Code. The seismic performance levels of the mentioned structures are evaluated using nonlinear static analysis (pushover), based on the Iranian Seismic Rehabilitation Guideline. The results show that the low- and medium-rise buildings behave to a life safety (LS) performance level. In high-rise buildings, with medium importance, the required performance level (LS) is not achieved, and in very high importance (essential) buildings, the required performance level (IO) is not achieved. Therefore, increasing the importance factor, I, does not necessarily lead to improvement in performance levels, but leads to an increase in structural weight; this could be a noneconomic decision. By using non-linear analysis in parts of the structure, in which performance level is not met, the structure would be strengthened and achieve the required level of performance.

    Keywords: Importance factor, performance level, nonlinear static analysis, inelastic behavior
  • S. M. M.M. HOSEINI *, M. M. SALEHI Pages 83-88

    improvement is essential. In cases where weak soil is improved by a replacing method, the improvement depth, due to the stress distribution pattern, is of great importance. However, in some cases, it is very dicult or too expensive to provide enough improvement depth. Hence, additional bearing capacity or other improvement methods are required. Using a geogrid to reinforce soil is an e ective alternative way to improve the bearing capacity more e ectively and economically. In this paper, the e ect of replacing a loose layer by a dense one on the bearing capacity and settlement of a strip footing has initially been investigated. Then, the in uence of a geogrid layer placed on the interface of loose and dense layers is analyzed and investigated using nite di erence FLAC  software. The numerical model is veri ed and calibrated using experimental data from a physical model developed in the Soil Laboratory of Amirkabir University. Analyses results show that increasing the depth of compacted soil layer by more than  times the width of the foundation, does not have a considerable e ect on the ultimate bearing capacity of strip footings, and only settlements will decrease. Using a geogrid layer between loose and compacted soil will improve the bearing capacity greatly, for a modi ed depth less than  times the width of the foundation 'The most ecient improvement in this method is when the geogrid layer is placed on the boundary of loose and dense layers at a depth of  the foundation width. The eciency of reinforcement is reduced by increasing the improvement depth. Using a reinforced layer with a width of less than  times the foundation width is not recommended.

    Keywords: bearing capacity, strip footing, improvement, reinforced soil, geogrid
  • M. AMERI *, M. SADEGHI AVAZ Pages 89-96

    Moisture damage, sometimes called stripping, is the progressive deterioration of asphalt mixtures due to loss of adhesion between the asphalt binder and the aggregate surface and/or loss of cohesion within the binder due to the in ltration of water. Stripping usually begins in the bottom of the HMA layer, then, travels upward. A typical situation is a gradual loss of strength over a period of years, which causes rutting and shoving to develop in the wheel path. Many times, stripping is dicult to identify, because surface indicators may take years to show. This type of damage in Hot Mix Asphalt (HMA) is a major cause of pavement failure in tropical regions. There are many possible causes of stripping and inadequate surface drainage or sub-surface drainage is a primary contributor. There are many proposed remedial actions to alleviate the stripping phenomena of asphalt mixtures, such as using anti-stripping agents, lime slurry with compatible aggregates and modi ed binders. This study aims to investigate the feasibility of using E.A.F steel slag aggregate in HMA mixtures to reduce their stripping phenomena. Steel slag is a byproduct that makes 15 to 20% of the iron-processing product in an integrated steel mill. Every year, signi cant quantities of steel slag are produced as a by-product of steel industries in Iran. Although it can be used as an arti cial source of aggregates in the pavement industry, it is disposed for land lls. In this research, the chemical and physical properties of the steel slag were evaluated rst. Then, 50% and 100% of the limestone, as ne, coarse and total aggregate in the asphalt mixture was replaced by EAF, and the moisture sensitivity of the mixes was evaluated. The results showed that the use of steel slag as the coarse portion of the aggregates will enhance Marshall stability, resilient modulus, tensile strength and resistance to the moisture damage of HMA mixtures.

    Keywords: Steel slag, moisture sensitivity, ITS, resilient modulus
  • S.M.R. HAJMIRSADEGHI *, N. FANAIE Pages 97-106

    For centuries, mathematicians have used recurrence relations, such as the famous Fibonacci recurrence sequence, and their produced functions for solving mathematics problems. The Fibonacci sequence is named after Leonardo of Pisa, who was also known as Fibonacci. The Fibonacci sequence is a set of numbers that start with a one or a zero, followed by a one, and proceeds based on the rule that each number is equal to the sum of the preceding two numbers. Unfortunately, this amazing aspect of mathematics has not been considered in the analysis of structures. This article is, therefore, particularly focused on using recurrence relations as an innovative method in the analysis of structures. In this research, rst, a continuous multi span beam with equal lengths under end, xed end and sliding end conditions is considered subjected to a concentrated bending moment at the beginning of the beam. Then, the function of the support moments is calculated and moments are obtained. In this regard, one - and two- story frames with equal span lengths have been considered in order to present the applied procedure. Accordingly, torsional springs have been used instead of columns, ignoring their axial sti ness. The bending moments are then computed again at the connection of the beam and column using recurrence relations. Analyzing the sub-frame by this method is one of the products of using recurrence sequences for approximate analysis of the frames subjected to gravity loads. Finally, the e ect of shear deformations has been considered for continuous multi span beams with equal span lengths and the structure is analyzed again. In all above mentioned cases, the structures have been analyzed by software as well. The results obtained from analyzing the structures using recurrence sequences are strongly in accordance with those using software. This article shows that the distribution of internal forces follow recurrence sequences in structures, like many other proportions seen in natural phenomena, such as the arrangement of leaves in plants.

    Keywords: Linear recurrence relation, torsional stiffness, support conditions, carry-over-factor
  • A. VATANI OSKOUEI *, F. JALALI, E. RAFIEI Pages 107-116

    The strengthening of o shore platforms and structures placed under di erent environmental conditions are important cases in civil engineering. The use of FRP (Fiber Reinforced Polymer) to strengthen existing steel structures and o shore platforms has become an e ective technique. Because the elastic modulus of FRP is close to, or higher than, steel, it has proven to be increasingly favorable for the repair and rehabilitation of the mentioned structures. Despite the evident advantages of FRPs over traditional materials, the greatest impediment to worldwide utilization is represented by the limited knowledge of composite behavior of systems under extreme conditions, such as freeze-thaw or wet-dry. Exposure to extreme environmental conditions will reduce bonding strength and also the durability between CFRP and steel. In some countries, due to seasonal changes, multiple cycles of freezing and thawing e ect the service life of o - shore structures. This paper discusses the mechanical performance of the environmental durability of the bond of FRP to steel surfaces. In order to investigate this aspect, two series of specimens with di erent numbers of plies of FRP have been prepared for two conditions; 60, 120 wet and dry cycles for the rst specimens and 170, 210 freeze-thaw cycles for the second series. The experimental results present bond strength and sti - ness, and the failure mode and deformation of strengthened steel elements. It was shown that when specimens were exposed to freeze-thaw conditions, the lower load was carried and, so, this condition is more extreme for the service life of these types of structure. The experimental results also indicate that the ply number on FRP has a low in uence on the mechanical properties of the composite system. It is also observed that the failure mode is when the adhesive interface and piling of FRP from the surface occurred.

    Keywords: Fiber reinforced polymer, steel, wetting and drying, cyclic freezing and thawing, failure mode
  • B. B. Saeedi, M. Saeedi, M. Dehestani * Pages 117-124

    Pile-driving is a common method of foundation construction where the soil is not strong enough to support the load of the structure through conventional shallow footing. This method is widely used in residential and industrial building, bridges, highways and etc. Along with the bene ts of using this method, pile driving is also a source of negative environmental e ects. Noise and air pollution are the most commonly expressed concerns, but, ground vibrations originating from the pile driving impact also have important adverse e ects. They can cause disturbances to adjacent structures and also disrupt the operation of nearby sensitive equipment and facilities. Permanent settlement, densi cation and liquefaction may also occur in the soil due to such vibrations. A common factor for evaluating the amount of vibrations is peak particle velocity (PPV), which is maximum velocity that soil particles reach during the pile driving process. PPV is the maximum velocity that a soil particle experiences during the driving of a pile from the ground surface to the desired depth. Ground motion due to pile driving generally depends on (1) the source parameters (method of driving, energy released, and pile depth), (2) the interaction between the driving machine, the pile and the soil, and (3) the propagation of waves through the soil. In this article, a two-dimensional nite element model is validated using a case study of pile-driving data conducted in the Chennai site in India. Then, by modeling a pile in sandy soil with di erent soil relative densities, Poisson ratio, moduli of elasticity, Unit weight, friction angle and damping ratio, the e ects of these parameters on vibrations of the ground surface, and peak particle velocity on the surface, were studied. The results showed that the increase in friction angle and Poisson ratio in- creases the PPV. However, increase in the modulus of elasticity, damping ratio and soil unit weight, decreases the PPV. Also, scrutiny of PPV occurrence time shows that by variation of the in uencing parameters, except the modulus of elasticity, this time is almost constant.

    Keywords: Pile-driving, ground vibration, pick particle velocity (PPV), Plaxis2D
  • H.R. TAVAKOLI *, M. FALAHTABAR Pages 125-133

    When a structure is hit by an earthquake, a tremendous amount of seismic energy released by the earthquake is injected into the structure as ground motion. The structure is also subjected to reverse loads, which cause severe deterioration of the concrete. To release seismic energy, the structure should be damaged in such a way that, on the one hand, the collapse of the structure should not occur, and, on the other hand, after the earthquake, the damage should be economically feasible to repair. One of the drawbacks associated with fiber reinforced concrete (FRC) is that the addition of fibers to a traditional concrete mix at high fiber content can result in workability problems. The combined use of Self-Compacting Concrete (SCC) and fibers can solve this problem and facilitate placement for a wider range of structural applications. SCC is a new class of high performance concrete that can spread readily into place under its own weight and fill restricted sections, as well as congested reinforcement structures, without the need of mechanical consolidation and without undergoing any significant separation of material constituents. Although several studies have been conducted on the behaviour of FRC beams subjected to monotonic loading, there is limited research on the behaviour of FRC beams under cyclic loading. This paper presents the results of an experimental study conducted on 18 FRC beam specimens tested under cyclic and monotonic loading. The main objective of this research is to investigate the e ect of fibers on structural element (beam) behavior. Steel fiber and PolyPhenylene Sulfide (PPS) were used in this work. The content of fiber was 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4 of volume, and concrete without fiber is considered as a reference. The results show that adding fiber increases dissipated energy and bearing capacity and also reduces crack width. A comparison of two types of fiber in this study show that concrete containing steel fiber has a higher amount of cumulative dissipated energy, and higher strength than the corresponding amount in concrete containing PPS fiber.

    Keywords: Self compacting concrete, fibers, cumulative dissipated energy, load bearing capacity, mechanical properties, cyclic loading