فهرست مطالب

مهندسی عمران شریف - سال سی و دوم شماره 1 (بهار 1395)

مجله مهندسی عمران شریف
سال سی و دوم شماره 1 (بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/26
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مقاله پژوهشی
  • رامین محمدی، علی معصومی*، افشین مشکوه الدینی صفحات 3-13

    بیشتر پژوهشگران در ارزیابی رفتار سازه ها، مقاومت افزون از حد تسلیم اولین عضو تا تسلیم کلی سازه را ناشی از نامعینی دانسته اند و در برخی پژوهش ها این بخش از مقاومت افزون به عنوان ضریب نامعینی معرفی شده است. از طرفی برخی دیگر از پژوهشگران، ضریبی را به عنوان ضریب نامعینی به طور مستقل از مقاومت افزون در فرمول بندی ضریب رفتار لحاظ کرده اند، که مبتنی بر تعداد قاب های لرزه بر و تئوری قابلیت اعتماد سازه هاست. هدف از این پژوهش، پاسخ به این پرسش است که آیا افزایش نامعینی به واسطه ی تاثیری که در افزایش مقاومت افزون دارد، پدیده یی مطلوب به حساب می آید یا اینکه به صرف افزایش تعداد قاب های لرزه بر و افزایش قابلیت اعتماد سیستم، سازه رفتار مطلوب تری خواهد داشت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که افزایش نامعینی در صورتی که مقاومت افزون بیشتری در سازه ایجاد نکند، همواره نمی تواند موجب بهبود رفتار سازه های قاب خمشی شود.

    کلیدواژگان: نامعینی، مقاومت افزون، شاخص مقاومت افزون تعینی، شاخص مقاومت افزون احتمالاتی، شکل پذیری، ضریب رفتار
  • هیثم حیدرزاده، محمد علیایی* صفحات 15-26

    در این پژوهش، دو مدل رفتاری M C H و D P H معرفی شده اند، که ساختاری کاملا مشابه دارند و تفاوت آنها فقط در معیار تسلیمی است که برای آنها در نظر گرفته شده است. این دو مدل رفتاری در حقیقت از تلفیق مدل هذلولی، به ترتیب با سطوح تسلیم موهر کولمب و دراکر پراگر پدید آمده اند. پس از کالیبره کردن این مدل های رفتاری با داده های آزمایشگاهی در یک مسیر تنش خاص، نحوه ی عملکرد آنها در مسیرهای دیگر تنش با توجه به داده های آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته است. سپس به کمک زبان برنامه نویسی F i s h، این دو مدل رفتاری به نرم افزار F L A C معرفی شده اند، تا زمینه ی مناسب برای انواع تحلیل های عددی فراهم آید. به این ترتیب نحوه ی عملکرد این مدل های رفتاری و در نتیجه تاثیر سطوح تسلیم در تحلیل های عددی استاتیکی و دینامیکی مربوط به مسائل مختلف ژئوتکنیک)مثل ظرفیت باربری پی، تونل، و گودبرداری(مورد ارزیابی قرار گرفته است. در یک نگاه کلی، پیش بینی مدل های رفتاری به کاررفته در این پژوهش، با توجه به مسیر تنش کالیبراسیون)یعنی آزمایش سه محوری متداول(، در بارگذاری پی کمترین انطباق و در مسئله ی گود بیشترین انطباق را نشان داده اند.

    کلیدواژگان: سطح تسلیم، مدل های رفتاری، مسیرهای مختلف بارگذاری، تحلیل های عددی استاتیکی و دینامیکی
  • امید نعیمی فر، سیدشهاب الدین یثربی* صفحات 27-35

    در این نوشتار، امکان ارائه ی یک چهارچوب واحد برای تفسیر رفتار حالت بحرانی ماسه های رس دار با استفاده از مفاهیم خط حالت پایدار، اندرکنش ماسه و ریزدانه و نسبت تخلخل هم ارز بررسی شده است. آزمایش های سه محوری روی ترکیبات ماسه با 0 تا 25 درصد رس با حالت خمیری متوسط انجام و با استفاده از مبانی اندرکنش ذرات و رسم خطوط حالت پایدار آنها،رابطه ی کاربردی و مفیدی برای محاسبه ی پارامتر $b$)میزان مشارکت ذرات ریزدانه در تماس های بین دانه یی(و نسبت تخلخل هم ارز پیشنهاد شده است. نتایج نشان داده است که با استفاده از رابطه ی پیشنهادی می توان خطوط حالت پایدار ترکیبات مختلف ماسه و رس را به یک خط واحد تبدیل کرد. همچنین با انجام تعداد محدودی آزمایش روی ماسه ی تمیز، خطوط ماسه و ترکیب آن با درصد دلخواه ریزدانه قابل پیش بینی است. برای اطمینان از عمومیت رابطه ی پیشنهادی، صحت آن با استفاده از نتایج پژوهش های دیگر سنجیده و تایید شده است.

    کلیدواژگان: خط حالت پایدار، سه محوری، نسبت تخلخل هم ارز، پارامتر b
  • مهرداد حسنی، محمد مهدی احمدی *، نیما اکبری پایدار صفحات 47-58

    در این پژوهش به بررسی تاثیر ریزدانه در مقاومت روان گرایی ترکیب ماسه ی فیروزکوه و رس پرداخته شده است. به این منظور مقادیر 5، 15 و 25 درصد از دو نوع ریزدانه ی خمیری)رس(به نام های کائولینیت با شاخص حالت خمیری 19 ($P I=19$) و بنتونیت با شاخص حالت خمیری 116 ($P I=116$) به ماسه ی فیروزکوه افزوده شده و 68 آزمایش برش ساده ی تناوبی به صورت تنش کنترل انجام شده است. معیار روان گرایی اولیه، بیشینه شدن ضریب اضافه فشار آب حفره یی ($r_u$)، و یا رسیدن کرنش برشی دو برابر دامنه به مقدار 5\٪ در نظر گرفته شده است. براساس نتایج این پژوهش، با افزایش ریزدانه ی خمیری به ماسه، هر دو عامل مقدار و حالت خمیری بخش ریزدانه در مقاومت روان گرایی تاثیرگذار هستند. در ارتباط با مقدار ریزدانه مشاهده شده است که مقاومت روانگرایی با افزایش میزان ریزدانه از نوع کائولینیت تا 15\٪ و از نوع بنتونیت تا 5\٪ کاهش می یابد. با افزایش بیشتر ریزدانه از نوع بنتونیت)بیش از 5\٪(به مقاومت روانگرایی افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: مقاومت روان گرایی، ماسه، ریزدانه ی خمیری، شاخص حالت خمیری
  • محمدهادی افشار، مسعود کاووسی* صفحات 59-65

    استفاده از نیروگاه های تلمبه ی ذخیره یی به عنوان یکی از راه های تعدیل میزان اختلاف در عرضه و تقاضای انرژی برق، بسیار موثر است. ظرفیت بالای ذخیره ی انرژی، واکنش سریع در برابر نوسانات شبکه ی برق، ذخیره ی طولانی مدت انرژی و... از مزایای این سیستم است. هدف این پژوهش، بهینه سازی برنامه ی بهره برداری روزانه ی یک نیروگاه تلمبه ی ذخیره یی است. برای دستیابی به این برنامه ی بهینه، کمینه سازی میزان اختلاف در عرضه و تقاضای انرژی برق شبکه مورد بررسی قرار گرفته است. برای حل مسئله ی بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک با کدنویسی دودویی استفاده شده است. نیروگاه تلمبه ی ذخیره یی سیاه بیشه به عنوان مطالعه ی موردی این مسئله در نظر گرفته شده و درنهایت، پاسخ های این مسئله به صورت برنامه ی بهره برداری از نیروگاه در 24 ساعت شبانه روز به دست آمده است.

    کلیدواژگان: نیروگاه تلمبه ی ذخیره یی، تعادل شبکه ی برق، الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی، نیروگاه سیاه بیشه
  • مجید قلهکی*، سیدمیثم احمدی صفحات 67-78

    مهاربندهای واگرا به دلیل داشتن هر دو مزیت شکل پذیری و سختی مناسب، از دهه ی 70 میلادی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته اند. همچنین دیوار برشی فولادی نیز به دلیل مزایای عمده ی رفتاری، بیش از 4 دهه است که در طرح و تقویت ساختمان ها به کار گرفته می شود. در این نوشتار سعی شده است رفتار ترکیبی این دو سیستم در سه حالت وجود ورق های کناری، وسط و کل دهانه و با ضخامت های مختلف ورق، پارامترهای رفتاری سیستم مورد بررسی و مقایسه قرار گیرد. نتایج حاکی از افزایش جذب انرژی، مقاومت، سختی، شکل پذیری و ضریب رفتار سیستم نسبت به حالت مهاربند واگراست. در ادامه، نیز روابط تحلیلی برای طراحی این سیستم ترکیبی ارائه شده است.

    کلیدواژگان: مهاربند واگرا، دیوار برشی فولادی، سختی، ضریب رفتار، جذب انرژی
  • ساویز صحت کاشانی *، غلامعلی کمالی، مجید وظیفه دوست، عباسعلی علی اکبری بیدختی صفحات 91-94

    رخداد گرد و غبار به عنوان یکی از پدیده های بارز در مناطق خشک و نیمه خشک تاثیر بسزایی در کیفیت هوا دارد. در این پژوهش به منظور تخمین شدت رخداد گرد و غبار از محصولات ضخامت نوری سنجنده ی مادیس استفاده شده است. ضخامت نوری آلاینده ها براساس شاخص های مبتنی بر تفاضل بازتابش سطحی و اختلاف دمای درخشندگی در طول موج های 11 و 12 میکرومتر محاسبه شده است. این شاخص ها به منظور تخمین وسعت و بارزسازی گرد و غبار، پس از تعیین آستانه های دمایی محاسبه شده اند. همبستگی منفی بین پارامتر دید افقی و ضخامت نوری هواویزها و نیز رابطه ی همبستگی مثبت خطی قابل ملاحظه یی بین غلظت ذرات معلق P M$_{10}$ و ضخامت نوری هواویزها در طول موج 550 نانومتر برقرار است. تحلیل آماری، مبین توانایی روش مذکور در تفکیک گرد و غبار از آلاینده های پیش زمینه و کاربرد آن در بهینه سازی بارزسازی گرد و غبار و شدت آن در منطقه است.

    کلیدواژگان: سنجنده ی مادیس، بارزسازی گرد و غبار، دید افقی، ضخامت نوری هواویزها
  • مجتبی فتحی*، محمدحسین آفریدون صفحات 99-107

    در این نوشتار، یک نوع اتصال صلب به منظور استفاده در سازه های پیش ساخته ی بتنی پیشنهاد شده است. در این اتصال از یک المان فولادی رابط برای متصل کردن تیر و ستون پیش ساخته استفاده شده است. این المان، به دو صورت نمونه ی پیچی و جوشی پیشنهاد شده است. نمونه های مذکور در مقیاس واقعی تحت آزمایش بارگذاری سیکلیک قرار گرفته و نتایج آنها از لحاظ میزان مقاومت، سختی، ظرفیت جذب انرژی، و شکل پذیری و همچنین نحوه ی پیدایش و گسترش ترک با نتایج حاصل از آزمایش نمونه ی یکپارچه ی معمولی مقایسه شده است. نمونه ها تمامی ضوابط آیین نامه ی 01-1٫1T A C I را برآورده کرده اند و لذا قابلیت به کارگیری در سیستم قاب خمشی پیش ساخته ی بتنی را دارند. همچنین نوع و توزیع ترک ها و مکانیسم شکست نمونه ها دال بر رفتار شکل پذیر آنهاست.

    کلیدواژگان: مطالعه ی آزمایشگاهی، سازه ی پیش ساخته ی بتنی، اتصال صلب، هیسترزیس، المان رابط فولادی
  • یادداشت فنی
  • اباذر اصغری*، حمید اسدی صفحات 109-118

    آئین نامه های طراحی، هرچند وقت یک بار، با اضافه کردن الزامات و ضوابطی نسبت به ویرایش های قبلی تغییر می کنند. به واسطه ی این تغییرات، باید نرم افزارهای تحلیل و طراحی نیز به روز شوند. در آئین نامه ی طراحی لرزه یی 10-341A I S C قید شده است که در قاب های مهاربندی هم گرای ویژه، تیرها و ستون ها باید برای نیروهای نظیر تسلیم مورد انتظار مهاربندها طراحی شوند. از آنجایی که کنترل این بند آئین نامه، با قابلیت های فعلی نرم افزارهای 2000 S A P و E T A B S، وقت گیر و دشوار است، می توان به جای بارگذاری های از نوع نیرو، از بارگذاری تغییر دمایی استفاده کرد. استفاده از این روش در قاب های مهاربندی شده، که باید ضوابط طراحی لرزه یی مندرج در آئین نامه ی 10-341A I S C را ارضاء کند، روش کارآمدی است. بدین صورت که با ایجاد تغییر در مدول کشسانی مصالح مهاربندها، به جای استفاده از بارگذاری نیرویی، با اختصاص دادن تغییر دمای متناظر این نیروها به اعضاء مهاربندی می توان به سهولت طراحی لرزه یی قاب های ساختمانی توام با مهاربندی های هم گرا را انجام داد.

    کلیدواژگان: قاب مهاربندی هم گرای ویژه، بارگذاری تغییر دمایی، طراحی لرزه یی قاب های مهاربندی هم گرا
  • طاهره سادات میرمحمدحسینی، احمد طاهرشمسی *، سیدمجدالدین میرمحمدحسینی صفحات 119-125

    هدف از این پژوهش، یافتن ارتباط بین ضریب شکل مخزن سدها و خصوصیات جریان سیلاب به ویژه عدد فرود در پدیده ی شکست سد به وسیله ی یک مدل فیزیکی است. به این منظور، آزمایش ها بر روی یک مدل فیزیکی شبیه سازی پدیده ی شکست سد در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام شده است. اندازه گیری سرعت در نقاط مختلف کانال به وسیله ی سرعت سنج A D V و اندازه گیری تغییرات سطح آب به وسیله ی حسگرهای آلتراسونیک انجام شده است. با داشتن تغییرات سرعت و تغییرات تراز سطح آب، دبی ناشی از شکست سد محاسبه شده و هیدروگراف مربوط برای هر یک از ضرایب شکل مخازن ترسیم شده است. آنگاه رابطه ی بین عدد فرود و ضریب شکل مخزن سد به دست آمده است. نتایج آزمایشگاهی در مقایسه با نتایج داده های شکست واقعی سدها در گذشته، نشان داده است که روند تغییرات سازگاری مناسبی با نتایج جمع آوری ناشی از شکست سدها دارد.

    کلیدواژگان: شکست سد، ضریب شکل مخزن، مدل فیزیکی، حسگر آلتراسونیک، حسگر A D V
  • حمید ملکی، مجید برقیان* صفحات 127-137

    تحلیل پایداری سازه های لاغر نیازمند انجام دادن تحلیل غیرخطی هندسی است. با دنبال کردن مسیر غیرخطی تعادل، تشخیص پدیده ی فروریختگی و بار کمانش و در نتیجه، ظرفیت باربری سازه ممکن می شود. روش طول کمان یکی از قوی ترین روش ها در ترسیم مسیر غیرخطی است. در این پژوهش، روش های تعیین علامت راه حل پیش بینی و تاثیر این روش ها در عملکرد روش طول کمان مورد بررسی قرار گرفته است. در مثال های انجام یافته، عملکرد هر یک از روش ها در عبور از نقاط بحرانی مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر روش های موجود، یک روش پیشنهادی و جدیدی نیز معرفی شده است که صحت عملکرد این روش نیز در مثال ها بررسی شود. از دیگر متغیرهای تاثیرگذار در عملکرد روش طول کمان، متغیر مقیاسی است. در تحلیل سازه های خرپایی،
    روش کنترل طول کمان با متغیر مقیاسی پیشنهاد شده، قادر به تحلیل و ترسیم نمودارهایی با نقاط ویژه است.

    کلیدواژگان: تحلیل غیرخطی، روش طول کمان، مسیر تعادل، تعیین علامت راه حل پیش بینی، متغیر مقیاسی
  • محمدعلی مهندسی، علیرضا آذربخت* صفحات 139-147

    انتخاب حرکات زمین در بحث برآورد پاسخ غیرخطی سازه ها به گونه یی که بتوان با کمینه ی تعداد حرکات زمین، پاسخ قابل اطمینانی از سازه به دست آورد تبدیل به موضوعی کلیدی در مهندسی زلزله براساس عملکرد و نیز نسل بعدی آیین نامه های لرزه یی شده است. برای بهبود انتخاب و نیز شناخت بهتر ویژگی های طیفی حرکات زمین، پارامترهای نوین طیفی از جمله اپسیلون شتاب طیفی و اتا در ادبیات فنی معرفی و در گام بعدی تلاش شده است تا با بهره گیری از این پارامترها، طیف های مشروط برای بهبود تخمین پاسخ سازه معرفی شوند. کاربرد اتا به دلیل وابستگی به اپسیلون سرعت بیشینه، برای محاسبه ی طیف مشروط با مشکلاتی مواجه است. هدف اصلی این پژوهش، تفکیک لرزه یی اتاست، که نتایج آن با روش های موجود در این زمینه مقایسه شده است. نتایج بیان گر آن است که تدقیق در محاسبه ی اتای هدف در ناحیه ی زمان تناوب های پایین طیف های شرطی موثر است.

    کلیدواژگان: اپسیلون شتاب طیفی، اپسیلون سرعت بیشینه، طیف میانگین مشروط، اتا
|
  • R. Mohammadi, A. Massumi *, A. MESHKAT, DINI Pages 3-13

    The general opinion regarding the overstrength capacity of a structure is explained by the process of rst local yielding to total failure being due to structural redundancy. Furthermore, results of some research indicate that this part of the overstrength capacity can be introduced as a redundancy reduction factor. On the other hand, some other research showed that an analytical parameter, according to the lines of vertical seismic framing and the theory of structural reliability, can be formulated as the redundancy reduction factor independent of the overstrength reduction factor in the analytical de nition of the response modi cation factor. A general conceptual question is why structural redundancy has been regarded as a desirable property. Is it because making more overstrength capacity or just increasing the number of seismic resistant frames will make the structural behavior more desirable, as well as increasing the reliability of the systems? To answer these questions, six and nine oor three-dimensional reinforced concrete framed structures with the same story area and the same equal lateral resistance were designed. In this research, the essential parameters of the response modi cation factor for the studied structures were estimated numerically. Furthermore, by considering the strength factor as a random variable, both the deterministic and probabilistic e ects of redundancy on the response modi cation factor were also evaluated. The results of this research illustrated that imposition of an increase in redundancy, where no more overstrength capacity will be made, might not im- prove the behavior of the framed structure. It is assumed that the same ultimate lateral resistance of structures that causes an increase, to a certain level, in redundancy, can also enhance both the ductility capacity and the inelastic capacity of structures. However, any further increase in the redundancy of that certain level might have a negative e ect on the ductility capacity.

    Keywords: redundancy, overstrength, probabilistic overstrength index, deterministic overstrength index, ductility, response modification factor
  • H. HEIDARZADEH, M. OLIAEI * Pages 15-26

    In geotechnical engineering, yield surface (criterion) is a subject that has attracted the attention of a large number of researchers in both elds of experimental and constitutive modeling. Various yield surfaces have been introduced by di erent investigators, of which, Mohr- Coulomb and Drager-Prager criteria are the most famous. Generally, yield criteria are used in constitutive model structures. On the other hand, the nal aim is to apply these constitutive models in numerical analyses of geotechnical engineering problems. Therefore, the question which arises here is; how high is the degree of e ect of these yielding surfaces on numerical analyses of geotechnical problems, and also, is a more accurate yielding criterion needed or not? In this paper, two constitutive models of MCH and DPH have been introduced in such a way that they have quite similar structures and the only distinction between them is their supposed yield surfaces. In fact, these models have been originated by a combination of the hyperbola model with Mohr-Coulomb and Drager-Prager criteria, respectively. After calibration of the two constitutive models by experimental data on a speci c stress path, their performance on other stress paths were also evaluated using laboratory data. Then, using Fish programming language, the two constitutive models were introduced into the FLAC program to enable investigation of various numerical analyses. In this way, performances of these constitutive models and, consequently, the e ect of the yield surfaces on the static and dynamic analyses of geotechnical structures (such as foundation bearing capacity, tunnel and excavation), were evaluated. Therefore, a better insight into the degree of e ect of various yield surface shapes on numerical analyses of di erent geotechnical problems could be obtained for engineers who use di erent constitutive models for design and numerical investigation, and also for researchers who study constitutive models.

    Keywords: Yield surface, constitutive model, di erentstress paths, static, dynamic numerical analyses
  • O. Naeemifar, S.s yasrobis * Pages 27-35

    The steady state line or critical state line is one of the main factors used in critical state topics. It is used for investigating the variation of liquefaction potential, calculating state parameters and also determining the parameters a ecting collapse or state boundary surface shapes. Sand skeleton void ratio, equivalent void ratio and the interaction of sand and nes are main subjects behind research into sand critical state behavior. Most studies conducted so far have mainly focused on clean sand or its mixtures containing non-plastic nes with not much attention paid to the soil mechanics of the critical state of clayey sands. The reason for this neglect might be the misconception that plastic properties in clay prohibit ow behaviour and liquefaction. However, the studies of Northridge 1994, Kokaeli 1999, Chi Chi 1999, and Niigata 2004 earthquakes have indicated that notable settlements occur in soils containing considerable amounts of clay, resulting in great destruction. Researchers have emphasized that more detailed investigation is needed to determine the critical state behaviour of clayey sands. Following, the possibility of presenting a unique frame work for interpretation of critical state clayey sand behavior is investigated, based on steady state lines and equivalent void ratio. Triaxial experiments are performed on the sand and its combination with 0 to 25 percent medium plasticity clay, resulting in a new relation used to calculate the b parameters. These are presented based on the ne and sand interaction concept and also steady state lines. The results have proved that by using the proposed relation, it will be possible to convert the di erent steady state line of sand, and its combination with clay, into one unique line. Also, it will be possible to attain the steady state lines of sand, and all its combinations with clay, based on only some tests performed on clean sand specimens. In order to generalize the proposed relation, it is veri ed using other available results.

    Keywords: steady state line, triaxial, equivalent void ratio, b parameter
  • M. HASSANI, M.M. AHMADI *, N. A. PAYDAR Pages 47-58

    In this study, the e ect of the presence of plastic nes on liquefaction resistance of Firoozkooh sand is investigated. To this end, amounts of 5, 15, and 25 percent of two types of plastic ne (clay), namely, Kaolinite, with a plasticity index (PI) equal to 19, and Bentonite, with a plasticity index equal to 116, were added to Firoozkooh sand, and 68 stress-controlled tests were conducted using Cyclic Simple Shear (CSS) apparatus. Shear load frequency and consolidated vertical e ective stress are equal to 0.1 Hz and 100 kPa in all tests, respectively. Initial liquefaction, maximum pore pressure ratio (ru), or double shear strain amplitude equal to 5%, have been considered as liquefaction criteria. In order to investigate the liquefaction resistance for each soil, at least three tests were conducted at each relative density. In summary, with the addition of plastic nes, nes content, as well as the plasticity of nes, a ect liquefaction resistance. In Koalinite-containing soil, as the amount of nes increases up to 25%, the liquefaction resistance decreases continuously. In these soils, for all ne content less than 25%, the sand skeleton void ratio can be regarded as the e ective void ratio. In Bentonite-containing soils, the lowest liquefaction resistance has been observed in soil that contains 5% Bentonite; therefore, 5% ne content is known as limiting Bentonite content. In these soils, ne content less than 5% sand skeleton void ratio, and ne content more than 5inter ne void ratio, are considered e ective void ratios, respectively. According to the results, in the case of 5% nes content, the plasticity of nes does not play a major role. In the case of adding nes with di erent plasticities to one base soil, there exists an amount of nes content at which the plasticity of nes starts to have an increasing e ect on liquefaction resistance. According to the results of this study, this threshold value is between 5% and 15%. By more investigation of available literature, we can narrow this range from its lower limit to 10%.

    Keywords: Liquefaction resistance, sand, plastic fine, plasticity of fines content
  • M. H. AFSHAR, M. KAVOOSI * Pages 59-65

    Energy storage is an issue that scientists have been researching for many years. There are several energy storage alternatives, among which the pumped storage system, battery storage, superconducting magnets, ywheels, and compressed air are the most popular. Based on former research, pumped storage is the best method for energy storage. The pumped storage plant is an effective method to balance the di erence value between electricity demand and production, which has greatly expanded. The advantages of this system include a considerable capacity to store energy, a short-term response to power network uctuations, long-term energy storage and etc. Although there are many pumped storage plants under service, a comprehensive research have yet to be undertaken. The purpose of this research is optimization of daily planning, based on available data of an existing pumped storage plant. To achieve this aim, minimization of the di erence value between energy production and demand has been determined. A genetic algorithm was used for optimization. The genetic algorithm is a meta-heuristic algorithm. It is inspired by the genetic evolution of living creatures. This algorithm was used according to binary coding. The Siah Bishe pumped storage plant in Iran was the research case study. This plant includes two non-leveled reservoirs that are connected by two water tunnels. The di erence level of the reservoirs is approximately 500 meters. Two reversible pump-turbine units are applied in each tunnel, and all four pump-turbines have the same speci cations. There are three constraints for this problem: 1) the maximum and minimum water volume of upper and lower reservoirs, 2) the maximum and minimum water ow of the pump-turbine unit and 3) the stationary of exploitation. Based on the international electricity consumption pattern, it is assumed that energy consumption is constant during one hour, while it may change each individual hour. Finally, the solution is estimation of the ow rate into the tunnels over 24 hours.

    Keywords: Pumped storage plant, power network balance, genetic algorithm, Optimization, Siah Bishe plant
  • M. GHOLHAKI *, M. Ahmadii Pages 67-78

    Since the seventies, eccentrically braced frames have been considered by researchers because of having both advantages of appropriate ductility and sti ness. Yet, the steel plate sheer wall is still being used for many behavioral bene ts in the design and reinforcement of buildings. In this paper, the dual behavior of these two systems, and the behavioral parameters of the systems in three forms, including; side plates, and middle and whole spans with di erent thicknesses of frame, were studied. The results showed an increase in energy absorption, strength, sti - ness, ductility and higher behavior coecient of the system in comparison with the braced frame. In the rest of the paper, analytical relations for the design of the system are presented. The modeling is done for di erent positions of the ller plate in eccentrically braced frames, and the models were analyzed. The analyzed models include three positioning forms for the ller plates. Each form was studied and compared for three thicknesses; 0.5, 1, and 2 mm. After analysis and obtaining the results regarding system thickness, the thickest dual system is always related to the form of three panels lled by plates. Finally, we achieve three formula for computing the thickness of the dual systems in all three forms. In the case of ductility between di erent forms of dual system, regardless of plate thickness, the best ductile system is for two side panels lled by plate. In the other forms, considering plate thickness, the best ductile system is for two side panels lled by 0.5mm plates, whose behavior coecient is 9.01, while the behavior coecient of eccentrically braced frames with out plate. In all forms, the ultimate strength of the dual system is greater than the eccentrically braced frame without plate, and most of the time, dual systems have more energy absorption than it does.

    Keywords: Eccentrically brace frame, Steel plate shear wall, stiffness, behavior factor, energy absorption
  • S. SEHATKASHANI *, A. Kamali, M. VAZIFEDOUST, A. A. BIDOKHTI Pages 91-94

    Dust, as an aerosol, signi cantly impacts air quality in arid and semi arid regions. Dust events in Iran, as a result of the semiarid climate, and its location in the global dust belt neighboring the deserts of Arabian countries, occur frequently. In recent years, the intensity of dust phenomena has increased, most especially in west and southwest Iran. In this study, the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Aerosols Optical Thickness (AOT) product is applied in order to estimate dust intensity. Since Aerosol Optical Thickness at 550nm has a close relationship with the brightness temperature of MODIS bands 31 and 32, and Normalized Di erence Dust Index (NDDI), the calculated AOT is proposed through quantitative analysis of MODIS data for major dust events over west and southwest Iran during years 2000-2009. The proposed calculated AOT matches MODIS AOT very well, with a squared correlation coecient of 0.740. Moreover, based on MODIS measurements, sequential separation of the dust cloud from the bright underlying surface and water cloud is accomplished through the Brightness Temperature Di erence (BTD) of suspended particle matter in 11 and 12 micrometer wavelengths of MODIS, NDDI and re ned cloud threshold utilization. By statistical analysis of MODIS measurements, thresholds are determined over west and south west regions of Iran. Validations with ground meteorological observations over the region revealed good agreement of the proposed method in separating dust from the bright surface and cloud, which obviate the de ciency of remote-sensing data products of dust particles near the source as a result of bright surface radiance contributions. In addition, there is considerable correlation between MODIS AOT at 550 nm and Ahwaz station PM10, while there is a negative correlation between calculated AOT and horizontal visibility. The statistical analysis and case studies reveal the accuracy of this method in extracting dust from underlying aerosols, and the usefulness of this technique in dust enhancement optimization.

    Keywords: MODIS, dust enhancement, horizontal visibility, AOT
  • M. FATHI *, M.H. AFREIDOUN Pages 99-107

    One way to construct reinforced concrete structures is by the use of precast technology. Precast structures have di erent advantages, such as high quality control, economical cost, speed implementation and appropriate seismic behavior. The quality of connection of precast elements to each other is one of the most important parameters in the behavior of a precast structure. Due to the absence of an appropriate precast rigid connection, precast concrete structures are mainly used as a simple frame with a simple connection of beam to column and cast-in-place shear wall. In this study, a reliable system for precast structures to connect beam to column is created and undertaken with steel linkage elements. The connection of steel linkage to a column is performed with bolts, and the beam to this steel linkage is performed with bolts or welding. This method enables creation of concrete structures with higher quality than cast-in-place structures through minimizing in-situ concreting, as well as maximizing the speed of construction and usage of ductile and exchangeable elements in sensible locations. During the last decades, a signi cant body of research has been conducted on connections in precast structures. The main variables in these studies are the executive details, as well as the location of beam-column connections. This paper presents the test results of a new rigid connection for precast concrete frames. In this connection, precast concrete beams and columns are connected to each other using a steel linkage element. Two types of bolted and welded connections are compared to monolithic specimens in terms of sti ness, strength, energy dissipation capacity and ductility factor. All specimens satis ed all three criteria of ACI T1.1-01, including; for no cycle, the relative energy dissipation ratio was not less than 12.5%, the secant sti ness from a drift ratio of -3.5% to a drift ratio of +3.5% was not less than 0.05 times the sti ness for the initial drift, and, nally, the ultimate strength recorded for the specimen was not lower than 75% maximum strength.

    Keywords: Experimental study, precast concrete structure, rigid connection, hysteresis behavior, steel linkage
  • A. ASGHARI *, H. ASADI Pages 109-118

    Progress in our knowledge of seismic systems due to modern research and observations about recent earthquakes, makes it necessary to review building regulations and re ne former versions from time to time. Analysis software also needs to be updated according to these changes, to cope with new requirements. In standard \AISC341-10", it is mentioned that beams and columns should be braced in special concentrically braced frames. After structure analysis and design, according to design regulations, rst, the braces should be eliminated, and the oors restrained against side movement in order to avoid structural instability. Then, after applying the highest expected tensional and compressional forces along the eliminated braces, structures with gravity loads should be analyzed. Using this new regulation, emergence of plastic hinges in bars and pillars will be avoided as long as possible, and the braces can be used for energy amortization. Due to the inability of current software, like ETABS, SAP2000, to apply loads along brace elements, these forces should be decomposed to horizontal and vertical elements. This method, speci cally in high-rise structures containing many braced bays, is too complex, time consuming and prone to error. Also, considering the reciprocal e ects of earthquakes, this control should be applied twice in order to design the structure for worst case scenarios "In this paper, the new temperature variation loading method is proposed. This method is more ecient than current force loading methods, and it can be used to analyze and design building frames with concentrically braced. The temperature variation loading method has resulted from the concept of thermal strains and stresses, and is performable by the mentioned analytic software. Actually, instead of force loading, the corresponding temperature variation is assigned to brace members in the appropriate analytic software, and - nally, it becomes easy to control the mentioned provisions in the above regulations. The elasticity module of the braces is altered in order to eliminate thermal strains. Without this change, utilizing temperature variation loading is impossible. Another advantage of the temperature variation method is that the corresponding themorature change of tension elements is the same for every stage of the structure, and is independent of section type. This method is more applicable for highrise structures containing many braced bays, because it needs less accuracy in comparison to the force loading method and also reduces the time of analysis and design of the structure.

    Keywords: Special concentrically braced frames, temperature variation loading, seismic provision
  • T. M.M. HOSSEINI, A. TAHER SHAMSI *, S.M. M. HOSSEINI Pages 119-125

    Flooding induced by large dam breaks causes severe and heavy damages to human lives and civil facilities. Knowing the volume and direction of the ood spreading, due to the breaking of a certain dam, in advance, may allow us to specify the areas prone to ood damage and help the institutions in charge to be on full alert before catastrophe occurs. The main aim of this research is to study the in uence of the shape factor of a dam reservoir on a ood hydrograph, induced due to a dam break, by means of a physical model in the laboratory. Thus, the sudden dam break phenomenon has been modeled in the hydraulic laboratory of Amirkabir University of Technology. Di erent tests have been planned and carried out in the laboratory for shape factors ranging from 0.040 to 0.557. Hence, 7 series of reservoir with di erent dimensions and geometry have been built and tested. To measure the ow velocity and also the variations of water level at di erent points of the channel, the ADV speed meter and Ultrasonic and Micro sonic sensors were used, respectively. Having the variations of velocity and water level, the ow rate, due to dam break, is calculated and the corresponding hydrograph for each reservoir shape factor is obtained. Finally, the obtained hydrographs are evaluated and compared, and a correlation between the reservoirs shape factor and the Froude Number is developed. The experimental data were compared with those obtained from di erent actual dam break case histories. Although good agreement between the trends was found, large deviations from actual cases were observed. This may be due to several simpli ed procedures applied to the physical model developed in the laboratory to study the phenomenon. Thus, more sophisticated models with larger capabilities are needed to reach more accurate and reliable results in future research.

    Keywords: Dam break, reservoir shapes factor, physical modeling, ultrasonic sensor, micro sonic sensor, ADV
  • H. Maleki, M. Barghian * Pages 127-137

    The stability analysis of slender structures requires carrying out geometrically nonlinear analysis. Following the nonlinear equilibrium path, it is possible to understand the phenomenon of collapse or buckling, or the total bearing capacity of structures. Nonlinear equilibrium equations in analysis structures are often solved using the Newton-Raphson method, which is an incremental / iterative procedure. However, the method diverges when it reaches a limit point; therefore, only a part of the curve is obtained. To overcome the diculties with limit points, displacement control techniques were introduced, and the arc-length method is among those displacement control methods developed in an e ort to enable solution algorithms to pass critical points. The arc-length control method often fails to draw the equilibrium path after passing bifurcation and turning points. This is mostly due to the fact that the corrector steps are not carried out in the proper direction around such points "To overcome this issue, several criteria have been presented to predict the correct direction of the predictor step. Some of these methods have been investigated and discussed by means of numerical experiments; in this research, simple two-dimensional truss structures were chosen in order to keep analysis time short. The criterion recently introduced by Feng, Owen and Peric, showed itself to be insensible to bifurcation and turning points, and, therefore, has been successfully applied to draw entire equilibrium paths containing such points. In this research, the criteria of the sign of predictor solution methods and the e ects of these methods for the arc-length control method were studied and implemented using Matlab software. In addition to existing methods, a new method was proposed, whose veri cation by these examples is investigated. The choice of a proper scaling parameter, , was demonstrated to have a great in uence on the performance of the arc-length method. In the analyzed problems, the use of = 0 produced the best performance of the method, regarding convergence and computing time.

    Keywords: nonlinear analysis, arc-length method, equilibrium path, the sign of predictor solution methods, scaling parameter
  • M.A. Mohandesi, A. Azarbakht * Pages 139-147

    Selection of appropriate ground motion is a key element within any seismic assessment of structures. Many methodologies have been developed in order to select and scale ground motion records for the purpose of response history analysis. UHS is one of those developments and has been widely used in performance based earthquake engineering. However, implementation of UHS is somewhat conservative when used as a proxy for ground motion selection processes, since it is very unlikely to nd a record which has a spectrum as high as the UHS. Spectral shape indicators, including Epsilon and Eta, have been recently proposed in order to take a wide range of spectra into account. Additionally, conditional mean spectra have been obtained by the mentioned indicators which can be used as the target design spectra, e.g; Conditional Mean Spectrum (CMS) and Eta-based Conditional Mean Spectrum (ECMS). The Eta indicator uses the conventional epsilon in combination with the peak ground velocity epsilon. As the peak ground velocity epsilon is not convenient in seismic hazard disaggregation, a simple formula was proposed by Mousavi et al. to approximate the target peak ground velocity epsilon based on the conventional epsilon. However, this simple formula needs to be investigated more precisely. Therefore, a comprehensive seismic hazard disaggregation is proposed, in this paper, to explicitly obtain the target peak ground velocity epsilon. An ideal site, with a single linear fault, was assumed in order to obtain the target peak ground velocity epsilon. The results show that the exact target peak ground velocity epsilon is meaningfully di erent from the simple formula in this issue, and the resulted conditional spectra are sensitive to this re nement in the low period range when using the exact target peak ground velocity epsilon.

    Keywords: Seismic hazard analysis, ground motion prediction equation, Eta, epsilon, disaggregation