فهرست مطالب

مهندسی عمران شریف - سال سی و سوم شماره 4 (زمستان 1396)

مجله مهندسی عمران شریف
سال سی و سوم شماره 4 (زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/12/27
  • تعداد عناوین: 14
|
  • پژوهشی
  • مجید قلهکی*، محمد جلیل زاده افشاری صفحات 3-12
    امروزه استفاده از دیوارهای برشی فولادی به عنوان یک سیستم باربر جانبی لرزه یی کارآمد، در افزایش مقاومت جانبی و سختی ساختمان ها در برابر زلزله، در نوسازی و بهسازی لرزه یی سازه های بتنی و فولادی مورد توجه قرار گرفته است. در نوشتار حاضر، ظرفیت و سختی برشی دیوار برشی فولادی تحت آرایش های مختلف سخت کننده، اعم از: افقی، قائم و افقی قائم، به کمک روش اجزاء محدود بررسی و درنهایت، روابط نیمه تجربی مرتبط ارائه شده است. نتایج حاکی از پیش بینی مناسب سختی و مقاومت برشی دیوار برشی با سخت کننده بوده است، لیکن افزایش تعداد سخت کننده از حدی خاص، تاثیر محسوسی در افزایش سختی و مقاومت نخواهد داشت.
    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی تقویت شده، سختی، ظرفیت برشی
  • سیداحسان سیدابریشمی *، امیررضا ممدوحی، حمیدرضا فوری صفحات 13-23
    در پژوهش حاضر، سیاست قیمت گذاری تراکم با عوارض متغیر نسبت به وقت از روز، به عنوان سیاست مدیریتی دفعی و بهبود سیستم اتوبوس رانی از طریق اعمال دو سیاست کاهش زمان سفر اتوبوس و کاهش فاصله ی ایستگاه اتوبوس تا محل کار، به عنوان سیاست های تشویقی بررسی شده اند. با استفاده از رجحان بیان شده، 231 نفر از شاغلان محدوده ی زوج فرد شهر تهران نسبت به سیاست های موردنظر، مدل لوجیت آشیانه یی انتخاب وسیله ی سفر ساخته و اثرات مستقل و ترکیبی سیاست ها برآورد شده است. نتایج نشان داده اند که سیاست قیمت گذاری تراکم در ساعات 30:6 تا 9 صبح، اگر به صورت ترکیبی با سیاست کاهش فاصله ی ایستگاه اتوبوس تا محل کار اعمال شود، می تواند تا 0٫49 سهم گزینه ی خودروی شخصی در ساعات مذکور را کاهش دهد. همچنین می توان به سیاست های پیشنهادی پژوهش حاضر به عنوان جایگزینی برای طرح زوج فرد شهر تهران توجه کرد.
    کلیدواژگان: قیمت گذاری تراکم، بهبود سیستم اتوبوس رانی، انتخاب وسیله ی سفر، آزمایش رجحان بیان شده
  • مهدی علیجانی اردشیر، بهرام نوایی نیا *، محمدتقی احمدی صفحات 25-35
    در پژوهش حاضر، نتایج تحلیل لرزه یی غیرخطی سدهای بتنی وزنی با احتساب اندرکنش سد و مخزن با استفاده از مفاهیم مکانیک شکست، به منظور مقایسه ی مدل سازی ترک در جسم سد به دو روش ترک اندود چرخشی و غیرچرخشی چندجهته ی عمود ارائه شده است. سیستم سد مخزن به روش لاگرانژی مدل سازی و تحلیل به روش اجزاء محدود صورت گرفته و پاسخ های تغییر مکان تاج سد و نیز تنش در جسم سد پاین فلت تحت شتاب زلزله ی تفت ارائه شده است. از روش انتگرال زمانی بوساک برای حل معادلات دینامیکی حرکت استفاده و تحلیل غیرخطی به روش نیوتن رافسون اصلاح شده انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که هر دو روش مدل سازی ترک اندود، ضمن اینکه تا حدی وابسته به پارامترهای مدل سازی ترک است، در بسیاری از نقاط آسیب دیده ی جسم سد به طور مناسبی بر هم منطبق هستند. همچنین هر دو الگوی ترک ثابت و چرخان در تعداد نقاط ترک خورده و نیز مسیر رشد ترک، اختلاف اندکی با هم دارند.
    کلیدواژگان: سد بتنی وزنی، تحلیل دینامیکی غیرخطی، ترک اندود چرخشی، ترک اندود چند جهته ی ثابت
  • رضا کرمی محمدی*، عباس محبوبی، معین خلج صفحات 37-45
    در نوشتار حاضر با استفاده از روش های تحریک طبیعی، تبدیل ویولت پیوسته و تبدیل هیلبرت، مشخصات دینامیکی یک قاب برشی 3 طبقه تحت تحریک نوفه ی سفید ناایستا شناسایی شده است. همچنین روشی برای تبدیل سیگنال های ناایستا به سیگنال های ایستا پیشنهاد شده است، تا بتوان از روش تحریک طبیعی استفاده و ارتعاشات آزاد درجات آزادی سیستم را استخراج کرد. در روش مذکور، ارتعاشات آزاد استخراج شده به کمک تبدیل ویولت پیوسته به ریزسیگنال های مودی سیستم تجزیه و با استفاده از تبدیل هیلبرت ریزسیگنال ها، مشخصات دینامیکی سیستم نظیر: بسامدهای طبیعی، میرایی های مودی و ماتریس های میرایی و سختی شناسایی می شوند. در نوشتار حاضر، به کمک روش پیشنهادی مشخصات دینامیکی (بسامدهای طبیعی، شکل های مودی، ماتریس میرایی و سختی) یک سیستم قاب برشی 3 طبقه ی خطی و یک قاب 2 بعدی فولادی تحت ارتعاش نوفه ی سفید ناایستا شناسایی شده است.
    کلیدواژگان: شناسایی سیستم، روش تحریک طبیعی، تبدیل ویولت پیوسته، تبدیل هیلبرت، نوفه ی سفید ناایستا
  • علیرضا مرتضایی*، سید محمد حسینی کردخیلی صفحات 47-59
    در نوشتار حاضر، تاثیر فاصله ی زمانی بیشینه ی پاسخ مولفه های افقی و قائم زمین لرزه در رفتار لرزه یی ساختمان های بتن آرمه ارزیابی شده است. از این رو، ساختمان های منظم بتن آرمه با تعداد طبقات 4، 7، 10، 13، 16 و 20 با سیستم قاب خمشی به کمک نرم افزار O p e n S e e s تحت 7 رکورد زلزله ی حوزه ی نزدیک، تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی شدند و تاثیر مشخصه ی مذکور در نیروی محوری ستون ها، تغییر مکان جانبی، برش پایه، زمان تناوب افقی، ترتیب و الگوی شکل گیری مفاصل خمیری بحث و بررسی شد. نتایج نشان دادند که فاصله ی زمانی بیشینه ی پاسخ مولفه ی قائم و افقی زلزله، تاثیر قابل ملاحظه یی در نیروی محوری ستون ها دارد و این تاثیر در ستون های داخلی بیشتر از بقیه ی ستون هاست و می توان بیان کرد که تاثیر فاصله ی زمانی در ساختمان های کوتاه مرتبه بیشتر از ساختمان های میان مرتبه و بلندمرتبه است؛ به گونه یی که در ساختمان 4 طبقه، مقدار افزایش 43\٪ به مقدار 28\٪ در ساختمان 20 طبقه کاهش می یابد. تاثیر مولفه ی قائم زمین لرزه در تغییرات بارمحوری با افزایش فاصله ی زمانی میل به کاهش دارد، اما در تغییر مکان جانبی و برش طبقات ناچیز است.
    کلیدواژگان: مولفه ی قائم زمین لرزه، فاصله ی زمانی، نیروی محوری ستون، ساختمان بتن آرمه
  • یاسر مودی، سیدروح الله موسوی*، محمدرضا قاسمی صفحات 61-69
    در مطالعات پیشین، رابطه های تحلیلی متعددی برای تخمین باربری ستون های محصور شده با F R P تحت بار فشاری ارائه شده است، اما عملا ستون ها تحت اثر توام بار فشاری و لنگر خمشی قرار می گیرند. روابط کمی برای تعیین باربری ستون ها تحت بارگذاری خارج از مرکز ارائه شده است و در بعضی موارد، مدل های ارائه شده در تناقض با یکدیگر هستند. در مطالعه ی حاضر، ابتدا به اصلاح ضریب عامل موثر کرنش F R P در مدل لام\پانویس{L a m} و تنگ\پانویس{T e n g} برای نمونه های تحت بارگذاری هم مرکز که با توجه به نوع F R P متفاوت است و سپس به بررسی ضریب تصحیحی برای اعمال خروج از مرکزیت در مدل های موجود و مقایسه ی آنها با نتایج آزمایشگاهی موجود پرداخته شده است. در مطالعه ی حاضر، ضرایب مذکور با استفاده از الگوریتم ژنتیک با بهینه کردن اختلاف بتن نتایج آزمایشگاهی و مدل تئوری محاسبه شده اند. با مقایسه ی نتایج آزمایشگاهی و نتایج مدل های اصلاح شده نشان داده شده است که مدل های اصلاح شده در مطالعه ی حاضر، تخمین بهتری برای ستون های دورپیچ شده تحت بارگذاری خارج از مرکز و هم مرکز ارائه می دهند.
    کلیدواژگان: مقاوم سازی، بار خارج از مرکز، بار هم مرکز، ستون، محصور کننده ی F R P
  • ابراهیم زمانی بیدختی، هاشم شریعتمدار* صفحات 71-79
    در نوشتار حاضر، اتصالات خارجی تیر به ستون بتنی تحت اثر بارهای چرخه یی آزمایش شده اند. پس از ایجاد آسیب اولیه در نمونه ها، تقویت با ورقه های F R P انجام و اتصالات مجددا آزمایش شدند. سپس اتصال مبنا و اتصالات تقویت شده با استفاده از نرم افزار O p e n s e e s مدل سازی و نتایج با رفتار آزمایشگاهی آنها مقایسه شده است. سپس یک قاب 3 طبقه مدل سازی شده و روند ایجاد آسیب تحت اثر تحلیل بارافزون بررسی و با توجه به شدت آسیب، قاب ها مشابه روند آزمایش مقاوم سازی شدند. در انتها، قاب ها تحلیل غیرخطی تاریخچه ی زمانی شدند و اندیس خسارت پارک و انگ به دست آمد. با توجه به نتایج، سطح ترمیم پذیری سیستم قاب خمشی تقویت شده با ورقه های F R P معادل سطحی است که تمامی تیرها در سطح عملکرد آستانه ی فروریزش قرار گیرند. با بررسی پاسخ دینامیکی قاب ها و محاسبه ی اندیس خسارت پارک، سطح ترمیم پذیر برای قاب مورد مطالعه در دریفت طبقه ی 1٫03\٪ ایجاد می شود.
    کلیدواژگان: اتصالات خارجی بتنی، مقاوم سازی، ورقه های F R P، سطح عملکرد، تحلیل غیرخطی
  • مهران زینلیان *، علی زارع زاده شهرسبی صفحات 81-90
    سازه های فولادی سرد نورد شده در مقایسه با سایر انواع سازه های ساختمانی، از قبیل: سازه های فولادی معمولی، سازه های بتن آرمه و سازه های سنتی، محاسن قابل توجهی از جمله: سبکی قابل توجه وزن و سرعت بالای ساخت دارند. یکی از سیستم های مقاوم در مقابل نیروهای جانبی در ساختمان های فولادی سبک، دیوار برشی با پوشش صفحه ی سیمان فایبری است. در نوشتار حاضر، رفتار لرزه یی دیوار برشی سرد نورد شده ی فولادی با پوشش صفحه ی سیمان فایبری بررسی شده است. برای این منظور از تحلیل المان محدود غیرخطی با استفاده از نرم افزار A N S Y S استفاده شده است که در آن تاثیر برخی از مشخصات هندسی قاب ها، مانند: نسبت عرض به ارتفاع، ضخامت ستونچه ها، ضخامت صفحه ی سیمان فایبری و فاصله ی ستونچه های قاب ها بررسی شده است. پارامترهای بیشترین ظرفیت باربری دیوار و شکل پذیری آن، از جمله پارامترهای اصلی مورد استفاده جهت مقایسه ی قاب ها هستند و ضریب رفتار قاب های بررسی شده با مقادیر آیین نامه های موجود مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: دیوار برشی، رفتار لرزه یی، قاب سرد نورد شده ی فولادی، ضریب رفتار، صفحه ی سیمان فایبری
  • سیدسینا کورهلی * صفحات 91-98
    در نوشتار حاضر با استفاده از روش های تحریک طبیعی، تبدیل ویولت پیوسته و تبدیل هیلبرت، مشخصات دینامیکی یک قاب برشی 3 طبقه تحت تحریک نوفه ی سفید ناایستا شناسایی شده است. همچنین روشی برای تبدیل سیگنال های ناایستا به سیگنال های ایستا پیشنهاد شده است، تا بتوان از روش تحریک طبیعی استفاده و ارتعاشات آزاد درجات آزادی سیستم را استخراج کرد. در روش مذکور، ارتعاشات آزاد استخراج شده به کمک تبدیل ویولت پیوسته به ریزسیگنال های مودی سیستم تجزیه و با استفاده از تبدیل هیلبرت ریزسیگنال ها، مشخصات دینامیکی سیستم نظیر: بسامدهای طبیعی، میرایی های مودی و ماتریس های میرایی و سختی شناسایی می شوند. در نوشتار حاضر، به کمک روش پیشنهادی مشخصات دینامیکی (بسامدهای طبیعی، شکل های مودی، ماتریس میرایی و سختی) یک سیستم قاب برشی 3 طبقه ی خطی و یک قاب 2 بعدی فولادی تحت ارتعاش نوفه ی سفید ناایستا شناسایی شده است.
    کلیدواژگان: شناسایی سیستم، روش تحریک طبیعی، تبدیل ویولت پیوسته، تبدیل هیلبرت، نوفه ی سفید ناایستا
  • اصغر وطنی اسکویی *، مجید دلخواه، موسی محمودی صاحبی، زهرا نوری صفحات 99-110
    طراحی لرزه یی مناسب و ایمن بر پایه ی درک واقعی و دقیق تر از رفتار سازه صورت می گیرد که مستلزم شناخت دقیق تر از نحوه ی رفتار سازه در هنگام وقوع زلزله است و با درنظر گرفتن معیارهای مختلف آیین نامه یی تحقق می یابد. لذا در پژوهش حاضر، قاب های خمشی فولادی منظم با شکل پذیری و ارتفاع متوسط انتخاب و با معیارهای مقاومت (روش نیرو)، تغییر مکان مستقیم، انرژی و رخداد مفصل خمیری طراحی و ارزیابی شده است. پس از ارزیابی مدل ها، رابطه یی جدید برای بیشینه ی تغییر مکان جانبی مجاز بام (جهت کنترل رفتار سازه پس از طراحی) ارائه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که رابطه ی مذکور، اجازه ی تغییر شکل های بیشتری را نسبت به استاندارد 2800 به سازه می دهد. همچنین روش های تغییر مکان مستقیم و نیرو به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار برش پایه و روش های رخداد مفصل خمیری و انرژی نیز به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار دوره ی تناوب را ارائه می دهند.
    کلیدواژگان: اب خمشی فولادی متوسط، روش نیرو، روش تغییر مکان مستقیم، روش انرژی، روش رخداد مفصل خمیری، بیشینه ی تغییر مکان جانبی مجاز بام
  • ایمان محمدپور نیک بین*، مجتبی قدیمی گرمجانی صفحات 111-119
    در پژوهش حاضر، عملکرد دینامیکی پل چند دهانه تحت تحریک وسیله ی نقلیه ی متحرک شتاب دار مطالعه شده است. مدل نوسان گر متحرک به منزله ی مدلی از یک سیستم متحرک که با درنظر گرفتن اثرات سیستم تعلیق و فنربندی وسیله ی نقلیه، مدل کامل تری نسبت به مدل های سنتی نیرو و جرم متحرک است، در پژوهش حاضر به کار رفته است. با مطرح شدن اندرکنش نوسان گر متحرک و سازه ی تیر چند دهانه، فرایند تحلیل در برگیرنده ی مدل های نیرو و جرم متحرک در دو حالت مجانبی نسبت بسامدی نوسان گر متحرک به بسامد سازه و علاوه بر آن شامل طیف وسیعی از حالات میانی خواهد بود. بررسی تاثیر شتاب حرکت نوسان گر متحرک در پاسخ دینامیکی تیر نشان می دهد که در نسبت سرعت های پایین، کمینه ی میزان پاسخ دینامیکی تیر به وقوع پیوسته و با افزایش یافتن پارامتر شتاب حرکت نوسان گر متحرک، بیشینه ی پاسخ دینامیکی نرمالایز شده بین دهانه ها در یک تیر چند دهانه به شکل محسوسی افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: پل چند دهانه، تیر چند دهانه، نوسان گر متحرک، حرکت شتاب دار، پاسخ دینامیکی
  • یادداشت فنی
  • پرویز قدوسی، آرمین منیرعباسی، سبحان محمد زهرایی * صفحات 121-129
    با توجه به روند شتابان واگذاری بخش اعظم فعالیت ها به شرکت های پیمانکاری، نرخ شاخص های مرتبط با حوادث شغلی، رشد نگران کننده یی به خود گرفته و موجب شده است تا بحث ارزیابی و انتخاب پیمانکاران صنعت ساخت و ساز از نظر بهداشت، ایمنی و محیط زیست حائز درجه اهمیت بالایی شود. الگوی ارائه شده از طریق تحلیل مطالعات کمی و نیز تکمیل پرسش نامه ی اختصاصی و برداشت های میدانی انجام و حجم نمونه با سطح اطمینان 95\٪ و احتمال خطای 5\٪، 252 نفر تعیین شد. روش آزمون با استفاده از آزمون کامئو و بارتلت و تحلیل عاملی تاییدی صورت گرفت. نتایج پژوهش حاضر بیانگر آن است که بالاترین شدت تاثیرگذاری مربوط به معیار منابع انسانی و کمترین شدت مربوط به معیار طرح ریزی است. الگوی پیشنهادی می تواند نیاز روزافزون سازمان ها را به یک الگوی جامع ارزیابی و انتخاب پیمانکاران برآورده سازد.
    کلیدواژگان: ارزیابی عملکرد، انتخاب، پیمانکاران، صنعت ساخت و ساز، بهداشت، ایمنی، محیط زیست
  • مهدی زمانی *، مهدی عالمی صفحات 131-139
    در پژوهش حاضر، از توابع پتانسیل مختلط استیونسون برای تنش در محیط اطراف حفره ی بیضی شکل در داخل صفحه ی فلزی کشسان استفاده شده است. توابع پتانسیل مذکور برای تونل های طولانی و با فرض کرنش صفحه یی قابل استفاده هستند. ضرایب توابع پتانسیل با توجه به شرایط مرزی و فرضیات مسئله به دست آمدند و سپس با به کارگیری مشتقات متوالی و جزء به جزء توابع مرتبط، تنش های محوری و برشی در اطراف تونل بیضی شکل محاسبه شدند. از شرایط تنش های برجای یک محوری و دومحوری برای حل مسائل مربوط استفاده شده است. با استفاده از نگاشت همدیس، منطقه ی اطراف تونل بیضی شکل به قلمرو اطراف تونل دایره یی شکل تبدیل یافت. نتایج به دست آمده از تنش های محوری و شعاعی، هماهنگی مناسب با روش و مدل ارائه شده ی ماش خلیشویلی بر روی سطح تونل دارد.
    کلیدواژگان: توابع پتانسیل، نگاشت، همدیس، کشسان، هارمونیک، بی هارمونیک
  • مهیار سجادیان، کاظم برخورداری * صفحات 141-146
    خاک های متورم شونده در مناطق زیادی از جهان وجود دارند و یکی از روش های اصلاح آنها، اضافه کردن آهک است. در نوشتار حاضر، اثر نوع آهک و روش افزودن آن بررسی شده است. پس از تعیین درصد بهینه ی آهک، با آزمایش بر روی نمونه های یک نوع خاک با درصد آهک متفاوت، دو نوع آهک شامل آهک دولومیتی و آهک خالص استفاده و در هر مورد سعی شده است تا خاک با افزودن آهک به صورت شکفته و مرده تثبیت شود. نتایج به دست آمده نشان داده که درصد آهک بهینه، 3\٪ وزنی خاک است. از طرفی آهک خالص در مقایسه با آهک دولومیتی، تورم آزاد کمتر، ولی فشار تورم بیشتری دارد. همچنین آهک های شکفته نسبت به آهک های زنده، تورم آزاد بیشتر و فشار تورم کمتری دارند. در نهایت، بهترین روش اختلاط آهک، تثبیت آن در درصد رطوبت بهینه ی خاک و به صورت دوغاب تعیین شده است.
    کلیدواژگان: خاک متورم شونده، تثبیت، آهک
|
  • M. Gholhaki *, M. Jalilzadeh Afshari Pages 3-12
    The use of steel plate shear walls (SPSW), as an efficient lateral seismic resistant system for buildings, has recently received much attention, both in new and rehabilitated structures of concrete and steel. Shear panels play an important role in improving the seismic behavior of structures. They generally occur as unstiffened or stiffened steel plate shear walls. This paper focuses
    on stiffened steel plate shear walls and endeavors to investigate the shear behavior of this kind of panel as there are many theoretical and experimental studies on these systems without stiffeners, for which different analytical methods have been presented, and are mostly applicable to very thin steel plate shear walls, and also, as there is no simple mathematical equation which correlates the amount of increase in shear strength and stiffness of stiffened panels with the number of stiffeners. In order to achieve this purpose, the shear capacity (strength) and stiffness of stiffened shear wall panels have been studied with the aid of a series of finite element analyses under different stiffener configurations, including horizontal and vertical stiffeners and a combination of both, using ANSYS. The aim of the present numerical research is to study the effect of stiffening upon the ultimate shear strength and stiffness of stiffened shear panels; finally, to find a mathematical relationship (if any) between the increase of strength and stiffness of the wall and the number of vertical and horizontal stiffeners used. At the beginning, the unstiffened panel was modeled, by comparing the results of the analysis with the related classical equations and experimental tests. Having calibrated the errors, the process of stiffening went on for up to four vertical and horizontal stiffeners, and, finally, the corresponding
    equations for the percentage of increase in strength and stiffness of the panels were obtained. Consequently, a domain of the number of stiffeners was introduced, and the addition of more stiffeners to the upper boundary of the proposed domain did not have considerable effect on the increase in strength and stiffness. Ultimately, the validity of the proposed equations was examined by some re-modeling within that a related domain was introduced, and the results confirmed the proposed equations in a very favorable manner.
    Keywords: S?t?i?f?f?e?n?e?d s?t?e?e?l p?l?a?t?e s?h?e?a?r w?a?l?l, s?t?i?f?f?n?e?s?s, s?h?e?a?r c?a?p?a?c?i?t?y
  • S.E. Seyedebrishami *, A.R. Mamdoohi Pages 13-23
    Today,transportationdemandmanagement(TDM)policy tools are accepted as practical solutions for decreasing the costs of congestion in urban regions, and more ecient using of transport infrastructures. This paper investigates the role of a \time-of-day congestion pricing scheme" as a pull TDM policy and two push TDM policies including \bus travel time reduction" and \bus access time reduction" in user's car use behavior. The main goal of this research is to estimate the impacts of these policy-tools on the probability of choosing car at morning peak, when they are applied separately or simultaneously. The analysis is based on the results of a stated preferences survey developed through the experimental design approach and was completed by 231 users, who travel intoTehranseven-oddzoneforworkbycar. Theadvantage of data gathering in even-odd zone was that these commuters were familiar with the boundaries of pricing area and so, they could make a more realistic decision(forexample, decisionaboutchoosingpark-and-ride mode). For considering a time-of-day congestion pricing policy, we introduced a cordon pricing scheme from 6:30 AM with a discount on entering after peak period (in this case study, between 6:30 AM to 9 AM). Like other policies, the discount policy has three levels containing 50%, 25% and 0% of peak period tolls. The independent and interaction e ects of these policies are assessed by developing a two-level mode choice nested logit model and estimating marginal e ects. This model has 8 alternatives, three of which are related to driving a car: drive before 6:30, drive between 6:30 and 9, and drive after 9 AM. Results show that cordon pricingschemefrom6:30AMhasthelargeste ectandcould decrease share of drive between 6:30 and 9 AM by 0.408. Congestion charging scheme at 6:30-9 AM and bus access time reduction, are also the most e ective policytools with a 0.49 decrease in car share when applied simultaneously.
    Keywords: Congestion pricing, bus system enhancement, mode choice, stated preference experiment
  • M. Alijani-Ardeshir, B. Navayi Neya *, M.T. Ahmadi Pages 25-35
    Seismic evaluation of concrete dams due to some considerations is very important. The effects of fluid-structure-foundation interaction, nonlinear behavior of dam material due to crack, and earthquake loading are some of these considerations and should be considered in modeling and analysis of the system.The nonlinear seismic response of concrete gravity dams is presented when the effect of the dam-reservoir interaction is included using Lagrangian-Lagrangian approach of the finite element method. Nonlinear fracture mechanics, based on the smeared crack concepts, is used to study the cracking profile and response of the dam. In this study, a comparative study between the coaxial rotating crack model and orthogonal multi-fixed smeared crack models is carried out. Based on the presented formulation, Pine Flat concrete gravity dam is analyzed and its crest response and stresses within the dam body are founded. Bosak's time integration and corrected Newton-Raphson method are used for solving nonlinear dynamic equations.Results show that the two crack approaches have negligible difference in terms of the number of cracked gauss points and the crack profile. Tensile principal stresses based on fixed crack concept are greater than those of the rotating crack concept, but for compressive principal stresses the results are vice versa. The differences are due to unloading-reloading path and shear retention factor, but crack propagating path remains the same. Displacements of dam crest in nonlinear cases are greater than those of linear ones and show the same result in two crack models. This phenomenon depended on internal damping of system in both linear and nonlinear cases. Permanent displacement of dam crest based on fixed crack concept is greater than that of the rotating crack concept, and this phenomenon depends on cracking intensity of dam body. Results show that the fixed crack concept have better convergence than that of the rotating crack concept and the number of iterations in the time steps are low.
    Keywords: C?o?n?c?r?e?t?e g?r?a?v?i?t?y d?a?m, n?o?n?l?i?n?e?a?r d?y?n?a?m?i?c a?n?a?l?y?s?i?s, r?o?t?a?t?i?n?g s?m?e?a?r?e?d c?r?a?c?k, n?o?n-r?o?t?a?t?i?n?g m?u?l?t?i?d?i?r?e?c?t?i?o?n?a?l s?m?e?a?r?e?d c?r?a?c?k
  • R. Karami Mohammadi *, A. Mahboobi, M. Khalaj Pages 37-45
    Different approaches are presented for systems identification in the literature. Benchmark problems for the system identification and damage detection of civil engineering structures are established, and different methods are illustrated by international participants. In this paper, the dynamic characteristics of a three story shear frame, subjected to nonstationary white noise excitation are identified by the use of Natural Excitation Technique (NExT), Wavelet and Hilbert transforms. Because the ambient vibration imposed on the system is nonstationary, the response acceleration of the system is also nonstationary. Therefore, a method is used to turn nonstationary signals into stationary ones. Natural Excitation Technique is applied to extract free vibration responses of the system from the available stationary signals.Continuous Wavelet Transform (CWT) of free vibration decay decomposes the signals to a set of sub-signals corresponding to natural vibration modes. The mother wavelet used is modified complex morlet wavelet. Analytical complex signals are extracted from the mentioned sub-signals using Hilbert Transform. The Hilbert transform is applied to each modal response to obtain the instantaneous phase angle and amplitude as functions of time t. Then, a linear least-square fit algorithm is used to fit the instantaneous phase angle and the log of instantaneous amplitude. From the slopes of these linear least-square lines, the natural frequency and damping ratio of each mode can be identified. Based on a single measurement of the free vibration time history at a proper location of the MDOF linear system, all natural frequencies and damping ratios can be identified. When the responses at all degrees of freedom are measured, the complete system dynamic characteristics can all be identified, including the mode shapes, damping and stiffness matrices. The applications of the proposed method are illustrated in detail using a linear three degrees of freedom shear frame. Simulation results show that the accuracy of the method in identifying the system characteristics is remarkable.
    Keywords: S?y?s?t?e?m i?d?e?n?t?i?f?i?c?a?t?i?o?n, n?a?t?u?r?a?l e?x?c?i?t?a?t?i?o?n t?e?c?h?n?i?q?u?e, c?o?n?t?i?n?u?o?u?s w?a?v?e?l?e?t t?r?a?n?s?f?o?r?m, h?i?l?b?e?r?t t?r?a?n?s?f?o?r?m, n?o?n?s?t?a?t?i?o?n?a?r?y w?h?i?t?e n?o?i?s?e
  • A. Mortezaei *, S. M. Hosseini Kordkhili Pages 47-59
    One of the main characteristics of the near-fault ground motions is low time interval between horizontal and vertical ground motion peaks, which can be coincidental when the source distance is less than 5 km. Generally, vertical peak ground motion occurs earlier than the horizontal one, thus has a significant effect on the response of the structures. In this paper, the effect of time interval between peak response in the horizontal & vertical components of ground motion is evaluated on the seismic behavior of RC Buildings. In this regard, regular RC buildings (in plan and elevation) with 4, 7, 10, 13, 16, and 20 stories and moment-resisting frame system in the ground type II are analyzed by OpenSees code. Then, the nonlinear static and dynamic analyses were done under the seven near-fault records, accordingly. These records were selected from the various parts with different magnitudes and frequency contents. The effect of vertical component of ground motion as well as time interval between horizontal and vertical ground motion peaks has been explored on the seismic behavior of RC buildings including column axial forces, lateral displacement, base and story shear force, horizontal period as well as order and pattern of plastic hinge occurrence. Results showed that time interval between horizontal and vertical ground motion peaks has considerable effect on the columns axial force; this effect is higher on the internal columns rather than perimeter columns. It can be explained that the effect of time interval between horizontal and vertical ground motion peaks on low-rise buildings is higher than those of medium- and high-rise buildings. The effect of vertical component of ground motion on the column axial force variation tends to decrease with the increase of time interval, which, nevertheless, has small effects on the lateral displacement and story shear.
    Keywords: V?e?r?t?i?c?a?l c?o?m?p?o?n?e?n?t o?f g?r?o?u?n?d m?o?t?i?o?n, t?i?m?e i?n?t?e?r?v?a?l, a?x?i?a?l f?o?r?c?e, R?C b?u?i?l?d?i?n?g
  • Y. MOODI, S. R. Mousavi *, M.R. Ghasemi Pages 61-69
    Wrapping reinforced concrete columns with composite materials is among the new methods of repairing and strengthening at the moment. There are several analytical relationships for load capacity prediction of strengthened columns with this method under compressive load in the literature, but, columns that are on the border of buildings are usually subjected to combined axial-flexural loading in practice. According to strain gradient in the columns under eccentric loading, the FRP confinement effect is different and changing with the load eccentricity. A few relationships for load capacity calculation of strengthened columns under eccentric loading are presented, some models in the literature are in contradiction with each other. This paper presents constant factor, FRP strain efficiency factor in the model, proposed by Lam and Teng, which is modified for specimens under centric loading, varying according to the type of FRP. It has been shown in this study that the constant factor is not only dependent on FRP type, but it also depends on the FRP elastic modulus to unconfined concrete compressive strength ratio. With this modification, total error value of 76 specimens under centric loading will decrease from 10.63 to 9.5 percent.Then, correction factor is analyzed to apply the load eccentricity to the existing models and compare them with available experimental results. This correction factor shows that compressive strength of confined concrete under eccentric loading increased by increasing in the load eccentricity. By applying this coefficient to the model by considering the load eccentricity and calculating the load carrying capacity of specimens, the total error of specimens under eccentric loading decreases from 11 to 6 percent. This factors is determined using Genetic algorithms by optimizing the difference between experimental results and theoretical values. Comparison of results of tests with modified model, demonstrates that modified models in this study provide a better prediction for wrapped columns under concentric and eccentric loadings.
    Keywords: S?t?r?e?n?g?t?h?e?n?i?n?g, e?c?c?e?n?t?r?i?c l?o?a?d, c?o?n?c?e?n?t?r?i?c l?o?a?d, c?o?l?u?m?n, F?R?P c?o?n?f?i?n?e?m?e?n?t
  • E. Zamani Beydokhty, H. Shariatmadar * Pages 71-79
    The scope of this study is the investigation of the rehabilitation of structures retrofitted by use of carbon-u{fb01}bre-reinforced plastics (CFRPs) to achieve a safe, economic and practicable level of seismic damage. This paper investigates analytically the efficiency of the strengthening technique for improving the seismic behavior of damaged structures. 4 beam-column connections are tested under reversed cyclic load. The connections have none-seismic detailing of rebars, i.e., no transverse rebar and seismic stirrups are used in the joint core and beam and column critical end zones. The joints are damaged in different levels and then retrofitted by CFRP sheets. The strengthened joints are tested again to reach the ultimate drift capacity. Then, the tested joints, such as reference joint and retrofitted joints, are analyzed by Opensees nonlinear software. The results of joint analysis are compared with experimental behavior of specimens. The hysteresis curves of the modeled joints had a high level of accuracy in terms of stiffness degradation, moment carrying capacity, capacity degradation and energy dissipation. In the following, a multi-story/multi-bay moment-resisting frame is selected for assessment of seismic response of damaged frames. So, a step-by-step pushover analysis is done in order to find the plastic hinge positions and the level of plasticity on the moment resisting frame. The plastic hinges are developed on the beam ends and middle length of the frame beams. As the analysis progresses, the damaged frames are categorized in 7 levels according to performance levels defined by FEMA 356. The damaged Frames are retrofitted by CFRP sheets, considering the level of damage similar to the tested joints mentioned above. At the end, the retrofitted frames are subjected to El-Centro base acceleration. The root mean square parameter of roof displacement is also calculated for nonlinear time history response of frames. The retrofitting of the plastic hinges improved the RMS of the responses and compensated the lost capacity and stiffness. The results show that reparability level of frames retrofitted by CFRP sheets is equal to the level that the hinges on all of the beams are formed in collapse-preventing performance level. This level for specific frame investigated in this study is equal to 1.03% storey drift. Also, the results show that structures could be retrofitted by external bonding of FRP sheets to a limited level. If the damage level of structures is higher than this reparability level, other rehabilitation methods may be useful.
    Keywords: B?e?a?m-c?o?l?u?m?n c?o?n?n?e?c?t?i?o?n, r?e?h?a?b?i?l?i?t?a?t?i?o?n, F?R?P s?h?e?e?t?s, n?o?n?l?i?n?e?a?r a?n?a?l?y?s?i?s, p?e?r?f?o?r?m?a?n?c?e l?e?v?e?l
  • M. Zeynalian*, A. Zarezadeh Pages 81-90
    In recent times, the use of cold formed steel (CFS) structures in housing industry has increased worldwide due to its great advantages, such as their light weight and high speed construction. In addition, the possibility of mass production and industrialization, quality control of construction and performance are other advantages of this type of structures. Although CFS walls are not new and have been used as non-structural components for many years, their application as the main load-bearing structural frames is relatively new, and as a result, appropriate guidelines that address the seismic design of CFS structures have not yet been fully developed. In addition, the lateral design of these systems is not adequately detailed in the available standards of practice. One of the currently-in-use lateral resistant systems for light steel buildings is steel shear walls sheathed by fiber cement boards (FCB). Fiber cement board sheathed panel lateral resistant system is already being used in housing industry though there are very few studies on the structural performance of these systems. In this paper, the seismic behavior of shear cold formed steel walls sheathed by fiber-cement board panels is investigated. For this purpose, finite element nonlinear analysis is employed using ANSYS software. The impact of some structural characteristics on the behavior of frames, including geometric imperfections and residual stresses are also studied. In addition, the ratios of height to width, studs thickness, fiber cement boards thickness, and studs spacing are investigated. Of particular interest are the specimen's maximum lateral load capacity and deformation behavior as well as a rational estimation of the seismic response modification factor. The study also looks at the failure modes of the system and investigates the main factors contributing to the ductile response of the CFS walls. A discussion on the calculated response factors in comparison to those prescribed in the relevant codes of practice is also presented.
    Keywords: Shear wall, cold-formed steel frame, seismic behavior, response modification factor, fiber cement board
  • S.S. Kourehli * Pages 91-98
    Much attention has been given to structural damage detection in recent decades in order to assess the reliability of structures during their service time. To detect damage in structures, one method, among different ones, is considered the most important i.e. the vibration-based methods. Because the modal parameters of structures like frequency and mode shape are so sensitive to structural properties like stiffness, it can therefore be used for detecting damage in structures.This paper presents a novel approach for structural damage detection and estimation using expanded mode shapes and extreme learning machine (ELM). One of the problems in damage detection is the compatibility between the number of sensors and Degree of Freedoms (DOFs) in the finite element model of structures, in which the number of sensors, installed to structure, is usually less than the number of DOFs in the finite element model. So, the model reduction method should be used to match incomplete measured mode shapes or the measured mode shapes should be expanded to the dimension of the analytical mode shapes. In this study, the second option is adopted, using the improved reduction system (IRS) transformation matrix and used as input parameters to the ELM for damage identification. The proposed method uses the first two expanded mode shapes and natural frequencies as the input parameters and damage states as output to train the ELM model. Also, noise effect on the measured modal data has been investigated. The present method is applied to three examples consisting of a four span continuous beam, plane steel truss and four story plane frame. The obtained results demonstrated the accuracy and efficiency of the proposed method using incomplete modal data. Also, the results obtained indicate that the proposed method is a promising procedure for damage identification in spite of use of noisy modal data.
    Keywords: D?a?m?a?g?e d?e?t?e?c?t?i?o?n, e?x?p?a?n?d?e?d m?o?d?e s?h?a?p?e, e?x?t?r?e?m?e l?e?a?r?n?i?n?g m?a?c?h?i?n?e
  • A. Vatani Oskouei *, M. Delkhah, M. Mahmoudi Sahebi, Z. Nouri Pages 99-110
    Appropriate seismic design is based on real understanding of structural behavior. This requires precise perception of structural behavior during earthquakes which will beachieved by considering various code's criteria. In other words, an ideal seismic design is a method which directly considers non-linear behavior and designs frames in a way that they experience their maximum capacity, it means plastic hinges occur in frames. The plastic hinge locations should be far from joints between beams and columns. In this way, local instability does not occur. Actually, more accurate recognition of structural behavior during earthquakes is the main issue of this research. For this purpose, regular steel- moment frames with medium ductility and height were designed based on resistance (force), direct displacement, energy and plastic hinge methods. All the models were developed in OpenSees computer program, and they were analyzed through non-linear time history. Three records, according to record magnitude, fault distance, and soil type, were used from Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) (Kobe, Northridge, and Tabas). Ultimately, these records were coordinated based on Iranian Standard No. 2800. Then, frames were evaluated with various code's criteria in order to represent a new formula for maximum roof allowed displacement (for the purpose of controlling structural behavior after design).This formula is based on maximum displacement that frames have experienced during different earthquake records in 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. The result indicates that the new formula allows more displacement to structures in comparison to Iranian Standard No. 2800. According to displacement time history of designed frames, at the beginning of the earthquake, the structures experienced severe impact and their nonlinear behavior was started. The transient displacement occurred when the first impact was applied to structure, and it was a displacement which happened along with the first plastic hinge occurrence. It makes sudden shock in displacement time history curve. With the passage of time, structures experienced variable displacements, and finally, a permanent displacement remained which is for the sake of nonlinear analyzing. Also, it can be inferred from the results that direct displacement and force methods present maximum and minimum base shears, respectively. In addition, in all frames, plastic hinge method provides maximum period value in comparison to other methods. It reveals that those frames which have been designed with plastic hinge method are more flexible. According to the results, the difference between direct displacement and energy methods period values is low, and period value of energy method is the minimum, as well.
    Keywords: M?e?d?i?u?m s?t?e?e?l m?o?m?e?n?t f?r?a?m?e?s, f?o?r?c?e m?e?t?h?o?d, d?i?r?e?c?t d?i?s?p?l?a?c?e?m?e?n?t m?e?t?h?o?d, e?n?e?r?g?y m?e?t?h?o?d, p?l?a?s?t?i?c h?i?n?g?e m?e?t?h?o?d, m?a?x?i?m?u?m r?o?o?f a?l?l?o?w?e?d d?i?s?p?l?a?c?e?m?e?n?t
  • I. Mohammadpour Nikbin*, M. Ghadimi Pages 111-119
    Vibration of structures under moving loads has been extensively dealt with by numerous researchers. In particular, this problem is of importance to bridge engineers. In this regard, there are a great number of studies on vibration analysis of single - span thin beams under moving loads. It is noteworthy to highlight that there is lack of research on the dynamic behavior of multi-span beams under moving inertial loads. Moreover, most of these studies neglect the inertia of the moving vehicle and consider the moving force approach. However, several investigations using moving mass approach highlighted the considerable contribution of load/structure inertial interaction for heavy masses moving at high speeds. In moving mass simulation framework, a solid mass is considered to slide on the base structure while remains directly in contact with the base structure. Therefore, the transverse acceleration of the moving object corresponds to that of the beam beneath the traveling load and the effects of vehicles flexibility are neglected. Moving oscillator model is composed of a mass supported by a spring-damper system in order to allow for the vehicle suspension system. Hence, moving oscillator can capture a wider range of possible structural behaviors with regard to the variation of vehicle stiffness. In this research, dynamic behavior of a multi-span continuous beam subjected to the excitation of an accelerated moving oscillator is studied to simulate vibration of a multi-span bridge acted upon by the accelerated movement of a vehicle. Euler-Bernoulli beam theory is employed as the governing equation for each span of the beam. The proposed solution is applicable to general beam fixity conditions. Moving oscillator model, as a reduced order model of a moving system, is of higher accuracy rather than old-fashioned methods of moving force and moving mass due to importing suspension system effects on the corresponding computational model. The solutions are verified and very close agreement is observed with published results via other methods in the asymptotic states of moving oscillator, where soft and rigid springs correspond to moving force and moving mass, respectively.
    Keywords: Multi-span bridge, multi-span beam, moving oscillator, accelerated movement, dynamic response
  • P. Ghoddousi, A. Monirabbasi, S. Mohammad Zahraei * Pages 121-129
    According to assignment of most activities to contractingcompaniesandneglectingstrictenforcementof safety, health, and environment in companie's contractions, ratesofrelatedindexesoccupationalaccidentshavebeen growing disturbingly, and thus increasing the importance of evaluating health, safety, and environment (HSE)performanceofbuildingindustrycontractors. The mainpurposeofthisstudyistoprovideanoptimumpattern for evaluation and selection of construction industry contractors by HSE view. This research determines the main and secondary criteria which a ected evaluating and selecting contractors by quantitative studies and special questionnaires and surveying perceptions. Sample size of 95% con dence level and margin of error of 5 percent by 252 peoples, including 4 Group executives and managers, employers, contracting companies and experts in health, safety and the environment were determined by the employer and contractor. KMO and Bartlett's test and con rmatory functional analysis (CFA) were used as testing methods. Validity of this questionnaire was obtained as 0.863 by Cranach's Alpha coecientandreliabilityofquestionnairewascon rmed. This article tries to determine intensity of these criteria in patterns of a model. Results show that human resources criteria are with the most e ectiveness and planning criteria are of little e ect. Suggested pattern can ful ll a continuous increase to a comprehensive pattern for evaluation and selection contractors. According to the proposed model, organizations can simply evaluate theircontractorsintermsofHSEperformance. Contractors can also use this model to assess and identify their own weaknesses in the eld of Health, Safety and Environment (HSE) of the model, which in turn "reduces accidents and improves awareness of contractors in the eld of HSE Management System, and so, Standards HSE will be the scope of its activities.
    Keywords: Evaluation, selection, contractors, construction industry, health, safety, environment
  • M. Zamani *, M. Alami Pages 131-139
    A powerful method for analysis of stress and deformation around underground structures is the analytical method. Among the analytical models the one that utilizes complex potential functions for the solution have the advantages of applicability and accuracy. Most of the governing solutions are applied to the circular shape tunnels or simple cross-section tunnels with one- or two-dimensional in-situ normal stresses conditions. For the elliptical shape tunnels, there are three methods of solution based on the complex potential analysis. They are Stevenson method, Mushkelishvilli method, and Series method for approximation of the complex potential functions. In the above models, the solutions are not unique in details, but all satisfy the boundary conditions on the tunnel surface and far field stress situation. The interested readers to these analytical method's solutions to tunnels with different shapes can refer to the papers and books governing Timoshenko and Goodier, Savin, and Muskhelishvilli. In the above models, the Stevenson one is a powerful and robust model for analysis of stress and deformation on and around the elliptical tunnels. Therefore, in this research, the complex potential and conformal mapping functions of Stevenson model are applied to obtaining the stress around those openings. The analysis is a two-dimensional plane stress or plane strain conditions. Therefore, the solution can be used for stress concentration around long tunnels. The parameters of the governing complex potential functions are obtained by satisfying the boundary conditions and the problem hypothesis. Then by applying the sequence differentiations of the potential and conformal complex functions to the formulation the normal and shear stresses around the tunnel are calculated. The stress field, which is considered around tunnel, is uniaxial and biaxial compressive stresses. The results from three solved problems show the similarity between the calculated stresses on the tunnel surface with the Muskhelishvilli model. The solution can also be used for the situation of in-situ shear stress boundary condition around tunnel. It is suggested that the formulation be developed for the deformations on the surface and around the elliptic tunnels.
    Keywords: P?o?t?e?n?t?i?a?l e?q?u?a?t?i?o?n?s, m?a?p?p?i?n?g, c?o?n?f?o?r?m?a?l, e?l?a?s?t?i?c, h?a?r?m?o?n?i?c, b?i?h?a?r?m?o?n?i?c
  • M. Sajadian, K. Barkhordari * Pages 141-146
    Expansive soils are generally found in many parts of the world, especially in arid and semi-arid areas. Because of the ability of volumetric changes in response to seasonal fluctuations of moisture content, these soils are known as a harmful phenomenon in geotechnical engineering. Such soils swell when the moisture content is increased and shrink when the moisture content is decreased. Consequently, expansive soils cause detrimental damage to the structures founded on them. Clay soil can be stabilized by the addition of small percentages, by weight, of lime, thereby enhancing many of the engineering properties of the soil and producing an improved construction material.In this study, in order to find an optimum percentage of the lime to stabilization of expansive soil, the expansive soil was stabilized with various amounts of dolomite quick lime. Next, in order to find the effective type of lime to reduce the swelling potential, the expansive soil was stabilized with two types of lime such as Dolomite lime and Calcite lime that are used as quick lime and hydrated lime. Finally, in the last step, the soil was stabilized with lime by different methods to find the best method of adding lime to the soil.The results show that the optimum percentage of adding lime is 3% of the total weight of expansive soil. However, 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 use of calcite quick lime shows a lower free swell, but a higher swelling pressure than the use of dolomite quick lime. It is also expressed that stabilization of expansive soils with hydrated lime has higher free swell and lower swelling pressure, in comparison to the stabilization with quick lime. The experimental results also show that adding lime in the optimum moisture of soil is the most effective method of stabilization of expansive soil.
    Keywords: E?x?p?a?n?s?i?v?e s?o?i?l, s?t?a?b?i?l?i?z?a?t?i?o?n, l?i?m?e