فهرست مطالب
مجله مهندسی عمران شریف
سال سی و سوم شماره 1 (بهار 1396)
- تاریخ انتشار: 1396/03/21
- تعداد عناوین: 15
-
- پژوهشی
-
صفحات 3-13با توجه به تفاوت رفتار سازه یی پل های با زاویه ی تورب نسبت به پل های عادی، محاسبه ی دقیق پاسخ نسبت به بارهای وارده ضروری است. در این نوشتار، اثر زاویه ی تورب )کجیٓ بیه( در پل های ممتد مرکب بتنیٓ فولادی تحت اثر بارگذاری آیین نامه ی ایران و آشتو بررسی کامل شده است. بدین منظور بیش از 72 پل ممتد مرکب فولادیٓ بتنی 2 دهانه با نسبت ابعادی 1، 1٫55 و 1٫82 و زاویه ی بیه ی صفر الی 60 درجه با استفاده از روش اجزاء محدود مدل سازی شده است. سپس نسبت های لنگر خمشی و نیروی برشی، ضرایب توزیع، تاثیر آرایش دیافراگم ها در ضرایب توزیع تحت اثر بارگذاری بار کامیون استاندارد آشتو و بار عادی آیین نامه ی ایران برآورد و مقایسه شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که با افزایش زاویه ی تورب، لنگرهای پایه ی میانی در شاه تیرهای داخلی و خارجی کاهش می یابد. در بارگذاری براساس آیین نامه ی ایران، این کاهش در زاویه ی تورب 20 درجه، حدود 8\٪ بوده است؛ اما با افزایش زاویه ی تورب در زاویه ی 45 درجه، به حدود 30\٪ رسیده است. مقایسه ی نتایج لنگر خمشی نشان داده است که بارگذاری آیین نامه ی ایران نسبت به بارگذاری آیین نامه ی آشتو در پل های بیه دار ممتد 2 دهانه، محافظه کارانه تر است. همچنین نیروی برشی در تکیه گاه های پایه ی میانی در اثر افزایش زاویه ی بیه در شاه تیرهای خارجی افزایش و در شاه تیرهای داخلی کاهش می یابد.کلیدواژگان: زاویه ی بیه، تورب عرشه، پل ممتد، ضریب توزیع
-
صفحات 15-24سیکل های ذوب یخبندان و ترٓ خشک شدن، مشخصات ژئوتکنیکی خاک ها را تحت تاثیر قرار می دهند و منجر به تغییر پارامترهای مقاومت خاک ها می شوند. یکی از خاک هایی که در طی این فرایندهای طبیعی دچار آسیب جدی، همچون افزایش تورم و کاهش مقاومت می شود، خاک رس سولفاته است؛ که با روش های سنتی از جمله تثبیت با آهک به علت تورم زیاد نمی توان آن را بهسازی کرد. در این پژوهش به منظور کاهش اثرات مخرب این فرایندهای طبیعی، خاک رس سولفاته با محلول تبادل یونی ${\r m{C B R^{+4}}}$ تثبیت شده است. در ابتدا، مقاومت C B R و تورم خاک تثبیت نشده در سیکل های ذوبٓ یخبندان و ترٓ خشک شدن اندازه گیری و سپس همین مراحل برای نمونه های تثبیت شده با ${\r m{C B R^{+4}}}$ انجام شده است. از نتایج به دست آمده مشاهده شده است که ${\r m{C B R^{+4}}}$ منجر به بهبود مشکل تورم و مقاومت رس سولفاته در حین سیکل های ذوبٓ یخبندان و ترٓ خشک شدن می شود. بنابراین می توان نتیجه گرفت که محلول تبادل یونی ${\r m{C B R^{+4}}}$ می تواند به عنوان یک تثبیت کننده ی مناسب و سازگار در خاک های رس سولفاته جهت جایگزینی با مواد سنتی نظیر آهک به کار رود.کلیدواژگان: خاک رس دارای سولفات، مقاومت C B R، تورم، تثبیت، محلول تبادل یونی CBR+4
-
صفحات 25-33پتانسیل بالای دیوارهای برشی فولادی در جذب انرژی و شکل پذیری زیاد آنها باعث شده است که جهت تحمل بارهای جانبی، به ضخامت های بسیار کم به خصوص در طبقات فوقانی سازه نیاز داشته باشند، که در محاسبات گاهی به کسری از میلی متر می رسد. از آنجا که ممکن است ورق های فولادی با چنین ضخامت هایی در بازار موجود نباشد، استفاده از ورق با ضخامت بالاتر از نیاز طراحی، ولی با ایجاد بازشو برای کاهش سختی، یکی از راه حل های منطقی است. از سوی دیگر، وجود بازشو به لحاظ ملاحظات معماری نظیر تعبیه ی پنجره و نورگیری امری بدیهی و اجتناب ناپذیر است. در این نوشتار، ظرفیت برشی دیوار برشی فولادی در اثر وجود بازشو در نقاط مختلف، به کمک روش اجزاء محدود مورد بررسی قرار گرفته و درنهایت، رابطه ی نیمه تجربی و بی بعدشده جهت تخمین دقیق میزان کاهش مقاومت دیوار با بازشو در هر نقطه ی دلخواهی از ورق ارائه شده است.کلیدواژگان: یوار برشی فولادی، مقاومت حد کشسان، میدان کشش قطری، بازشو
-
صفحات 35-43علی رغم اینکه در پل ها و تیرهای موازی آن، طراحی براساس مولفه ی افقی تحریک لرزه یی صورت می گیرد و از مولفه ی قائم آن صرف نظر می شود، شواهدی در دست است که برخی از مودهای شکست در رابطه ی مستقیم با مولفه ی قائم زمین لرزه هستند. اگرچه به طورکلی مولفه ی قائم در مقایسه با مولفه ی افقی زلزله، قدرت کمتری دارد؛ ولی تاثیر بیشتر آن در حوزه ی بسامدی به خصوصی واقع است که می تواند برای سازه هایی با بسامد طبیعی در این حوزه ها بسیار مخرب باشد. در این پژوهش، علاوه بر بررسی اثر مولفه ی قائم تحریک لرزه یی در سازه ی پل، به بیان تاثیر توام این نیرو با بارهای به صورت اجرام محرک و لزوم درنظرگرفتن این آثار در طراحی پل ها و همچنین توجه به کاهش این گونه آثار از طرق مختلف پرداخته شده است. در ادامه، با استفاده از یک سیستم میراگر غیرفعال، سعی بر کاهش اثرات ذکرشده و کاربرد آن ها در سازه ی پل شده است. درنهایت، با بررسی و مقایسه ی نتایج، اقدام به کاهش مقاطع این گونه سازه ها با حضور میراگرها در جهت صرفه ی هر چه بیشتر اقتصادی شده است.کلیدواژگان: سازه ی پل، مولفه ی قائم نیروی لرزه یی، جرم متحرک، میراگر غیرفعال، کاهش پاسخ
-
صفحات 45-52رفتار دینامیکی مصالح کربناتی جنوب ایران علی رغم خطر بالای لرزه خیزی و موقعیت استراتژیک آن مورد توجه چندانی قرار نگرفته است. در پژوهش حاضر، مدول برشی بیشینه ماسه ی کربناتی بوشهر با انجام آزمون های آزمایشگاهی ستون تشدید مورد مطالعه قرار گرفته است. مدول برشی بیشینه، یکی از مهم ترین کمیت های ژئوتکنیکی در تحلیل های دینامیکی است. اثر فشار محدودکننده ی میانگین و نسبت تخلخل در روند تغییرات این کمیت بررسی شده است. آزمایش ها در دو حالت همسان و غیرهمسان انجام شده اند، تا اثر ناهمسانی تنش در رفتار خاک مشخص شود. نتایج نشان داده اند که افزایش فشار میانگین و کاهش نسبت تخلخل، افزایش مدول برشی ماسه را به دنبال دارد. ناهمسانی تنش تحکیم اولیه نیز موجب افزایش مدول برشی بیشینه شده است. براساس نتایج پژوهش حاضر، رابطه یی برای مدول برشی بیشینه ماسه ی کربناتی بوشهر ارائه و سپس با مدل های پیشنهادی پژوهشگران مقایسه شده است. درنهایت، اثر ناهمسانی تنش در تغییرات مدول برشی بیشینه لحاظ شده است.کلیدواژگان: مدول برشی بیشینه، ماسه ی کربناتی، ماسه ی سیلیکاته، ناهمسانی تنش، ستون تشدید
-
صفحات 53-59به دلیل فقدان اطلاعات کافی و تجربه ی آسیب پذیری ساختمان های بتن آرمه با شیوه ی ساخت قالب تونلی در زلزله های پیشین، استفاده از ضرایب رفتار سازه های با دیوار باربر بتن آرمه در یک فرایند طراحی لرزه یی، نگرانی هایی را به دنبال دارد. این نقصان از چالش های اصلی طراحی سازه های مذکور به روش آیین نامه های طراحی لرزه یی است. در این مطالعه، ضمن تعریف و تشریح مراحل استخراج دو پارامتر ضریب رفتار طلب و ضریب رفتار ظرفیت، پارامترهای ذکرشده برای سازه های قالب تونلی 2، 5 و 10 طبقه با پلان منظم، که براساس آیین نامه های موجود طراحی شده اند، استخراج شده است. مهم ترین وجه تمایز مطالعه ی حاضر با دیگر مطالعات مشابه، بیان چندسطحی ضریب رفتار و استخراج آن با توجه به میزان تقاضای زلزله و میزان آسیب قابل قبول به عنوان سطوح عملکردی مورد انتظار در طراحی سازه است. نتایج به دست آمده، بیان گر ظرفیت و مقاومت بالای سیستم و عملکرد لرزه یی مناسب سازه های مورد مطالعه است. از طرفی، انتخاب ضریب رفتار 5 جهت طراحی اولیه، به خوبی متضمن سطح عملکرد قابلیت استفاده ی بی وقفه برای هر 3 سازه تحت بیشینه ی سطح شدت زلزله ی طراحی آیین نامه ی ایران است.کلیدواژگان: سیستم قالب تونلی، ضریب رفتار، ضریب رفتار طلب، ضریب رفتار ظرفیت
-
صفحات 61-69در نوشتار حاضر، کاربرد روش های شبیه سازی مونت کارلو، شبیه سازی وزنی، و روش مرتبه ی اول قابلیت اطمینان در برآورد ایمنی شمع های بتنی و فولادی تحت بار ثقلی برای دو نوع خاک چسبنده و غیرچسبنده مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر آن، نتایج حساسیت مبتنی بر تحلیل قابلیت اطمینان شمع نیز با استفاده روش های شبیه سازی و مرتبه ی اول ارائه شده است. مقایسه ی نتایج حاصل شده نشان می دهد که استفاده از روش های مرتبه ی اول برای ارزیابی ایمنی شمع ها در خاک های چسبنده مناسب است و نتایج حساسیت مبتنی بر این روش ها نیز به عنوان پاسخ دقیق می تواند مورد استفاده قرار گرفته شود. لیکن به دلیل پیچیدگی تابع شرایط حدی، به کارگیری آن برای ارزیابی شمع های واقع در خاک های غیرچسبنده صحیح نیست. برای این منظور، مخصوصا زمانی که احتمال خرابی پایین است و استفاده از روش مونت کارلو نیازمند به کارگیری نمونه های زیاد است، با استفاده از روش شبیه سازی وزنی می توان نتایجی دقیق با تعداد اندکی نمونه به دست آورد.کلیدواژگان: شمع، خاک چسبنده و غیرچسبنده، احتمال خرابی، تحلیل حساسیت، شبیه سازی
- یادداشت فنی
-
صفحات 71-77افزایش روزافزون جمعیت جهان حاکی از توسعه ی مناطق شهری و به تبع آن استفاده از روش های مناسب جهت تثبیت خاک در این مناطق است. یکی از نوین ترین روش های تثبیت خاک، استفاده از رسوب میکروبیولوژیکی کربنات کلسیم است، که نه فقط روشی سازگار با محیط زیست است، بلکه می تواند به عنوان روشی مناسب جهت تثبیت خاک معرفی شود. عمده ی پژوهش هایی که تاکنون انجام شده اند، به ارزیابی روش مذکور از نظر شرایط ساخت و تغییر پارامترهای خاک پرداخته اند، ولی تغییر مدل رفتاری ایجادشده در مصالح جدید چندان مورد ارزیابی قرار نگرفته است. لذا در این پژوهش به بررسی تاثیر نوعی باکتری حاوی اسپور با نام باسیلوس پاستیوری و تولید رسوب بیولوژیکی کربنات کلسیم در بهبود ویژگی هایفنی خاک ماسه یی و تثبیت ماسه پرداخته شده و تغییر مدل رفتاری ایجادشده در ماسه ی سیمانی شده نسبت به ماسه ی تمیز مورد ارزیابی قرار گرفته است.کلیدواژگان: رفتار ماسه، سیمانی شدن بیولوژیکی، باسیلوس پاستیوری، مدل رفتاری
-
صفحات 79-89در این مطالعه، برای بررسی تاثیر و بهینه سازی 6 متغیر: نسبت وزنی خاکستر بادی ($X_1$)، رس اسیدی ($X_2$)، میکروسیلیس ($X_3$) به سیمان، نسبت آب به مواد جامد ($X_4$)، ولتاژ اعمالی ($X_5$)، و دوره ی تعویض قطبیت میدان الکتریکی ($X_6$) در الکتروسینتیک چرخشی در تثبیت و جامدسازی پسماند مصنوعی حاوی سرب، روی و آرسنیک از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی استفاده شده است. بر روی 86 نمونه ی آزمایشگاهی ساخته شده، آزمایش مقاومت فشاری و تعیین p H و بر روی نمونه های با بیشینه و کمینه یمقاومت فشاری، آزمایش T C L P و عکس برداری الکترونی )S E M( انجام شده است. نتایج نشان داده است که به علت حضور گسترده ی C$_2$A H$_8$، C A H$_{10}$، کلسیم سیلیکات هیدراته، محصورشدن آرسنیک در H$_2$O7٫5N a C a A s O$_4$،، و روی و سرب در کریستال های پرتلنیت، کاهش ذرات سیمان غیرهیدراته و اترینگایت در شرایط بهینه، میزان مقاومت فشاری، p H نمونه، غلظت سرب، روی و آرسنیک در شیرابه ی T C L P، به ترتیب برابر M p a 57٫56، 9٫82، m g/L 0٫4، m g/L 0٫393 و m g/L 0٫146 بوده است.کلیدواژگان: تثبیت و جامدسازی، الکتروسینتیک چرخشی، فلزات سنگین، پسماند صنایع، T C L P
-
صفحات 91-97از جمله روش هایی که به تازگی جهت تثبیت خاک ها مورد استفاده قرار گرفته است، استفاده از رسوب میکروبیولوژیکی کربنات کلسیم است، که به عنوان یک روش سازگار با محیط زیست شناخته می شود. اما نکته ی قابل توجهی که تاکنون به آن توجه نشده است، بررسی اثر دست خوردگی در ساختار این نوع سیمانتاسیون است، که می تواند تاثیر به سزایی در اجرای این گونه روش ها داشته باشد. لذا در این نوشتار سعی شده است به ارزیابی اثر این نوع دست خوردگی ها در خاک هایی که به روش بیولوژیکی تثبیت شده اند، پرداخته شود. برای این منظور، چند نمونه ی تثبیت شده به روش بیولوژیکی ساخته شده و تحت تاثیر دست خوردگی در ساختار و دست خوردگی در اثر سیکل های ذوب و یخبندان قرار داده شده اند، تا تاثیر این عوامل در کاهش مقاومت خاک تثبیت شده به روش بیولوژیکی مورد بررسی قرار گیرد.کلیدواژگان: دست خوردگی، سیکل ذوب و یخبندان، سیمانتاسیون بیولوژیکی، باسیلوس پاستیوری
-
صفحات 99-104در این نوشتار، روش جدیدی برای شناسایی خرابی تیر دو سر مفصل ارائه شده است، که در آن با استفاده از ابزار تغییرات انحنا در طول تیر حین زلزله به شناسایی مفاصل خمیری ایجادشده در تیر پرداخته شده است. در این نوشتار ابتدا سعی شده است که خرابی از نوع ترک مصنوعی )ترک ایجادشده در تیر قبل از اعمال بارگذاری( با استفاده از ابزارهای موجود در روش های پردازش سیگنال و همچنین روش تغییرات بردار انحنا خرابی از نوع مفصل خمیری شناسایی شود. در ادامه، روش مذکور بسط و گسترش داده شده و از آن برای شناسایی خرابی از نوع مفصل خمیری در یک تیر در طول بارگذاری زلزله استفاده شده و در نهایت، دقت روش ذکرشده و مزیت های آن نسبت به روش های موجود پردازش سیگنال نظیر تبدیل موجک بیان شده است.کلیدواژگان: شناسایی آسیب، مفصل خمیری، انحنای خمیری، تبدیل موجک
-
صفحات 105-111رکوردهای ثبت شده در نواحی نزدیک گسل نشان دهنده ی مولفه ی قائم شدید حرکت زمین هستند. زلزله های حوزه ی نزدیک به علت اثر مخرب مولفه قائم زلزله از زلزله های حوزه ی دور متمایز می شوند. اهمیت این موضوع در بررسی لرزه یی قاب های بزرگ دهانه دوچندان می شود. استفاده از قاب های بزرگ دهانه علاوه بر این که ایجاد فضاهای باز در سازه ها را امکان پذیر می کند، می تواند در خلق سازه هایی با طرح های معماری زیباتر نیز بسیار موثر باشد. اما این قاب ها در مقابل اثر مولفه قائم زلزله بسیار آسیب پذیرند. در این پژوهش اثر توام مولفه های افقی و قائم زلزله در قاب های بزرگ دهانه، با شبیه سازی دو سازه با دهانه های مختلف، با استفاده از نرم افزارهای S A P و P e r f o r m مورد بررسی قرار می گیرد. به این گونه که ابتدا سازه ها را تحت اثر دو مولفه افقی زلزله، بدون مولفه قائم، قرار داده و مقادیر لنگر، برش، نیروی محوری ستون ها، افت میان دهانه تیرها و... بررسی می شود. در مرحله بعد علاوه بر مولفه های افقی، مولفه قائم زلزله نیز وارد شده و دوباره مقادیر مذکور مورد بررسی قرار می گیرد. با مقایسه مقادیر فوق این نتیجه بدست می آید که اثر مولفه قائم زلزله نقش بسیار افزاینده یی در مقادیر پاسخ دارد.کلیدواژگان: مولفه های افقی و قائم زلزله، زلزله های حوزه ی نزدیک، قاب های بزرگ دهانه، ساختمان های فولادی
-
صفحات 113-123در پژوهش حاضر، مدل ساده یی از ساختمان ها به شکل سری، شامل 3 ساختمان مجاور 3، 2 و 3 طبقه، تحت مولفه های افقی و عمودی حاصل از حرکات موازی گسل و عمود بر گسل با بزرگا و اختلاف فازهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. برای مدل های مذکور نتایج نشان می دهند: الف( نیروی ضربه می تواند سبب افزایش بیشینه نیروی برش طبقات شود و این افزایش در ساختمان های کناری، که از یک طرف ضربه می خورند، چشم گیرتر از ساختمان میانی، که از دوطرف ضربه می خورد، است. ب( با افزایش فاصله ی اولیه بین ساختمان ها، لزوما ضربه کاهش نمی یابد و بسته به فاصله ی اولیه و دوره ی تناوب ساختمان ها و نیز رفتار مصالح، بیشینه نیروی ضربه می تواند بین ساختمان های چپ و میانی و یا ساختمان های راست و میانی رخ دهد. ج( در حالت خطی و تحت پالس عمود بر گسل با بزرگای 5، 6 و 7، بیشینه نیروی ضربه ی قابل انتظار به ترتیب برابر 10، 58 و 100 مگانیوتن و کمینه فاصله ی لازم جهت جلوگیری از ضربه به ترتیب برابر 10، 30 و 50 سانتی متر است. د( در حالت غیرخطی، بیشینه نیروی ضربه ی قابل انتظار به ترتیب برابر 10، 40 و 45 مگانیوتن و کمینه فاصله ی لازم جهت جلوگیری از ضربه به ترتیب برابر 10، 20 و 30 سانتی متر است.کلیدواژگان: ضربه، حرکت زمین در نزدیک گسل، جهت گیری پیش رونده، حرکت پرتابی، ساختمان ها به شکل سری
-
صفحات 129-135تحویل یک پارچه ی اقلام پروژه )I P D( به عنوان یک رویکرد نوین قراردادی در پروژه های عمرانی به دنبال آن است که خروجی پروژه ها را از طریق هم راستاکردن اهداف پروژه و انگیزه های طرفین اصلی درگیر در پروژه بهبود بخشد. تاکنون چند قرارداد همسان برای روش مذکور تعریف شده است، با وجود این، همچنان این مدل قراردادی در ایران ناشناخته مانده است. در این نوشتار، ضمن معرفی I P D و تبیین ویژگی های اصلی آن، به بررسی زیرساخت های موردنیاز در پیاده سازی آن در ایران پرداخته شده است. لذا با شناسایی موانع محتمل به مصاحبه و نظرخواهی از خبرگان صنعت پرداخته شده است. موانع شناسایی شده در پایان براساس ماهیت طبقه بندی شده اند. براساس نتایج این پژوهش، نبود قرارداد همسان I P D در کشور و نبود فناوری مدل سازی اطلاعات ساخت از مهم ترین موانع پیش رو شناخته شده اند. نتایج این پژوهش در شناخت بهتر این رویکرد قراردادی نوین و ایجاد زیرساخت های موردنیاز در بهره گیری از I P D موثر خواهد بود.کلیدواژگان: تحویل یک پارچه ی اقلام پروژه، قراردادهای نوین عمرانی، فناوری مدل سازی اطلاعات ساخت، i p d
-
صفحات 133-146یکی از مباحث مهم مهندسی زلزله در دهه ی اخیر، موضوع تحلیل فرایند گسلش پیشرو در چگونگی گسترش و انتشار جبهه ی گسیختگی گسل بوده است. همچنین موضوع بررسی و مطالعه ی ویژگی های فیزیکی و لرزه شناسی رکوردهای زلزله ی ثبت شده در حوزه ی نزدیک گسل نیز ارتباط ساختاری با پدیده ی گسلش و فرایند شکست پیش رونده ی گسل دارد. مطالعات نشان می دهد که پارامترهای پاسخ دینامیکی ساختمان های میان مرتبه تا بلند با سازه ی پایه ی قاب خمشی، تحت اثر جنبش های پر قدرت و نیرومند زمین در حوزه ی نزدیک گسل، با شدت زیادی وارد حوزه ی رفتار غیرخطی می شوند. یکی از راهکارهای مناسب برای کاهش خسارت های ناشی از زلزله در ساختمان های میان مرتبه تا بلند، کاربرد سیستم سازه یی قاب محیطی با مهاربندی بزرگ است. کاربرد مهاربندهای بزرگ در سیستم های قاب محیطی، باعث ایجاد مولفه ی سختی مناسب در برابر بارهای جانبی ناشی از زلزله های نیرومند خواهد شد. همچنین ضمن افزایش پتانسیل سیستم های ذکرشده برای استفاده در ساختمان های میان مرتبه تا بلند، یک توزیع یکنواخت تر از تنش های محوری را در ستون های محیطی پلان ایجاد می کند. ارزیابی پارامترهای پاسخ دینامیکی این گونه سازه ها نشان دهنده ی عملکرد لرزه یی بسیار خوب به ویژه تحت اثر رکوردهای نیرومند ثبت شده در حوزه ی نزدیک گسل هاست.کلیدواژگان: گسلش پیشرو، رکورد حوزه ی نزدیک، رفتار غیرخطی، عملکرد لرزه یی، قاب محیطی مهاربندی شده
-
Pages 3-13In many projects, there are bridges with skewed construction due to river or junction condition. In this paper, the effect of the skew angle on continuous composite girder bridges is discussed using three-dimensional finite-element analysis. Seventy-two models of two-span bridges with various span/width ratios (N = 1, 1.55, and 1.82), skew angles (0-$60^circ$), and various rrangements of intermediate transverse diaphragms are analyzed. Iran's Standard Truck and AASHTO HS20 44 loading are applied to all models, then the reactions for skewed bridges are compared with the reference non skewed bridge, according to the AASHTO standard specifications. The results show that as the skew angle increases, the support moment in interior and exterior girders decreases. It decreases about 8% when the skew angle is less than $20^circ$ and dramatically rises to 30% for a $45^circ$ skew angle, when these numbers are 10% and 37% for AASHTO loading in similar situation. The shear force of girder increases in pier support for the exterior girders and decreases at the interior ones with increasing skew angle. The overestimation of shear force for internal bridges is about 18% for a skew angle of $45^circ$ which increases up to about 23% for exterior girders according to Iran loading standard, when these changes are about 22% and 31% for AASHTO standard for that specific angle. Furthermore, diaphragm's arrangement has direct influence on result and decreases the overestimation of moment from 30% to about 7% for Iran and from 37% to 7% for AASHTO code, when internal diaphragms are perpendicular to girders and are parallel to skew angle. Previous studies support this conclusion in similar situation for both AASHTO LRFD and AASHTO formulas. Moreover, simple equation which was suggested in previous studies is conservative in calculation of bending moments to some extents, compared to results of finite-model. Generally, it can be concluded that both AASHTO and Iran's standards overestimate the maximum bending moment skewed bridge, where AASHTO is a little more conservative in estimation.Keywords: C?o?n?t?i?n?u?o?u?s b?r?i?d?g?e?s, c?o?m?p?o?s?i?t?e b?r?i?d?g?e?s, g?i?r?d?e?r b?r?i?d?g?e?s, s?k?e?w b?r?i?d?g?e?s
-
Pages 15-24Freeze-thaw and wet-dry cycles influence the geotechnical properties of soils, and it leads to the change of strength parameter of soil. During these processes that occur in the nature, one type of the soil with enormous damage-inflicting capability is sulfate clay soil; in these cycles, soil loses its strength swell.The sulfate clay soil cannot be stabilized by using Lime and totally by calcium based stabilizer. Because the alumina of clay can react to the sulfate existing in soil and also calcium existing in lime, leads to producing an expansive mineral which is called Ettringite and is so expansive in the vicinity of water, causing many problems in the surface of road in the foundation of buildings.In the present study, in order to decrease the destructive effects natural process, sulfate clay soil is stabilized by CBR ion exchange soluble. At first the CBR value of non - stabilized is measured and after that, this soil is subjected to freeze-thaw and wet-dry cycles, and the amount of its swelling and strength is measured.In the following research, the sulfate clay soil was stabilized by the ion exchange soluble $CBR^{}$ ; after that, the stabilized soil like the non- stabilized soil was firstly measured for the amount of its CBR strength and swelling of stabilized samples to be determined under freeze-thaw and wet-dry cycles.Keywords: Sulfate soil, CBR strength, swelling, stabilization, $CBR^{+4}$
-
Pages 25-33The great efficiency of steel plate shear walls (SPSW) and their deformability have caused them, by coercion, to be very thin in thickness in order to resist the lateral seismic loads, especially in upper stories of the building which may be a fraction of a millimeter, and this steel plate thickness meeting the design requirements may not be available on the market. On the other hand, using the thicker plate than the designed ones would increase the shear capacity of the wall, and ultimately increase the transferred load to surrounding members so that the beams and columns would need to be bigger in section. Hence, one of the rational solutions is to use the thicker plate while improvising the opening in plate in order to reduce the stiffness of the panel. On the other hand, embedding windows and openings are inevitable due to architectural requirements. According to several research studies and experiments, concentrated circular opening located in the center of the plate has the greatest effect on reducing the stiffness and the shear resistance capacity of the panel and use of this amount of decrease in resistance to other openings would be conservative. This paper investigates the shear behavior of steel plate shear panels with an opening in an arbitrary position and tries to find a mathematical relationship (if any) between the percentage of decrease in strength of the wall and its correspondence with the position of the opening with the aid of a series of finite element analyses using ANSYS. At the beginning, the unstiffened panel was modeled by comparing the results of the analysis with the related classical equations and experimental tests and having calibrated the errors, the process of creating holes in different positions went on for up to fifteen models, and finally, the corresponding equations for the percentage of decrease in strength of panels were obtained which were independent from the dimensions of the panel. Ultimately, the validity of the proposed equations was examined by some re-modeling within the examined plate, and the results confirmed the proposed equations in a very favorable manner.Keywords: S?t?e?e?l p?l?a?t?e s?h?e?a?r w?a?l?l, e?f?f?e?c?t?i?v?e s?h?e?a?r s?t?r?e?n?g?t?h, d?i?a?g?o?n?a?l t?e?n?s?i?o?n f?i?e?l?d, O?p?e?n?i?n?g
-
Pages 35-43Dynamics of beam structures subjected to various loads have been investigated for over a century. The importance of such a problem arises in the structural design of bridges in which the nature of loading could affect the design parameters substantially. It has been observed that as a bridge structure is subjected to moving masses and earthquake loading, the dynamic deflection and stresses can be significantly higher than those observed in the static case. Although only the horizontal component of earthquake excitation is taken into account in the modeling of bridges and parallel beams sustaining the bridge deck loads. there exist several pieces of evidences showing that some of the failure modes are in direct relation to the vertical one. Generally, in comparison with the horizontal component of earthquake, however, the vertical one has less power and most part of its influence occurs in a particular frequency domain that could be so destructive to the structures with natural frequency in these domains. In addition, there are clearly many problems of great physical significance in which the load inertia is not negligible and can significantly alter the dynamic behavior of the system; therefore, moving mass is the another important and affective dynamic loads in design of these routine bridges. In this article, the seismic effect of vertical earthquake on the bridges is studied aiming to explore the necessity of simultaneous acts of this force and the moving masses. By proving the intensifying effects of these loads combination via the obtained results, by employing a passive damper system, it is attempted to decrease the mentioned influences on the studied structure. Dampers are used in two ways. and the best one is chosen based on its performance in suppression of the beam deflection. Finally, through analyzing and comparing the results, a simple algorithm is introduced for reducing the section's dimensions of the bridge structures under this type of loading.Keywords: B?r?i?d?g?e s?t?r?u?c?t?u?r?e, v?e?r?t?i?c?a?l c?o?m?p?o?n?e?n?t o?f e?a?r?t?h?q?u?a?k?e e?x?c?i?t?a?t?i?o?n, m?o?v?i?n?g m?a?s?s, p?a?s?s?i?v?e d?a?m?p?e?r, v?i?b?r?a?t?i?o?n s?u?p?p?r?e?s?s?i?o?n
-
Pages 45-52Geological studies indicate that many tropical regions of the planet, including the southern part of Iran, are covered by calcareous sediments. Despite the high risk of seismicity and strategic position as well as the enormous resources of oil and gas in southern Iran, dynamic behavior of calcareous soils of these regions has not been much considered. Therefore, assessing dynamic behavior of calcareous soils is a vital step for engineering projects located in these regions. Maximum shear modulus is one of the most important properties of soil deposit used in the dynamic analysis.In this study, shear modulus of Boushehr calcareous sand is investigated in the range of small strains using resonant column tests. Bulk samples of Boushehr sand were collected from the North bank of the Persian Gulf near the Boushehr port. The effects of mean confining pressure and void ratio on the maximum shear modulus of the calcareous sand are investigated. Moreover, for evaluating the effect of stress anisotropy on the small-strain shear modulus of the calcareous sand, resonant column tests were conducted under both isotropic and anisotropic conditions.The experimental results confirm that the increase of the mean confining pressure and decrease of the void ratio increases the maximum shear modulus of the sand, as previously reported for the other sands. Also, the results of resonant column tests indicated that the increase of stress anisotropy leads to the increase of maximum shear modulus. By increasing mean confining pressure, the effect of initial stress anisotropy on the maximum shear modulus increases. Based on the tests results, predictive equation for estimating the maximum shear modulus of calcareous sand is presented in this study. It is demonstrated that the proposed model has great capability for prediction of the experimental shear modulus at small strains, compared with the models recommended for silicate soils. Finally, to capture the influence of stress anisotropy on the maximum shear modulus equation, a relationship is presented as a function of initial shear stress ratio. The relationship presented in this study can be employed to evaluate the maximum shear modulus of Boushehr calcareous sand under both isotropic and anisotropic conditions.Keywords: M?a?x?i?m?u?m s?h?e?a?r m?o?d?u?l?u?s, c?a?l?c?a?r?e?o?u?s s?a?n?d, s?i?l?i?c?a?t?e s?a?n?d, s?t?r?e?s?s a?n?i?s?o?t?r?o?p?y, r?e?s?o?n?a?n?t c?o?l?u?m?n
-
Pages 53-59Despite unique seismic resistance characteristics of reinforced concrete tunnel form buildings, a literature review surveyed rare research works found for this type of buildings. Unfortunately, no special seismic code is published for reinforced concrete wall-slab system with tunnel form, and there is only little information on the seismic behavior of this structural system type in technical and research docs. Therefore, based on reasonable numerical results, seismic behavior and performance of structures constructed with this technique, considering the effective factors in response, is highly noteworthy in a seismic code of development process. The behavior factors in the seismic design codes are based on engineering judgment and are provided based on observations of various performances of structural systems against past strong earthquake shakings. For reinforced concrete tunnel-form buildings, due to lack of enough information and observations of damages induced by past earthquakes, using the behavior factor of reinforced concrete bearing wall system in the current seismic design process appears as notable concerns which are the main challenges in designing these structures based on the equivalent lateral force method. This type of structural system has recently innovated and used in mass production houses, so there is rare information pertaining to its behavior under strong earthquakes. Since including the behavior factors in seismic codes are based on engineering judgment from observing its past seismic performance, developing these factors for this new system needs more research works.The most distinctive feature of this study with respect to similar studies is multi-level definition of behavior factors, their extraction with respect to seismic intensity, and the accepted damage level as expected performance levels in designing structure. Hence, the demand/capacity behavior factors are determined with a more accurate attitude involving the effective parameters such as ductility, over-strength, redundancy, seismic hazard level, performance levels, etc. The results showed high capacity and resistance of system and good seismic performance of structures under the current study. Thereby, choosing behavior factor of 5 for initial design ensures the immediate occupancy performance level for all three structures under high earthquake intensity considered in seismic design code of Iran.Keywords: T?u?n?n?e?l f?o?r?m s?y?s?t?e?m, 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, d?e?m?a?n?d r-f?a?c?t?o?r, s?u?p?p?l?y r-f?a?c?t?o?r
-
Pages 61-69In this paper, reliability and sensitivity of steel and concrete piles for cohesive and cohesion less soils considered. For this purpose, Monte Carlo simulation, Importance Sampling and first order methods used for evaluating reliability index, moreover sensitivity of related limit states obtained by finite difference using Monte Carlo simulation and first order method. Comparison between results indicated that first order methods are appropriate for evaluation reliability of piles in cohesive soil and sensitivity analysis using theses method can be trusted as accurate results. But for sensitivity of piles in cohesion less soils, because of complexity and high nonlinearity of their limit states finite difference method must be used and also reliability result in first order methods is not accurate. Also it has been founded that cohesive factor and piles dimensions are sensitive parameter in cohesive soils, but for cohesion less soils, soil related parameters have a significant effect in reliability of piles.Keywords: p?i?l?e, r?e?l?i?a?b?i?l?i?t?y, s?e?n?s?i?t?i?v?i?t?y, s?i?m?u?l?a?t?i?o?n
-
Pages 71-77Population increase in the world has caused the cities to develop. There is a definite link between this development and availability of soil quality and stability. One of the latest methods for stabilization of soils is the use of calcium carbonate microbiological sediment as a suitable injection material. This method, not only is a compatible method with the environment, but also is a suitable method for stabilization of sandy soils. Although, there are a few studies on this topic, most of them are about construction conditions and parameter variations. Also, there is no research on soil behavior models after stabilizing sandy soils. Therefore, in this study, the effects of using a bacterium spore called Bacillus Pasteurii and production of biological deposition of calcium carbonate on improvement of the technical characteristics of sandy soils through the production of sandstone have been investigated and the effects of biological cementation on sandy soil behavior models are assessed.Keywords: B?i?o?l?o?g?i?c?a?l c?e?m?e?n?t?a?t?i?o?n, s?a?n?d b?e?h?a?v?i?o?r, s?p?r?o?s?a?r?c?i?n?a p?a?s?t?e?u?r?i?i, s?o?i?l m?o?d?e?l
-
Pages 79-89In this study, the effects of fly ash $(X_1)$, kaolinitic clay $(X_2)$, micro-silica $(X_3)$ content and water-to-solid ratio $(X_4)$, electrical potential gradient $(X_5)$ and polarity reversal period $(X_6)$ on the solidification and stabilization of Synthetic waste containing lead, zinc and arsenic were investigated. The data were analyzed using the central composite design which is the most commonly used response surface methodology RSM design (using a mixture design of a constrained triangular surface) and ANOVA. Optimum formulations were simulated using a desirability function. pH and compressive strength tests were performed on 86 specimens. The specimens with the highest and lowest compressive strengths were selected for Toxicity characteristics leaching procedure (TCLP) and scanning electron microscopy (SEM) to evaluate the leaching behavior of lead, zinc and arsenic and monitoring hydration progress, respectively. The experiments were arranged according to a full factorial design, which also allowed deriving predictive models for unconfined compressive strength and pH as affected by Synthetic waste content as well as variables type and dosage. Among the variables tested, polarity reversal period (less than 32.5min) and micro-silica (more than 7.5 % wt.) were found to affect mechanical strength far more positively compared to the other species used, at the same time ensuring low metal release from the material. On the other hand, the use of polarity reversal period more than 32.5 min and micro-silica less than 7.5% wt. were observed to cause a significant increase in metal leaching. The result indicates that the extensive accumulations of calcium aluminate hydrates (CAH) which are the main products of tri-calcium aluminate (C3A) and calcium silicate hydrate (CSH) were identified as the main hydration products. The formation of $NaCaAsO_4$.$7.5H_2O$ and portlandite were the main phase controlling $As^{5}$ and heavy metal solubility in cement-treated Synthetic wastes. The optimal conditions obtained from the compromise of the two desirable responses, pH and compressive strength of specimens, were lead, zinc and arsenic concentration in TCLP leachate 0.4 mg/L, 0.393 mg/L and 0.146 mg/L, respectively. pH and compressive strength of specimens in the optimal condition were 57.56 Mpa and 9.82, respectively.Keywords: S?o?l?i?d?i?f?i?c?a?t?i?o?n- s?t?a?b?i?l?i?z?a?t?i?o?n, n?o?n-u?n?i?f?o?r?m e?l?e?c?t?r?o-k?i?n?e?t?i?c, h?e?a?v?y m?e?t?a?l?s, i?n?d?u?s?t?r?i?a?l w?a?s?t?e, T?C?L?P
-
Pages 91-97The necessity of using suitable methods of soil stabilization is of great importance, regarding the increasing growth of population. Soil stabilization by microbiological sedimentation of calcium carbonate is an appropriate method, which has been recently evaluated all around the world, and is known as a method compatible with the environment used in some places of the world. There are two methods of remediation of sandy soils by use of microorganisms. The first method is based on microbiological bacterial stimulation. In this method, nutritious material is added to the soil for the growth of bacteria and the cultivation processes take place inside the soil in all stages. But, the second method is based on adding the bacteria to the soil and all growth stages of bacteria and the cultivation processes are performed in the laboratory by using a special fermenter. In this method, necessary nutrients must be provided to survive the bacteria and other materials are required to create the chemical reaction of urea and calcium chloride. In this way, deposition of calcium carbonate and adherence of grains together are created and soil engineering properties increase. For this purpose, the best ways is the injection of Calcium chloride into the Bacillus Pasteurii background. Cementation of particles together with calcite precipitation increases soil strength. Although the strength of this kind of samples increases remarkably, environmental conditions can reduce this kind of strength. However, the remarkable point that has not been considered so far is the effect of disturbance on the structure of this kind of cementation, which can be tremendously effective in method performance. The disturbance can be carried out directly by disturbing the structure of a stabilized soil or by environmental temperature changes. This paper aims to assess these types of disturbances in the soil stabilized biologically. For this purpose, several stabilized samples were made via a biological method. These samples were then subjected to structural disturbance and also the disturbances, caused by freeze and thaw cycle, in order to investigate the effect of such factors on decreasing the resistance of the biologically stabilized soil.Keywords: D?i?s?t?u?r?b?a?n?c?e, f?r?e?e?z?e a?n?d t?h?a?w c?y?c?l?e, B?i?o?l?o?g?i?c?a?l c?e?m?e?n?t?a?t?i?o?n, b?a?c?i?l?l?u?s p?a?s?t?e?u?r?i?i
-
Pages 99-104This paper presents a new method for detecting damage of simply-supported beam. This method is based on the using deference of curvature vectors. The plastic hinges throughout the beam, were determined during an earthquake using deference of curvature vectors.At first, artificial crack applied in the form of cuts in some parts of the flange and web section of a simple steel beam was detected by obtaining different mode shapes vectors and performing Continuous wavelet transform. Then, the same artificial crack was detected in the beam that was exposed to a net bending of 30 KN M using difference between slope vectors in the damaged and undamaged beam.Then, an undamaged beam was modeled, and plastic zones were created by applying push loads, and not artificial cracks, to the beams and created plastic hinges under the push load were detected.An important point to consider is that the damage caused by an earthquake to a structure is mostly nonlinear so it is necessary to detect plastic hinges after an earthquake in order to improve the structure. The modeled beam was exposed to the accelerations of Chichi earthquakes (1999), and the curvature vectors of the beam were calculated using the accelerometers output data at each time step. In this paper a criterion is developed by which we can easily identify the critical time step. The plastic hinges were detected through curvature vectors at the critical steps. A sudden increase in curvature values at the critical step and the observation concerning the values exceeding the yielding curvature are used as indicators of the formation of a plastic hinges. Moreover, the proposed method determines the length and depth of plastic hinges as well as their location in the beam. Finally, the accuracy and advantage of the mentioned method were compared to the conventional signal processing methods such as Continuous wavelet analysis.Keywords: D?a?m?a?g?e d?e?t?e?c?t?i?o?n, p?l?a?s?t?i?c h?i?n?g?e, p?l?a?s?t?i?c c?u?r?v?a?t?u?r?e, W?a?v?e?l?e?t t?r?a?n?s?f?o?r?m
-
Pages 105-111Earthquake accelerograms, recorded in near-fault areas, indicate severe vertical ground motion. The near-fault earthquakes, due to their destructive effects, are distinguished from the far-fault ones. The importance of this issue will be more noticeable in case of long span frames. The use of long span frames, in addition to making it possible to have open areas in buildings, can help the creation of more beautiful architectural spaces. However, these frames are highly vulnerable subjected to earthquake. In this study the effect of vertical earthquake component on the long-span frames is investigated by modeling two structures with different spans, and using Sap and Perform software. First, the structures are analyzed under the effect of horizontal earthquake components and the values of moment, shear, and axial force of columns, as well as mid-span deflection of long span beams are obtained. In the next stage, the vertical earthquake component is added to the input, and the abovementioned responses are obtained again. By comparison, it is concluded that the vertical earthquake component has a very increasing effect on the mentioned structural responses.Keywords: H?o?r?i?z?o?n?t?a?l a?n?d v?e?r?t?i?c?a?l c?o?m?p?o?n?e?n?t?s o?f e?a?r?t?h?q?u?a?k?e, N?e?a?r-f?a?u?l?t e?a?r?t?h?q?u?a?k?e?s, L?o?n?g s?p?a?n f?r?a?m?e?s
-
Pages 113-123In this investigation, a simple model of building in series, including 3-, 2-, and 3-story adjacent buildings, excited by the horizontal and vertical components of faultnormal pulse and fault-parallel displacement with dierent magnitudes and time lags, is considered. Each story of the buildings consists of a rigid beam connected to two axially rigid mass-less columns by nonlinear rotational springs and linear rotational dashpots. To determine the pounding force, the non-linear viscoelastic model was chosen. The ground motion was described by fault-normal pulse and fault-parallel permanent displacement, and their amplitudes and duration were selected consistent with the variables that described nearfault motions. An important physical characteristic of the selected pulse and displacement is large initial velocity associated with onset of these motions, and it is proportional to the stress drop on the fault. It is assumed that the buildings are near the fault, and that the longitudinal axis of the buildings (x-axis) coincides with the radialdirection(r-axis)ofthepropagationofwavesfrom the earthquake source, so the absolute displacements of the bases of columns are dierent due to the wave passage. The system of equations of motion was solved by the fourth-order Runge-Kutta method due to its selfstarting feature and the long-range stability. For the considered model, the results indicate: (1) impact force can lead to increasing the maximum storey shear force. Thisamplicationcanbeseenpredominantlyinexterior or end buildings which experience one-sided impacts, compared with interior building which experiences twosidedimpacts; (2)byincreasinginitialgapsize,themaximum impact force will not decrease necessarily. Depending on the period of buildings, initial gap size, and material nonlinearity, the maximum impact force can occur between the left and middle buildings or between the middle and right buildings; (3) for linear material under fault-normal pulse with magnitudes 5, 6, and 7, the expected maximum impact force and the minimum distance required to avoid pounding would be equal to 10, 58, 100 MN, and 10, 30, 50 cm, respectively; (4) for nonlinear material, the corresponding values would be equal to 10, 40, 45 MN, and 10, 20, 30 cm, respectivelyKeywords: Pounding, near-fault ground motion, forward directivity, ing-step, building in series
-
Pages 129-135Management and Implementation of projects highly depend on the contract type chosen at the beginning of the project. This will affect all the project performance measures such as cost, schedule, and quality. Thus, choosing a proper contract type as the first step in implementation of any project is so important. The fragmented nature of conventional contracts hinders collaboration among project key parties. Integrated Project Delivery (IPD), a new method in implementation of construction projects, seeks to improve project outcomes through a collaborative approach of aligning the incentives and goals of the project team through shared risk and reward, collaborative decision making, early involvement of all parties, and a multi-party agreement. Although Integrated Project Delivery (IPD) is a relatively new method, at least, six different standard contracts have been published to date addressing this method. This paper introduces Integrated Project Delivery (IPD) by its important elements according to the AIA Document C191 - 2009 (a standard form of multi-party agreement). In this paper, Integrated Project Delivery (IPD) will be introduced firstly, and then barriers to utilizing it in Iran will be discussed. For the purposes of this paper, 19 Iranian construction industry experts were interviewed once to rank importance of IPD implementation barriers, and after that, to suggest and find practical solutions to resolve the identified problems. Lack of a domestic IPD standard contract & lack of Building Information Technology (BIM) and experts in this field in Iran ranked as the most important precludes. The problems are categorized in four main groups: legal issues, financial issues, cultural issues, and technology related issues. Researchers believe that the results of this research will help to recognize the prerequisite of IPD implementation in Iran.Keywords: I?n?t?e?g?r?a?t?e?d p?r?o?j?e?c?t d?e?l?i?v?e?r?y, i?p?d, b?u?i?l?d?i?n?g i?n?f?o?r?m?a?t?i?o?n m?o?d?e?l?i?n?g, B?I?M, n?e?w c?o?n?s?t?r?u?c?t?i?o?n c?o?n?t?r?a?c?t?i?n?g m?e?t?h?o?d
-
Pages 133-146This paper discusses the effect of physical characteristics of near-field earthquake records on response parameters of braced tube structural systems. The structural systems were selected and designed in 20- and 30-story steel models. The studied structures are located in Tehran based on the soil type II. The models have been designed using the lateral load distribution which is specified in the Iranian seismic code 2800. The section profiles of members and connections of all structural models have been designed according to the Iranian national building code (steel structures - division 10). In this research, the dynamic response parameters of the studied models, have been assessed and presented based on conducting a number of non-linear time history analyses. The selected strong ground motions have been recorded in both near- and far-fault areas, containing a variety of pulse type features in their time history. The main characteristic item in selection of strong ground motions for performing non-linear time history analyses is the existence of high amplitude and long-period pulse or pulses in the ground velocity time history.Braced tube structural systems are, in fact, one of the most efficient structural forms used for multi-story, especially tall buildings. Studying the manners of the seismic behavior of mega brace elements under influence of strong near-field records, is a research subject to improve the design parameters of innovative bracing systems in mid-rise and tall buildings. Combining framed tube systems with mega brace elements causes a better performance in terms of the vulnerability index compared to application of large ordinary arranged bracing systems. The illustrated outputs of the analyzed structural models contain the maximum base shear, the maximum acceleration, and velocity of all stories as well as the maximum inter-story drift. Mega braced framed tube structures, which are designed based on ``limitations on relative seismic displacement of the story levels'' and the ``strong column - weak beam'' rules, have a more convenient performance under powerful earth movements in near-fault zones.Keywords: N?e?a?r f?i?e?l?d e?a?r?t?h?q?u?a?k?e r?e?c?o?r?d?s, n?o?n-l?i?n?e?a?r t?i?m?e h?i?s?t?o?r?y, l?o?n?g p?e?r?i?o?d p?u?l?s?e, s?t?e?e?l b?u?i?l?d?i?n?g?s, s?e?i?s?m?i?c b?e?h?a?v?i?o?r