فهرست مطالب

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال هشتم شماره 9 (پیاپی 48، آذر 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/09/01
  • تعداد عناوین: 18
|
  • رزا رهبری، محمود نادری* صفحات 5-30
    برای عملکرد موفق سازه های بتنی تقویت شده با ورق های CFRP ، مقاومت چسبندگی بلند مدت قابل اعتمادی مورد نیاز است. در این مقاله نتایج بررسی تاثیر استفاده از پوشش محافظ اعمال شده بر روی ورق های CFRP در افزایش مقاومت و چسبندگی این ورق ها تحت شرایط محیطی حاد ارایه گردیده است. شرایط محیطی در نظر گرفته شده عبارتند از: چرخه های تر وخشک شدگی، یخ و ذوب یخ و تغییرات دما. نتایج حاصله حاکی از آن است که مقاومت چسبندگی نمونه های تقویت شده با ورق CFRP بدون لایه محافظ، به میزان24، 40 و 75 درصد تحت شرایط چرخه ای تغییر دما، تر و خشک شدگی و یخ و ذوب یخ کاهش می یابد. به منظور محافظت از ورق های CFRP چهار نوع ملات الیافی پایه سیمانی، ملات الیافی حاوی ماده هوازا، ملات ماسه سیمان حاوی چسب اپوکسی، ملات آببند پایه اپوکسی بر روی سطح آنها اجرا گردید. آزمایش های انجام شده شامل اندازه گیری مقاومت چسبندگی با بکارگیری روش های "کشیدن از سطح" و "پیچش" و همچنین تعیین مقاومت فشاری ملات های پوششی محافظ، قبل و بعد از قرار گرفتن نمونه ها تحت شرایط حاد می باشند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که انتخاب مناسب پوشش محافظ تاثیر قابل ملاحظه ای بر افزایش دوام و عملکرد چسبندگی نمونه های تقویت شده با CFRP تحت هر یک از شرایط حاد محیطی داشته است. بطوریکه با اعمال این پوشش ها در نمونه های بتنی تقویت شده با ورق های CFRP، تحت شرایط تغییر دما، تر وخشک شدگی و یخ و ذوب یخ مقاومت چسبندگی به میزان 12%، 22% و 84% نسبت به نمونه های بدون پوشش محافظ افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: پوشش محافظ ورق های CFRP، مقاومت چسبندگی، کشیدن از سطح، پیچش، شرایط حاد محیطی
  • نوید سیاه پلو*، نصره سوینی صفحات 31-48
    مهاربند برون محور (EBF) به دلیل شکل پذیری و سختی، موردتوجه آیین نامه های طراحی لرزه ای است. اخیرا به کارگیری تیر پیوند قابل تعویض RLB به عنوان روشی نوین در رفع اشکالات طراحی سیستم EBF پیشنهاد شده است. در این روش با جدا کردن المان تسلیم شونده (تیر پیوند) از تیر اصلی کف، ترمیم و تعویض تیر پیوند بعد از آسیب به آسانی امکان پذیر است. یکی از انواع رایج RLB، تیر پیوند با مقطع دوبل ناودانی با اتصال پیچی به جان است. مطالعه عوامل تاثیرگذار بر رفتار این نوع تیر پیوند کمتر در مطالعات دیده شده است. پس در این مقاله به کمک نرم افزار آباکوس ابتدا اعتبارسنجی مدل سازی عددی نسبت به یک مدل آزمایشگاهی انجام شد. سپس با تغییر در اجزا اتصال اعتبارسنجی شده (اعم از تعداد و ضخامت ورق ها، تعداد و فاصله پیچ ها، تعداد و نوع فولاد مقطع تیر پیوند) درمجموع 16 مدل عددی جدید تولید و در برابر بارگذاری چرخه ای ارزیابی گردید. نتایج در محدوده فرضیات این مقاله نشان می دهد در پیوند برشی افقی تعویض پذیر با اتصال جان، تسلیم برشی کامل روی داده و نقش کامل «فیوز» لرزه ای شکل پذیر حاصل شد. بعلاوه RLB با اتصال پیچی جان عملکرد لرزه ای و ظرفیت دوران پلاستیک مطلوبی را داراست. همچنین با انتخاب هوشمندانه اجزا تشکیل دهنده تیر پیوند، ظرفیت مقاومت برشی، سختی، شکل پذیری و استهلاک انرژی افزایش می یابد. دراین بین تاثیر افزایش شماره مقطع تیر محسوس تر است. ضمنا برای تضمین رفتار تسلیم شوندگی برشی کامل RLB، تعبیه ورق تقویتی بال فوقانی و تحتانی در مجاورت اتصال الزامی است.
    کلیدواژگان: تیر پیوند پیچی تعویض پذیر، تسلیم برشی، مدل المان محدود، بارگذاری چرخه ای، زاویه چرخش تیر پیوند
  • مهراد میرسپاهی، سید محمد میرحسینی*، آرش نیری، سید حمید لاجوردی صفحات 49-63
    در مناطق شهری با تراکم جمعیتی بالا، کمبود فضا های سطحی سبب توسعه شبکه حمل و نقل به ویژه ساخت تونل های مترو شده است که معمولا ساخت این تونل ها نزدیک ساختمان های متکی بر پی های عمیق امری اجتناب ناپذیر است. زمانی که تونل حفاری می شود، نشست حاصل خواهد شد که ممکن است سبب آسیب به سازه های سطحی و عمیق شود. بنابراین، کنترل نشست های سطحی و سایر اثرات محیطی یک موضوع کلیدی برای طراحی پروژه های حفاری تونل می باشد. بر این اساس در پژوهش حاضر با استفاده از تحلیل سه بعدی در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس، اثر الگوهای متداول حفاری تونل به روش جدید اتریشی شامل حفاری دومرحله ای پلکانی و دیافراگم میانی بر میزان نشست سطحی زمین و نیرو های وارد بر تک شمع و گروه شمع 2 × 2 زمانی که تونل در مجاورت شمع ها قرار دارد در خاک رسوبی هوازده بررسی شد. نتایج نشان داد مقادیر نیروهای خالص وارد بر شمع به علت روش های حفاری زمانی که به صورت گروه شمع اجرا می شوند به مراتب کمتر از حالتی است که به صورت تک شمع اجرا می شوند. همچنین ثابت شد روش حفاری دیافراگم میانی حداقل مقادیر نشست سطحی زمین، نشست و نیروی محوری خالص در گروه شمع را در مقایسه با روش حفاری دو مرحله ای پلکانی باعث شده است. بعلاوه ثابت شد ناحیه تحت تاثیر حفاری تونل بر نشست سر شمع برخلاف نشست سطحی زمین، وابسته به روش های حفاری بوده به طوری که ناحیه تحت تاثیر در روش دو مرحله ای پلکانی، 2D ± و در روش دیافراگم میانی در محدوده 2D- الی 1D+ از مرکز شمع (قبل و بعد از مرکز شمع) در راستای حفاری است که D قطر تونل می باشد.
    کلیدواژگان: روش NATM، روش اجزاء محدود، تک شمع، گروه شمع، انتقال بار، اندرکنش خاک-سازه
  • علی قربانی* صفحات 64-75

    یکی از مهم ترین وظایف و دغدغه های دولت، تامین مسکن اقشار ضعیف و کم درآمد جامعه است. لذا وزارت راه و شهرسازی به نمایندگی از دولت مامور است که با کمک و سرمایه بخش خصوصی، با تولید مسکن انبوه و صرفه ترین هزینه ممکن، به این امر اقدام نماید. عموما طرح های انبوه سازی با توجه به نوع سیاست های بخش مسکن در دولت های مختلف اجرا و عملیاتی شده اند. با این حال پروژه های موفق، نتیجه قراردادهای خوب هستند. قراردادها در پروژه های عمرانی برای نیل به اهداف تعیین شده خود، با فرصت ها و تهدیدهایی در رابطه با عناصر کلیدی پروژه شامل زمان، هزینه و کیفیت مواجه هستند که منشا آن را می توان در مجموعه ای از شرایط عدم قطعیت تحت عنوان ریسک جستجو کرد. تحقیق حاضر با هدف شناسایی عوامل ریسک قرارداد مشارکت در ساخت در پروژه های انبوه سازی طرح اقدام ملی مسکن انجام گرفته است. بدین منظور از مدل ماتریس سوات (SWOT) جهت شناسایی عوامل درونی (شامل نقاط قوت و ضعف) و عوامل محیطی (شامل فرصت ها و تهدیدها) مرتبط با موضوع ریسک قرارداد استفاده شده است. بر اساس مدل مذکور و بر مبنای داده های یک مطالعه موردی و نیز واکاوی قرارداد تیپ جدید سعی شده است تا نکات ضعف و قوت و فرصت و تهدید این قراردادها احصاء گردد.

    کلیدواژگان: ریسک، قرارداد مشارکت در ساخت، ماتریس SWOT، پروژه های انبوه سازی، مسکن
  • سیده وحیده هاشمی، مجید پورامینیان*، عباسعلی صادقی صفحات 76-95

    قاب های دارای مهاربند کمانش تاب (BRB)، شکل پذیری و ظرفیت استهلاک انرژی مطلوبی دارند اما این مهاربندها با توجه به عدم کمانش در برابر فشار، دارای تغییرشکل های پسماند می باشند. ازاین رو استفاده از آلیاژ حافظه دار شکلی (SMA) در قاب های مذکور به منظور کاهش آسیب پذیری لرزه ای مرتبط با جابجایی ماندگار موثر می باشد. این آلیاژها بدون نیاز به تعویض پس از وقوع زلزله و توانایی تغییرشکل های زیاد و برگشت پذیری به حالت اولیه خود شناخته می شوند. تحلیل شکنندگی لرزه ای یکی از مهم ترین روش ها در طراحی بر مبنای عملکرد می باشد که منجر به توسعه ی منحنی های شکنندگی می گردند. منحنی شکنندگی ابزاری توانمند برای ارزیابی احتمالاتی آسیب پذیری لرزه ای سازه ها به شمار می رود. در این مقاله، رفتار لرزه ای قاب های مجهز به مهاربند کمانش تاب و تاثیر اضافه کردن آلیاژ حافظه دار شکلی موردمطالعه قرار گرفته است. بدین منظور سه قاب دوبعدی با تعداد طبقات 3، 6 و 9 در نرم-افزارOpenSees در نظر گرفته شده است. عملکرد قاب های دارای مهاربندهای کمانش تاب در دو حالت با و بدون آلیاژهای حافظه دار شکلی با استفاده از تحلیل های دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی بررسی شده است. برای توسعه ی منحنی های شکنندگی از 7 شتاب نگاشت تکان قوی شامل زلزله ی اصلی و پس لرز ه های متوالی استفاده شده است. با تعریف سه سطح عملکردی استفاده بی وقفه (IO)، ایمنی جانی (LS) و آستانه ی فروریزش (CP) و بر اساس حداکثر تغییرشکل نسبی میان طبقه ای و حداکثر برش پایه، مقادیر توابع احتمال فرا گذشت از سطوح عملکردی محاسبه شده اند. از مقایسه ی منحنی های شکنندگی مشخص شد که قاب دارای آلیاژ حافظه دار شکلی اغلب دارای محدوده ی عملکردی IO و LSمی باشد و احتمال رخداد سطح عملکردی آستانه ی فروریزش 38 درصد و در حالت بدون آلیاژ حافظه دار شکلی دارای محدوده ی عملکردی CP و با احتمال 65 درصد خواهد بود. با استفاده از آلیاژ حافظه دار شکلی در این قاب ها می توان هزینه ی بازیابی سیستم خسارت دید ه ی ساختمانی را کاهش داده و سیستم برگشت پذیرتری داشت.

    کلیدواژگان: منحنی شکنندگی، مهاربند کمانش تاب (BRB)، آلیاژ حافظه دار شکلی (SMA)، زلزله های اصلی و پس لرزه، برگشت پذیری
  • ربابه عمرانی، محمدعلی کافی*، علی خیرالدین صفحات 96-116

    استفاده از مهاربند فولادی یکی از روش های مقاوم سازی قاب خمشی بتن آرمه در برابر بارجانبی است. هدف از این مقاله ارزیابی روش جدید مقاوم سازی قاب بتنی با قاب فولادی دارای مهاربند واگرا و تیرپیوند تعویض پذیر، و تعبیه آن با کلاف فولادی در دهانه هایی از قاب بتنی است. از مزایای این روش اجرای آسان، صرفه اقتصادی و شکل پذیری مناسب، به دلیل وجود فیوز شکل پذیر در بخش الحاقی است. لذا ضمن معرفی این روش، عملکرد آن با روش های متداول مقاوم سازی قاب بتنی با مهاربند همگرا مقایسه شده است. در این مقاله 6 روش مقاوم سازی قاب بتنی، شامل مهاربند ضربدری، مهاربند به شکل8، مهاربند واگرا با تیر پیوند بتنی، مهاربند واگرا با تیر پیوند فولادی، متصل به دو ستون فولادی در کلاف، مهاربند واگرا و تیر پیوند فولادی متصل به کلاف، با دو ستون فولادی بین کلاف و تیر فولادی، و مهاربند واگرا و تیر پیوند فولادی متصل به کلاف مورد مطالعه قرار گرفته است. همه مدل ها دارای کلاف فولادی محاط کننده ی مهاربند و متصل به قاب بتنی است. نتایج تحلیل دینامیکی خطی در همه قاب های مقاوم سازی شده، کاهش تغییرمکان جانبی نسبی و کاهش نسبت نیرو به ظرفیت در اعضای قاب بتنی، نسبت به قاب بتنی بدون تقویت را نشان داده است. در روش های جدید مقاوم سازی قاب بتنی با مهاربند واگرا و تیرپیوند فولادی کاهش میزان مصرف فولاد تا 38 درصد و کاهش برش پایه تا 18درصد نسبت به روش مقاوم سازی قاب بتنی با مهاربند همگرای ضربدری مشاهده شده است. تحلیل استاتیکی غیرخطی و دینامیکی غیرخطی مدل ها با نرم افزار PERFORM-3D انجام شده است. از بررسی رفتار غیرخطی مدل ها، مدل مهاربند واگرا و تیر پیوند فولادی متصل به کلاف از سختی، شکل پذیری، ضریب رفتار و قابلیت استهلاک انرژی بیشتری نسبت به سایر مدل ها برخوردار بوده است و تشکیل اولین مفصل پلاستیک در تیرپیوند این مدل، بیان گر عملکرد مناسب تیرپیوند به عنوان فیوزسازه ای است.

    کلیدواژگان: مقاوم سازی، قاب خمشی بتن آرمه، مهاربند واگرا، مهاربند همگرا، فیوز سازه ای
  • مهدی ادیبی*، روزبه طالب خواه، علی اکبر یحیی آبادی صفحات 117-133
    با توجه به نیاز روز افزون مسکن در جوامع مختلف، سیستم قاب های ساختمانی بتن مسلح پیش ساخته یکی از روش هایی است که می-توان با بهره گیری از آن، اقدام به تولید انبوه ساختمان و مسکن نمود. از سوی دیگر، تجربیات حاصل از زلزله های گذشته آسیب پذیری لرزه ای قابل توجه این ساختمان ها را در برابر زلزله خصوصا در ناحیه اتصالات نشان می دهد. یکی از نکات مهم در طراحی و اجرای سازه های بتنی پیش ساخته، چگونگی اتصال المان های پیش ساخته تیر به ستون می باشد که تاثیر بسیار مهم در رفتار لرزه ای این سازه ها نیز خواهد داشت. در این مقاله سعی شده است با استفاده از رفتار نمونه های آزمایشگاهی اتصالات پیش ساخته، تخمینی دقیقتر از رفتار لرزه ای این اتصالات و مدهای آسیب در آ ن ها بدست آید. بدین منظور دو اتصال خارجی پیش ساخته با کربل فولادی و کربل بتنی که دو نمونه از رایج ترین اتصالات پیش ساخته می باشند، مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت، یک مدل عددی برای لحاظ کردن رفتار غیرخطی این نوع اتصالات در نرم افزار Opensees ارایه شده است. برای کالیبره نمودن مشخصات مدل عددی پیشنهاد شده از رفتار نمونه های آزمایشگاهی بهره برده شده است. نتایج بررسی و مقایسه رفتار مدل غیرخطی ارایه شده برای رفتار اتصالات پیش ساخته، تطابق مناسبی را با رفتار هیسترزیس نمونه های آزمایشگاهی نشان می دهد، به طوریکه پارامترهای رفتار لرزه ای اتصالات مورد بررسی همچون ماکزیمم ظرفیت باربری، سختی اتصال، انرژی اتلافی و ظرفیت شکل پذیری زیرسازه در مدل عددی و آزمایشگاهی با اختلافی کمتر از 5 درصد با یکدیگر مطابقت دارند.
    کلیدواژگان: اتصال تیر به ستون، ساختمان پیش ساخته، ساختمان بتن مسلح، مدل آزمایشگاهی، مدل سازی عددی
  • سارا بیرقی، حسن ستاری*، علی محدث خراسانی صفحات 133-165
    سازه های فضاکار تک لایه به ویژه در فرم گنبدی شکل به دلیل سختی بالای سازه ای برای پوشش دهانه های بزرگ از ویژگی های خوبی برخوردارند. این نوع سازه ها بسیار مستعد ناپایداری هستند که این عامل می تواند میزان بارگذاری قابل تحمل و تغییرشکل سازه ها را محدود -کند و نقش بنیادی در طراحی سازه هایی داشته باشد که بارهای تحمل شده توسط اعضای آن ها عمدتا به صورت محوری-فشاری یا محوری-کششی می باشد لذا مطالعه ی پایداری این سازه ها برای تعیین حداکثر ظرفیت باربری سازه، یافتن فرم هندسی بهینه، سختی سازه و نحوه ی رفتار خرابی آن از اهمیت زیادی برخوردار است. سازه های فضاکار گنبدی تحت شرایط بارگذاری متفاوت، مودهای ناپایداری گوناگونی شامل ناپایداری عضوی، ناپایداری گرهی، ناپایداری در امتداد طول عضو و ناپایداری عمومی را به نمایش می گذارند. با در نظرگیری این نوع ناپایداری ، در این مطالعه سازه فضاکار تک لایه ی گنبدی مقبره ی شیخ صفی الدین اردبیلی با تاشه ی ویژه ی خود گنبد که با مطالعه ی پارامتریک به دست آمده است با انجام تحلیل های خرابی و استفاده از روش عناصر محدود مورد بررسی قرار گرفته است. اثرات عواملی همچون ناکاملی های هندسی اولیه، الگوی بارهای برف متوازن در گره ها، الگوی بارهای برف نامتوازن در دو جهت متعامد، با در نظر گیری سه نسبت ارتفاع به دهانه ی متفاوت، دو نسبت طول به عرض گنبد و تنش تسلیم مصالح در رفتار پایداری سازه فضاکار تک لایه ی آسمانه چینی خانه ی مقبره شیخ صفی الدین اردبیلی لحاظ گردیده است. نتایج نشان می دهد که نسبت ارتفاع به دهانه عاملی تاثیرگذار در این نوع سازه هاست و با افزایش این نسب وزن، سختی اولیه و ظرفیت باربری (برای طراحی با مقاطع یکسان برای تمامی سازه ها) افزایش می یابد؛ همچنین فرم سازه ای سازه فضاکار تک لایه ی گنبدی مقبره ی شیح صفی الدین اردبیلی با تاشه ی ویژه ی خود بسیار غیراقتصادی و غیر بهینه است و برای طراحی های سازه ای توصیه نمی شود و صرفا جنبه ی زیبایی دارد.
    کلیدواژگان: سازه فضاکار، مقبره ی شیخ صفی الدین اردبیلی، پایداری سازه، گنبد تک لایه، المان محدود
  • محتشم خان احمدی، امید رضائی فر*، مجید قلهکی صفحات 166-183
    سازه های مهندسی در طول عمر خود شرایط مختلفی را تجربه می کنند که ممکن است تحت این شرایط، خرابی هایی در برخی المان های سازه به وجود آید. تیرها به عنوان اجزا اصلی سازه های ساختمانی، پل ها و یکی از مهم ترین اجزا ماشین آلات صنعتی محسوب می شوند، بنابراین، شناسایی موقعیت های مختلف خرابی های موضعی به وجود آمده در آن ها دارای اهمیت می باشد. در این مقاله تیر فولادی با شرایط تکیه گاهی دو سر ساده در حالت های سالم و معیوب در محیط نرم افزار المان محدود ABAQUS مدل سازی و تحت اثر بار استاتیکی ثابت مورد تحلیل استاتیکی واقع شده است. همچنین، تیر فولادی بدون اثر بارگذاری تحلیل فرکانسی شده است. تغییرات به وجود آمده در ضرایب منحنی برازشی جابجایی های استاتیکی حاصل از رگرسیون چندجمله ای و همچنین، تغییرات در مقادیر فرکانس های مودهای مختلف حالت های سالم و معیوب، وجود خرابی در طول تیر را تایید می نماید. جهت شناسایی موقعیت های مختلف خرابی، تفاضل جابجایی های استاتیکی و نیز، شکل مودهای درون یابی شده حالت های سالم و معیوب با استفاده از تبدیلات موجک پیوسته و گسسته مورد تحلیل واقع شدند. جزییات درون یابی شده حاصل از تحلیل تبدیلات موجک پیوسته و گسسته در محل وقوع خرابی ها، نامنظمی ها و اغتشاشات در ضرایب موجک را نشان می دهند، به طوری که مینیمم ها و ماکزیمم های نسبی پرش در ضرایب موجک، در تمامی حالت های بررسی شده در محل وقوع خرابی ها اتفاق افتاده است. نیز، حساسیت ضرایب موجک هر یک از محل های خرابی مستقل از سایر محل های خرابی با شدت های مختلف است. همچنین، محل وقوع مینیمم ها و نیز ماکزیمم های ضرایب موجک در یک موقعیت خرابی با شدت های مختلف (با خطای تقریبا صفر) بر هم منطبق می باشند.
    کلیدواژگان: رگرسیون چندجمله ای، جابجایی استاتیکی، شکل مود، تبدیل موجک، شناسایی خرابی
  • رضا لطفی، مسعود محمودآبادی*، احسان دهقانی صفحات 184-200
    در این تحقیق، رفتار لرزه ای مخازن بیضویروزمینی چهارقلو مورد مطالعه قرار گرفته است. اساسا مخزن سازه ای است که برای ذخیره انواع مایع به کار می رود و در انواع زمینی و هوایی و نیز بتنی و فولادی کاربرد گسترده ای در تصفیه خانه ها و پالایشگاه ها و کارخانه ها دارد. با توجه به اعمال نیروهای دینامیکی و هیدرودینامیکی عظیم به یک مخزن بزرگ در هنگام زلزله و اهمیت زیاد تداوم عملکرد کامل سازه مذکور در شرایط بحرانی، مطالعه رفتار لرزه ای آن از اهمیت بالایی برخوردار است. در میان تحلیلهای گوناگون، تحلیل لرزه ای مخزن دارای اهمیت قابل ملاحظه ای است زیرا با بررسی نتایج حاصل از آن می توان شناخت مفیدی را از کیفیت رفتار مخزن در هنگام وقوع یک زلزله واقعی به دست آورد. در این تحقیق مخازن بیضوی روزمینی یک قلو و چهارقلو در حالتهای مختلف کشیدگی و لاغری مخزن تحت زلزله های کیپو طبس و منجیل به طور همزمان در جهات طولی و عرضی تحت تحلیل دینامیکی قرار گرفته اند و پارامترهای فشار ماکزیمم صلب و ارتفاع ماکزیمم موج حالتهای متناظر با هم مقایسه شده اند. با بررسی نمودارهای حاصله مشخص شد که درصد کاهش پارامترهای فشار ماکزیمم صلب و ارتفاع ماکزیمم موج به واسطه تقسیم مخزن در مخازن لاغرتر بیشتر است. همچنین مشخص گردید که درصد کاهش پارامترهای فشار ماکزیمم صلب و ارتفاع ماکزیمم موج به واسطه تقسیم مخزن در مخازن کشیده تر کمتر می باشد.
    کلیدواژگان: تحلیل لرزه ای، مخزن بیضوی، تقسیم مخزن، کاهش تموج، اندرکنش آب و سازه
  • مسعود احمدی*، مهدی عبادی جامخانه صفحات 201-221
    در سالهای اخیر استفاده از مصالح کامپوزیت FRP به دلیل وزن کم، مقاومت کششی بالا و آسانی اجرا در سطوح مختلف، بعنوان رویکردی مناسب برای تقویت و مقاومسازی اعضای بتن آرمه مطرح و مورد قبول مجامع مهندسی عمران و آیین نامه ها بوده است. از سوی دیگر تحقیقات گستردهای بر روی تقویت خمشی و محوری اعضای بتن آرمه با استفاده از ورقه های FRP و میزان بهبود آن انجام شده اما میزان توجه به مطالعات تحلیلی و آزمایشگاهی بر روی مقاومت برشی اعضای مقاوم سازی شده با FRP و بخصوص تعیین دقیق سهم مصالح کامپوزیت نسبت به بحث مقاومت خمشی و محوری محدود بوده است. در این مطالعه با استفاده از روش مدیریت داده به روش گروهی و همچنین شبکه عصبی مصنوعی چند لایه، مدل هایی کارآمد برای تعیین سهم برش تحمل شده توسط ورقه های U-شکل FRP در تیرهای بتنی مقاومسازی شده بصورت خارجی ارایه شده است. همچنین با انجام آنالیز حساسیت، تغییرپذیری مدل های ایجاد شده نسبت به متغیرهای ورودی ارزیابی گردیده است. برای توسعه مدل ها، پارامترهای: کرنش نهایی FRP، ضخامت FRP، مدول الاستیسیته FRP، میزان و نحوه اجرای FRP، ارتفاع موثر FRP، عرض تیر، عمق موثر تیر، نسبت دهانه برشی به عمق موثر و مقاومت فشاری بتن در نظر گرفته شده است. برای کنترل صحت نتایج حاصل از مدل های ارایه شده، نتایج آنها با مقادیر محاسبه شده از ضوابط ACI 440، fib-TG9.3 و JSCE و براساس شاخص های آماری متنوع مقایسه شده است. نتایج نشان داده است که مدل های ایجاد شده عملکرد مطلوبی داشته و می توانند بعنوان رویکردی مطمین در پیش طراحی برشی تیرهای بتنی تقویت شده با ورقه های U-شکل FRP مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: برش، ورقه های FRP، مقاومسازی، تیر بتنی، مدل جدید
  • مصطفی آدرسی*، محمد یکرنگ نیا صفحات 222-237
    استفاده از حسگرهای بتنی باقابلیت خود تشخیصی به منظور تخمین میزان نیروی وارده یا برآورد سطوح خسارت به سازه به عنوان یک رویکرد نوین در مطالعات پایش سطح سلامت سازه ها مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق امکان استفاده از حسگرهای فشارسنج الکتریکی بتنی به عنوان حسگرهای تعیین بار یا تنش وارده به ستون بتنی بررسی شده است. اهمیت این تحقیق در توسعه زیرساخت هوشمند بر اساس پاسخ حسگرهای بتنی در مقابل حسگرهای متداول موجود مورد توجه است. برای این منظور سنسورهای مختلفی بتنی با درصدهای مختلف نانولوله کربن ساخته شد و تحت بارگذاری دینامیکی فشاری قرار گرفتند و حسگر مناسب با حساسیت مطلوب و اغتشاش حداقل با اضافه نمودن 0.15 درصد وزنی سیمان، نانولوله کربن بدست آمد. در ادامه به منظور شبیه سازی عملکرد ستون بتنی تحت بار خارجی تا لحظه شکست و تحلیل رفتار آن بر اساس پاسخ حسگر بتنی فشارسنج الکتریکی، یک حسگر بتنی کوچک مکعبی به ابعاد 5 سانتیمتر ساخته شد و در میان یک ستون بتنی جای داده شد. با بارگذاری ستون بتنی تا لحظه شکست، خروجی حسگر برداشت و رفتار ستون بتنی بر اساس پاسخ حسگر بتنی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد حسگر بتنی می تواند با دقت مناسبی مقدار نیروی وارده به ستون را تخمین زده فازهای مختلف بتن تحت روند افزایش بارگذاری را متمایز سازد.
    کلیدواژگان: بتن، حسگر، نانولوله کربن، فشارسنج الکتریکی، پایش سطح سلامت سازه
  • سید شهاب امامزاده* صفحات 238-253

    دقت در طراحی و اجرای اتصالات به عنوان عناصر واسط همانند عناصر اصلی ساختمان از اهمیت ویژه ای برخوردار است و هرگونه ضعف در آنها می‎تواند عواقب جبران ناپذیری را به دنبال داشته باشد. از این میان، اتصالات با استفاده از ورق گاست، یکی از انواع رایج اتصالات است که بخصوص درقاب‎های مهاربندی شده از اهمیت بالایی برخوردار است. برش بلوکی یک نوع مکانیسم شکست در اینگونه اتصالات است که در اثر آن بخشی از قطعه یا بلوکی از مصالح اتصال در اثر ترکیب نیروهای کششی و برشی دچار شکست می‎شوند. در تحقیق حاضر، مکانیسم برش بلوکی ورق گاست در اتصالات جوشی با نرم افزار اجزای محدود ABAQUSو در نظر گرفتن اثرات غیرخطی بررسی گردیده است. همچنین، تاثیر پارامترهای اتصال نظیر آرایش جوش‎ها، ضخامت ورق، طول ناحیه جوشکاری، وجود یا عدم وجود جوش عرضی و تک یا دوبل بودن قطعه کششی در رفتار اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‎دهد در هر دو دسته اتصالات تک و دوبل میزان جوش طولی در رفتار اتصال بسیار حایز اهمیت است به نحوی که می‎تواند مقاومت اتصال را قبل از تشکیل نواحی پلاستیک بهبود ببخشد. رفتار کلی اتصال در دو حالت وجود و عدم وجود جوش عرضی در ناحیه کششی بسیار نزدیک به هم بوده و سطح نیروی متناظر با شروع جاری شدن در ورق اتصال نیز در دو اتصال تقریبا یکسان است. افزایش ضخامت ورق در اتصالات دوبل تاثیر بیشتری در نیروی متناظر با جاری شدن ورق دارد در حالی که تاثیر ضخامت در حداکثر نیروی تحمل اتصال در دو حالت تقریبا مشابه بوده است.

    کلیدواژگان: اتصال جوشی، ورق گاست، برش بلوکی، مهاربند، اجزاء محدود، آباکوس
  • هادی دشتی*، افشین حفظی، علیرضا فیوض صفحات 254-276

     پل ها به عنوان یکی از سازه های مهم نقش بارزی را در آبادانی به عنوان شاهرگ های حیاتی هر کشور بر عهده دارد. در چند دهه اخیر مطالعات متعددی در زمینه رفتار لرزه ای پل ها تحت زلزله های مختلف صورت گرفته است که در آن ها برشگیرها را به عنوان عناصر فیوز مانند جهت جلوگیری از دررفتگی عرشه پل از روی زیر سازه در نظر می گرفتند. اما موضوع مهمی که در این مطالعات به آن توجه چندانی نشده است، تاثیر رفتار ساخت گاه بر پاسخ تنش های ایجادشده در برشگیرها تحت اثر برخورد شاه تیرها به برشگیرها در زمان وقوع زلزله های با محتوای فرکانسی متفاوت به صورت واقع بینانه و در شرایط سه بعدی می باشد. در مطالعه حاضر پس از اعتبار سنجی مدل سازی یک پل به صورت سه بعدی با یک پژوهش معتبر، و در نظر گرفتن شرایط نزدیک به واقعیت با مدل سازی عددی سه بعدی در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس، رفتارسنجی پاسخ ها در پل و برشگیرها به صورت جداگانه تحت اثر زلزله های با محتوای فرکانسی متفاوت در شرایط بدون در نظر گرفتن اندرکنش خاک - سازه و با در نظر گرفتن آن مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده کاهش شتاب در سازه پل در حالت با در نظر گرفتن اندرکنش خاک - سازه در خاک های غیرچسبنده می باشد. این میزان کاهش برای زلزله های با تاریخچه زمانی مختلف، متفاوت می باشد. مشاهده می گردد، با در نظر گرفتن اثرات خاک در برخی زلزله ها حوزه بیشتری در مقادیر تنش ها در برشگیر پل ها نسبت به زلزله های دیگر و سازه واقع بر بستر سنگی مشاهده شده است. به عبارتی عدم فرض اندرکنش خاک-سازه در تحلیل لرزه ای پل ها سبب ارایه نتایج غیرواقع بینانه و از اعتبار کمی برخوردار خواهد شد. لذا فرض لحاظ نمودن اندرکنش خاک- سازه به اقتصادی شدن طرح پل ها در برخی تحلیل های لرزه ای کمک شایانی خواهد نمود.

    کلیدواژگان: برشگیر پل ها، محتوای فرکانسی، عددی، اندرکنش خاک- سازه، خاک غیرچسبنده
  • سید فتح الله ساجدی*، محسن احمدی صفحات 277-288

    ضایعات و محصولات جانبی کارخانجات صنعتی می توانند دارای کاربرد مفید در کارهای راهسازی باشند. یکی از این ضایعات، تفاله کارخانه فولاد اهواز معروف به سرباره می باشد، که تولید آن حدود یک میلیون تن در سال است. نبود مصالح رودخانه ای و سنگدانه ها در بسیاری از مناطق کشور خصوصا اهواز پروژه های عمرانی را دچار مشکل می سازد و هزینه های ساخت را در این مناطق افزایش می-دهد. تمام پروژه های راهسازی در شهر اهواز از مصالح رودخانه ای یا کوهی که تجدید ناپذیرند، ساخته می شوند. سرباره یکی از این مصالح است که می تواند جایگزینی مفید برای مصالح رودخانه ای یا کوهی باشد. میزان بالای مصرف مصالح رودخانه ای با آهک جهت تثبیت بستر در زیرسازی راه ها، باعث شده تا این تحقیق به بررسی کاربرد سرباره به عنوان جایگزین مخلوط رودخانه ای کوپال- آهک در راهسازی بپردازد. در این تحقیق بررسی کاملی از کاربرد سرباره به عنوان جایگزین سنگدانه های طبیعی از نقطه نظر کیفیت، زمان، هزینه و حفظ محیط زیست صورت گرفته است. نتیجه شد که مقاومت باربری در حالت مخلوط اشباع ٪70 سرباره و ٪30 خاک در مقایسه با کاربرد مخلوط رودخانه ای کوپال- آهک با عیار 150، ٪62 افزایش و در حالت مخلوط خشک ٪30 افزایش می یابد. برآورد ریالی اجرای پروژه طبق فهرست بهای 1398 با مخلوط ٪70 سرباره و ٪30 خاک نسبت به مخلوط رودخانه ای کوپال- آهک با عیار 150، ٪65 کاهش هزینه داشته است. زمان اجرای طرح مخلوط بهینه در مقایسه با مخلوط رودخانه ای کوپال- آهک ٪80 کاهش زمان دارد. مجموعا نتایج از منظر کیفی و اقتصادی قابل ملاحظه بوده، بنابراین کاربرد سرباره به عنوان جایگزین مصالح رودخانه ای اکیدا توصیه می شود.

    کلیدواژگان: سرباره کارخانه فولاد اهواز، مخلوط رودخانه ای کوپال- آهک، مخلوط خاک- سرباره، کیفیت، زمان، هزینه، محیط زیست، پل ششم اهواز
  • موسی مظلوم*، محمد اکبری جمکرانی، فرید افضلی صفحات 289-305
    در این تحقیق خواص مکانیکی بتن سبک خودتراکم سبز، با جایگزینی سرباره مس به عنوان قسمتی از سیمان بررسی شده است. با توجه به تاثیر مثبت میکروسیلیس در این بتن، به منظور کاهش عیار سیمان در بتن سبک خودتراکم سبز، یک طرح اولیه بدون سرباره مس و میکروسیلیس و 7 طرح مخلوط با 0، 5، 10، 15، 20، 25 و 30 درصد سرباره مس به همراه 10 درصد میکروسیلیس ارایه شده است. به منظور بررسی خواص بتن تازه آزمایش های جریان اسلامپ، T50، قیف V و حلقه J انجام گرفت. همچنین آزمایش های مقاومت فشاری، کششی و خمشی بر روی بتن سخت شده در سنین مختلف 7، 28و90 روز انجام شد. در نهایت مشخص گردید که میکروسیلیس کارایی بتن را کاهش و مقاومت های فشاری، کششی و خمشی را بهبود می بخشد. همچنین سرباره مس کارایی بتن را افزایش داده، خواص خودتراکمی را بهتر می کند. همچنین درصد بهینه جایگزینی سرباره مس 15 درصد بود. طرح بهینه خواص خودتراکمی را داشت و وزن مخصوص آن 1871 کیلوگرم بر متر مکعب به دست آمد. همچنین مقاومت فشاری، کششی و خمشی 28 روزه این طرح نسبت به نمونه شاهد حدود 17%، 18% و 11% افزایش داشت. با توجه به فعال بودن و ریز بودن ذرات میکروسیلیس، وجود میکروسیلیس باعث کاهش کارایی بتن شد. همچنین سرباره مس تاثیری بر خلاف میکروسیلیس داشت و باعث افزایش کارایی بتن شد. البته تمامی نمونه ها خواص خودتراکمی را داشتند.
    کلیدواژگان: بتن سبک، بتن خودتراکم، بتن سبز، سرباره مس، بتن خودتراکم سبک
  • حسین عموشاهی*، مهدی مرادی صفحات 306-336
    اتصال تیر به ستون در قاب های خمشی بتن مسلح به علت تغییر خواص بتن تحت حرارت های بالا و قرار گیری اتصال تحت تلاش های رفت و برگشتی در هنگام زلزله جزء بحرانی ترین نقاط در عملکرد سازه می باشد. در تحقیق حاضر اتصال های بتنی تحت بار لرزه و سپس آتش قرار گرفته و در انتها جهت تعیین ظرفیت باقی مانده اتصال، یک تحلیل پوش آور صورت گرفته است. به منظور مطالعه پارامتریک اتصال های بتنی تحت بار لرزه و آتش از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس و برای اعتبارسنجی و صحت عملکرد مدل اجزاء محدود، از نتایج آزمایشگاهی استفاده شده است. 5 نمونه اتصال بتنی با مقاومت فشاری متفاوت و 5 نمونه اتصال با درصدهای متفاوت از آرماتورهای طولی ستون ابتدا در دمای محیط، تحت بارگذاری لرزه ای قرار گرفته و سپس جهت بررسی اثرات آتش در میزان ظرفیت باربری، شکل پذیری، سختی و انرژی تلف شده ی اتصال، تحلیل حرارتی در دماهای متفاوت نیز صورت گرفت. در انتها نمودارهای بار- تغییرمکان جهت تعیین ظرفیت باقی مانده اتصال و همچنین جدول هایی جهت بررسی تغییرات شکل پذیری، سختی و انرژی تلف شده اتصال ارایه شده است. نتایج نشان داد که با افزایش مقاومت فشاری از 25 تا 45 مگاپاسکال انرژی تلف شده توسط اتصال بتنی %10 و سختی اتصال %35 افزایش پیدا کرده و شکل پذیری آن %8 کاهش پیدا کرده است. همچنین با افزایش درصد آرماتورهای طولی ستون از 1 تا %8، انرژی تلف شده توسط اتصال های بتنی و سختی آن ها به ترتیب %190 و %50 افزایش پیدا کرده و شکل پذیری آن %290 کاهش پیدا کرده است. اتصال های بتنی مورد مطالعه پس از وقوع آتش سوزی تا دمای 200°C به صورت تقریبی می تواند مقاومت جانبی خود را حفظ کند. مقاومت جانبی، شکل پذیری و سختی نمونه ها از دمای 600°C به ترتیب حدود %55، %60 و %60 و تا دمای 1000°C به ترتیب حدود %80، %80 و %340 کاهش پیدا کرده است.
    کلیدواژگان: اتصال بتنی، لرزه، آتش، ظرفیت باقی مانده، بار جانبی
  • شادی اسلامی، رضا رحیم نیا*، میلاد خنجری میانه صفحات 337-352
    در ساختارهای تاریخی، تشخیص آسیب پذیری و بررسی سلامت و رفتار احتمالی سازه در برابر تنش های وارده می تواند تغییرات متفاوتی را در نتیجه نهایی اقدام مرمتی موجب شود. به همین دلیل یک تشخیص صحیح برای اقدام صحیح ضروری خواهد بود. در بناهای تاریخی توجه به وجه های ارزشمند و همچنین دقت در استفاده از آزمون های غیر مخرب برای این تشخیص یک مسئله مهم تلقی می شود. با این ضرورت این مطالعه در تلاش است با ارایه یک تجربه در بهره گیری از تحلیل های نرم افزاری به همراه بررسی های میدانی در برج کوچک سمیران، آن را به عنوان یک روش برخورد برای تشخیص آسیب پذیری و تحلیل رفتار سازه معرفی کند. بررسی انجام شده تلاش دارد به این سوال پاسخ دهد که "با توجه به بررسی های میدانی و تحلیل های نرم افزاری، اقدامات پیشگیرانه پیشنهادی برای برج کوچک سمیران - در جهت تقلیل میزان آسیب پذیری - چه هستند؟"رویکرد کلی در این مطالعه توصیفی تحلیلی است و شیوه گردآوری داده ها با مطالعات کتابخانه ای، میدانی و تجربی-آزمایشگاهی شکل گرفته است. همچنین فرآیند تحلیل نیز به وسیله نرم افزار و همچنین بررسی های تکمیلی میدانی انجام گرفته است. در بررسی های میدانی از مصالح بنا برای مطالعات آزمایشگاهی نمونه برداری شد و بررسی های مرتبط با ساختار نیز مورد توجه قرار گرفت. در مجموع پس از بررسی های میدانی و مشخص شدن پارامترهای موردنیاز، تحلیل ها با نرم افزار Ansys 2018 انجام و نتایج حاصل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد علاوه بر مشکلات پی که قبلا کنترل شده، ترک های موجود و علی الخصوص بخش بالایی سازه برج آسیب پذیر خواهد بود. در نهایت پیشنهاد اقدام پیشگیرانه با ایجاد کمربند حفاظتی برای بخش بالایی و اقدامات پیشگیرانه کلی برای سایر قسمت ها ارایه شده است.
    کلیدواژگان: اقدامات پیشگیرانه، تحلیل رفتار سازه، تحلیل لرزه ای، آسیب پذیری، برج کوچک سمیران
|
  • Roza Rahbari, Mahmood Naderi * Pages 5-30
    Reliable long-term bond durability is required in order to have successful performance of concrete structures reinforced with CFRP sheets. In this paper, the results of investigating the effect of using protective coating applied on CFRP sheets in increasing the strength and bond durability of these sheets under acute environmental conditions are presented. The environmental conditions considered are: wet-drying cycles, freeze- thaw and temperature changes. The results show that the bond durability of CFRP-reinforced specimens without protective layer is reduced by 24, 40 and 75% under cyclic conditions of temperature change, wet-dry and freeze-thaw. In order to protect CFRP sheets, four types of mortar were used, consisting of cement-based fiber mortar, fiber mortar with air Entrainment, cement-sand mortar containing epoxy adhesive and epoxy-based waterproof mortar were applied on their surface. Tests performed include measuring the bond strength using the "pull-off" and "twist-off" methods, as well as determining the compressive strength of the protective coating mortars, before and after exposing specimens to acute conditions. The results obtained tend to indicate that the proper selection of protective coating had a significant impact on the performance and bond durability of the CFRP coated concrete cubes that were under harsh environmental condition. By applying these coatings on concrete specimens reinforced with CFRP sheets, under conditions of temperature change, wet-drying and freeze-thaw, the bond strength increased by 12%, 22% and 84% compared to the specimens without protective coating.
    Keywords: Protective coating layer CFRP sheet, Bond strength, “Pull-off”, “twist-off, harsh environmental conditions
  • Navid Siahpolo *, Nasreh Soveini Pages 31-48
    Due to good ductility and stiffness, the eccentrically braced frame (EBF) has attracted the interest of seismic design regulations. Recently, the replaceable link beams (RLBs) were proposed as a new approach to solve the problems in designing the EBF system. This approach allows to easily repair or replace the damaged link beam by uncoupling the yielding element (link beam) from the main floor beam. One of the most common types of RLB is the double-channel link beam with the web-bolted connection. The identification of factors involved in the behavior of this type of link beam is less commonly found in the studies. In this paper, therefore, using the ABAQUS software, the numerical modeling was first validated to a laboratory model. Then, by changing the validated link components (including the number and thickness of plates, number and spacing of bolts, number and steel grade of link beam section), a total of 16 new numerical models were generated and evaluated under cyclic loading. The results limited to the assumptions of this paper show that in the web-connected horizontal replaceable shear link, the full shear yielding occurred, achieving the full functionality of ductile seismic fuse. In addition, the bolted, web-connected RLB demonstrates excellent seismic performance and plastic rotation capacity. Also, the smart selection of link components increases the shear strength capacity, stiffness, ductility and energy dissipation. However, the effect of increasing the size of beam cross-section is more noticeable. In addition, in order to ensure the full shear yielding behavior for RLB, it is necessary to add the upper and lower flange stiffeners near the connection.
    Keywords: Bolted replaceable link-beam, Shear Yielding, Finite element model, cyclic loading, rotation angle of link beam
  • Mehrad Mirsepahi, Seyed Mohammad Mirhosseini *, Arash Nayeri, Seyed Hamid Lajevardi Pages 49-63
    In urban areas with high population density, lack of surface space has led to the development of the transport network, especially the construction of underground tunnels, which is usually inevitable in the construction of buildings near deep foundations. When a tunnel is excavated, the surface settlements will result in damage to the surface and deep structures. Therefore, control of surface settlements and other environmental impacts is key to the design of tunnelling projects. Thus, in the present study, using the three-dimensional analysis by Abaqus finite element software, the effect of New Austrian tunnelling method (NATM) including Top heading (TH) and Central diaphragm wall (CDW) on the surface settlements and the forces applied to the single pile and the 2 × 2 pile group was investigated when the tunnel is adjacent to the piles in weathered residual soil. The results showed that the amount of net forces applied to the pile due to tunnelling patterns when running as a pile group was significantly lower than those for the single pile. It was also proved that, in the pile group, the CDW method created a lower amount of net surface settlements and net axial forces compared to the TH method. Also, unlike surface settlements, the influence zone on the pile head settlement in the longitudinal direction can be identified as ±2D in TH, and in the CDW method from -2D to +1D from the pile center (behind and ahead of the pile axis), where D is the tunnel diameter.
    Keywords: natm, Finite element method, Single pile, Pile group, Load transfer, Soil-structure interaction
  • Ali Ghorbani * Pages 64-75

    Successful projects are the result of good contracts. Contracts in development projects meet their defined objectives, with opportunities and threats to key elements of the project including time, cost and quality that can be traced back to a set of uncertainty conditions called risk. The purpose of this study was to identify the risk factors for contracting construction participation in mass housing projects. For this purpose, the SWOT Matrix Model (SWOT) has been used to identify internal factors (including strengths and weaknesses) and environmental factors (including opportunities and threats) related to the subject of contract risk. Based on the above model and based on the data of a case study as well as the analysis of the new type contract, it has been attempted to identify the strengths, weaknesses, opportunities and threats of these contracts.

    Keywords: risk, Construction Partnership Contract, SWOT matrix, Bulk Projects, Management
  • Seyede Vahide Hashemi, Majid Pouraminian *, Abbasali Sadeghi Pages 76-95

    The frames with Buckling Restrained Braces (BRB’s) are used as a lateral system. The braces often have a limit amount of ductility and dissipated energy in cyclic loading. Therefore, the use of Shape Memory Alloys (SMA’s) in braced frames with regard to the specific properties of these can be an effective improvement in the seismic behaviour of frames. These alloys become known without the need for replacement after an earthquake and the possibility of many deformations and reversal to initial state. Seismic fragility analysis is one of the most important methods in seismic performance-based design that which lead to seismic fragility curves. Fragility curve is a powerful tool for probabilistic vulnerability assessment of structures. In this paper, seismic behavior of frames with BRB’s and the effect of utilizing SMA’s were studied. Then, three 2D-frames with 3, 6 and 9 story were utilized. The OpenSees software used for the nonlinear time history analysis of frames. The BRB’s considered in two cases, with and without SMA’s. For development of fragility curves, 7 strong ground motion accelerograms including main shock-aftershock earthquake records utilized. By defining the three performance levels for Immediate Occupancy (IO), Life Safety (LS) and Collapse Prevention (CP) based on maximum drift and base shear, the values of the probability of exceedance from these thresholds has been calculated. By comparison the achieved curves, it was found that the frames with the SMA often has the range of IO and LS performance, and the probability of occurrence of the CP level is 38% and in the case of the without SMA the CP performance level will have the of 65%. Using a SMA’s in these frames can reduce the cost of restoring and recovering of damaged systems and make the more resilience building system.

    Keywords: Fragility curve, Buckling Restrained Brace (BRB), Shape Memory Alloy (SMA), Mainshock-Aftershock Ground Motion Records, Resilience
  • ROBABEH OMRANI, MohammadAli Kafi *, Ali Kheyroddin Pages 96-116

    The steel bracing system is one of the appropriate methods for the strengthening of concrete moment frames against lateral forces. The article purpose is the evaluation of the new strengthening method of reinforced concrete moment frame with convergent bracing and interchangeable link beams that is embedded in the steel frame and installed in the concrete frame spans. This new method is easy to execute, economical and ductile with appropriate performance because of the existence of ductile fuse in its accession section. Therefore, this method is introduced and compared to other strengthening methods by steel bracing. In this article six concrete frame strengthening methods investigated include x-convergent bracing, reverse chevron bracing, divergent bracing with concrete link beam, divergent bracing with steel link beam connected to steel columns in the steel frame, divergent bracing with steel link beam connected to the steel frame with steel columns between those two, divergent bracing with steel link beam connected to the steel frame. All strengthening models attached to concrete frames by a steel frame surrounding them. The linear dynamic analysis results showed a decrease in relative lateral displacement and stress ratio of concrete frame members in all strengthed frames compared to the nonstrengthed frame. Also in the strengthed frame by divergent bracing and steel link beam, the results revealed a 38% steel consumption decrease and an 18% base shear decrease compared to strengthed frame by x-convergent bracing. Nonlinear static and dynamic analysis of models were done by PERFORM-3D software. The nonlinear behavior results of the strengthed concrete frame by divergent bracing with steel link beam connected to the steel frame showed more stiffness, ductility, behavior coefficient and energy dissipation than other models. Also, in this model, an appropriate performance of the structural fuse was shown by the plastic hinge formation of the link beam.

    Keywords: strengthening, Concrete Moment Frame, Convergent Bracing, Divergent Bracing, Structural Fuse
  • Mahdi Adibi *, Rozbeh Talebkhah, Aliakbar Yahyaabadi Pages 117-133
    Due to the increasing demand for housing, various communities are using the technology and advanced equipment to build housing. Precast RC frame system is one of the methods used for this purpose. The most important features of this structural system are the high quality of construction due to the manufacturing of parts in the factory, the ease and speed of implementation, thus reducing the time gap between investment and utilization, also the possibility of working in poor atmospheric conditions. One of the important points in the implementation of precast concrete structures is how to connect the precast elements of the beam to the column, which will have a significant effect on the seismic behavior of these structures. In this paper, we have tried to estimate the seismic behavior of these structures using the behavior of some experiment specimens of precast joints, which are close to the executable details in Iran. To do this, a numerical model has been presented to consider the nonlinear behavior of this type of connection in the Opensees software and has been used to calibrate the numerical model results from the experiment behavior of the above specimen. The advantages of this nonlinear model include a very good match between the experimental and numerical results of Hysteresis Load- Displacement curve, also hysteresis parameters such as maximum bearing capacity, joint strength, dissipation energy and ductility capacity, that the difference between these results is less than 5%.
    Keywords: Beam-column joints, Precast building, Reinforced concrete building, Experimental Model, nonlinear modeling
  • Sara Beyraghi, Hassan Sattari Sarbangholi *, Ali Mohades Khorasani Pages 133-165
    These types of structures are very disposed to instability, which can limit the amount of load that can be tolerated and deformed structures, and play a fundamental role in designing structures whose loads borne by their members are mainly axial-compressive or axial-tensile. So it is important to study the stability of these structures to determine the maximum load-bearing capacity of the structure, to find the optimal geometric shape, the stiffness of the structure and collapse behavior under different loading conditions. Under different loading conditions, dome-shaped space structures exhibit various modes of instability, including member instability, nodal instability, member length instability, and general instability. Considering this type of instability, in this study, the dome-shaped space structure of the tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili with the special form of the dome, which has been obtained by parametric study, have been investigated. These are done by collapse analysis and the use of finite element methods. Factors such as early geometric imperfections, balanced snow load pattern in nodes, unbalanced snow load pattern in two orthogonal directions, taking into account three different height to span ratios, two lengths to width ratios of the dome and yield stress are considered In the stability behavior of the single-layer space structure of Canopy the tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili. The results show that the height to span ratio is an influential factor in this type of structure and with increasing this ratio, weight, the initial hardness and load capacity (for design with the same sections for all structures) increases; also the structural form of the single-layer dome-shaped space structure of the tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili, with its special form, is very uneconomical and inefficient, and is not recommended for structural designs and has only a beautiful aspect.
    Keywords: Space Structure, Tomb of Sheikh Safi al-Din Ardabili, Stability of Structure, Single-Layer Dome, Finite Element
  • Mohtasham Khanahmadi, Omid Rezayfar *, Majid Gholhaki Pages 166-183
    Engineering structures experience different conditions during their life time that may result in damages in some structural elements under these conditions. Beams are considered as the main components of building structures, bridges, and the most important parts of the industrial machinery therefore, it is important to identify the various situations of occurred local damages. In this paper the steel beam was modeled by the plain-ends of support conditions in the healthy and damaged states in the finite element software of ABAQUS and the static analysis was performed by the influence of constant static load. The frequency analysis of the steel beam was conducted without the influence of loading. Changes of fitting curve coefficients of static displacements resulting from the polynomial regression and also changes in the frequency values of the different modes of healthy and damaged states confirm the damage of the beam. In order to detect the various failure situations, the difference of static displacements and also the difference of the interpolated modes of healthy and damaged states analyzed using the continuous and discrete wavelet transformations. The interpolated details resulted from analyzing the continuous and discrete wavelet transformations at the site of damages show the irregularities and perturbations in the wavelet coefficients, such that the relative minimums and maximums of jump in wavelet coefficients happened in all investigated states in the site of damages. Also, results show the wavelet coefficients sensitivity at the site of each damage independent of the wavelet coefficients sensitivity in other damaged sites with different intensities. Also, the occurrence place of minimums and maximums of wavelet coefficients coincide in a damaged situation with different intensities (with approximately zero error).
    Keywords: Polynomial Regression, Static Displacement, Mode shape, Wavelet transform, Damage detection
  • Reza Lotfi, Masooud Mahmoudabadi *, Ehsan Dehghani Pages 184-200
    The seismicbehavior of the on ground quadroplete elliptical tanks has been investigated in the current study. Basically, the tank is a structure used to store different types of fluid, and it is also widely used in refineries, sewage treatment plants and factories in the form of on ground and elevated tanks made from concrete and steel. Regarding the application of the huge dynamic and hydrodynamic loads on a tank at the time of earthquake and the great importance of the structure’s complete function continuity in the critical situations, it is highly important to study its seismic behavior. Among the different analyses, the seismic analysis of the tank is highly important because by investigating the results obtained from this analysis, a useful recognition of the quality of the tank’s behavior at the time of a real earthquake can be obtained. The monoplete and quadroplete on ground elliptical tanks have been dinamicallyanalyzedunder Cape and Tabas and Manjil earthquakes simoultaneously in the longitudinal and transverse directions in various conditions of prolateness and slenderness of the tankand the maximum impulsive pressure and the maximum wave height parameters of corresponding cases have been compared with eachother in the current research. By study of the concluded diagrams, it was revealed that the reductionpercent of the maximum impulsive pressure and the maximum wave height parameters due to partitioning of the tank is higher in the more slender tanks. It also was revealed that the reductionpercent of the maximum impulsive pressure and the maximum wave height parameters due to partitioning of the tank is lower in the more prolate tanks.
    Keywords: seismic analysis, Elliptical tank, Tank partitioning, Sloshing mitigation, Fluid, structure interaction
  • Masoud Ahmadi *, Mehdi Ebadi Jamkhaneh Pages 201-221
    Due to their lightweight, high tensile strength, and ease to install on irregular surfaces, the use of FRP systems for the repair and strengthening of reinforced concrete structures has become an accepted practice within civil engineering community and codes. Extensive research has been conducted on structural members to identify the improvement in their flexural and axial capacity due to FRP strengthening. However, the analytical and experimental studies on shear strengthening with FRP systems, especially exact determining FRP contribution, are limited. This study provides a multi-layer artificial neural network and group method of data handling approach for predicting the shear contribution of FRP in RC beams strengthened by externally bonded FRP sheets. To achieve the main purpose; ultimate strain of FRP, thickness of FRP, elastic modulus of FRP, width, spacing and angle of FRP sheet, effective depth of FRP, width and of effective depth of beam, compressive strength of concrete, and shear span to depth ratio were considered as input parameters while the shear contribution of the FRP is calculated as the target one. In order to verify the validity of the proposed models, a comparative assessment was conducted between experimental results and predicted values obtained directly from the models and existing guideline equations such as ACI 440, fib-TG9.3, and JSCE. The results indicate that the proposed models could predict the shear contribution of FRP in RC beams strengthened by FRP sheets with a good degree of precision and can be used as a confident approach for pre-design concrete beams strengthened with externally bonded U-shape FRP plates.
    Keywords: Shear, FRP sheet, strengthening, concrete beam, New model
  • Mostafa Adresi *, Mohammad Yekrangnia Pages 222-237
    The use of self-sensing concrete sensors to estimate the amount of force applied or to estimate damage levels to structures as a new approach has been considered in structural health monitoring studies. In this study, the possibility of using piezoelectric concrete sensors as load or stress sensors to the concrete column has been investigated. The importance of this research in the development of smart infrastructure is based on the response of concrete sensors to conventional sensors. For this purpose, different piezoelectric concrete sensors were made with different percentages of carbon nanotubes and were subjected to dynamic loading and the appropriate sensor with appropriate sensitivity and less turbulence was obtained by adding at least 0.15% carbon nanotubes by weight of cement. In order to simulate the performance of the concrete column under external load until the failure and analysis of its behavior, based on the response of the concrete sensor, a small cubic concrete sensor with dimensions of 5 cm was made and placed in a concrete column. By loading the concrete column until the failure, the output of the sensor was monitored and the behavior of the concrete column was analyzed based on the concrete sensor response. The results showed that the concrete sensor could accurately estimate the final force that can be applied to the column up to failure. The sensor demonstrated that it could differentiate the different phases of the concrete column under the loading up to failure.
    Keywords: Concrete, SHM, CNT, piezoelectric concrete sensor, Sensor
  • Seyed Shahab Emamzadeh * Pages 238-253

    Accuracy in the design and implementation of the connections as joint elements, similar to main building elements, is of importance and each type of defects in these elements could leads to irrecoverable consequences. In this regard, gusset plate connections are a common type of connections which are of significant importance especially in structures with bracing system. Block shear is failure mechanism in these connections by which a piece of part or a block of materials in the connection fails due to the combination of tensile and shear forces. In the current study, block shear mechanism of gusset plate in welded connections is investigated using finite element simulation by ABAQUS software considering the effects of both material and geometrical nonlinearity. Also, the Effects of connection’s parameters such as welds arrangement, plate thickness, weld region length, existence and absence of transverse weld and single or double type of tension part in the behaviour of connection are studied. Results are indicating that in both single and double connections, magnitude of longitudinal weld is mainly important in the way that it could improve the connection’s strength before the formation of plastic areas. The general behavior of the joint in the two states of presence and absence of transverse weld in the tensile region is very close to each other and the level of force corresponding to the start of yield in the joint plate is almost the same in both joints. Increasing the thickness of the sheet in double joints has a greater effect on the force corresponding to the yield of the sheet, while the effect of thickness on the maximum bearing force of the joint has been almost the same in both cases.

    Keywords: Welded connection, gusset plate, Block Shear, Finite element simulation, ABAQUS
  • Hadi Dashti *, Afshin Hefzi, Alireza Fiouz Pages 254-276

     Bridges, as one of the most important structures, play a prominent role in the development of each country as vital vessels. In recent decades, several studies have been conducted on the seismic behavior of bridges under different earthquakes, in which the shear keys were considered as fuse-like elements to prevent collapsing of the deck on the substructure. However, an important issue that has not been addressed in these studies is the effect of site behavior on the stress response in the shear keys that is, the analysis at the earthquakes of varying frequency content is realistic and in three-dimensional terms and with the effect of soil, due to the impacts of the shear keys on the girder. In the present study, after validating a three-dimensional bridge with a valid research, and considering conditions close to reality with three-dimensional numerical modeling in ABAQUS finite element software, the response behavior in bridges and shear keys is evaluated by considering different frequency content earthquakes under conditions with and without considering soil-structure interaction.The results of this study show that the acceleration decrease in bridge structure with respect to soil-structure interaction in cohesionless soils. This rate is different for with different frequency content. Also taking into account the effects of soil-structure interaction in far field earthquakes, we see a greater reduction in stress values in shear keys than some earthquakes and structures located on bed rock. In other words, not assuming soil-structure interaction in the seismic analysis of bridges will lead to unrealistic results.

    Keywords: Shear Keys, bridges, Frequency content, Numerical, Soil-Structural Interaction, cohesionless soil
  • Seyed Fathollah Sajedi *, Mohsen Ahmadi Pages 277-288

    Wastes and by-products of industrial plants can be useful in road construction. One of these wastes is the slag of Ahvaz steel plant, which produces about one million tons per year. The lack of riverbeds and aggregates in country, especially in Ahvaz, is hampering construction projects and increasing construction costs in these areas. All construction projects in Ahvaz are made of non-renewable river or mountain materials. Slag is one of these materials that can be a useful replacement for river or mountain materials. The high utilization of lime-based materials for bed consolidation in road infrastructure has led this study to investigate the use of slag as a substitute for Kopal-Lime mixture in road construction. In this study, a thorough review of the use of slag as a substitute for natural materials from viewpoint of quality, time, cost and environmental protection is undertaken. It was found that the bearing strength in the saturated mixture containing 70% slag and 30% soil was increased by 62% compared to of kopal-lime mixture application with a concentration of 150 kg/m3, and 30% in the dry mix condition. The Rial estimate for project implementation as per Cost List 1398 with a mixture containing 70% slag and 30% soil was reduced by 65% compared to the Kopal-Lime mixture. The optimal mix design time is 80% less than the kopal-lime mixture. Overall, the results are remarkable from a qualitative and economic viewpoint, so the use of slag as a substitute for river materials is strongly recommended.

    Keywords: Ahvaz Steel Factory Slag, Kopal-lime mixture, Soil-slag mixture, Quality, time, Cost, Environment, Ahvaz Sixth Bridge
  • Moosa Mazloom *, Mohammad Akbari Jamkarani, Farid Afzali Pages 289-305
    In this study, the mechanical properties of self-compacting lightweight green concrete were investigated by replacing copper slag as part of cement. Due to the positive effect of microsilica in this concrete, in order to reduce the grade of cement in self-compacting lightweight green concrete, a basic design without copper and microsilica slag and 7 mixed designs with 0, 5, 10, 15, 20, 25 and 30% copper slag It was provided with 10% microsilica. In order to study the properties of fresh concrete, experiments were performed on slump flow, T50, V funnel and J-ring. Also, compressive, tensile and bending strength tests were performed on hardened concrete at different ages of 7, 28 and 90 days. . Finally, microsilica has been shown to reduce concrete performance and improve compressive, tensile and flexural strengths. Copper slag also increases the performance of concrete and improves its self-compacting properties, but with increasing copper slag, the specific gravity of concrete increases. Also, the optimal percentage of copper slag replacement was 15%. The optimal mix design, with its self-compacting and lightweight properties, weighed 1871 kg / m3. Also, the 28-day compressive, tensile and flexural strengths of this mix increased by about 17%, 18% and 11% compared to the control mix.
    Keywords: Lightweight concrete, Self-Compacting Concrete, Green concrete, copper slag, Self-compacting lightweight concrete
  • Hossein Amoushahi *, Mehdi Moradi Pages 306-336
    Reinforced concrete connections are one of critical points in concrete frames due to changing in concrete characteristics in high temperatures and cyclic loads. In present study the residual capacity of concrete connections was evaluated under seismic and fire loads with push-over analysis. The ABAQUS software was used for parametric study and the experimental results were used for verification of numerical study. In present study the compressive strength of concrete and the area of longitudinal reinforcement of column are considered as variable parameters. The modeled connections were loaded under seismic loads at ambient temperature, so, the temperature analysis was done to evaluate the loading capacity, ductility, stiffness and wasted energy of model under fire situation. The results show that by increasing the compressive strength of concrete from 25 to 45 MPa, the wasted energy and stiffness of connection were increase 10% and 35%, respectively, and the ductility was decreases 8%. Also, with increasing the area of longitudinal reinforcement of column from 1% to 8%, the wasted energy and stiffness of connection were increase 190% and 50%, respectively, and the ductility was decreases 290%. The connections were stable up to 200℃, but, the lateral resistance, ductility and stiffness of connections decrease 55%,60% and 60%, respectively, at 600℃ and 80%, 80% and 340%, respectively, at 1000℃.
    Keywords: Reinforced concrete connections (RCC), Fire, earthquake, Lateral load, Load Capacity
  • Shadi Eslami, Reza Rahimnia *, Milad Khanjari Miane Pages 337-352
    In historical structures, vulnerability and probable behavior of structures against stresses are very effective in Restoration action. For this reason, a correct diagnosis will be necessary for the correct conservation process for action. Attention to valuable aspects as well as accuracy in using non-destructive tests for detection in historic buildings is considered an essential issue. With this need, this paper introduces the experience of using software analysis along with field surveys in the Samiran Small Tower (Borj-e Koochak Semiran) as a Method approach for vulnerability and structural behavior analysis. The study tries to answer the question, "Given the field study and software analysis, what are the proposed preventive conservation actions for the small Samiran Tower to reduce damage?"General approach in this study is descriptive-analytical and the data collection method is shaped by library, field, and experimental studies. The analysis process has also been carried out by software with field surveys. After field investigations and determination of required parameters, and Material properties, the analysis was performed with Ansys 2018 software. Finally, according to the results of the analysis, proposed conservation action by creating a protective belt for the upper part and general actions for the other cases are presented.
    Keywords: Preventive Conservation, Structural behaviour, seismic analysis, vulnerability, Samiran Small Tower (Borj-e Koochak Semiran)