فهرست مطالب

مهندسی عمران شریف - سال سی و نهم شماره 4 (زمستان 1402)

مجله مهندسی عمران شریف
سال سی و نهم شماره 4 (زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/27
  • تعداد عناوین: 12
|
  • پیام طریقی، محمدعلی کافی*، رضا وهدانی صفحات 3-17
    در قاب های خمشی بدلیل تشکیل مفاصل پلاستیک در تیرها، تعمیر سازه ها پس از وقوع زلزله نیازمند صرف هزینه های گزاف و زمان زیادی خواهد بود و در برخی موارد نیاز است تا سازه تخریب گردد. در این راستا اتصالاتی تحت عنوان اتصالات با قابلیت تعویض پذیری مطرح گردیدند. در این مطالعه به بررسی آزمایشگاهی 4 نمونه با مقیاس کامل از یک اتصال گیردار با قابلیت تعویض پذیری تحت بارگذاری چرخه ای پرداخته شده است. نتایج مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که در اتصال پیشنهادی مفصل پلاستیک در ورق های فیوز تشکیل شده و قابلیت تعویض پذیری برای آن وجود داشته است. با این وجود کمانش زود هنگام ورق های فیوز بال تیر موجب از دست رفتن 22 درصد از ظرفیت خمشی طراحی فیوز شده است. از طرفی سختی اتصال با تعویض ورق های فیوز با کاهش 8/61 درصدی همراه بوده است. همچنین نتایج نشان داد با فراتر رفتن از حد در نظر گرفته شده در آیین نامه های طراحی، تعویض پذیری اتصال امکان پذیر بوده و عملکرد آن بهبود یافته است.
    کلیدواژگان: اتصالات گیردار، قابلیت تعویض پذیری، فیوز، بارگذاری چرخه ای، اتصالات از پیش تایید شده
  • محمدسعید رمضانی، علی کمک پناه* صفحات 19-29

    طراحی لرزه ای دیوارهای خاک مسلح غالبا بر مبنای تحلیل های مبتنی بر رویکرد شبه استاتیک انجام می شود. در این رویکرد، انتخاب مناسب پارامتر ضریب شتاب لرزه ای افقی (K_{h})نقش مهمی را در میزان دقت نتایج ایفا می کند. اکثر روش های ارائه شده برای محاسبه ضریب شتاب لرزه ای مبتنی بر فرضیات تئوری هستند و تا کنون روشی بر پایه پژوهش های آزمایشگاهی برای محاسبه و یا صحت سنجی این پارامتر مهم ارائه نشده است. در این پژوهش، ابتدا رفتار لرزه ای سیستم دیوار خاک مسلح پلیمری در مجاورت ساختگاه سنگی با استفاده از نتایج آزمایش میز لرزان مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله بعد، با استفاده از دستگاه آزمایش فشار از پشت که در آزمایشگاه ژئوتکنیک دانشگاه تربیت مدرس طراحی و ساخته شده است، بار افقی افزون شبه استاتیک به گوه گسیختگی لرزه ای مدل های فیزیکی دیوار خاک مسلح پلیمری در مجاورت ساختگاه سنگی وارد شده است و بر این اساس، نمودارهای سختی سیستم در برابر جابه جایی ترسیم می شود. از تلفیق نتایج دو آزمایش فشار از پشت و میز لرزان، منحنی های ضریب شتاب لرزه ای برای سطوح تغییر مکان مختلف ارائه شده است. مقایسه نتایج این مطالعه با روابط پژوهشگران پیشین و توصیه آیین نامه آشتو نشان می دهد که در شرایط تغییر مکان مجاز محدود، مقدار ضریب شتاب لرزه ای بر مبنای روش پیشنهادی، نسبت به توصیه آیین نامه آشتو، کمتر محاسبه می شود و در شرایطی که سیستم اجازه تغییر مکان کافی داشته باشد، مقدار ضریب شتاب لرزه ای بر مبنای روش پیشنهادی تقریبا معادل پیشنهاد آیین نامه محاسبه می شود.

    کلیدواژگان: تحلیل فشار از پشت، دیوار خاک مسلح، ساختگاه سنگی، ضریب شتاب لرزه ای، مدل فیزیکی میز لرزان
  • مجید حسینی معتمد، علی کمک پناه* صفحات 31-41

    در این تحقیق، به بررسی آزمایشگاهی اندرکنش اینرسی سازه خاک شمع در سازه های لاغر واقع بر شالوده مرکب با تاکید بر مفهوم طراحی بر اساس عملکرد پرداخته شده است. بیشتر مطالعات انجام شده بر اساس عملکرد، معطوف به پی سطحی بوده است. در این نوع شالوده ها، حرکت گهواره ای شالوده سطحی به عنوان منبع اتلاف انرژی عمل کرده و از روسازه محافظت می کند. با این حال، توجه کمتری به شالوده سطحی ترکیب شده با شمع شده است. هدف پژوهش حاضر، بررسی رفتار گهواره ای شالوده های مرکب به عنوان شالوده سازه های لاغر مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، با انجام یک سری آزمایش های ارتعاش اجباری بر روی مدل های فیزیکی کوچک مقیاس، تاثیر برخی ویژگی های شالوده مرکب مانند آرایش شمع ها و طول نسبی شمع ها بر پاسخ سازه بررسی شده است. نتایج نشان داد که در صورت بروز رفتار غیرخطی شالوده، می توان از مزایای آن شامل کاهش جابه جایی نسبی (دریفت) سازه حین بارهای دینامیکی بهره برد. بر همین اساس، رفتار دینامیکی مدل ها به دو فاز جداگانه تقسیم شده است. نتایج حاصل شده بیانگر موثر بودن مشخصات شالوده مرکب شامل آرایش شمع ها و طول شمع ها، بر پاسخ دینامیکی سازه می باشد. متمرکز شدن چیدمان شمع ها، رفتار دورانی شالوده را تغییر می دهد و به دنبال آن، تقاضای دینامیکی و دریفت روسازه را کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: ارتعاش اجباری، اندرکنش خاک شمع سازه، پاسخ غیرخطی، شالوده مرکب، طراحی بر اساس عملکرد
  • صالحه کامیاب، امیررضا ممدوحی* صفحات 43-51

    مطالعات پیشین خودروی خودران)خ خ(، بر رد یا پذیرش این فناوری توسط کاربران بزرگسال متمرکز است؛ در حالی که خ خ یک گزینه ی جذاب برای سفر تحصیلی دانش آموزان است. مطالعات اندک در این زمینه بر نیاز به انجام آن تاکید می کند، اما در مطالعه ی حاضر برخلاف مطالعات پیشین، با استفاده از مدل سازی ریاضی به بررسی عوامل موثر در رفتار والدینی پرداخته شده است که قادر به اتخاذ تصمیم در این خصوص نیستند. پس از بارگذاری لینک پرسش نامه در گروه های آموزشی مدارس منتخب با والدین و دریافت 1435 پاسخ مشخص شد درصد بالایی از والدین (29\٪) نتوانسته اند درباره ی استفاده یا عدم استفاده ی فرزندشان از خودروی خودران نظر بدهند. مدل انتخاب گسسته ی لوجیت دوگانه(درصد برآورد صحیح 1/77 و ضریب خوبی برازش 4/0) نشان می دهد ویژگی های رفتاری و سابقه ی تصادف والدین در تصمیم ایشان موثر بوده است. والدین دارای سابقه ی تصادف فوتی در بستگان نزدیک و ارزیابی احساس نگرانی زیاد از شیوه ی خودران و احتمال تصادف زیاد در حمل ونقل عمومی، از جمله والدینی هستند که نتوانسته اند در خصوص رد یا پذیرش فناوری مذکور تصمیم بگیرند.

    کلیدواژگان: خودروی خودران، سفر تحصیلی، مدل لوجیت دوتایی، سیاست گذاری، تقاضا
  • سید مهدی حسینیان*، علی صبوری قوچان عتیق، مهران کریمی پور صفحات 53-64

    صنعت ساخت ایران دارای تجربه غنی در ساخت بومی است که با شرایط اقلیمی ایران سازگار و در راستای ساخت پایدار است. متاسفانه، ساخت بومی در حال فراموشی و ساخت نوین جایگزین آن شده است. با توجه به کمبود منابع آبی در ایران، ارائه راهکارهایی برای کاهش مصرف آب از اهمیت بالایی برخوردار است. با این حال، ردپای آب ساختمان های بومی در مطالعات گذشته بررسی نشده است. این تحقیق، با جمع آوری داده های مورد نیاز از جمله 11 کارخانه مصالح و 34 ساختمان بومی (سنگی، چوبی، خشتی و آجری)، تحلیلی از ردپای آب خاکستری و آبی ساخت ساختمان های بومی در ایران با تاکید بر مناطق مختلف آب وهوایی ارائه می دهد و نتایج با ساختمان های نوین)بتنی و فولادی(مقایسه می شوند. ردپای آب آبی و خاکستری احداث ساختمان ها با استفاده از روش شبکه ردپای آب و ارزیابی چرخه حیات محاسبه می شوند. نتایج نشان می دهند که ساخت بومی الگویی مناسب برای کاهش مصرف آب و کاهش آلودگی آن است.

    کلیدواژگان: ارزیابی چرخه حیات، ردپای آب آبی، ردپای آب خاکستری، سازه های بومی
  • رضا ایرانی، مجید یزدان دوست، محمودرضا شاهوردی* صفحات 65-74

    در این مطالعه، تاثیر شیرابه زباله بر مدول برشی و نسبت میرایی سه نوع خاک رس مختلف تحت فشارهای مختلف سربار مورد ارزیابی شد. برای این منظور، پس از تجزیه و تحلیل شیرابه نمونه گیری شده از مدفن زباله البرز قم، نمونه های خاک با سه درصد وزنی مختلف شیرابه ترکیب و تحت آزمایش برش ساده دینامیکی قرار گرفتند. از میکروسکوپ الکترونیکی نیز برای بررسی اثر شیرابه بر بافت خاک استفاده شد. بر اساس حلقه های هیسترزیس به دست آمده از آزمایش های برش ساده دینامیکی، مشخص شد که آلودگی و افزایش آن سبب افزایش مدول برشی و کاهش نسبت میرایی می شود. این افزایش و کاهش، تحت تاثیر نوع خاک بوده و در خاک هایی با دامنه خمیری کمتر، برجسته تر است. همچنین، مشاهده شد که بیشترین تاثیر شیرابه بر بهبود مدول برشی خاک در سطوح کمتری از آلودگی نمایان می شود. افزایش تاثیرپذیری مدول برشی و نسبت میرایی خاک رس از سربار به عنوان یکی از اثرات آلودگی خاک به شیرابه شناسایی شد. این افزایش تاثیرپذیری در رس هایی با دامنه خمیری بالا مشهودتر بود.

    کلیدواژگان: خاک رس، شیرابه زباله، مدول برشی، نسبت میرایی
  • رضا اسماعیل زاده شهری، ساسان عشقی* صفحات 75-87

    استفاده از تحلیل تاریخچه ی زمانی غیرخطی (N T H A) در ارزیابی لرزه ای سازه ها فرایندی پیچیده و سخت گیرانه است. تحلیل استاتیکی غیرخطی)بار افزون(می تواند در ساده سازی فرایند اخیر کمک کند. پژوهش حاضر قصد دارد با استفاده از تحلیل بارافزون و بر اساس نظریه ی توازن انرژی، یک روش ارزیابی لرزه ای را توسعه دهد. در روش پیشنهادی، با استفاده از منحنی بار افزون حاصل از اعمال بارگذاری جانبی متناسب با هر مد، منحنی ظرفیت انرژی سازه محاسبه شده است. سپس با محاسبه ی منحنی تقاضای انرژی و روی هم انداختن دو منحنی اخیر، پاسخ های نهایی سازه به دست می آید. این روش می تواند با در نظر گرفتن آثار مدهای بالاتر، پاسخ های غیرخطی ساختمان های میان مرتبه را با عملیات محاسباتی بسیار کمتر از N T H A تخمین بزند. از مزیت های روش اخیر می توان به محاسبه ی ظرفیت انرژی با استفاده ی مستقیم از منحنی ظرفیت سازه ی چند درجه آزادی و محاسبه ی تقاضای انرژی سازه بر اساس طیف میانگین شتاب نگاشت های زلزله متناسب با هر سطح خطر دلخواه به جای به کارگیری جداگانه ی طیف شتاب نگاشت های زلزله ی متعدد اشاره کرد. به منظور ارزیابی دقت روش پیشنهادی، سه ساختمان 4، 8 و 9 طبقه ی فولادی انتخاب و در نرم افزار اپنسیس (O p e n S E E S) مدل شده است. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با میانگین نتایج روش N T H A، قادر است پاسخ های سازه را با دقت قابل قبول تخمین بزند. علاوه بر این، روش پیشنهادی باعث کاهش قابل ملاحظه ی میزان خطا نسبت به روش M P A شده است.

    کلیدواژگان: ارزیابی لرزه ای، تحلیل بارافزون، روش انرژی، آثار مدهای بالاتر، قاب های فولادی
  • وحید رازقی، مژده زرگران*، علی نیکخو، نادر خواجه احمد عطاری، نرگس آزادوار صفحات 89-99

    عامل اصلی آسیب و خرابی دیوارها در هنگام زلزله، ناپایداری و فروریزش آن تحت اثر توام جابه جایی درون صفحه دیوار تحت اثر جابه جایی نسبی طبقات و نیروی لرزه ای خارج از صفحه وارده به دیوار می باشد. در اغلب تحقیقات صورت گرفته، هر یک از بارگذاری درون صفحه ای و خارج از صفحه به صورت جداگانه بررسی شده اند یا اثر اندرکنش بین این بارها به صورت غیر مستقیم مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق، رفتار دیوار غیر سازه ای تحت اثر توام جابه جایی درون صفحه ای و بار برون صفحه ای مورد مطالعه قرار گرفته است و تاثیر مسلح سازی دیوارهای غیر سازه ای جداسازی شده از قاب سازه ای با استفاده از ملات مسلح شده به شبکه الیاف و میلگرد بستر بررسی شده است. به این منظور، سه نمونه دیوار جداسازی شده از بلوک لیکا ساخته شد. نمونه های مسلح شده با دو روش استفاده از میلگرد بستر و استفاده از مش الیافی با مقیاس 1 به 1 تحت بار توامان چرخه ای درون صفحه ای و بار ثابت برون صفحه ای ارزیابی شده و با دیوار شاهد غیر مسلح مقایسه شد. نتایج حاصل از این آزمایشات نشان داد که نمونه دیوار غیر سازه ای غیر مسلح تحت بار خارج از صفحه زلزله در تغییر مکان نسبی کم داخل صفحه دچار خرابی و ریزش شد. از طرفی، دیوار غیر سازه ای مسلح شده با استفاده از ملات مسلح شده به شبکه الیاف افزایش 15 و 54 درصدی در تغییر مکان نسبی مربوط به کاهش مقاومت دیوار و حداکثر نیروی داخل صفحه نسبت به دیوار غیر سازه ای مسلح شده با میلگرد بستر نشان داد.

    کلیدواژگان: دیوار بنایی، رفتار لرزه ای، ملات مسلح شده به شبکه الیاف، میلگرد بستر، TRC
  • علی احمدیان*، شبنم صالحی، روزبه نقشینه صفحات 101-109

    درک معماری به عنوان اکولوژی سیستم های تعاملی، گرایش های ثابت و محدود گذشته را به سمت ساخت محیط هایی پویا و تطبیق پذیر با شرایط جدید تبدیل می کند. در این چارچوب، محیط در پی ساخت سناریو تعامل است تا روابط بین اجزاء را فعال کند. در پژوهش حاضر، به طراحی سیستمی پرداخته شده است که می تواند در آینده جایگزین شیوه های فعلی برنامه ریزی ساخت واحدهای ساختمانی شود. نتیجه این پژوهش، شبیه سازی یک سیستم خودمونتاژ سلولی است که می تواند در صورت لزوم تولید کند و در صورت نیاز ساختار خود را بازسازی نماید. در مدل پیشنهادی از یک سیستم کنترلی دو سطحی (میکرو و ماکرو) استفاده شده تا تعاملات بین اجزاء و محیط رشدشان از سوی دیگر به درستی و در راستای رسیدن به اهداف طرح و تعادل کل سیستم تنظیم شود. در انتها، نتایج شبیه سازی درمقیاس های مختلف با نرم افزار گرسهاپر نمایش داده شده است. با توسعه ی این مدل می توان گام مهمی در توسعه ی ماشین شبیه ساز ساخت سامانه ی خودمونتاژ سلولی بر اساس پیکربندی های متوالی و پر تعداد برداشت.

    کلیدواژگان: اکولوژی های تطبیق پذیر، انتشار تجمعی محدود، خودمونتاژی، ساخت برگشت پذیر، معماری زنده
  • علی نیکخو*، المیرا شمشکی، حسین کارگر صفحات 111-121

    از کاربردی ترین روش های شناسایی پارامترهای مودال می توان به روش های شناسایی زیر فضای تصادفی و تجزیه حوزه فرکانسی اشاره کرد. با این حال، دامنه کاربرد این روش ها به سیگنال های ایستا با زمان ثبت نسبتا بلند محدود می شود و در صورت مواجهه با سیگنال هایی که شرایط فوق در رابطه با آن ها صادق نیست، نتایج با خطا همراه می باشد. در این پژوهش، قابلیت اعتماد به نتایج این روش ها با تحلیل خطاهای ایجاد شده مورد ارزیابی قرار می گیرد. به همین منظور، زلزله به عنوان سیگنالی که هر دو شرط در رابطه با آن صادق نیست، به عنوان سیگنال تحریک در نظر گرفته می شود و پارامترهای مودال دو قاب تحریک شده توسط بیست رکورد زلزله جهت مقایسه با پارامترهای مودال مدل عددی به دست می آید. همچنین، با مطالعه آماری خطاهای موجود در تخمین فرکانس سازه، تابع توزیع احتمالاتی خطا و یک برآورد فاصله ای از خطا پیشنهاد می شود. نتایج مطالعه نشان داد که به طور کلی، روش شناسایی زیر فضای تصادفی نسبت به روش تجزیه حوزه فرکانسی از عملکرد بهتری برخوردار است.

    کلیدواژگان: پایش سلامت سازه، تجزیه حوزه فرکانسی، تحلیل مودال عملیاتی، شناسایی زیرفضای تصادفی
  • علیرضا خلیلی، محمود حسنلوراد*، علیرضا اردکانی صفحات 123-136

    در نوشتار حاضر، رفتار برشی ماسه ی نکا با دانه بندی یکنواخت، که با استفاده از یک مایع پلیمری به نام پی تکس تثبیت شده و با استفاده از الیاف ضایعاتی نخ تایر مسلح شده است، با انجام آزمایش های سه محوری تحت تنش های همه جانبه ی 100، 200 و 400 کیلوپاسکال بررسی شده است. درصد پلیمر به مقدار صفر تا 4\٪ و الیاف به اندازه ی 2\٪ وزن خاک خشک به آن اضافه شده اند. نمونه ها در تراکم بیشینه ساخته و در دمای 23 درجه تا 270 روز نگهداری شده اند. نتایج نشان داد که پلیمر پی تکس، پتانسیل خوبی جهت تثبیت خاک های دانه یی داشته و در اثر تثبیت، پارامترهای مقاومتی و سختی خاک تا چند برابر ارتقاء یافته است. به نحوی که افزودن 4\٪ پلیمر، باعث افزایش چسبندگی ماسه ی خالی تقریبا از صفر تا k P a 1350 برای نمونه ی بدون الیاف وk P a 900 برای نمونه با الیاف شده است. با این حال، رفتار نمونه ی تثبیت شده، ترد بوده و عموما در کرنش های کمتر از 3\٪ شکسته و بعد از نقطه ی شکست، دچار نرم شوندگی زیادی شده اند. حضور الیاف، کرنش نظیر نقطه ی شکست را کمی افزایش داده است؛ ولی به طور قابل توجهی رفتار نمونه را بعد از نقطه ی شکست انعطاف پذیرتر کرده و سبب جلوگیری از افت سریع مقاومت برشی شده است.

    کلیدواژگان: خاک ماسه یی نکا، پلیمر پی تکس، الیاف نخ تایر، آزمایش سه محوری تحکیم یافته ی زهکشی نشده
  • سعید عباسی کرافشانی، رضا پورحسینی اردکانی* صفحات 137-146

    در تحقیق حاضر اثر زلزله های حوزه نزدیک بر روی پاسخ لرزه ای یک سیستم خاک شمع مورد بررسی قرار گرفته است. اثر جهت داری پیش رونده، که در ابتدای تاریخچه زمانی سرعت حرکت زمین مشاهده می شود و انرژی زیادی را اعمال می کند، مخرب ترین اثر حرکات زمین در نزدیک گسل است. برای بررسی اثرات حوزه نزدیک، یک مدل سه بعدی که شامل خاک دولایه، لایه سست بر روی لایه متراکم، و شمع، درنظر گرفته شده است. مدل سازی با استفاده از نرم افزار D3F L A C انجام شده است. مدل رفتاری P S a n d2P که یک مدل پلاستیسیته دوسطحی حالت بحرانی است، برای مدل سازی روانگرایی خاک ماسه ای بکار گرفته شد. چهار رکورد حوزه نزدیک، ثبت شده بر روی سنگ، به مدل مورد نظر اعمال شده اند. نتایج بدست آمده نشان می دهند که پالس سرعت حوزه نزدیک اثر قابل توجهی بر روی رفتار سیستم دارد و زمینه ی تغییرمکان ناگهانی بزرگ بر روی خاک و شمع ایجاد می کنند. پالس موجود در رکورد زلزله های حوزه نزدیک، باعث شده است در مدت زمان اعمال آن ضریب فشار آب حفره ای (R u) افزایش یافته و روانگرایی در لایه ی خاک بالایی ایجاد شود.

    کلیدواژگان: اندرکنش خاک-شمع، پاسخ لرزه ای، پالس سرعت، روانگرایی، D3Flac
|
  • P. Tarighi, M. A. Kafi *, Reza Vahdani Pages 3-17
    After the Northridge earthquake, a set of prequalified connections were introduced by international design codes. Thease connections include reduced beam secrion (RBS) moment connection, bolted unstiffended and stiffended extended end-plate moment connection, bolted flange plate (BFP) moment connection, welded unreinforced flange-welded web (WUF-W) moment connection, kaiser bolted bracket (KBB) moment connection, conxtech conxl moment connection, sideplate moment connection, simpson strong tie strong frame moment connection, double tee moment connection, slottedweb (SW) moment connection. After ensuring the seismic performance of this set during earthquakes, concerns surfaced that forming plastic hinges in beam elements would result in either making repairs impossible or incredibly expensive in the event of a moderate or severe earthquake. Hence, a type of replaceable connections was introduced wherein plastic hinges would be placed in pre-determined elements. Their intuitive replaceability feature would make repairs and reutilization of the structure a much easier task. In this study, the experimental investigations of 4 full-scale samples of a replaceable rigid connection under cyclic loading were carried out. The results of the experiments demonstrated that in the proposed connection, the plastic hinge is formed in the fuse element while the beam and the column maintain their elasticity, allowing the connection to be replaced. Also, taking into account the early buckling of the fuse plates installed on the beam flanges, the moment capacity of the connection is decreased by 22 percent compared to the moment capacity of the fuse. According to the results obtained from the backbone diagrams, stiffness of the connection after replacing the fuse plates in P12 and P15 samples has decreased by 8.61% and 6.14%, respectively; this could be due to slight changes on the holes on the beam web and flanges as well as changes in the pre-tensioning forces of the bolts. Investigations have revealed that, the 20% increase in the moment capacity of the fuse (using 15 mm-steel plates instead of 12 mm in the fuse plates of the beam flanges) has increased the cumulative energy dissipation of the connection by 12%.
    Keywords: Rigid connections, replaceability, fuse, Cyclic Loading, prequalified connections
  • M. S. Ramezani, A. Komakpanah * Pages 19-29

    In some roadway projects, especially in a mountainous region, the mechanically stabilized earth walls must be constructed in front of stable features such as a rockface for a variety of reasons, including the construction of new roadways, widening of urban transportation corridors, and reduction of rockfall risk. There has been limited research into the dynamic performance of the MSE wall adjacent to the rock slope; thus, the seismic behavior of this retaining system is still poorly understood. The most common methods for seismic stability analyses of reinforced-soil retaining walls are based on pseudo-static limit-equilibrium approaches, where seismic coefficients are applied to the potential failure soil mass. In the pseudo-static method, the assignment of an appropriate lateral seismic coefficient (Kh) that would be able to simulate the seismic inertial force induced in the sliding wedge has a considerable effect on the accuracy of the analyses. Since earthquake acceleration is the main cause of the inertial force induced in the failure mass, the seismic acceleration coefficient (Kh) is determined mostly based on the peak ground acceleration at the wall base level. The seismic events are transient in nature, and the earthquake-induced forces vary in intensity during vibrations. However, in the pseudo-static method, the seismic force is applied to the failure soil mass indefinitely. Therefore, the use of peak ground acceleration could lead to over-conservative results. To overcome this limitation, the seismic coefficient is usually expressed as a fraction of the peak ground acceleration for design purposes. The value of this fraction has not been clearly defined for reinforced-earth retaining walls. Most of the proposed methods for calculating the seismic acceleration coefficient are based on theoretical assumptions, and the validation of this important parameter has not been evaluated based on an experimental approach. In this study, initially, the seismic behavior of the polymeric-strip reinforced-earth retaining walls built on the rock foundation is investigated using shaking table tests. Then, the assumptions of the pseudo-static approach are simulated by push-back pressure tests. To apply back pressure to a model wall, a special apparatus was designed and made in the Tarbiat Modares University laboratory. Finally, the horizontal seismic coefficient is estimated by comparing and adjusting the result of the shaking table and push-back pressure tests. The results presented are based on the acceptable seismic performance of the retaining wall and are compared with the previously proposed relations and AASHTO design code.

    Keywords: Reinforced-earth retaining wall, rock foundation, seismic acceleration coefficient, Shaking table test, push-back pressure test
  • M. Hosseini Motamed, A. Komakpanah * Pages 31-41

    In this research, the experimental investigation of the inertial interaction of soil-pile raft structure has been conducted for slender structures supported by the combined pile-raft foundation with emphasis on the new concept of design method (performance-based design). Most of the former studies based on this concept have focused on the surface foundation, where the surface foundation's rocking motion acts as a source of energy dissipation to protect the superstructure. Meanwhile, less attention has been paid to the surface foundation combined with piles (Combined pile-raft foundation) as an economic support system for high-rise and heavy structures. Mainly, the focus of optimizing these foundations through parametric analysis has been on variables such as pile arrangement and pile length for vertical static loading. When the heavy structures are subjected to the lateral load caused by the earthquake, the foundation experiences significant inertial moments. Thus, the nonlinear behavior of the foundation is not far from expected. The present research intends to examine the rocking behavior of combined pile-raft foundations as the foundation of slender structures. Evaluating the response of the superstructure and its possible benefit from the nonlinear behavior of the foundation is the principal goal of this research. In this regard, using experimental models, some characteristics of combined pile-raft foundations, such as the arrangement of piles and the relative length of the piles, have been investigated on the response of the superstructure. Three physical models were constructed in the laboratory. Each model contained a single degree of freedom superstructure supported by a floating pile raft foundation in sandy soil. Two characteristics were considered for evaluating pile raft characteristics: pile configuration and pile length ratio. The superstructure was identical in all three physical models. An experimental procedure based on forced vibration tests was presented to assess the dynamic response of the models at different levels of foundation nonlinearity. According to the experimental measurements, the nonlinear behavior of the foundation has a significant role in the response of the superstructure. Dynamic demand reduction as well as drift reduction are the two most important factors that benefit the superstructure from foundation nonlinearity. Accordingly, the dynamic behavior of the models is divided into two individual phases. Also, comparing the results of the models showed that the arrangement of piles and the relative length of the piles in the combined pile-raft foundation have a significant impact on superstructure response.

    Keywords: Soil-pile-structure interaction, performance-based design, Pile-raft foundation, nonlinear response, Forced vibration
  • S. Kamyab, A. R. Mamdoohi * Pages 43-51

    Autonomous vehicles are a proper option for children's school trips due to their high potential. Parents are the main decision-makers in choosing their children's school trip mode, and it is essential for policymakers to be aware of their behavior and willingness, especially when technology is not yet available to the public. Previous studies of self-driving cars (SAVs) have focused on the rejection or acceptance of this technology by adult users, while SAVs are an attractive option for students' educational trips. Few studies in this field emphasize the need to do it, but in the current study, unlike previous studies, the factors affecting the behavior of parents who are unable to make a decision in this regard have been investigated using mathematical modeling. The virtual link of the current study questionnaire (in six sections) was uploaded by the school principals in the educational groups of the selected schools with the parents after experimental questioning and correction. Data analysis shows that almost a high percentage of parents (29%) have not been able to give a definite opinion about whether or not their child uses autonomous vehicles. In this article (for the first time), the factors affecting the inability of parents to make decisions are studied. The binary logit model on the May 2021 questionnaire of parents of fourth to ninth-grade students in Kerman schools (1435 cases) has a correct estimation percentage of 77.1 and a good fit coefficient equal to 0.4. The estimated model shows that the behavioral characteristics and accidental history of parents influence their decisions. In the case of Kerman, parents who have a history of fatal accidents in close relatives and who have a high level of concern about the way they drive and the possibility of a high-traffic accident in public transportation have not been able to decide whether to reject or accept this technology.

    Keywords: Autonomous vehicle, School trip, Binary logit model, Policy Making, demand
  • S. Mahdi Hosseinian *, A. G. A. Sabouri, M. Karimipoor Pages 53-64

    Traditional patterns could be an effective solution for water consumption and pollution-related problems in the construction industry. However, the water footprint of traditional buildings in Iran has not been investigated. Iran has rich experience in constructing traditional buildings. This paper presents a comprehensive analysis of the grey and blue water footprints of the construction of traditional buildings in Iran with emphasis on different climate zones. The results are compared with modern buildings (concrete and steel). High-quality data related to 11 materials factories and 34 traditional buildings (stone, wood, clay, and brick) are presented. Blue and grey water footprints of building materialization are calculated using the water footprint network and life cycle assessment methods. The focus is on the structures of buildings. The grey and blue water footprints of modern structures are 327 times and 1.5 times larger than the grey and blue water footprints of traditional structures, respectively. Steel and cement production are influential parameters in the greywater footprint of modern structures. Employee meals have the greatest impact on the water footprint of traditional structures. The blue water footprint dominates the water footprint of traditional structures, which is 2.26 times larger than the greywater footprint. Stone structures have a blue water footprint of 0.85 m3/m2, which is dominated by the blue water footprint of employees' food (38.82%) at construction sites. They have a smaller blue water footprint than adobe and brick structures (1.41 - 1.42 m3/m2) and are close to the water footprint of wooden structures. The water footprint of brick structures is mainly influenced by the energy used (57.04%) for brick production. On the other hand, the greywater footprint dominates the blue water footprint of modern structures, which is 99.61 times larger than the blue water footprint. Steel structures have a blue water footprint of 1.86 m3/m2 and a greywater footprint of 208 m3/m2, the main pollutant of which is cadmium. Concrete structures have a blue water footprint of 1.60 m3/m2 and a greywater footprint of 137 m3/m2, with mercury as the main pollutant. From the water footprint viewpoint, it is better to use concrete structures than steel structures if both have suitable properties for the conditions they are used in. According to the results, the non-use of traditional buildings leads to an increase in water consumption and pollution.

    Keywords: Blue water footprint, Greywater footprint, Traditional structures, Life Cycle Assessment
  • R. Irani, M. Yazdandoust, Mahmoudreza Shahverdi * Pages 65-74

    Leachate is a hazardous liquid that leads to numerous environmental problems. Soil pollution is one of the most important of these problems caused by poor leachate management facilities and limited land availability. Studies show that soil characteristics change during contamination, and these changes are a function of the type of soil and leachate. Therefore, it is necessary to evaluate the static and dynamic behavior of soils after contamination with leachate. Despite the importance of this issue, studies in this field are limited only to static behavior, and the effect of leachate on the dynamic behavior of soils remains almost unknown. Hence, an experimental effort has been made in this study to evaluate the effect of waste leachate sampled from the Alborz landfill on the dynamic parameters of three different clays under different overburden pressures (6.29, 18.88, and 31.47 kPa). For this purpose, the amount and type of heavy metals in the leachate were first determined using an inductively coupled plasma (ICP) spectrometer. Then, cylindrical soil samples were prepared in three different leachate contents (0%, 6%, and 12.5%) and subjected to a simple dynamic shear test. Moreover, the samples were photographed using an SEM microscope to investigate the effect of leachate on the soil texture. Based on the hysteresis loops obtained from simple shear tests and, subsequently, amounts of shear modulus (G) and damping ratio (D) calculated from them, it was found that pollution and its increase cause an increase in the shear modulus and a decrease in the damping ratio so that the growth of the shear modulus and the decrease in the damping ratio are affected by the type of soil and are more pronounced in soils with a lower paste range. It was also observed that the greatest effect of leachate on improving the shear modulus of the soil can be seen at lower levels of pollution. The increase in the influence of shear modulus and damping ratio of clay from overburden pressure was identified as one of the effects of soil contamination with leachate, which was more evident in clays with high paste range.

    Keywords: waste leachate, shear modulus, damping ratio, Clay
  • R. Esmailzadeh Shahri, S. Eshghi * Pages 75-87

    Nonlinear Time History Analysis (NTHA) contains a complex and rigorous process for structural seismic evaluation. Nonlinear static (Pushover) analysis can simplify this process. This paper aims to develop an energy-based seismic assessment methodology using pushover analysis. This methodology can estimate the response of mid-rise buildings with much fewer computational operations than NTHA and consider higher mode effects. Other advantages of the proposed procedure include using the capacity curve of Multiple Degrees Of Freedom (MDOF) systems directly instead of the Equivalent Single Degree Of Freedom (ESDOF) and computing the energy demand of the structure based on the mean spectrum corresponding to the desired hazard level instead of the various earthquake record spectrums. The proposed methodology converts the pushover capacity curve to the energy capacity curve for each mode, and the energy demand curve is superimposed on it. The intersection of these two curves is considered the target response. NTHA and Modal Pushover Analysis (MPA) are employed to validate and compare the proposed methodology with other ones. Also, 4, 8, and 9-story steel moment frame buildings are selected, modeled, and analyzed using OpenSEES software. The results show that the proposed methodology can estimate the responses of the building with reasonable accuracy compared to the mean results of the NTHA. Also, the proposed method significantly reduces the error of the responses compared to the MPA. Nevertheless, it can be concluded that the proposed energy-based methodology can be a simple, efficient, and rapid alternative for NTHA.

    Keywords: Seismic Evaluation, pushover analysis, Energy-based Methodology, higher mode effects, Steel frames
  • V. Razeghi, M. Zargaran *, A. Nikkhoo, N. Attari, Narges Azadvar Pages 89-99

    One of the main damages of the nonstructural masonry walls during an earthquake is its instability and collapse on the combination of deformation at the in-plain direction caused by lateral inter-story drift of structures and out-of-plane inertial forces applied to the wall because of earthquake acceleration. In most of the researches, only one of these actions was investigated, or their interactions were not directly investigated.
    In this research, a combination of in-plane and out-of-plane loadings was carried out, and the effect of reinforcing on the nonstructural walls by using fiber mesh reinforced mortar and bed joint rebar has been investigated.
    For this purpose, three wall specimens with scale of 1 to 1 were made of Leca blocks. Walls were subjected to a combination of in-plane cyclic loading and out-of-plane loading. The results showed that nonstructural walls, without reinforcement, failed under out-of-plain force in low in-plain drift, and the test process was stopped. On the other hand, strengthening the nonstructural wall with fiber mesh reinforced concrete caused an increase of 15% and 54% in the drift ratio related to the reduction of the wall resistance and the maximum in-plane force compared to the nonstructural wall, which was strengthened with bed joint reinforcement.

    Keywords: : Masonry wall, TRC, Textile Reinforced Mortar, Bed joint reinforcement, Hysteresis behavior
  • A. Ahmadian *, Shabnam Salehi, R. Naghshineh Pages 101-109

    The understanding of architecture as an ecology of interactive systems moves past limitations and restricted tendencies toward spatial environments that are adaptive, perceptual, and behavioral. In this framework, the environment seeks to build interaction scenarios to activate relationships between components. In this case, architecture moves away from well-known models that always lead to disciplined responses and toward understanding adaptive ecologies that include active particles for communication and exploration. The current research investigated and discussed the design of a system that can replace the current methods of planning the construction of infrastructure units in the future. The result is the simulation of a cellular self-assembly system that can produce and rebuild its structure when needed. Therefore, there is a revolution in construction and a complete revision of architectural standards and construction planning, disremembering demolitions and laborious construction costs. This study aims to explore the function of quorum sensing, a mechanism of intra-species communication that serves as the central regulatory system in the formation and concurrent response to environmental changes. The algorithmic design features of the system's constituent units were also examined. During the assembly process, extracellular matrices act as the milieu in which individual cells interact with one another and the desired environment as constructed building blocks. This allows for parallel assembly and error correction at a general level, both automatically, and has significant implications for the field. The proposed model uses a two-level control system (micro-macro) to ensure that the interactions among the components, on the one hand, and between the components and their environment, on the other hand, are in line with the objectives of the plan and the balance of the whole system. This two-level approach primarily follows a bottom-up process at the scale of the interaction of its constituent particles and subsequently utilizes a top-down process during the overall regulation of the system through the extracellular matrix. Ultimately, the simulation results obtained using Grasshopper3d software were shown in three scales: small (chair), medium (shelter), and large. This approach has been demonstrated to be effective in previous research and offers a promising framework for further investigation in this field. This research can take essential steps in developing simulator machines to build a construction self-assembly system based on sequential configurations and numbers.

    Keywords: Adaptive Ecologies, Self-assembly, Living Architecture, Diffusion Limited Aggregation, Reversible Fabrication
  • A. Nikkhoo *, E. Shemshaki, H. Karegar Pages 111-121

    One of the most common methods of identifying modal parameters in the field of operational modal testing is the method of identifying sub-random space and frequency domain analysis. Unfortunately, the scope of these methods' application is limited to static signals with a long pick-up time, and if the above conditions are violated, the results will be erroneous; This is in the context that the above two conditions are not met regarding the earthquake signal, and so far the reliability of these methods and their error rate in the face of this group of signals have not been studied. In this regard, in this study, the performance of these methods in earthquake conditions (both conditions are violated) is studied.
    For this purpose, an numerical model of two two-dimensional frames with different heights (five and ten floors) is created and stimulated by using 20 earthquake records in the near and far fields. Using the obtained results and comparing them with the results of the numerical model, the error values for the modal parameters are obtained; Also, with the statistical study of the errors in the estimation of the frequency of the structure, the probability distribution function of the error and an estimate of the distance of the error are suggested .The results of the study showed that (a) the method of identifying random subspace has a better performance than the method of frequency domain analysis; (B) The random subspace detection method is not able to detect the first modes and is proposed to identify higher modes; (C) the efficiency of the frequency domain decomposition method decreases with increasing structural height; (D) By optimizing and locating the sensors, the performance of the frequency domain analysis method is dramatically improved. However, in the random subspace detection method, the detectability increases with the number of sensors.

    Keywords: Operational modal analysis, frequency domain analysis, identification of random subspace, structural health monitoring
  • A.R. Khalili, M. Hassanlourad *, A.R. Ardakani Pages 123-136

    Three-dimensional analyses are conducted to study the effects of ground motion and the presence of velocity pulse on the pile responses in liquefiable soils. Liquefaction of soils is an important issue in geotechnical engineering. Soil liquefaction occurs when saturated or partially saturated soil substantially loses strength and stiffness in response to applied stress, such as shaking during an earthquake or other sudden changes in stress conditions. The forward directivity effect, which includes a large velocity pulse at the beginning of the velocity time history of the ground motion and contains most of the seismic energy from the rupture, is the most damaging phenomenon observed in near-field ground motions. To investigate the effect of near-field ground motions on the seismic response of a soil-pile system, a three-dimensional model consisting of the two-layered soil and the pile is constructed. Modeling is conducted by using the FLAC 3D software. The P2PSand model is applied for the modeling of sandy soil. P2PSand model refers to a Practical TWO-surface Plastic SAND constitutive model for general 3D geotechnical earthquake engineering applications aimed at capturing essential soil dynamic characteristics. The model is a modified extension of the fabric-dilatancy-related sand plasticity DM04 model developed by Dafalias and Manzari. The Dafalias-Manzari two-surface model (DM04) is a critical-state compatible and state parameter-related plasticity model developed in the framework of Bounding Surface theory, which has been widely implemented and studied. Dynamic analyses are conducted for the soil-pile system under the excitations of four selected ground-motion suites that were recorded on the rock. The results show that near-field velocity pulses have a considerable effect on the behavior of the system and cause sudden large displacement demands on the piles and soil. The pulse in the record of near-field ground motion has caused the pore water pressure coefficient (Ru) to increase and liquefaction in the upper soil layer.

    Keywords: Liquefaction, FLAC 3D, seismic response, soil-pile interaction, Pulse-like ground motion
  • S. Abbasi Karafshani, R. Pourhoseini Ardakani * Pages 137-146

    Three-dimensional analyses are conducted to study the effects of ground motion and the presence of velocity pulse on the pile responses in liquefiable soils. Liquefaction of soils is an important issue in geotechnical engineering. Soil liquefaction occurs when saturated or partially saturated soil substantially loses strength and stiffness in response to applied stress, such as shaking during an earthquake or other sudden changes in stress conditions. The forward directivity effect, which includes a large velocity pulse at the beginning of the velocity time history of the ground motion and contains most of the seismic energy from the rupture, is the most damaging phenomenon observed in near-field ground motions. To investigate the effect of near-field ground motions on the seismic response of a soil-pile system, a three-dimensional model consisting of the two-layered soil and the pile is constructed. Modeling is conducted by using the FLAC 3D software. The P2PSand model is applied for the modeling of sandy soil. P2PSand model refers to a Practical TWO-surface Plastic SAND constitutive model for general 3D geotechnical earthquake engineering applications aimed at capturing essential soil dynamic characteristics. The model is a modified extension of the fabric-dilatancy-related sand plasticity DM04 model developed by Dafalias and Manzari. The Dafalias-Manzari two-surface model (DM04) is a critical-state compatible and state parameter-related plasticity model developed in the framework of Bounding Surface theory, which has been widely implemented and studied. Dynamic analyses are conducted for the soil-pile system under the excitations of four selected ground-motion suites that were recorded on the rock. The results show that near-field velocity pulses have a considerable effect on the behavior of the system and cause sudden large displacement demands on the piles and soil. The pulse in the record of near-field ground motion has caused the pore water pressure coefficient (Ru) to increase and liquefaction in the upper soil layer.

    Keywords: Liquefaction, FLAC 3D, seismic response, soil-pile interaction, Pulse-like ground motion