به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب محمدرضا اصفهانی

  • مریم ملکوتی، محمدرضا اصفهانی*
    از مهمترین دلایل ایجاد ضعف در سازههای بتن مسلح، خوردگی میلگرد میباشد. چنانچه روند خوردگی میلگردها ادامه پیدا کند و تمهیداتی برای مقابله در نظر گرفته نشود ممکن است باعث کاهش ظرفیت باربری عضو و یا حتی نابودی کامل آن گردد، پس در شرایط خوردگی باید سازه با استفاده از روشهای مختلف تقویت و ترمیم شود. به دلیل دوام مواد FRP در محیطهای خورنده، استفاده از این مواد جهت تقویت و بهسازی المانهای آسیبدیده بتنی در برابر خوردگی کاربرد دارد. در این پژوهش اثر ورقهای تقویتی CFRP بر رفتار خمشی تیرهای بتنمسلح فولادی در مجاورت رطوبت و شرایط خوردگی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. به این منظور ابتدا تعداد 10 تیر بتن مسلح با ابعاد مقطع 200×150 میلیمتر و به طول 1400 میلیمتر ساخته شد. یکی از نمونهها به عنوان نمونهی شاهد در نظر گرفته شد و سایر نمونهها تا رسیدن به 5، 10 و 15 درصد خوردگی تحت فرآیند خوردگی قرار گرفتند. مقایسهی نتایج به دست آمده از آزمایشات نشان داد، خوردگی میلگردهای طولی بر رفتار خمشی تیرهای بتن مسلح اثر میگذارد و با افزایش میزان خوردگی، ظرفیت باربری نمونهها کاهش پیدا میکند. تیرهای دارای خوردگی زمانی که با ورقهای CFRP تقویت شدند تا 35 درصد افزایش ظرفیت باربری نسبت به نمونههای با درصد خوردگی مشابه و فاقد تقویت از خود نشان دادند.مقایسهی نمونههای قرار گرفته در معرض خوردگی مجدد نیز نشان میدهد تقویت با ورق CFRP به نحو موثری از خوردگی بیشتر میلگردها جلوگیری کرده است و سبب جلوگیری از خوردگی به میزان 9/26 درصد در برخی از نمونهها شده است.
    کلید واژگان: تیر بتن مسلح تقویت شده, خوردگی میلگرد طولی, خوردگی تسریع شده, ورق های CFRP}
    Maryam Malakouti, Mohammad Reza Esfahani *
    Corrosion of rebars is one of the most important problems in reinforced concrete structures. It may reduce the load capacity or cause failure of structural members. When corrosion occurs, the structure member can be strengthened/repaired using different methods. Due to the durability of FRP (Fiber Reinforced Polymer) materials in corrosive environments, these materials can be used to strengthen/repair the damaged reinforced concrete members against corrosion.In this study, the effect of Carbon FRP sheets on the flexural behavior of steel reinforced concrete beams in moisture and corrosion conditions is studied. For this purpose, ten reinforced concrete beam specimens with the cross-sectional dimensions of 150 x 200 mm and a length of 1400 mm were made. One specimen was considered as the control specimen without strengthening, and other specimens were subjected under accelerated corrosion conditions with different corrosion rates of 5, 10, and 15 percent. A comparison of the experimental results showed that the corrosion of longitudinal rebars affects the flexural behavior of reinforced concrete specimens. With increasing corrosion, the load capacity of the specimens decreased. Strengthening of the corroded specimens with CFRP sheets increased the load capacity of the corroded specimens up to 35% compared to the un-strengthened specimen. The results of specimens exposed to re-corrosion condition after strengthening showed that the strengthening of specimens by CFRP sheets effectively reduced further corrosion up to 26.9%.
    Keywords: Reinforced concrete beam, corrosion of longitudinal rebars, Accelerated corrosion, CFRP sheets}
  • محمدرضا اصفهانی*، محمد امیری
    در این پژوهش آزمایشگاهی اثر استفاده از الیاف پلی پروپیلن (PP)، غبار کوره ذوب آهن، سرباره آهن مذاب، پودر سنگ معدنی، ماسه شسته طبیعی و میکروسیلیس بجای الیاف پلی وینیل الکل (PVA)، خاکستربادی و ماسه سلیس برای بهبود خواص مکانیکی و شکل پذیری مواد مرکب سیمانی مهندسی (ECC) مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور 12 طرح اختلاط متفاوت بررسی شد. سپس نمونه های فشاری و خمشی برای مخلوط ها ساخته و آزمایش شدند. مشاهده شد که استفاده همزمان از میکروسیلیس و غبار کوره ذوب آهن با ایجاد شکل پذیری و افزایش مقاومت ماده مرکب می تواند جایگزین مناسبی برای خاکستر بادی باشد. پودر سنگ معدنی در یک ترکیب مناسب می تواند جایگزین ماسه سیلیس در ترکیب ECC شود. در نسبت سیمان به مواد سیمانی برابر 1/25 بهترین عملکرد برای ECC بدست آمد. با افزایش درصد الیاف از 1 به 1/5 مقدار مقاومت خمشی 65 درصد و خیز وسط دهانه 21/7 درصد افزایش یافت و درصد بهینه الیاف PP برای شروع رفتار سخت شوندگی مقدار 1/5 درصد بدست آمد.
    کلید واژگان: مواد مرکب سیمانی مهندسی, پودر سنگ معدنی, غبار کوره ذوب آهن, میکروسیلیس, الیاف پلی پروپیلن}
    Mohammad Reza Esfahani *, Mohammad Amiri
    The aim of this study is to determine the effect of replacing polyvinyl alcohol (PVA) fibers, fly ash (FA), and silica aggregate with polypropylene (PP) fibers, ground blast furnace slag (GBFS), iron furnace dust, limestone powder (LSP), natural sand, and microsilica to improve the mechanical properties and ductility of Engineered Cementitious Composites (ECC). Twelve different mixtures of ECC were designed and prepared. For each mixture, flexural and compression specimens were made and tested. The combination of microsilica and GBFS increases the strength and ductility of the composite, making it a viable alternative to fly ash. Replacement of silica sand with LSP that contains the appropriate composition can enhance ECC. The best results were achieved in ECC when the cementitious materials ratio was 1.25. By increasing the percentage of PP fibers from 1 to 1.5, the flexural strength increased by 65 percent, the middle span deflection of the flexural specimen increased by 21.7 percent, and the optimal amount of PP fibers to initiate hardening was 1.5 percent.
    Keywords: Engineered Cementitious Composite, Limestone powder, Ground Blast Furnace Slag, polypropylene fibers, microsilica}
  • سید محمدسعید ضیاالحق، محمدرضا اصفهانی*

    در پژوهش حاضر، یک روش تحلیلی برای ارزیابی رفتار اتصال تیر به ستون بتن آرمه پس از مقاوم سازی ارایه شده است؛ که در آن، با استفاده از روابط تنش و کرنش های اصلی در ناحیه ی اتصال، انواع مختلف شکست تخمین زده شده است. در ادامه، روند کسب مقاومت و نحوه ی شکست اتصال تیر به ستون به کمک نمودارهای اندرکنش (M-N) به عنوان معیاری برای تعیین روش و مقدار تقویت ارایه شده است. در بخش آزمایشگاهی، 3 نمونه با بار محوری متغیر و 3 نمونه با بار محوری ثابت، با در نظر گرفتن روش های تقویت نصب در نزدیک سطح (NSM) با میلگردهای فولادی و روش نصب روی سطح (EBR) با CFRP، ساخته و آزمایش شدند. در انتها، روش تحلیلی پیشنهادی با نتایج نمونه های آزمایشگاهی سایر پژوهش ها و 6 نمونه ی آزمایشگاهی در پژوهش حاضر مقایسه شده است. نتایج آزمایش تایید کرد که نمونه های تقویت شده با میلگردهای فولادی، رفتار شکل پذیرتری دارند و همچنین مقایسه ی نتایج آزمایش ها با مقادیر روش تحلیلی نشان داد که روش تحلیلی پیشنهادی، به طور قابل قبولی می تواند رفتار اتصال تیر به ستون را پیش بینی کند.

    کلید واژگان: تقویت اتصال تیر به ستون بتن آرمه, بار محوری متغیر, تحلیل اتصال تیر به ستون, روش NSM}
    S.M.S M Ziaalhagh, M. R. Esfahani *

    In this study, an analytical method is developed to predict the behavior of deficient reinforced concrete beam-column joints after strengthening. Deficient joint is a joint without shear reinforcement. In this analytical method, different types of failure are estimated using principal stress-strain relationships in the joint and by determining the final capacity of beam and column. The use of relations between principal stresses in the joint accounts for the variation of the axial stress of the column in equations and joint capacities. The equations are obtained by considering the strength and deformation limit states in the joint, and a numerical method is employed to solve them. The proposed analytical method provides useful information regarding the strengthened joint capacity as well as how different types of strengthened methods work. This information can be used to select the strengthening method of the deficient joints. In the study, the calculation sequence of beam-column joints is illustrated using column axial force versus flexural capacity relationship of the joint members, employed as a criterion to determine the method and the amount of strengthening materials. In the experimental part of the study, 3 specimens with axial load variation and 3 specimens with constant axial load were conducted. The specimens were strengthened using either near-surface mounted steel reinforcement (NSM) or externally bonded reinforcement (EBR) with CFRP sheets. The experimental results indicated that the behavior of joints was significantly affected by considering the column axial force. Additionally, strengthening the joints by NSM method with steel bars rather than EBR method led to more ductile behavior. Finally, the proposed analytical method was compared with the results of the experimental specimens from other studies and 6 experimental specimens conducted in this study. Comparison of the experimental results with the values of the analytical method demonstrated that the proposed analytical method could adequately predict the behavior of beam-column joints.

    Keywords: Beam-column joint, NSM Strengthening, EBR Strengthening, axial force variation}
  • جواد سبزی، محمدرضا اصفهانی*
    این پژوهش یک مطالعه ی آزمایشگاهی بر روی خصوصیات دوغاب های پایه سیمانی حاوی مواد معدنی مختلف (غبار کوره آهن گدازی، گل قرمز، پودر مرمر و پودر شیشه) می باشد که در این دوغاب ها درصدهای مختلف وزنی از مواد معدنی جایگزین بخشی از سیمان شده است. بر روی دوغاب های پایه سیمانی، آزمایش های مقاومت فشاری در سنین 7، 28 و 90 روز، مقاومت کششی در سنین 7 و 28 روز، جذب آب 30 دقیقه ای، 24 ساعته و 72 ساعته در سن 90 روز و مقاومت در برابر سولفوریک اسید در سن 28 روز انجام شد. نتایج نشان می دهد که استفاده از پودر مرمر برای جایگزینی بخشی از سیمان به مقدار 15 درصد، مقاومت فشاری را به مقدار قابل توجهی در سنین 7، 28 و 90 روزه افزایش می دهد. همچنین استفاده از پودر شیشه به مقدار 5 و 15 درصد و گل قرمز به مقدار 5 درصد برای جایگزینی بخشی از سیمان منجر به افزایش مقاومت کششی می شود. همچنین به منظور بررسی دقیق تر دوغاب پایه سیمانی در تقویت اعضای بتنی، کاربرد یکی از دوغاب ها در تقویت خمشی تیرهای بتنی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور سه تیر بتن مسلح ساخته شده و تحت آزمایش خمش چهار نقطه ای قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که ظرفیت باربری تیر تقویت شده با دوغاب پایه سیمانی مسلح به شبکه الیافی تقریبا مشابه تیر تقویت شده با چسب اپوکسی به همراه ورق CFRP بوده و تقریبا 60 درصد از تیر بدون تقویت بیشتر می باشد.
    کلید واژگان: دوغاب پایه سیمانی, مواد معدنی, تیر, بتن مسلح, تقویت}
    Javad Sabzi
    The present study investigates the properties of cementitious mortars in which different portions of cement were replaced with mineral materials including electric arc furnace dust (EAFD), red mud (RM), marble powder (MP), and glass powder (GP). Compressive strength at ages of 7, 28, and 90 days, tensile strength at ages of 7 and 28 days, water absorption with durations of 30 minutes, 24 hours, and 72 hours after 90 days of curing, and chemical resistance against sulfuric acid tests were carried out on hardened specimens cured for 28 days. The results show that replacing 15% of cement with marble powder significantly increased the compressive strength of specimens cured for 7, 28, and 90 days. Furthermore, replacing cement with 5 and 15% glass powder or 5% of red mud increased the tensile strength. In order to investigate the performance of the repair mortars, one of them was chosen for strengthening RC beams. Three RC beams were manufactured and tested through 4-point bending scheme. The results indicate that the load-carrying capacity of the strengthened beam by CFRP sheet and repair mortar was the same as the specimen strengthened by CFRP sheet and epoxy resin, and was 60% higher than that of un-strengthened specimen.
    Keywords: cement based mortar, mineral materials, beam, reinforced concrete (RC), Strengthening}
  • جواد سبزی، محمدرضا اصفهانی*

    هدف از پژوهش حاضر مقایسه بین تیرهای تقویت شده با پلیمرهای مسلح الیافی (FRP) و مواد پایه سیمانی مسلح الیافی (FRCM) می باشد. بدین منظور شش تیر بتن مسلح ساخته شده و با FRP و FRCM تقویت گردیدند. همچنین پارامترهای دیگری مانند نوع روش تقویت و مقدار میلگرد خمشی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که در روش تسلیح خارجی (EBR)، تقویت با FRCM منجر به افزایش ظرفیت باربری در مقاطع با مقدار میلگرد خمشی و به ترتیب به میزان 8/12 درصد و 8/16 درصد در مقایسه با تقویت با FRP می گردد. همچنین مود گسیختگی تیرهای تقویت شده با روش EBR، در تقویت با FRP به صورت جداشدگی ورق FRP و در تقویت با FRCM به صورت پارگی شبکه FRCM می باشد. در روش تسلیح خارجی بر روی شیار (EBROG)، ظرفیت باربری تیرهای تقویت شده با FRP و FRCM تقریبا مشابه یکدیگر می باشد. همچنین مود گسیختگی مشاهده شده در روش EBROG برای تقویت با FRP و FRCM به ترتیب به صورت جداشدگی بخشی از پوشش بتن و جداشدگی کامل پوشش بتن روی میلگردهای کششی می باشد. در نهایت نتایج آزمایشگاهی با روابط آیین نامه ها و مدل های تحلیلی موجود مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار میلگرد خمشی در تیرهای تقویت شده با FRP، ظرفیت باربری به دست آمده از روابط آیین نامه ها و مدل های تحلیلی به ظرفیت باربری آزمایشگاهی نزدیک تر می گردد.

    کلید واژگان: تیر, بتن مسلح, پلیمرهای مسلح الیافی (FRP), مواد پایه سیمانی مسلح الیافی (FRCM), تقویت}
    Javad Sabzi, MohammadReza Esfahani *

    The present study aims to compare the flexural behavior of reinforced concrete (RC) beams strengthened by fiber reinforced polymer (FRP) with that of fiber reinforced cementitious matrix (FRCM) sheets. Accordingly, 6 RC beams were manufactured and strengthened by FRP and FRCM. Other parameters such as strengthening method and tensile reinforcement ratio were investigated. The results show that in externally bonded reinforcement (EBR) method, strengthening by FRCM sheets leads to the improvement of load carrying capacity by 12.8% and 16.8%, respectively, in specimens with and compared to the specimens strengthened by FRP sheets. Furthermore, the failure mode of specimens strengthened by EBR method was debonding in case of FRP sheets while the failure mode of FRCM strengthened specimens was fiber rupture. In externally bonded reinforcement on grooves (EBROG) method, the load carrying capacity of specimens strengthened by FRP and FRCM was almost the same, while their failure mode was debonding with partial cover separation and complete cover separation. Finally, the experimental results were compared to the existing models and different code provisions. It was observed that by increasing the tensile reinforcement ratio in FRP strengthened beams, the predicted results by analytical models become closer to the experimental results.

    Keywords: beam, reinforced concrete (RC), fiber reinforced polymer (FRP), fiber reinforced cementitious matrix (FRCM), Strengthening}
  • سید مهدی امیرفخریان، محمدرضا اصفهانی*

    وجود ترک در سازه های بتنی سبب می شود که در بسیاری از موارد معیار های متداول قادر به پیش بینی صحیح شکست آنها نباشند. با بهره گیری از علم مکانیک شکست و معیارهای موجود آن می توان رفتار شکست این گونه سازه ها را بدرستی پیش بینی کرد. در این پژوهش آزمایشگاهی با استفاده از روش های مکانیک شکست، پارامتر های شکست تیر خمشی ساخته شده از ماده مرکب سیمانی مهندسی شده (ECC) مورد بررسی قرار می گیرد. 6 نمونه تیر آزمایشگاهی شکافدار با ابعاد 100×100×350 میلی-متر براساس روش کار شکست (WFM) و 18 نمونه تیر آزمایشگاهی شکافدار با ابعاد 70×70×190، 70×140×380 و 70×280×760 میلی متر براساس روش اثر اندازه بازانت (SEM) ساخته و آزمایش شدند. مواد مورد استفاده برای تهیه ECC شامل الیاف پلی پروپیلن، سیمان، غبار کوره آهن، میکروسیلیس و پودرسنگ بودند. از دو نسبت الیاف (1 و 2 درصد) در مخلوط های مختلف استفاده شد.مشاهده شد که با افزایش الیاف از 1 درصد به 2 درصد مقدار مقاومت خمشی، انرژی شکست در روش WFM(GF)، انرژی شکست در روش SEM (Gf) و چقرمگی شکست (KIC) نمونه ها افزایش می یابند. از طرف دیگر، مقاومت فشاری، طول مشخصه (Lch) و عدد تردی نمونه ها با افزایش الیاف کاهش می یابند. همچنین قانون اثر اندازه بازانت در نمونه های مختلف ساخته شده از ECC مورد بحث و بررسی قرار گرفت.

    کلید واژگان: ماده مرکب سیمانی مهندسی شده (ECC), انرژی شکست, چقرمگی, کار شکست (WFM), اثر اندازه بازانت (SEM)}
    Seyed Mahdi Amirfakhrian

    Due to existence of cracks in concrete structures, the conventional strength criteria may not be able to predict their failure. It has been shown that the theories of fracture mechanics can predict the behavior of these structures, appropriately. In this experimental and analytical study, by using fracture mechanics theories, fracture parameters of flexural different specimens made of Engineered Cementitious Composites (ECC) are investigated. 24 flexural specimens with notch at their mid-length were manufactured and tested. Six of these specimens with the dimensions of 350×100×100 mm were conducted under Work of Fracture test Method (WFM) and other 18 specimens with the dimensions of 190×70×70 mm, 380×140×70 mm and 760×280×70 mm were studied under Size Effect test Method (SEM). The materials used for ECC included polypropylene fibers, cement, iron furnace slag, silica fume and stone powder. Two ratios of fibers (1 and 2%) were used in different mixtures of ECC. It was observed that by increasing fibers from 1% to 2%, the amount of flexural strength, fracture energy and failure toughness (KIC) of the specimens increased. On the other hand, compressive strength, characteristic length (Lch) and brittleness number of specimens decreased. The Bazant size effect law was also discussed for the ECC specimens.

    Keywords: Engineered Cementitious Composite (ECC), Fracture Energy, Toughness, Work of Fracture Method (WFM), Size Effect Method (SEM)}
  • احمدرضا رمضانی، محمدرضا اصفهانی*

    در پژوهش حاضر از ضایعات صنایع آهن و آلومینیوم (غبار کوره آهن گدازی، سرباره کوره آهن گدازی و گل قرمز) برای جایگزینی بخشی از سیمان در ساخت ملات های ترمیمی استفاده شده است. با جایگزینی 5%، 10% و 15% از این ضایعات با سیمان در مجموع 14 طرح اختلاط ساخته شد و مطالعات آزمایشگاهی در سه بخش بر روی آن ها انجام شد. در بخش اول سعی در شناخت ریزساختار و ترکیبات شیمیایی مواد تشکیل دهنده ملات ها شده است. دربخش دوم با انجام آزمایش های مقاومت در برابر حمله اسید سولفوریک، جذب آب و مقاومت الکتریکی تلاش برای شناخت خصوصیات دوامی و با انجام آزمایش های مقاومت فشاری وکششی سعی در شناخت خصوصیات مکانیکی ملات ها شده است. در بخش آخر، یک تیر بتن مسلح به وسیله ملات ترمیمی و شبکه CFRP تقویت برشی شده و با یک تیر فاقد تقویت و یک تیر تقویت شده در برش با ورق های CFRP و چسب مقایسه شده است. در نهایت تیرها تحت بارگذاری متمرکز در یک نقطه قرار گرفته و ظرفیت برشی آن ها با یکدیگر مقایسه شده تا عملکرد ملات ترمیمی ارزیابی گردد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که تقویت با استفاده از ملات ترمیمی باعث افزایش ظرفیت برشی به میزان 23% در مقایسه با نمونه کنترل شده است در حالی که نمونه تقویت شده با چسب %14 افزایش ظرفیت برشی نسبت به نمونه کنترل از خود نشان داده است.

    کلید واژگان: ملات ترمیمی, ضایعات صنایع آهن و آلومینیوم, تقویت برشی, پلیمر مسلح الیافی (CFRP)}
    Ahmadreza Ramezani, MohammadReza Esfahani *

    In the present study, steel and alumina industrial wastes (ground granulated blast-furnace, electric arc furnace dust, and red mud) were used as a partial replacement for cement to form cement-based repair mortars. By substituting 5%, 10%, and 15% of cement with these materials a total of 14 mixtures were formed and an experimental program comprising three distinct parts was carried out. In the first part of the experimental program, the microstructure and chemical composition of all the constituent materials were examined. In the second part, resistance to acid sulfuric, water absorption, and electrical resistivity tests were conducted to evaluate the durability performance of the mortars, and compressive strength and tensile strength tests were performed to assess the mechanical properties of the mortars. In the last part of the experimental program, one reinforced concrete beam was strengthened in shear using repair mortar and carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets and it was compared with a reinforced concrete beam without strengthening and a beam strengthened in shear using epoxy and CFRP sheets. The beams were tested by implementing a concentrated load and their shear capacity was compared to evaluate the performance of repair mortar. The results indicate that strengthening using repair mortar resulted in 23% increase in the shear capacity compared to the control specimen, while the shear capacity of the specimen strengthened with epoxy increased by 14% compared to the control specimen.

    Keywords: Repair mortar, steel, alumina industrial wastes, Shear strengthening, Carbon fiber reinforced polymer (CFRP)}
  • مهدی کوهستانی، محمدرضا اصفهانی*

    در سازه های بتن مسلح، یکی از عوامل کارآمد جهت جلوگیری و کاهش خرابی پیش رونده و افزایش ظرفیت باربری را می توان مکانیزم عمل غشایی فشاری دانست. در پژوهش پیش رو، جهت پیش بینی ظرفیت غشایی فشاری از یک مدل عددی برای تحلیل تیرهای بتن مسلح استفاده می شود. این مدل مبتنی بر تحلیل های مقطعی در امتداد تیر و برقراری شرایط تعادل و سازگاری در هر مقطع و در کل تیر است. مدل عددی برای تحلیل تیرهای بتن مسلح، با استفاده از نرم افزار برنامه نویسی فرترن کدنویسی شده است. به منظور بررسی عمل غشایی در تیرهای بتن مسلح لاغر مقید، چندین نمونه تیر با نسبت های طول دهانه به ارتفاع مقطع متفاوت در مطالعات پارامتری مورد تحلیل قرار می گیرند. تحلیل ها برای بررسی تاثیر پارامترهای مقاومت فشاری بتن، نسبت مسلح کننده، سختی محوری و سختی دورانی تکیه گاهی بر عملکرد غشایی در تیر بتن مسلح با لاغری های متفاوت صورت می پذیرد. نتایج نشان می دهد با افزایش لاغری میزان تاثیر عمل غشایی در تیرهای بتن مسلح کاهش می یابد. همچنین مشاهده می شود تاثیر افزایش هر چهار پارامتر بر ظرفیت نهایی باربری در تیرهای کوتاه بیشتر است. در بررسی اثر سختی های تکیه گاهی بر پاسخ ظرفیت نهایی تیر نیز ملاحظه شد تنها در مقدار سختی های پایین است که عمل غشایی نسبت به افزایش سختی واکنش بیشتری دارد. برای پاسخ نیروی محوری فشاری، نسبت لاغری و سختی محوری اثرگذاری بیشتر و نسبت مسلح کننده کمترین اثرگذاری را دارا است. برای بیشینه تغییر مکان تیر، سختی دورانی و نسبت لاغری دارای اثرگذاری بیشتر و نسبت مسلح کننده کمترین اثرگذاری را بر این پاسخ دارند.

    کلید واژگان: عمل غشائی, تیر, لاغری, بتن مسلح, مدل عددی}
    Mehdi Koohestani

    One of the favorable structural mechanism to mitigate the progressive collapse in reinforced concrete structures and increase the load-carrying capacity is the mechanism of compressive membrane action. In the present study, for predicting the compressive membrane capacity, an analytical model for analysis of reinforced concrete beams is used. This analytical model is formulated based on a sectional analysis approach to establish equilibrium and compatibility conditions at each section along the length of the beam. Programming of the analytical model for analysis of RC beams was carried out with FORTRAN software. In order to investigate the membrane action in slender RC beams, several beam specimens with different span-depth ratio are analyzed in parametric studies. Analyzes are carried out to investigate the effect of four parameters of concrete compressive strength, reinforcement ratio, axial stiffness and rotational stiffness of the support on the membrane action in RC beams. The results show that with increasing the span-depth ratio, the effect of membrane action on beams decreases. It is also observed that the effect of all four parameters on the load-carrying capacity is greater in short beams. In evaluating the effect of support stiffnesses on the membrane action response, it was also observed that membrane action capacity increases with restraint stiffness only in the regime of weak restraints. Axial stiffness and span-depth ratio have the highest effect on axial restraint response, and also it is observed that rotational stiffness of the support and span-depth ratio have the highest effect on the maximum midspan deflection response.

    Keywords: Membrane action, beam, Slender, Reinforced concrete, Analytical model}
  • مرتضی طوفانی، محمدرضا اصفهانی*، ابراهیم زمانی

    با توجه به افزایش روز افزون استفاده از بطری های پت، تحقیق کنونی تلاشی برای بهره جویی از الیاف ساخته شده از بطری های بازیافتی پت در صنعت بتن می باشد. از طرفی رفتار بتن معمولی حاوی الیاف بازیافتی هنوز به طور کامل مطالعه نگردیده و دستور العمل های لازم منتشر نشده است. در این پژوهش اثر الیاف پلی اتیلن ترفتالات بر روی خواص مکانیکی بتن سخت شده بررسی می شود. به این منظور، الیاف در سه اندازه 1 ،2 و3 سانتی متر و سه تراکم حجمی 15/0 %، 30/0 % و 45/0 % برای این تحقیق انتخاب شدند. همه مخلوط ها برای مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی، دوام و ضربه مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزودن الیاف، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی و جذب انرژی به ترتیب 5 تا 18 درصد، 6 تا 30 درصد و 30 تا 156 درصد افزایش می یابند در حالیکه مقاومت کششی تغییر محسوسی نداشته و حتی کاهش مقاومت مشاهده می شود. نتایج حاکی از افزایش 17 تا 160 درصدی سختی و طاقت خمشی، در ترکیبات بتنی الیافی نسبت به بتن معمولی می باشد. همچنین ضربه پذیری بتن الیافی نیز نسبت به بتن شاهد 2 تا 7 برابر افزایش می یابد. با مقایسه مجموعه نتایج آزمایش ها، مشخص گردید که با توجه به جمیع جها یاد شده، ترکیبات حاوی الیاف 2 سانتیمتر با نسبت حجمی 45/0 % عملکرد بهتری نسبت به سایر نمونه ها دارند.

    کلید واژگان: بتن الیافی, الیاف بازیافتی پت, جمع شدگی, طاقت و مقاومت خمشی, آزمایش ضربه}
    Morteza Toufani, MohammadReza Esfahani *, Ebrahim Zamani

    According to increasing the use of PET products, the present study aimed to the use of PET fibers in the concrete industries. Moreover, the behavior of normal concrete contained recycled fibers is not studied and the guidelines aren’t published yet. The aim of this study was to determine the effect of polyethylene terephthalate fibers on the mechanical properties of hardened concrete. Fibers were used in three volumetric percentages of 0.15%, 0.30%, and 0.45% with the lengths of 1, 2, and 3 centimeters, separately. So, 10 combinations of specimens including the control specimen and 9 combinations of PET fiber reinforced concrete were made. All mixtures were examined for compressive strength, tensile strength, flexural strength, shrinkage, durability, and impact loading.The results showed that by adding the PET fibers, the compressive strength, the bending strength, and energy absorption increase 5 to 18 percent, 6 to 30 percent, and 30 to 156 percent, respectively. However, no noticeable change was observed in tensile strength , while even a reduction in tensile strength is monitored. The impact strength of the fiber concrete was increased two to seven times in comparison with the control concrete. By comparing the experimental results it was determined that the combinations that contained 2 cm fibers with 0.45% volume had the best performance compared with the other mixtures.

    Keywords: Fiber concrete, recyclable PET fiber, shrinkage, bending strength, impact loading}
  • محمدرضا اصفهانی*، محمد امیری

    ظرفیت باربری و شکلپذیری دو خصوصیت مهم اتصال دال تخت - ستون در مناطق لرزه خیز است. برای تقویت اتصال در برابر برش منگنه ای راهکارهای مختلفی شامل استفاده از سرستون، پهنه، بتن با مقاومت بالا و میلگردگذاریهای برشی مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش آزمایشگاهی اثر استفاده از مواد مرکب سیمانی مهندسی شده (ECC) با خصوصیاتی نظیرتوانایی گسترش انبوه ترکها در اثر بارگذاری، سخت شوندگی کرنشی، مقاومت در برابر نیروی برشی، مقاومت در برابر لایه لایه شدن، قابلیت تغییر شکل زیاد، برای بهبود رفتار مقاومت برشی منگنه ای دال های تخت تحت لنگر نامتعادل بررسی شد. 7 نمونه آزمایشگاهی دال تخت بتن مسلح با ابعاد 100×1000×1000 میلی متر تحت بار با خروج از مرکزیت 150 میلی متر مورد بررسی قرار گرفت. دال ها از دو لایه بتن معمولی و ECC در ضخامت آن ها ساخته شدند. پارامترهای متغیر شامل اثر لنگر نامتعادل، بهبود سطح تماس دو ماده و ضخامت ECC بودند. مشاهده شد که بهبود سطح تماس بتن معمولی و ECC سبب افزایش ظرفیت برشی می شود. همچنین جایگزینی بتن دال با ECC سبب افزایش ظرفیت برش منگنه ای و مقاومت پس پانچینگ دال بدون افت زیاد و ناگهانی در بار می گردد. تغییر مکانیزم شکست از یک شکست ترد و ناگهانی به سمت شکست شکل پذیر با جذب انرژی بالا در هنگام استفاده از ضخامت های بیشتر لایه ECC مشاهده شد

    کلید واژگان: مواد مرکب سیمانی مهندسی شده, دال تخت, انتقال لنگر, اتصال دال - ستون, برش پانچ}
    Mohammad Amiri

    Load capacity and ductility are two main characteristics of the flat slab-column connection in high seismic areas. To date, different methods have been employed to strengthen the connection against shear punching, including column capital, drop panel, high strength concrete, and shear reinforcement. In the current experimental study, the effect of using Engineered Cementitious Composite (ECC) to upgrade the strength shear punching behavior of flat slabs under an unbalanced moment was investigated. ECC can provide the composite with features such as the ability to spread multiple cracks under load, strain hardening, shear force and scabbing strength, and high deformation. For this purpose, seven reinforced concrete flat slab specimens with a dimension of 1000mm*1000mm*100 mm under the load with the eccentricity of 150mm were examined. The slabs were made from two layers of normal concrete and ECC in their thickness. The variable parameters included the unbalanced moment effect, improved interaction of the two materials, and ECC thickness. It was observed that improving the contact surface of normal concrete and ECC increases the shear capacity. In addition, the replacement of slab concrete with ECC increases the punching capacity and post-punching strength of the slab without a large and sudden drop in load. The change in failure mechanism was observed from a sudden and abrupt failure to a formable failure with high-energy absorption when using more ECC layer thicknesses.

    Keywords: Engineered Cementitious Composite, Flat slab, Moment transfer, Slab-column connection, Shear punch}
  • علیرضا حسینی محراب، محمدرضا اصفهانی*

    استفاده از سبکدانه ها بدلیل کاهش وزن بتن روز به روز افزایش یافته است. از طرفی سبکدانه ها منجر به تغییر در رفتار شکست بتن در مقایسه با سنگدانه معمولی می شوند. با توجه به ضعف روش های مقاومتی در طراحی اعضای بتنی، پژوهشگران و آیین نامه های طراحی، تحلیل سازه های بتنی و تعیین خواص و مشخصه های بتن به روش مکانیک شکست را ضروری می دانند. در این پژوهش آزمایشگاهی و تحلیلی، رفتار شکست اعضای بتنی ساخته شده از بتن سبک با استفاده از روش کار شکست و روش اثر اندازه بر روی تیرهای شکاف دار بررسی می شوند. همچنین، خواص مکانیکی و جمعشدگی بتن سبک مورد مطالعه قرار می گیرند. در مجموع 30 عدد نمونه منشوری خمشی و 42 عدد نمونه جهت تعیین پارامترهای شکست، خواص مکانیکی و جمع شدگی از بتن سبک ساخته و آزمایش شدند. نتایج آزمایش ها و تحلیل ها نشان می دهند که نظریه اثر اندازه بازانت رفتار شکست اعضای بتنی سبک را بخوبی ارزیابی می کند. در نمونه های آزمایش شده، انرژی شکست کل G_F در بتن سبک نسبت به بتن معمولی بدلیل کمتر بودن ظرفیت نهایی آن، به میزان 1/68% کمتر شده است. این در حالی است که انرژی شکست اولیه G_f حاصل از روش اثر اندازه در بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی قدری بیشتر است. مطابق نمودارهای روش اثر اندازه، بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی شکل پذیری بیشتری داشته است. همچنین، روش اثر اندازه دارای دقت مناسب تری نسبت به روش کار شکست جهت مطالعه رفتار شکست بتن سبک است. استفاده از سبکدانه بجای سنگدانه معمولی در بتن باعث کاهش جمع شدگی بتن میشود.

    کلید واژگان: بتن سبکدانه, انرژی شکست, اثر اندازه, جمع شدگی, چقرمگی}
    Alireza Hosseini Mehrab, MohammadReza Esfahani *

    The use of lightweight aggregates in concrete has been widely increased to reduce the weight of concrete members. On the other hand, the fracture behavior of lightweight concrete is different with that in normal concrete. Due to the limitations of conventional designing methods for concrete members, researchers and design codes have led to consider the analysis of fracture mechanics in predicting the behavior of concrete structures. In this experimental and analytical study, the fracture behavior of lightweight aggregate concrete (LWAC) is investigated on notched beams using the work of fracture method (WFM) and size effect method (SEM). Also, the mechanical properties and shrinkage of LWAC are studied. A total of 30 bending prismatic specimens and 42 compressive samples were constructed and tested to determine the fracture parameters, mechanical properties and shrinkage of LWAC. The results of experiments and analyses show that the Bazant’s size effect theory can evaluate the fracture behavior of lightweight concrete members, appropriately. The total fracture energy G_F of LWAC is by 68.1% less than that of normal concrete due to its lower load-bearing capacity. However, the initial fracture energy G_f obtained from the SEM in LWAC is approximately higher than that in normal concrete. According to the diagrams obtained from the SEM, the LWAC has more ductility and less brittleness than normal concrete. Additionally, the SEM is more accurate than the WFM to study the fracture behavior of LWAC. The use of lightweight aggregates instead of normal aggregates reduced the concrete shrinkage.

    Keywords: Lightweight aggregate concrete, Fracture energy, Size-Effect, shrinkage, Toughness}
  • الهه رحیمی، جلیل شفائی*، محمدرضا اصفهانی

    خوردگی آرماتور در سازه های بتن مسلح منجر به کاهش ظرفیت باربری و شکل پذیری اعضای بتن مسلح می گردد. استفاده از الیاف در بتن برای بهبود خواص مکانیکی بتن مدتهاست که مورد توجه مهندسان قرار گرفته است. در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر الیاف پلیمری و الیاف فلزی بر عملکرد خمشی تیرهای بتن مسلح دارای خوردگی و بدون خوردگی یک مطالعه آزمایشگاهی انجام گرفت. دو نوع الیاف پلیمری ماکرو و الیاف فلزی قلابدار با درصدهای حجمی 0% و 0.5% در سه سطح خوردگی تقریبی 0% و 7% و 9% مورد آزمایش قرار گرفتند. برای انجام آزمایش خوردگی تسریع شده از یک استخر با 3% نمک، استفاده شد. در نهایت تیرهای بتن مسلح تحت آزمایش بارگذاری خمشی قرار گرفتند. رفتار سازه ای تیرهای بتن مسلح در تیرهای دارای خوردگی و تیرهای بدون خوردگی و با الیاف و بدون الیاف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. بر اساس نتایج آزمایشگاهی، خوردگی آرماتور باعث کاهش شکل پذیری نمونه ها گردید و استفاده از الیاف فلزی و پلیمری در نمونه های بدون خوردگی و با خوردگی سطح یک و دو باعث افزایش دو برابری شکل پذیری می گردد. الیاف پلیمری ماکرو در مقایسه با الیاف فلزی قلابدار در نمونه های دارای خوردگی تاثیر بیشتری در افزایش شکل پذیری نمونه ها دارند. افزایش درصد خوردگی در نمونه های بدون الیاف باعث کاهش حداکثر مقاومت نمونه ها گردید اما در نمونه های با الیاف با افزایش درصد خوردگی تغییر محسوسی در ظرفیت باربری نمونه ها مشاهده نگردید.

    کلید واژگان: بتن مسلح الیافی(FRC), الیاف فلزی قلابدار, الیاف پلیمری ماکرو, خوردگی آرماتور, خوردگی تسریع شده}
    Elahe Rahimi, Jalil Shafaei *, Mohammadreza Esfahani

    Corrosion in reinforced concrete structures reduces the strength capacity and ductility of members and concrete elements. The use of fibers to improve mechanical properties of concrete has long been considered by engineers. In this study, an experimental study was conducted to investigate the effect of macro-polymeric fibers and hooked metal fibers on corrosion-free, non-corrosive reinforced concrete beams. Two types of macro-polymeric fibers and hooked metal fibers with 0% and 0.5% volume percentages were tested at three levels of corrosion of 0%, 7% and 9%. An accelerated corrosion test was used from a 3% salt pool. Finally, the reinforced concrete beams were subjected to bending loading tests. Structural behavior of reinforced concrete beams in corrosion beams and non-corrosion beams and with fibers and non-fibers were evaluated and compared. Based on experimental results, corrosion reduces the ductility of the specimens and the use of metallic and polymeric fibers in non-corrosion and corrosion specimens of the first and second surfaces causes a two-fold increase in ductility. Macro polymer fibers are more effective in increasing the shape of the samples compared to the hook metal fibers in corrosion samples. Increasing the percentage of corrosion in non-fibrous specimens decreased the maximum resistance of the specimens, but in specimens with fibers, no significant change was observed in the bearing capacity of the samples with increasing corrosion percentage.

    Keywords: Fiber reinforced concrete (FRC), hooked metal fibers, macro polymer fibers, reinforcement corrosion, accelerated corrosion}
  • بهروز یوسفی، محمدرضا اصفهانی*، محمدرضا توکلی زاده

    در این پژوهش، مدلی تحلیلی جهت توسعه روش فیبری مبتنی بر تیوری میدان تنش محلی ارایه می شود. در این راستا، مبانی فرمول بندی مدل فیبری به همراه رویکرد لاگرانژی در کرنش های بزرگ ارایه شده و معادلات حاکم بر المان قابی پیشنهادی در فرم تضعیف شده اجزا محدودی بازنویسی می گردد. همچنین قید پیوستگی کامل بین فیبرهای بتنی و میلگردها برداشته شده و معادلات حاکم بر المان قابی بتن مسلح برای میلگردهای هر لایه به صورت مجزا توسعه می یابد. بازنویسی فرمولی این المان بر مبنای تیوری تیر تیموشنکو به همراه اثرات اندرکنشی محوری، خمشی و برشی در دامنه هر المان بتن مسلح انجام می گیرد. قابل ذکر است، در فرآیند پیاده سازی روش، برهم نهی کنش های محوری و خمشی با کنش های برشی همراه با وارد شدن مستقیم عبارت های مربوطه در ماتریس سختی سویی مقطع المان فیبری در نظر گرفته می شود. بر همین اساس، با استفاده از فاکتور اصلاح برشی مبتنی بر تیوری میدان تنش محلی در توابع هرمیتی، حل غیرخطی مستقیم تکراری برای هر گام بارگذاری انجام می گیرد. صحت سنجی روش تحلیلی ارایه شده با مطالعات آزمایشگاهی موجود بر روی اعضای بتنی مسلح مورد آزمون و ارزیابی قرار گرفته که نتایج حاصل از تحلیل نشان از تقریب نسبتا مناسب و همگرایی قابل قبول در مسایل را دارد.

    کلید واژگان: المان قابی فیبری, ترک پخشی, تیر تیموشنکو, اثرات لغزش-تنش پیوستگی, رویکرد لاگرانژی}
    Behrooz Yousefi, Mohammadreza Esfahani *, Mohammadreza Tavakkolizadeh

    This research presents an analytical model for developing a fiber frame element based on local stress field theory. The proposed formulation is developed through the Lagrangian kinematics assumption to derive the weak form of the equations in large strain conditions. In this regard, the effect of bond-slip has been considered by removing the perfect bond assumption. The governing equations for each element are developed by the directional stiffness matrix in weak form. The extracted formula is based on Timoshenko's beam theory, with axial, bending, and shear interaction effects in the domain of each element. The components of the stiffness matrix are defined through directional derivatives of the semi-linear form of the equations. Moreover, the suggested approach evolves from cubic Hermitian polynomials and the local stress field theory. The validation of the analytical method is provided by the available experimental tests. The implemented code could cover the overall behavior of reinforced concrete members, as well as, the maximum crack width, slip profile, and crack growth. The results show that such a modeling method is capable of simulating RC members.

    Keywords: Fiber Frame Element, Smeared crack approach, Timoshenko's Theory, Bond-Slip Effect, Lagrangian Approach}
  • علی عبدالله یوسف، محمدرضا اصفهانی*

    چکیده در این تحقیق، چقرمگی و دوام بتن با سنگدانه بازیافتی و آب مغناطیسی در برابر چرخه های ذوب و انجماد و خواص مکانیکی نظیر مقاومت های فشاری و کششی بررسی می شود. متغیرها شامل تعداد چرخه های مختلف آب در میدان مغناطیسی، مقدارهای مختلف فوق روان کننده، الیاف فولادی و میکروسیلیس می باشند. مجموعا 242 نمونه در 11 طرح مختلف ساخته شد. لازم به ذکر است که نیمی از نمونه های ذکر شده دارای الیاف فولادی می باشند. نتایج اغلب آزمایشات نشان داد که آب مغناطیسی با اینکه تاثیر زیادی در خواص مکانیکی بتن داشته اما نباید از آن به تنهایی به عنوان عامل جبران کننده ی نقص های ناشی از سنگدانه های بازیافتی استفاده کرد. استفاده از افزودنی معدنی میکروسیلیس به همراه آب مغناطیسی، خواص بتن را به مقدار زیادی بهبود می بخشد. شاخص های چقرمگی توسط استاندارد هایASTM C1018 ، JSCE و روشPCS و آزمایش دوام بتن توسط استانداردBS EN 140:2003 انجام شد. از بین بتن های دارای سنگدانه بازیافتی، بهترین نتایج چقرمگی مربوط به نمونه های حاوی میکروسیلیس و الیاف فولادی بود. همچنین، ده دور مغناطیسی کردن آب طرح اختلاط منجر به افزایش دوام بتن سنگدانه بازیافتی حدود 25% در مقایسه با یک دور آن شد.

    کلید واژگان: بتن سنگدانه های بازیافتی, آب مغناطیسی, دوام, چقرمگی, الیاف فولادی}
    Ali Abdallah Youssef, Mohammad Reza Esfahani *

    AbstractIn this study, the toughness and durability of concrete with recycled aggregates and magnetic water against melting and freezing cycles and mechanical properties such as compressive and tensile strengths are investigated. Variables include the number of different cycles of water in the magnetic field, different amounts of super-plasticizer, steel fibers and micro-silica. A total of 242 samples were made in 11 different mix designs. It should be noted that half of the samples mentioned contains steel fibers. The results of most experiments have shown that magnetic water, although having a very high effect on the mechanical properties of concrete, should not be used alone as a compensating agent for defects caused by recycled aggregates. Using microsilica as a mineral admixture with magnetic water improves the concrete properties, significantly. The toughness indices were determined by ASTM C1018, JSCE and PCS method and concrete durability test by BS EN 140: 2003. Among the recycled aggregate concrete mixes, the best toughness results were for the samples containing microsilica and steel fibers. Also, ten round magnetic water resulted in an increase in the durability of recycled aggregate concrete by approximately 25% compared to one round of magnetization.

    Keywords: Recycled Aggregates concrete, Magnetized Water, Durability, Toughness, steel fibers}
  • بهداد هاشمی سالانقوچ، محمدرضا اصفهانی*

    در این پژوهش، ساخت و تقویت دال های تخت با استفاده از بتن ECC و تاثیر آن برروی برش منگنه یی دال ها بررسی می شود. نه عدد دال بتن مسلح به ابعاد $1000times 1000$ میلی متر با ضخامت های متفاوت و درصد فولاد یکسان ساخته و آزمایش شدند. سایر پارامترهای متغیر در نمونه ها شامل وجود برش گیر در اتصال لایه ی تقویتی به دال، نوع بتن و نوع آب مصرفی هستند. بارگذاری بر روی سکوی بتنی دال با استفاده از یک جک فشاری انجام شده است و تکیه گاه ها به صورت ساده اند. نتیجه های آزمایش ها به صورت نمودارهای بار تغییرمکان هستند که نشان می دهند استفاده از بتن ECC در ساخت و تقویت دال ها موجب افزایش سختی خمشی و برشی و مقاومت برش منگنه یی دال ها می شود. از طرفی استفاده از آب مغناطیسی باعث بهبود روانی بتن ECC شده است.

    کلید واژگان: برش منگنه یی, دال بتنی, تقویت, آب مغناطیسی, ECC}
    B. Hashemi Salamghouch, M.R. Esfahani *

    The present study investigates the punching shear behavior of flat slabs strengthened by ECC concrete. In addition, it studies the effect of magnetic water in a mixture of ECC concrete. In the experimental part of the study, nine reinforced concrete slab specimens with the dimensions of 1000times1000 mm with the same reinforcement ratio were constructed and tested. The reinforcement ratio of the slabs was . The slab thickness varied in different specimens. One specimen with mm thickness was made of plane concrete. Six specimens were made by combining the plane concrete and ECC concrete layers with different thicknesses of and mm. Two of the specimens were made by ECC concrete with mm thickness. The mixture of plane concrete incorporated an ordinary Portland cement with a water-cement matrix ratio of . This ratio was for ECC Concrete. In some specimens, the U-shaped shear studs were used for a better connection between the ECC concrete and plane concrete layers. ECC concrete has been used on the tension side of the slabs. Both punching shear strength and displacement of each specimen were measured by a Linear Variable Displacement Transducer (LVDT). During the punching shear tests, the load and maximum deflection were recorded by a data acquisition system and ‌onsequently, the load-displacement curves were drawn. The tests were conducted using a testing machine to apply the load at an average rate of kg/sec. A hydraulic jack was fixed to the frame and used to apply the concentric load on the column stub. The hydraulic jack had a maximum capacity of kN. The results of the tests indicated that the ECC concrete enhanced the punching shear strength of slabs. The magnetic water improved the ECC concrete flow and load-carrying capacity of the slabs. U-shaped shear studs increased the load-carrying capacity of the specimens.

    Keywords: Punching Shear, Slabs, ECC, Concrete, Magnetic Water}
  • سعید سروری، محمدرضا اصفهانی*

    چنانچه دال تخت، تحت بارهای غیرقابل پیش بینی قرار گیرد و گسیختگی پانچینگ دال تخت اتفاق بیفتد، پس از بازتوزیع نیروها، بارهای اتصال دال تخت به اتصال های مجاور منتقل می شود و اتصال های دیگر نیز دچار گسیختگی خواهند شد. جهت ایجاد برقراری یک سازوکار پشتیبان پس از گسیختگی پانچینگ در پژوهش حاضر، 10 نمونه دال مربعی با مقیاس 0٫5 و با ابعاد 1600 میلی متر و ضخامت 125 میلی متر با جزییات متفاوت در آرماتورگذاری بر روی تکیه گاه های ساده آزمایش شدند، و سپس آثار آرماتورهای یکپارچگی، آرماتورهای فشاری، آرماتورهای یکپارچگی خم شده به بالا و آرماتورهای برشی در مقاومت پس پانچینگ بررسی شده است. نتایج آزمایش ها نشان گر آن است که با افزودن آرماتور یکپارچگی، مقاومت پس پانچینگ افزایش می یابد.آرماتورهای فشاری مقاومت های یاد شده را تغییر نمی دهند. خم کردن آرماتور یکپارچگی به سمت ناحیه ی کششی دال، باعث افزایش مقاومت پانچینگ و پس پانچینگ اولیه خواهد شد. آرماتورهای برشی می توانند مقاومت پانچینگ و شکل پذیری اتصال را افزایش می دهند.

    کلید واژگان: مقاومت پس پانچینگ, دال تخت, آرماتور یکپارچگی, گسیختگی پانچینگ}
    S. Sarvari, M.R Esfahani*

    Punching shear failure is usually the critical failure mechanism for flat slab reinforced concrete structures. The special brittleness of slab-column connections is due to the relative ease with which the flexural reinforcement in the top of the slab can be torn out of the concrete once an inclined failure surface has formed. If unpredictable loads are applied to the flat slab-column connections, punching shear failure occurs with almost no warning signs. According to the brittle manner of this failure, the load carried by the slab-column connection redistributes to adjacent supports and can cause overloading to these supports. It is necessary to provide a secondary load carrying mechanism after punching shear failure. In this Paper, Suggestions for establishing a supporting mechanism in the flat slab connections after punching shear failure are proposed. For this purpose, an experimental study was performed to investigate the post-punching behavior of 11 slab specimens with various reinforcement layouts. The effects of integrity, compressive, shear and bent-up reinforcements on the post-punching behavior of slab-column connections were studied. The results of the experiments show that Integrity reinforcements significantly increased the post-punching shear strength. These reinforcements can develop tensile membrane action and through alternative load paths to transfer the load. These reinforcements did not have much influence on the punching shear strength. In the column strip, compressive bars (except integrity reinforcements) did not have much influence on the punching and post-punching shear strength. The bent-up integrity reinforcements significantly increase punching and post-punching shear strength. The additional bent-up reinforcements increase punching shear strength but these reinforcements are not effective to the post punching phase and cannot increase the post punching shear strength. The shear reinforcements increase punching shear strength, but these reinforcements cannot increase post-punching shear strength. Furthermore, if the shear reinforcements are effectively extended, the behavior flat slabs will be more ductile.

    Keywords: Post-Punching Strength, Flat Slab, Integrity Reinforcement, Punching Shear Failure}
  • محمدسجاد زارعیان، محمدرضا اصفهانی*، عبدالله حسینی

    سیستم دیوار برشی همبسته ی پس کشیده، ویژگی های لرزه یی مطلوبی، همچون: قابلیت مرکزگرایی و تحمل تغییرمکان های غیرخطی بزرگ با خسارت محدود دارد. در پژوهش حاضر، رفتار سیستم دیوار همبسته ی بتنی با تیر همبند فولادی پس کشیده به صورت آزمایشگاهی ارزیابی شده است. به منظور استهلاک انرژی زلزله و کاهش تغییرمکان های سیستم، از میراگرهای اصطکاکی در ناحیه ی اتصال تیر به دیوار استفاده می شود. به این منظور، ابتدا یک میراگر اصطکاکی تحت بسامدهای مختلف بارگذاری آزمایش شد؛ سپس 4 زیرسازه با مقیاس $frac{2}{3}$ از سیستم دیوار همبسته ی دوگانه ی پس کشیده، تحت بار جانبی چرخه یی شبه استاتیکی آزمایش شدند. نمونه ها شامل یک نمونه ی کنترلی فاقد میراگر و 3 نمونه ی مجهز به میراگرهای اصطکاکی با سطوح مختلف کشش اولیه ی کابل ها و مقادیر مختلف پیش تنیدگی میراگرها بودند. نتایج آزمایش ها نشان داد که سیستم سختی جانبی، مقاومت و شکل پذیری عالی و خسارت ناچیز تا جابه جایی نسبی 8٪ دارد و میراگرهای اصطکاکی می توانند ظرفیت استهلاک انرژی قابل توجهی را در سیستم ایجاد کنند، در حالی که قابلیت مرکزگرایی سیستم محفوظ می ماند.

    کلید واژگان: دیوار همبسته ی دوگانه, تیر همبند فولادی, پس کشیدگی, میراگر اصطکاکی, مرکزگرایی}
    M. S. Zareian, M.R. Esfahani *, A. Hosseini

    Post-tensioned coupled shear wall system is characterized by good seismic specifications like a self-centering capability and an ability to sustain large nonlinear lateral deformations with little damage and negligible residual deformation. In this system, the coupling beam is not embedded into the walls, and coupling of concrete walls is performed by posttensioning beam to the walls using unbonded post-tensioning (PT) steel strands. In this paper, the seismic behavior of hybrid coupled wall systems with post-tensioned steel coupling beam was investigated experimentally. In order to dissipate seismic energy and reduce displacements of system, two friction dampers were used in the beam-to-wall connection region. To study the behavior of the system, a friction damper was first tested at different frequencies; then, four 2/3-scale posttensioned hybrid coupled wall sub-assemblages equipped with friction dampers were tested subjected to reversed-cyclic lateral loading. Each sub-assemblage included a half-length steel coupling beam and the adjacent concrete wall region at a floor level. The test specimens consisted of one control specimen without friction damper and three specimens equipped with friction dampers with various damper normal forces and different initial beam post-tensioning (PT) steel stresses. The test results showed that the system had very good lateral stiffness, strength, and ductility with little damage up to 8% lateral drift. The nonlinear deformation in this system occurs because of the gap opening at the beam-to-wall interface. The friction damper uses these gap opening displacements to provide supplemental energy dissipation. Friction dampers provide considerable energy dissipation at the system, while the self-centering capability of the system remains. The restoring effect of the post-tensioning steel strands causes closing the gap upon unloading and provides a self-centering behavior and flag-shaped hysteresis loops for specimens equipped with friction dampers. Based on the test results, the system, even after a severe earthquake, suffers limited damage and requires little repair.

    Keywords: Hybrid Coupled Wall, Steel Coupling Beam, Post-Tensioning, Friction Damper, Self-Centering}
  • فهیمه جلالی فر، فرزاد شهابیان مقدم*، محمدرضا اصفهانی

    کاربرد روش های تشخیص آماری الگو [1]در پایش سلامت سازه به منظور یافتن تغییرات در سازه توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این زمینه، رویکردهای متفاوتی توسط محققان به کار گرفته می شود و موفقیت یک روش بستگی به سازه یا تغییرات بوجود آمده در سازه دارد. یکی از مسایلی که در اعمال روش های تشخیص آماری الگو کمتر مورد توجه قرار گرفته است، متغیر بودن شرایط محیطی و کاربری در هنگام ثبت داده ها در کاربردهای عملی است. هدف از این مقاله معرفی کاربرد جدیدی از روش کاهش تصادفی [2] (RD) در تشخیص خرابی به منظور ارتقای نتایج حاصل از تحلیل سری زمانی است. روش  RD از طریق میانگین گیری داده های سری زمانی در بازه های زمانی مشخص، سری زمانی پاسخ سازه را به پاسخ ارتعاش آزاد کاهشی سازه [3] که تنها شامل اطلاعاتی درباره ویژگی های دینامیکی سازه است، تبدیل می کند. از مدل اتورگرسیو- اتورگرسیو با ورودی خارجی [4] (AR-ARX) برای برازش یک مدل ریاضی به داده های سری زمانی پاسخ ارتعاش آزاد کاهشی سازه استفاده شده است. پس از محاسبه خطای باقی مانده مدل، معیار جدیدی به نام معیار باتاچاریا [5] برای تعیین وجود خرابی و مکان آن به کار گرفته شده است. . با استفاده از داده های حاصل از دو نمونه شاخص در حوزه پایش سلامت سازه به اعتبارسنجی روش ارایه شده پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از روش RD به علت میانگین گیری و نرمال سازی داده ها می تواند تاثیر تغییرات شرایط محیطی و کاربری را کاهش دهد و وضعیت سازه را به درستی تعیین کند. همچنین استفاده از معیار باتاچاریا می تواند نتایج پایش سلامت سازه را در تشخیص وجود خرابی و تعیین مکان آن بهبود بخشد.

    کلید واژگان: تشخیص خرابی, تشخیص آماری الگو, روش کاهش تصادفی, معیار باتاچاریا, شرایط محیطی و کاربری متغیر}
    Fahimeh Jalalifar, Farzad Shahabian Moghadam*, MohammadReza Esfahani

    Damage detection is a necessary part for structural health monitoring (SHM), being beneficial to SHM and determining the severity of damage. Application of statistical pattern recognition methods for SHM has gained considerable attention to detect changes in a structure. One of the advantages of these methods is that only data from undamaged state is needed in training phase (unsupervised learning) as opposed to supervised learning where data from both undamaged and damaged conditions is required to train the model. There are different approaches used by researchers and the success of a certain one may depend on the type of structure or structural changes. Most of studies focused on the application of statistical pattern recognition methodologies for SHM utilize the time series analyses for extracting damage-sensitive features. These features are statistical properties of time series models that directly depend on damage. Extracting damage-sensitive features is a fundamental step in damage detection process because pattern recognition algorithms can identify the state of structure unless these features are just dependent on damage.  The change in an environmental and operational condition during the data acquisition process is one of the problems that causes damage features to be depended on factors besides existence of damage. This can lead to incorrect structural state identification. On the other hand, after extracting damage-sensitive features, the application of a statistical novelty detection methodology for decision making on structural state is a significant topic in SHM. This paper proposes a new application of random decrement (RD) technique in order to choose appropriate and accurate damage features which are independent from environmental and operational conditions of structure. The RD technique transforms time series data of the structural response to free decay vibration form that only consist of dynamic properties information by averaging them at specific time. Moreover, a novel statistical method named as Bhattacharyya measure is applied as a robust method for damage diagnosis. The Bhattacharyya measure determines the discrepancy between damage features from different structural states through partitioning data and utilizing numerical information of each partition. Herein, before extracting damage features, time series data are averaged through RD technique. Then the Autoregressive-Autoregressive with exogenous output model (AR-ARX) is used to fit a mathematical model to the averaged time series data and the residuals are considered as damage features. The Bhattacharyya measure is utilized for damage identification and localization. The data obtained from an experimental study on a three-story frame structure model are exploited to validate the accuracy and reliability of the proposed algorithm. Random excitation is applied by varying amplitude level of the input force, simulating various environmental and operational conditions. Damage is induced at two different locations. The proposed algorithm is conducted on data from various environmental and operational conditions at two different locations. A comparative study is also carried out to demonstrate the superiority of the proposed algorithm over some exiting techniques. Results show that the application of random decrement technique reduces the influence of operational and environmental condition due to averaging and normalizing data and correctly determines the state of structure. In addition, using Bhattacharyya measure improves the structural health monitoring results in damage identification and localization.

    Keywords: Damage detection, Statistical pattern recognition, Bhattacharyya measure, Random decrement technique, Environmental, operational variability}
  • سعید سروری، محمدرضا اصفهانی*

    چنانچه در اتصال دال تخت به ستون تحت اثر بارهای غیرقابل پیش بینی، گسیختگی پانچینگ رخ دهد، بنا به ماهیت ترد این گسیختگی پس از بازتوزیع نیروها در اتصالات مجاور، ممکن است تخریب پیشرونده به صورت افقی یا قایم رخ دهد. جهت پیشگیری از تخریب پیشرونده و گسیختگی ترد و بدون اخطار اتصال دال به ستون، ایجاد یک سازوکار پشتیبان پس از گسیختگی پانچینگ و بازتوزیع در اتصال یادشده، ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق راهکارهای برقراری یک سازوکار پشتیبان در اتصال دال تخت به ستون پس از برش پانچینگ از طریق پیشنهاد تغییراتی در آرماتور و بتن بررسی می گردد. در این پژوهش 9 نمونه دال با مقیاس نیم برابر ابعاد واقعی با جزییات متفاوت در آرماتور گذاری بر روی تکیه گاه های ساده مورد آزمایش قرار گرفت. در این پژوهش اثرات آرماتورهای یکپارچگی (آرماتورهای عبوری از ستون در بخش فشاری)، آرماتورهای فشاری، قطر آرماتور کششی، پوشش بتن آرماتورهای کششی و آرماتورهای یکپارچگی خم شده به بالا بر روی مقاومت پس پانچینگ بررسی گردیده است. نتایج آزمایش ها نشانگر آن است که با افزودن آرماتور یکپارچگی مقاومت پس پانچینگ افزایش یافته و با افزودن آرماتورهای فشاری در ناحیه ستونی دال تخت افزایش چشمگیری در مقاومت های یادشده اتفاق نمی افتد. افزایش پوشش بتن در ناحیه کششی باعث افزایش مقاومت پانچینگ و پس پانچینگ به طور هم زمان می گردد. با کاهش قطر آرماتور کششی، مقاومت پس پانچینگ افزایش می یابد. خم کردن آرماتور یکپارچگی به سمت ناحیه کششی دال، باعث افزایش مقاومت پانچینگ و پس پانچینگ اولیه خواهد شد.

    کلید واژگان: مقاومت پس پانچینگ, دال تخت, تخریب پیشرونده, آرماتور یکپارچگی, گسیختگی پانچینگ}
    Saeed Sarvari, MohammadReza Esfahani *

    If unpredictable loads are applied to the flat slab-column connections, punching shear failure occurs with almost no warning signs. According to the brittle manner of this failure, the load carried by the slab-column connection redistributes to adjacent supports and causes overloading to these supports. Due to this overloading and brittle nature of punching shear failure, progressive collapse may happen both horizontally or vertically. In order to prevent the progressive collapse of flat slab-column connections, it is necessary to provide a secondary load carrying mechanism after punching shear. In this Paper, Suggestions for establishing a supporting mechanism in the flat slab connections after punching failure are proposed. For this purpose, an experimental study was performed to investigate the post-punching behavior of 9 slab specimens with various reinforcement layouts and concrete covers. The effects of integrity, compressive and bent-up reinforcements, diameter of tensile reinforcements, and concrete cover of tensile reinforcements on the post-punching behavior of slab-column connections were studied. The results of the experiments show that the integrity reinforcements significantly improve the post-punching strength. The compressive reinforcements may not increase post-punching strength. The increase of the concrete cover of the tensile reinforcements and decrease of the diameter of the tensile reinforcement result in an increase of the post-punching strength. The bent-up reinforcement increases the punching and post-punching strengths, simultaneously.

    Keywords: Post-Punching strength, Flat slab, Progressive Collapse, Integrity reinforcement, Punching shear failure}
  • الهه رحیمی، جلیل شفائی*، محمدرضا اصفهانی

    یکی از موثرترین روش ها جهت تقویت و بهسازی المان های آسیب دیده در برابر خوردگی استفاده از الیاف پلیمرکامپوزیتی می باشد. در این تحقیق یک مطالعه آزمایشگاهی برای بررسی تاثیر الیاف پلیمر کامپوزیتی در تقویت تیرهای بتنی خورده شده انجام گرفت. بدین منظور 15 تیر بتنی با دو نوع الیاف فلزی قلابدار و پلیمری ماکرو با درصد حجمی 0% و 5/0% ساخته شدند. نمونه ها در سه سطح خوردگی تقریبی 0% و 7% و 9% مورد آزمایش قرار گرفتند. برای انجام آزمایش خوردگی تسریع شده از یک استخر با 3% نمک، استفاده شد. در نهایت تیرهای بتن مسلح خورده شده با یک لایه الیاف پلیمر کامپوزیتی GFRP تقویت شدند و تحت آزمایش بارگذاری خمشی قرار گرفتند. بر اساس نتایج آزمایشگاهی خوردگی باعث کاهش شکل پذیری نمونه ها گردیده و استفاده از الیاف پلیمری شیشه GFRP باعث افزایش شکل پذیری و ظرفیت باربری نمونه ها و کاهش تعداد ترک های ایجاد شده و میزان افزایش عمق آن ها و تمرکز بیشتر خرابی و آسیب در محدوده جداشدگی ورق می گردد.

    کلید واژگان: بتن مسلح الیافی, ورق های GFRP, خوردگی آرماتور, خوردگی تسریع شده, تقویت}
    Elahe Rahimi, Jalil Shafaei *, Mohammad Esfahani

    One of the most effective methods for strengthening and repairing damaged corrosion elements is the use of fiber reinforced polymers. In this research, an experimental study was conducted to investigate the effect of GFRP on the retrofit of corroded RC beams. For this purpose, 15 concrete beams were constructed with two types of hooked metal fibers and polymeric macros with a volume percentage of 0% and 0.5%. The samples were tested at three levels of corrosion of 0%, 7% and 9%. An accelerated corrosion test was used from a 3% salt pool. Finally, corroded beams retrofitted with a GFRP composite polymer fiber layer were subjected to a flexural loading test. Based on experimental results, corrosion reduces the ductility of the specimens and the use of GFRP increases the ductility and bearing capacity of the specimens and reduces the number of cracks created and increases the depth of them and more focus on failure and damage is within the range of sheet separation.

    Keywords: Fiber-reinforced concrete (FRC), GFRP Sheets, Reinforcement corrosion, Accelerated corrosion, Retrofit}
  • محمدسجاد زارعیان، محمدرضا اصفهانی*، عبدالله حسینی

    سیستم دیوار بتنی همبسته دارای مقاومت، سختی و شکل پذیری مطلوبی می باشد و به عنوان یک سیستم سازه ای مناسب برای ساختمان ها مورد توجه است. با این حال این سیستم سازه ای همچون سایر سیستم های متعارف، بعد از زلزله های بزرگ متحمل تغییرشکل های ماندگار شده که منجر به عملیات تعمیر و بهسازی گسترده و هزینه بری می شود. سیستم دیوار همبسته دوگانه پس کشیده از جمله سیستم های لرزه ای جدیدی است که دارای قابلیت مرکزگرایی می باشد. در این سیستم، تیر همبند در دیوار فرو نمی رود و همبندی دیوارهای بتنی به وسیله ی پیش تنیده کردن تیر همبند با کابل های پرمقاومت انجام می شود. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی رفتار تیر همبند فولادی پس کشیده مجهز به ادوات استهلاک انرژی اصطکاکی در ناحیه اتصال به دیوار بتنی پرداخته می شود. سه نمونه با مقیاس 2⁄3 تحت بار چرخه ای شبه استاتیکی مورد آزمایش قرار گرفت. نمونه ها شامل یک نمونه کنترلی فاقد سیستم استهلاک انرژی و دو نمونه مجهز به ادوات اصطکاکی با سطوح مختلف پیش تنیدگی بود. ادوات اصطکاکی در ناحیه اتصال تیر به دیوار به منظور استهلاک انرژی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد نمونه های مجهز به ادوات اصطکاکی توانایی تحمل تغییرشکل های غیرخطی بزرگ، بدون تغییرشکل ماندگار و بدون خسارت قابل ملاحظه در سیستم را دارند و رفتار لرزه ای پایداری تا دریفت 8% ارایه می دهند. افزودن ادوات اصطکاکی سبب افزایش 47% تا 62% ظرفیت باربری و افزایش قابل توجه ظرفیت استهلاک انرژی نمونه ها شده است. با افزایش 30% در نیروی پیش تنیدگی ادوات اصطکاکی، ظرفیت باربری حدود 10%، میانگین نسبت استهلاک انرژی نسبی حدود 15% و میانگین ظرفیت استهلاک انرژی تجمعی حدود 33% افزایش یافته است.

    کلید واژگان: دیوار همبسته دوگانه, پس کشیدگی, جابجایی ماندگار, وسایل اصطکاکی, رفتار چرخه ای}
    Mohammad Sajjad Zareian, Mohammad Reza Esfahani *, Abdollah Hosseini

    Post-tensioned coupled shear wall system is a new type of seismic lateral force resisting systems with self-centering capability. In this system, the coupling beam is not embedded into the walls, and coupling of concrete walls is achieved by posttensioning beam to the walls using unbonded post-tensioning (PT) strands. In this research, the cyclic behavior of post-tensioned steel coupling beam with friction devices at the beam-to-wall connection region is experimentally evaluated. Three 2/3-scale specimens were tested subjected to quasi‐static lateral loading. The specimens consisted of one control specimen without energy dissipation system and two specimens equipped with friction devices with different levels of damper normal force. Friction devices are used at the beam-to-wall connections to slip and dissipate the seismic input energy. The test results revealed that the specimens equipped with friction devices have excellent lateral stiffness, strength, and ductility, and have significant energy dissipation capacity and negligible residual displacements under reversed cyclic loading. In addition, the specimens is able to tolerate large nonlinear rotations without significant damage in the beam and the wall region. Adding friction devices increased the load-carrying capacity by 47% to 62% and significantly increased the energy dissipation capacity of the specimens. With a 30% increase in the damper normal force, the load capacity increased by about 10%, the average relative energy dissipation ratio by about 15% and the mean cumulative energy dissipation capacity by about 33%.

    Keywords: Hybrid coupled wall, Post tensioning, Residual displacement, Friction device, Cyclic Behavior}
  • سوران محمودپور، احسان کمری*، محمدرضا اصفهانی
    ضرایب آرچی، ضریب سیمان شدگی و نمای اشباع، پارامترهای مهمی در تعیین خصوصیات مخزن هستند. اندازه گیری آزمایشگاهی این دو پارامتر فرآیندی زمان بر و پرهزینه است و برای هر میدان نفتی داده های آزمایشگاهی مربوط به این دو پارامتر به تعداد محدودی موجود است. این در حالی است که این ضرایب نقش تعیین کننده ای در محاسبه میزان نفت درجا دارند رابطه تجربی مناسبی در این خصوص برای مخازن ایران وجود ندارد. در این مقاله، روابط تجربی برای این ضرایب به وسیله برنامه ریزی ژنتیک به دست آمده اند. برای ضریب سیمان شدگی پارامترهای تروایی، تخلخل و چگالی سنگ و برای نمای اشباع پارامترهای تروایی، تخلخل و شاخص ترشوندگی به عنوان متغیرهای ورودی مدل در نظرگرفته شده اند. مدل های برنامه ریزی ژنتیک به کمک داده های آنالیز معمولی مغزه و آنالیز ویژه مغزه از 21 میدان نفتی ایران آموزش داده شده اند. نتایج حاصله نشان می دهند که فرمول های تجربی به دست آمده به کمک مدل برنامه ریزی ژنتیک دقت بالایی دارند. میانگین مربعات خطا و ضریب همبستگی مربوط به داده های اعتبارسنجی روابط تجربی به دست آمده برای ضریب سیمان شدگی به ترتیب 062/0 و 91/0 و برای نمای اشباع به ترتیب 051/0 و 96/0 هستند. اهمیت این فرمول های به دست آمده در وابستگی آنها به متغیرهای قابل اندازه گیری ساده هستند و به غیر از ضریب ترشوندگی، همه پارامترهای مستقل، متغیرهای ساده آنالیز معمولی مغزه هستند که به آسانی و هزینه کم قابل اندازه گیری هستند
    کلید واژگان: ضرایب آرچی, ضریب سیمان شدگی, نمای اشباع, داده های آنالیز معمولی مغزه و آنالیز ویژه مغزه, مدل برنامه ریزی ژنتیک}
    Soran Mahmoodpour, Ehsan Kamari *, Mohammad Reza Esfahani
    In this article, strong correlations for the cementation factor and saturation exponent were discovered by genetic programming (GP) algorithm. The cementation factord GP-base model was trained by input variables such as porosity, permeability, and grain density derived from 175 routine core analysis (RCAL) samples of 21 carbonated oil fields. Also, porosity, permeability, and wettability index were considered as input variables of saturation exponent model. The proposed correlations using GP improved greatly the average absolute error for the Archie’s parameters. The root mean square error and correlation coefficient of validation data for the new cementation factor correlation were 0.062 and 0.91, and for saturation exponent model, they were 0.051 and 0.96 respectively. The importance of theses correlations is in their dependence on simple measurable parameters, and except wettability index all of the independent parameters are simple routine core analysis parameters which can be measured easily and at no considerable expense.
    Keywords: Archie’s parameters, Cementation factor, Saturation Exponent, RCAL, SCAL data, Genetic Programing}
  • سیده مهدیه میراعلمی، محمدرضا اصفهانی*، محمدرضا توکلی زاده

    در نوشتار حاضر، اتصال ستون های بتن مسلح دایره یی به پی با استفاده از پلیمرهای مسلح الیافی مقاوم سازی و رفتار آن ها به صورت تحلیلی و آزمایشگاهی بررسی شده است. تعداد 4 نمونه اتصال ستون بتن مسلح دایره یی به پی با استفاده از میلگردهای GFRP و ورق های CFRP مقاوم سازی شدند. یکی از نمونه ها فاقد تقویت، دو نمونه ی دیگر با میلگردهای GFRP با قطرهای متفاوت تقویت شدند. نمونه ی چهارم نیز با میلگردهای GFRP و ورق های CFRP تقویت شد. این نمونه ها تحت اثر همزمان بار محوری فشاری ثابت و جابه جایی جانبی چرخه یی قرار گرفتند. به منظور بررسی توانایی نرم افزار آباکوس، نمونه های آزمایشگاهی در نرم افزار مذکور شبیه سازی شدند. پارامترهای سختی اولیه، ظرفیت اتلاف انرژی، ظرفیت باربری جانبی و شکل پذیری نیز در نمونه های مذکور بررسی شد. نتایج نشان داد که تقویت خمشی اتصال موردنظر با میلگردهای GFRP موجب افزایش قابل توجه پارامترهای ذکر شده خواهد شد. افزایش قطر میلگردهای GFRP نیز نقش موثری در افزایش پارامترهای مذکور داشت. بیشترین مقدار افزایش در پارامترهای مذکور مربوط به نمونه ی چهارم بوده است. همچنین نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی نمونه ها تطابق قابل قبولی داشتند.

    کلید واژگان: مقاوم سازی, اتصال ستون بتن مسلح دایره یی به پی, سختی اولیه, ظرفیت اتلاف انرژی}
    S. M. Miralami, M.R. Esfahani *, M.R Tavakkolizadeh

    Bridges play a significant role in developing the roads and accelerating the serviceability in normal and emergency situations. The corrosion problem of steel reinforcing bars in reinforced concrete columns of bridges in humid environments results in the early deterioration of these structures. Therefore, it is vital to use the efficient and cost-effective strengthening methods to increase the serviceability of these structures in critical situations. In this study, the strengthening of circular reinforced concrete column to foundation connections with fiber reinforced polymers is investigated. In the experimental part of the study, four specimens of column-foundation connections were cast and tested. One specimen was used as the control specimen without strengthening. Two other specimens were strengthened with GFRP reinforcing bars of different sizes. The fourth specimen was strengthened with both of GFRP reinforcing bars and CFRP sheets. These specimens were under constant axial compressive load and cyclic lateral displacement, simultaneously. Initial stiffness, energy dissipation capacity, lateral load capacity and ductility of the specimens are studied. In order to investigate the ability of the ABAQUS software, the experimental specimens were simulated in the aforementioned software. Test results show that the amount of lateral load capacity, initial stiffness, energy dissipation capacity and ductility increase significantly due to flexural strengthening of circular reinforced concrete column to foundation connections with GFRP bars. The highest increase in the amount of the aforementioned parameters is observed in the specimen strengthened with GFRP bars and CFRP sheets. The analytical results also show good agreement with the experimental results. The main difference between the analytical and experimental results is due to the simulation of pinching effect of the experimental results.

    Keywords: Strengthening, Reinforced Concrete Column To Foundation Connection, Stiffness, Energy Dissipation, GFRP}
  • یاسر محمدی، محمدرضا اصفهانی*

    مزایایی همچون شکل پذیری بالا، کاهش بار مرده و قابلیت جذب انرژی بالاتر سازه های مرکب تیر فولادی و ستون بتنی نسبت به سازه های رایج بتن مسلح باعث استفاده روز افزون این سازه ها شده است. از طرفی ضوابط ارایه شده آیین نامه ها برای اتصال تیر فولادی به ستون بتنی (RCS) دارای جزییات پیچیده اتصال با دشواری در اجرا می باشد. در این مقاله رفتار اتصال تیر فولادی به ستون بتنی دایره ای به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. 5 اتصال خارجی RCS با ستون بتنی دایره ای با مقیاس واقعی ساخته و مورد آزمایش قرار گرفت. پارامتر های متغیر در نمونه ها شامل فاصله تنگ های ستون در اطراف ناحیه اتصال و داخل اتصال، محصور شدگی اطراف ناحیه اتصال با ورق های CFRP و تاثیر نوع بتن استفاده شده می باشد. هدف از طراحی، ساخت و آزمایش این اتصال ها، پیشنهاد اتصال با جزییات ساده و رفتار مطلوب می باشد. نتایج نشان داد که اتصال های پیشنهاد شده ضمن سادگی در جزییات اجرایی، قادر است لنگر را از تیر فولادی به ستون بتنی بخوبی منتقل کند. همچنین تقویت ناحیه اتصال با ورق های CFRP، شکل پذیری و جذب انرژی در اتصال RCS را افزایش می دهد.

    کلید واژگان: سازه های مرکب, اتصال, تیر فولادی, ستون بتنی, CFRP}
    Yaser Mohamadi, Mohammadreza Esfahani *

    Hybrid structures consisting of reinforced concrete columns and steel beams (RCS) have gained popularity because of reductions in concrete formwork, increased space availability, economics in construction, energy dissipation capacity of the structure and dead load reduction. On the other hand, the current provisions of codes for reinforced concrete columns to steel beams connections have led to some complex details in practice. In this paper, the behavior of RCS connections is examined, experimentally. Five real scale external connections of RCS with circular concrete columns were prepared and tested. The variable parameters in the specimens include the confinement of concrete columns around and inside the connection region and type of concrete. The confinement of concrete columns provided by the spiral reinforcement and CFRP sheets. The purpose of the study is to propose a connection with simple details and desirable behavior. The results show that the proposed connection can transfer the moment from the steel beams to concrete columns, appropriately. Also, the reinforcement in the connection region together with CFRP sheets increase the ductility and energy dissipation of the RCS connection.

    Keywords: Hybrid structures, Connection, steel beam, concrete column, CFRP}
  • امیرمحمد محتاج خراسانی، محمدرضا اصفهانی*

    میلگردهای پلیمری مسلح الیافی (FRP) یک جایگزین مطمین برای میلگردهای فولادی جهت مسلح کردن اعضای بتنی در محیط مرطوب است. دوام این میلگردها در برابر خوردگی، به خصوص در شرایط سخت آب و هوایی بسیار زیاد است. به دلیل مدول الاستیسیته کم این میلگردها در مقایسه با میلگردهای فولادی، خیز و عرض ترک‎ها در تیرهای مسلح شده با این میلگردها بیشتر می‎باشند. بنابراین، طراحی اعضای بتنی مسلح شده با این میلگردها در حالت بهره برداری کنترل کننده است. در این پژوهش، رفتار خمشی و ترک خوردگی تیرهای بتنی مسلح شده با میلگردهای GFRP مورد بررسی قرار می گیرد. به این منظور، 12 نمونه تیر آزمایشگاهی به ابعاد مقطع 250×250 میلی متر و طول 2200 میلی متر ساخته شدند و به صورت دو سر ساده و تحت خمش چهار نقطه ای مورد آزمایش قرار گرفتند. 8 نمونه از تیرها با نسبت آرماتور کم ساخته شدند که 4 نمونه از آنها از بتن با مقاومت بالا و 4 نمونه ی دیگر از بتن با مقاومت معمولی ساخته شدند. 4 نمونه ی دیگر از تیرها با نسبت آرماتور زیاد و ساخته شده از بتن با مقاومت معمولی می باشند. پارامترهای مورد بررسی در این تحقیق، شامل مقاومت بتن، آرایش و نسبت میلگردهای کششی می باشند. نتایج پژوهش انجام شده نشان داد که تغییر در مقاومت بتن و هم چنین تغییر در آرایش و نسبت میلگردهای کششی، باعث تغییر در رفتار خمشی تیرها می شود و بر ترک خوردگی نیز موثرند. به علاوه، نتایج آزمایشگاهی این پژوهش با آیین نامه طراحی ACI440.1R مقایسه شده است.

    کلید واژگان: تیر بتن آرمه, رفتار خمشی, ترک خوردگی, میلگردهای مسلح کننده GFRP, مقاومت بتن, آرایش میلگردها, نسبت میلگردهای کششی}
    AmirMohammad Mohtaj Khorasani, MohammadReza Esfahani *

    Fiber reinforced polymers (FRP) are the safe alternatives to steel bars in reinforced concrete members in a humid environment. They have a very high durability against corrosion, especially in the extreme weather conditions. As a result of the low modulus of elasticity of these bars compared to the steel bars, the deflection and crack width are high in the beams reinforced with these bars. In this paper, the flexural behavior and cracking of concrete beams reinforced with GFRP bars are investigated. Twelve reinforced concrete beams with the cross-section of 250 × 250 mm and length of 2200 mm were manufactured and tested in a four-point bending setup. Eight beams were made with low reinforcement ratio, 4 of which were made of high-strength concrete and 4 were made of normal-strength concrete. In addition, 4 other beams were made with high reinforcement ratio made of normal-strength concrete. The parameters studied in this research are concrete strength, tensile bars arrangement and reinforcement ratio. The results show that the change in the strength of concrete as well as the change in the arrangement of tensile bars and reinforcement ratio lead to a change in the flexural behavior of the beams and also affect the cracking. Moreover, the experimental results are compared with the values predicted by ACI440.1R code.

    Keywords: RC Beams, Flexural Behavior, Cracking, GFRP Reinforcing Bars, Concrete Strength, Bars Arrangement, Reinforcement Ratio}
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • دکتر محمدرضا اصفهانی
    اصفهانی، محمدرضا
    استاد سازه، عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال