فهرست مطالب

مهندسی سازه و ساخت - سال پنجم شماره 3 (پیاپی 19، پاییز 1397)

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال پنجم شماره 3 (پیاپی 19، پاییز 1397)

  • شماره ویژه 3
  • تاریخ انتشار: 1397/11/09
  • تعداد عناوین: 14
|
  • غلام رضا هوایی صفحه 2
  • مقاله علمی - پژوهشی
  • آزاده قدیمی حمزه کلایی، غلام رضا قدرتی امیری*، علیرضا قراگوزلو، علیرضا وفایی نژاد، علی زارع حسین زاده صفحات 5-15
    یکی از مهم ترین گام ها در طرح برنامه های بهسازی لرزه ای برای مناطق شهری در کلان شهرها، تعیین سطح خطرپذیری منطقه می باشد. شکی نیست که پیاده سازی هدفمند یک برنامه ی مدون بهسازی لرزه ای می تواند مناطق شهری را در برابر آسیب های ناشی از رخ داد زلزله ایمن کند، اما هزینه های اجرایی زیاد و زمان بر بودن این طرح ها، از جمله اساسی ترین مشکلات آن ها می باشد. بنابراین، بدیهی است یک برنامه ی منسجم بهسازی لرزه ای زمانی کارآ خواهد بود که بتواند اولویت های اجرایی را از طریق شناسایی مناطق و محله های پرخطرا، تفکیک نماید و در اولویت نخست، هدف اصلی خود را در راستای بهسازی چنین مناطقی متمرکز سازد. در این مقاله، پهنه پندی آسیب پذیری لرزه ای منطقه ی 7 شهر تهران مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور، ابتدا شاخص های اصلی موثر بر میزان آسیب پذیری این منطقه، شناسایی می گردد. سپس، با در نظر داشتن عدم قطعیت های موجود در این شاخص ها، میزان تاثیر آن ها بر روی آسیب پذیری منطقه تعیین می شود. به منظور مدل سازی تاثیر هم زمان این شاخص ها و آموزش داده ها، از نرم افزار ArcGIS استفاده می گردد. نتیجه ی این مطالعه، مبین سطح آسیب پذیری محلات مختلف منطقه ی 7 تهران است. در پایان، نتایج به دست آمده به صورت نقشه ی پهنه بندی سطح آسیب پذیری منطقه، ارائه می گردد. بر اساس این نتایج و با شناسایی محلات یا نواحی با خطر لرزه ای بالا، می توان تکنیک های بهسازی لرزه ای منطقه را به طور هدفمند پیاده سازی کرد. نتایج حاصل از این مطالعه، دیدی جامع از وضع موجود منطقه ی مورد مطالعه ارائه می نماید که با استفاده از آن می توان برنامه های بهسازی لرزه ای کارآمد و هدفمند را جهت ایمن سازی منطقه پیشنهاد کرد.
    کلیدواژگان: پهنه بندی سطح خطر، نرم افزار ArcGIS، آسیب پذیری لرزه ای، طرح بهسازی هدفمند، منطقه ی 7 تهران
  • مجید پرچمی جلال *، ساناز فرشاد صفحات 16-36

    به دنبال فراگیر شدن بکارگیری روش های نوین اجرایی و نقش پر رنگ خدمات مهندسی در آنها و گسترش روابط قراردادی برای تحقق این خدمات در داخل و خارج از کشور، نیاز به تدوین قراردادهای همسان داخلی و بین المللی فیدیک اهمیت یافت. قراردادهایی که در واقع چارچوبی استاندارد برای تخصیص مسئولیت ها و ریسک های پروژه های مطالعاتی و طراحی در اختیار مشاوران و کارفرمایان قرار می دهند. تحقیق حاضر به بررسی و مقایسه قراردادهای همسان خدمات مشاوره ایران و فیدیک پرداخته و نقاط چالش برانگیز و موارد منشا بروز اختلافات و ادعا و اصلاحی مورد نیاز در آنها را تعیین می نماید.
    بدین ترتیب در ابتدا با مقایسه تفصیلی مفاد قراردادهای همسان ایران و فیدیک، مهم ترین رویدادهای منشا ادعا تعیین و ساختار شکست آنها تدوین و سپس عامل مستحق و نوع استحقاق در صورت بروز آنها بر اساس قراردادهای همسان فوق تعیین گشته و تحلیل مقایسه ای و آماری آنها نیز صورت گرفت. به این ترتیب فهرست کاملی از رویدادهای با قابلیت جبران و بدون قابلیت جبران خسارت برای مشاور یا کارفرما با منشا دعاوی زمانی، هزینه‏ای، محدوده‏ای و قراردادی تعیین شده و مشخص گردید ریسک مهندسان مشاور بر خلاف کارفرمایان در انعقاد قراردادهای همسان ایران خیلی بیشتر از قراردادهای همسان فیدیک بوده و حوزه-های هزینه ای به عنوان بیشترین علل بروز دعاوی شناحته شده است. بر این اساس و طبق نظر خبرگان، موارد اصلاحی پیشنهادی در مفاد قراردادهای همسان ایران و فیدیک ارائه گردید.
    کلیدواژگان: دعاوی، منشا ادعا، خدمات مشاوره، قراردادهای هم سان ایران و فیدیک، قرارداد هم سان خدمات مشاوره
  • حسن استادحسین *، سید محمدحسین کامل، مجتبی حنطه صفحات 37-56
    امروزه روش های طراحی بر اساس عملکرد بخاطر کاهش خسارات سازه ای علاوه بر کاهش تلفات جانی بسیار مورد توجه هستند که با دو رویکرد مستقیم و غیرمستقیم انجام می شوند. یکی از روش های طراحی بر اساس عملکرد با رویکرد مستقیم، طراحی مستقیم بر اساس تغییرمکان است که در آن سازه با فرض مکانیسم و عملکرد مطلوب تحلیل و طراحی می شود. در این پژوهش ابتدا مبانی روش طراحی مستقیم بر اساس تغییرمکان بیان شده و سپس قاب های خمشی بتنی 4، 8، 12 و 16 طبقه با روش طراحی بر اساس نیرو و این روش، طراحی شده اند که مقایسه ی آن ها نشان می دهد ستون قاب های روش تغییرمکان ابعاد بزرگتر یا مساوی و آرماتور خمشی بیشتری نسبت به ستون قاب های روش نیرو دارند. علاوه براین میزان آرماتور وسط دهانه ی تیرهای قاب های روش تغییرمکان نسبت به دو انتهای آن (محل های احتمالی تشکیل مفاصل پلاستیک) بیشتر است. سپس ارزیابی عملکرد قاب های طراحی شده بر اساس هر دو روش با استفاده از تحلیل بارافزون نشان داد که قاب های طراحی شده بر اساس روش تغییرمکان نه تنها همخوانی بیشتری با مکانیسم پلاستیک فرض شده در فرآیند طراحی دارند، که شامل مفاصل پلاستیک در دو انتهای تیرها و پای ستون های تراز پایه است، بلکه با تحمل برش بیشتر به ویژه در طبقات پایینی و تغییرمکان نسبی زیادتر باعث به تاخیر افتادن وقوع مکانیسم و تشکیل تعداد بیشتری مفصل پلاستیک در طبقات بالایی نسبت به قاب های روش نیرو، قابلیت تحمل تغییرمکان های بزرگتری را دارند.
    کلیدواژگان: مقایسه ی عملکرد، طراحی مستقیم بر اساس تغییرمکان، طراحی بر اساس نیرو، قاب خمشی بتنی، تحلیل بارافزون
  • وحید صادقی، علی علی پور *، شمس الدین هاشمی صفحات 57-79
    امروزه استفاده از سیستم پیش تنیدگی به روش های مختلف در قاب های باربر ثقلی بسیار رایج است. می توان از این فناوری در قاب های باربر جانبی نیز استفاده کرد. علاوه بر قاب خمشی ساده، می توان در قاب های خمشی متوسط و ویژه هم از این فناوری بهره برد. طبق آیین نامه های طراحی موجود، استفاده از دال های پیش تنیده ی پس کشیده به عنوان عضو اصلی سیستم باربرجانبی در قاب های خمشی ویژه ممنوع است. همچنین استفاده از تیر های پیش تنیده در قاب های خمشی ویژه شامل محدودیت هایی است. در این پژوهش پس از طراحی قاب های خمشی ویژه دارای تیر ها و دال های پیش تنیده به روش های مرسوم و با در نظر گرفتن ضوابط ویژه ی طراحی لرزه ای و اعمال محدودیت های آیین نامه ای به منظور بررسی سطوح عملکرد و آسیب پذیری این نوع قاب ها، بر روی آن ها تحلیل استاتیکی غیر خطی بارافزون انجام شده است. پس از انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی، تغییرمکان هدف قاب های موردنظر محاسبه شده و روند تشکیل مفاصل پلاستیک و معیار های پذیرش برای این مفاصل بررسی شده است. همچنین به منظور بررسی تاثیر پیش تنیدگی بر رفتار لرزه ای قاب های خمشی ویژه ی پیش تنیده، ضریب رفتار و پارامتر های لرزه ای مربوط به این نوع قاب ها به دست آمده است. در نهایت همه ی مراحل فوق برای قاب های خمشی ویژه ی بتن آرمه متناظر نیز تکرار شده و نتایج حاصل با قاب های پیش تنیده مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که علاوه بر اعمال محدودیت های مربوط به تیر های پیش تنیده در قاب های خمشی ویژه، سطوح عملکرد کلی و سطوح عملکرد اعضای این قاب ها نسبت به قاب های بتن آرمه قابل پذیرش هستند. برای قاب های پیش تنیده، ضریب شکل پذیری و ضریب رفتار بالاتری نسبت به قاب های بتن آرمه به دست آمده و مقدار برش پایه در مقاومت تسلیم برای این نوع قاب ها بطور قابل توجهی کمتر از مقدار مشابه در قاب های بتن آرمه محاسبه شده است.
    کلیدواژگان: بتن پیش تنیده، قاب خمشی ویژه، سطوح عملکرد، مفصل پلاستیک، تحلیل غیرخطی استاتیکی، تغییرمکان هدف، ضریب رفتار
  • علیرضا عبدویس، علیرضا مرتضایی* صفحات 80-91

    مخازن نگهداری سیالات از جمله سازه های مهم صنعتی هستند که تحت زلزله های شدید نیز باید به عملکرد خود ادامه دهند. آسیب های وارده بر این سازه ها نشان دهنده عملکرد ضعیف آنها در زلزله های گذشته می باشد. یکی از روش های موثر در مقاوم سازی و کاهش نیروهای وارده بر این سازه ها استفاده از جداساز لرزه ای می باشد. از آنجا که پریود جداساز آونگ اصطکاکی به وزن سازه روی آن وابسته نمی باشد، این نوع جداساز دارای عملکرد بهتری نسبت به سایر جداسازهای لرزه ای می باشد.
    این نوع از جداسازهای لرزه ای، از یک سطح مقعر شکل تشکیل شده اند که بر روی آن یک لغزنده قرار گرفته است و عمل لغزش توسط این لغزنده بر روی سطح مقعر شکل صورت می گیرد. آنچه در این مقاله به آن پرداخته می شود، بررسی عملکرد جداساز لرزه ای در کاهش پاسخ های مخازن،تحت تحریک زلزله های با سطوح خطر متفاوت (سطح خطر سرویس، طراحی و بیشترین زلزله مورد انتظار) می باشد. هم چنین، اثر ضربه بر پاسخ مخازن نیز مورد بررسی قرار گرفته شده است. برای این منظور، دو مخزن با نسبت ابعاد ظاهری متفاوت در نظر گرفته شده اند و پاسخ های آنها در سه حالت گیردار، جداسازی شده بدون در نظر گرفتن اثر ضربه و جداسازی شده با در نظر گرفتن اثر ضربه مقایسه شده اند. نتایج بدست آمده حاکی از آنست که با افزایش سطح خطر زلزله، عملکرد جداساز کاهش می یابد. هم چنین، احتمال وقوع برخورد در حالتی که سازه تحت تحریک زلزله های با سطح خطر بیشترین زلزله محتمل قرار می گیرند، بیشتر از دو سطح خطر دیگر است. پاسخ های بدست آمده نشان می دهند، در صورتی که برخورد رخ دهد، پاسخ های جابجایی جرم ضربانی، ممان واژگونی و برش پایه نسبت به حالتیکه برخورد رخ نمی دهد، افزایش می یابند
    کلیدواژگان: مخازن نگهداری سیالات، جداساز لرزه ای آونگ اصطکاکی تک قوسی، زلزله، سطح خطر، اثر ضربه
  • هاشم جهان گیر، محمدرضا اصفهانی * صفحات 92-107
    پلیمرهای تقویت شده با الیاف، FRP، به علت دارا بودن ویژگی های مکانیکی مناسب، نصبی آسان و نسبت مقاومت به وزن بالا، معمول ترین گونه از کامپوزیت ها هستند که برای تقویت و بهسازی کاربری های سازه ای استفاده می شوند. در کنار این برتری ها، مقاومت کم در برابر آتش، ناتوانی در اعمال بر روی سطح های مرطوب و در دماهای پایین را می توان از کاستی های کامپوزیت های FRP دانست. از این رو، کامپوزیت های نوین پایه سیمانی تقویت شده با الیاف با ویژگی ها و برتری های خود نسبت به کامپوزیت های FRP، در سال های اخیر جایگزینی مناسب برای آن ها به حساب می آیند. در این مقاله، در راستای شناخت بیشتر رفتار این کامپوزیت ها، رابطه ای بین کارایی نمونه های تقویت شده به کمک این کامپوزیت ها در آزمون خمشی و نتیجه های آزمون برشی به دست آمد. برای این منظور، نتیجه های آزمون خمشی سه نقطه ای چندین نمونه تیر بتن آرمه ی تقویت شده با یک لایه از کامپوزیت های نوین الیافی به کمک تحلیل مقطع وارسی شدند و رابطه ای برای محاسبه ی کرنش الیاف در آن ها پیشنهاد شد. از طرفی، کرنش های الیاف در نمونه های مختلف تقویت شده با کامپوزیت های مشابه در آزمون های برش مستقیم محاسبه و اندازه گیری شد. مقایسه ی نتیجه ها به دست آمده از رابطه ی پیشنهادی در آزمون خمشی با نتیجه های آزمون برش مستقیم نشان می دهند که رابطه ی پیشنهادی به خوبی کرنش الیاف را پیش بینی می کند.
    کلیدواژگان: آزمون خمشی، آزمون برش مستقیم، کامپوزیت های پایه سیمانی تقویت شده با الیاف، تحلیل مقطع، کرنش الیاف
  • سید محمدرضا حسنی، مسعود محمودآبادی * صفحات 108-119
    با توجه به پیشرفت تکنولوژی و دانش بشری استفاده از نانومواد جهت مقاوم سازی رایج شده است. یکی از مشخصه های نانو و بخصوص نانولوله های کربنی ضریب الاستیک آنها می باشد که با روش های گوناگونی قابل محاسبه می باشد. روش های تحلیلی و اجزای محدود موجود، مقدار ضریب الاستیک نانوکامپوزیتها را بیشتر از مقادیر حاصل از نتایج آزمایشگاهی تعیین می کنند بدین منظور در این پژوهش ابتدا ضریب الاستیک بدست آمده در حالت اتصال کامل دو فاز و به روش تحلیلی و با استفاده از معادلات الاستیسیته حاکم بر رفتار زمینه و تقویت کننده ارائه شده است و در روش دیگر با استفاده از مدلسازی اجزای محدود به کمک نرم افزار Ansys، ضریب الاستیک حالات اتصال کامل و نیمه گسسته بین دو فاز محاسبه گردیده و در ادامه نیز با استفاده از مدل پیشنهادی که استفاده از فنر و معادل سازی آنها با نانولوله کربنی و کامپوزیت در حالات اتصال کامل دو فاز و نیمه گسسته می باشد ضریب الاستیک جدید محاسبه شده است. لازم به ذکر است که در روش پیشنهادی با ارائه ی رابطه ی جدید، تنش برشی موجود میان نانولوله کربنی و ماتریس زمینه نیز در نظر گرفته شده است. در پایان جهت اطمینان از صحت نتایج بدست آمده در تمامی روش ها مقایسه ای بین نتایج بدست آمده و نتایج آزمایشگاهی ارائه شده توسط سایر محققین صورت گرفته است که در تمامی موارد ضریب الاستیک بدست آمده در روش فنرمعادل به نمونه آزمایشگاهی و مدلهای اجزای محدود نزدیک تر بوده است
    کلیدواژگان: نانولوله کربنی، نانوکامپوزیت، روش تحلیلی، مدول الاستیک، فنرمعادل
  • سید مسعود میر طاهری *، ندا فرهودی، میثم ناظریان صفحات 120-138
    در کشورهای با لرزه خیزی بالا مانند ایران، سازه های بسیاری وجود دارند که در سالهای گذشته طراحی و اجرا شده اند که به دلیل عدم تطابق با ضوابط آئین نامه، اغلب فاقد ایمنی کافی در مقابل اثرات زلزله میباشند. شناسایی و مقاوم سازی چنین سازه هایی مقوله بسیار مهمی است که عدم توجه به آن صدمات جبران ناپذیری را ایجاد می کند. در این مقاله دو ساختمان آسیب دیده از شهر بم در زمان زلزله، انتخاب که در سه حالت ؛ الف) بر اساس شرایط واقعی موجود ب) تقویت دو سازه در سه حالت (تقویت فقط مهاربند، تقویت فقط ستون ها و تقویت ستون و مهاربند) ج) طراحی سازه موجود بر اساس آیین نامه 2800 ویرایش چهارم، تحلیل و طراحی و سپس آنالیز استاتیکی غیرخطی بر روی آنها انجام گرفت. همچنین سازه ها با استفاده از ورق تقویتی و میراگر ویسکوز تقویت شده که نتایج آنالیز تاریخچه زمانی غیرخطی نشان می دهد ساختمان های بهسازی شده با میراگر ویسکوز مایع در مقایسه با ساختمان های بهسازی شده با ورق تقویتی از عملکرد اتلاف انرژی نسبتا بالاتری برخوردار می باشد. همچنین در حالت اجرای سازه با تمام ملاک های آیین نامه 2800 می توان ادعا کرد که سازه در برابر زلزله رفتار منطقی تری خواهد داشت و با تقویت ساختمان موجود هرچه ساختمان به حالت ایده آل (طراحی بر اساس آیین نامه) حرکت می کند، قابلیت تحمل نیروهای بزرگ تر را خواهد داشت و روند تشکیل مفاصل پلاستیک به صورت ایده آل انجام می پذیرد.
    کلیدواژگان: سازه های فولادی، به سازی، میراگر ویسکوز، آنالیز تاریخچه زمانی غیرخطی، آنالیز استاتیکی غیرخطی
  • نسیم دیده ور، سید مجتبی حسین علی پور ، امیرحسین محبی فر صفحات 139-152
    سطح پایین بازدهی، حاشیه سود کم و مشکل در سطح کیفیت باعث شده است که شرکت های ساختمانی درصدد یافتن ابزارهایی برای بهبود مدیریت اطلاعات، تعاملات و ارتباطات خود برآیند. فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) می تواند این ابزارها را درراستای بهبود مستمر فرایندها، فراهم نماید. روش طراحی و ساخت مجازی (VDC) روشی نوین است که به عنوان یک ابزار بالقوه برای غلبه بر مشکلات موجود در صنعت ساخت مطرح می شود. هدف VDC ارائه ی راهکارهای اثربخش برای یکپارچه سازی اطلاعات چندرشته ای موردنیاز در تمامی مراحل چرخه حیات پروژه از جمله مراحل طراحی، برنامه ریزی و ساخت است. محققین معتقدند که سرمایه گذاری باید بازدهی را افزایش دهد، کیفیت کالاها و خدمات تولیدی را افزایش دهد، هزینه های عملیاتی را کاهش دهد و سود را افزایش دهد، درغیر این صورت با تعریف پیشرفت فناورانه سازگاری ندارد و نباید گسترش یابد. در همین راستا لازم است منافع و چالش هایی که با به کارگیری و پیاده سازی چنین روشی در یک پروژه ایجاد می شود، مورد بررسی قرار گیرد. در این پژوهش، از طریق بررسی ادبیات، منافع و چالش های به کارگیری روش VDC در پروژه ها شناسایی و استخراج شده و براساس حوزه های دانش مدیریت پروژه طبقه بندی شده اند. سپس از طریق روش تحقیق کمی، منافع و چالش های شناسایی شده، بررسی و اولویت بندی گردیده و مهم ترین تاثیرات مثبت و منفی به کارگیری روش طراحی و ساخت مجازی در پروژه ها با توجه به حوزه های دانش مدیریت پروژه، مشخص شده اند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که مهم ترین منافع و چالش های به کارگیری روش VDC در پروژه ها به حوزه ی یکپارچگی مربوط می باشند و پیاده سازی VDC، بیش ترین تاثیر را بر این حوزه از دانش مدیریت پروژه دارد.
    کلیدواژگان: روش طراحی و ساخت مجازی (VDC)، حوزه های دانش مدیریت پروژه، پروژه های ساخت، منافع، چالش ها
  • حبیب اکبرزاده بنگر *، محسن احمدنژاد، مهدی نوروزی صفحات 153-171
    در این تحقیق، رفتار آزمایشگاهی تیر عمیق بتن مسلح که با ورق پلیمر مسلح شده با الیاف کربنی (CFRP) به دو روش نصب خارجی (EB) و روش نصب در شکاف نزدیک سطح (NSM) مقاوم سازی برشی شده، مورد بررسی قرار گرفته است. برای این هدف، 6 تیر به طول 145 سانتی متر، ضخامت 15 سانتی متر و ارتفاع50 سانتی متر ساخته شده و تحت آزمایش قرار گرفتند. آرایش ورق CFRP روی جان همه تیرهای مقاوم سازی شده، بصورت قطری و عمود بر خط واصل بین زیر بار تا محل تکیه گاه می باشد. نمونه ها به دو گروه با توجه به میزان فولاد مسلح کننده برشی تقسیم می شود؛ هر گروه دارای سه تیر می باشد که تیر اولی تیر کنترل و مقاوم سازی نشده، تیر دوم با روش EB مقاوم سازی شده و تیر سوم با همان مقدار ورق CFRP با روش NSM مقاوم سازی شده است. همه تیرها تا مرحله گسیختگی بارگذاری شده و در حین بارگذاری مقدار کرنش بتن فشاری، کرنش فولاد کششی، عرض ترک و تغییر شکل وسط دهانه تیر اندازه گیری شده است. نتایج آزمایش نشان می دهد که ظرفیت باربری و تغییر شکل نهایی تیرهای مقاوم سازی شده با روش NSM به ترتیب تا 18 درصد و 16 درصد بیشتر از تیر کنترل می باشد. همچنین ظرفیت باربری و تغییر شکل نهایی تیرهای مقاوم سازی شده با روش NSM به ترتیب تا 6 درصد و 15 درصد بیشتر از تیرهای مقاوم سازی شده با روش EB می باشد. میزان کرنش فشاری بتن در حالت نهایی در ناحیه خمش ثابت در تیرهای مقاوم سازی شده با روش NSM حدود 50 درصد بیشتر از تیرهای مقاوم سازی شده با روش EB میباشد.
    کلیدواژگان: تیر عمیق بتن مسلح، مقاوم سازی برشی، CFRP، EB، NSM
  • بیتاللهبدرلو *، محمد تقی صفدری صفحات 172-189
    آیین‏نامه طراحی ساختمان‏ها در برابر زلزله (استاندارد 2800) برای طرح و اجرای ساختمان‏ها در برابر تاثیرات ناشی از زلزله حداقل ضوابط و مقرراتی را در نظر گرفته است که با رعایت آن ضوابط انتظار می‏رود اهداف مدنظر این آیین‏‎نامه تامین گردد. از آنجایی که مفاهیم و ضوابط ارائه شده در استاندارد 2800 مبتنی بر طراحی بر اساس مقاومت می‏باشد، لذا در خصوص تامین اهداف عملکردی مدنظر این استاندارد و برآورد کمی از سطوح عملکرد و میزان خسارتی که ساختمان‏ها در حین وقوع زلزله‏های مختلف ممکن است از خود بروز دهند ابهاماتی وجود دارد که این ابهامات علی‏الاصول در خصوص ساختمان‏های با اهمیت بالاتر جدی‏تر خواهد بود. مطابق اهداف استاندارد 2800 در خصوص رفتار لرزه‏ای ساختمان‏های با اهمیت خیلی زیاد انتظار می‏رود که این دسته از ساختمان‏ها در اثر زلزله طرح، تغییر مقاومت و سختی در اجزای سازه‏ای و غیرسازه‏ای نداشته باشند، به طوری که بهره‏ برداری از آنها امکان پذیر باشد. بدین منظور در این تحقیق ساختمان‏های بتنی 3، 6 و10 طبقه با درجه اهمیت خیلی زیاد (کاربری بیمارستانی) که بر اساس ضوابط و مقررات استاندارد 2800 (ویرایش 4) و آیین نامه ACI در نرم افزار SAP2000 تحلیل و طراحی شده‏اند، مورد مطالعه می‏باشند. در این تحقیق با استفاده از تحلیل غیرخطی استاتیکی و دینامیکی تاریخچه زمانی مدل‏های مورد مطالعه تحت دو دسته رکوردهای دور و نزدیک گسل و تعیین سطح عملکرد آن‏ها در خصوص تامین اهداف مدنظر استاندارد 2800 در خصوص ساختمان‏های با اهمیت خیلی زیاد اظهارنظر شده است. نتایج حاصل نشان می دهد در روش تحلیل استاتیکی غیرخطی برای ساختمان 10 طبقه مورد مطالعه و در روش تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی برای کلیه ساختمان های مورد مطالعه سطح عملکرد مورد انتظار استاندارد 2800 (استفاده بی وقفه) تامین نمی شود.
    کلیدواژگان: سطح عملکرد، استاندارد 2800، تحلیل غیرخطی، ساختمان بتنی، با اهمیت خیلی زیاد
  • مجتبی اکرم، احسان دهقانی * صفحات 190-209
    امروزه یکی از سیستم های متداول برای مقابله با نیروهای جانبی (زلزله و باد) استفاده از سیستم قاب های مهاربندی ویژه (SCBF) می باشد. کمانش خارج از صفحه مهاربند در فشار باعث تغییر شکل های غیر الاستیک زیادی در ورق اتصال (گاست پلیت) می گردد. آیین نامه های لرزه ای موجود به منظور تامین ظرفیت تغییر شکل های غیر الاستیک در ورق های اتصال، پیشنهاد به رعایت فاصله آزاد خطی داده اند. اخیرا تحقیقاتی به منظور بهبود رفتار لرزه ای اتصالات قاب های مهاربندی انجام شده است که نشان می دهد، استفاده از یک الگوی فاصله آزاد بیضوی شکل نتایج بهتری نسبت به الگوی فاصله آزاد خطی دارد. در تحقیق حاضر با استفاده از روش اجزا محدود، یک قاب یک دهانه و یک طبقه تحت بار چرخه ای و با در نظر گرفتن اثرات غیر خطی مادی و هندسی مدل سازی و صحت سنجی شده است. پارامتر های مورد بررسی شامل تاثیر الگوی فاصله آزاد (خطی، بیضوی و عدم رعایت فاصله آزاد) در زوایای مختلف و فاصله آزاد در الگوی بیضوی شکل می باشد. نتایج حاصل از بررسی منحنی هیسترزیس نمونه ها، مقامت فشاری و کششی و همچنین تنش و کرنش به وجود آمده در مدل ها نشان داد که تاثیر فاصله آزاد در مقاومت قاب مهاربندی شده چندان زیاد نبوده و بین 86/2 درصد تا 5/13 متغیر می باشد. شکل پذیری اتصال نیز در حالت عدم رعایت فاصله آزاد در زوایای 30 تا 60 درجه، موجب کاهش 30 تا 60 درصدی آن نسبت به فاصله آزاد بیضوی گون می شود. همچنین در حالت استفاده از منحنی آزاد بیضی گون فاصله 8 برابر ضخامت ورق بعنوان فاصله بهینه بدست آمده است.
    کلیدواژگان: قاب مهاربندی همگرا، کمانش خارج از صفحه، ورق اتصال، فاصله آزاد، رفتار لرزه ای
  • یادداشت فنی
  • اشکان ترابی *، الله داد احمدی صفحات 210-229
    در این مقاله یک سیتم سقف سازه ای نوین پانلی ساندویچی معرفی شده است؛ این سیستم سقف متشکل از سه نوع پانل ساندویچی پیش ساخته می باشد: پانل سر ستون, پانل تیری (بین ستونی) و پانل میانی. پانل های ساندویچی این سقف متشکل ازسه لایه می-باشند، این لایه ها عبارتند از یک لایه بتن مسلح پرمقاومت به عنوان لایه فوقانی. یک لایه ضخیم از بتن سبک مسلح به عنوان لایه میانی یا هسته و یک لایه بتن مسلح معمولی به عنوان لایه تحتانی؛ این پانل ها بوسیله اتصال خاصی که در لبه های آنها بکار رفته به یکدیگر متصل می شوند و یک سیستم سقف سازه ای جدید با قابلیت اجرای سریع و آسان را پدید می آورند. در این تحقیق از نرم افزار ABAQUS برای مدل سازی و آنالیز استفاده شده است. جهت بهینه سازی سقف ساندویچی برای پوشش سقف ساختمان ها با دهانه-های مختلف یک برنامه رایانه ای با نرم افزارMATLAB تهیه گردیده است؛ با وارد کردن مشخصات مقاطع فولادی و پانل های ساندویچی بتنی در محیط برنامه و انجام محاسبات لازم ترکیب های بهینه اجزا مختلف سقف برای پوشش دهانه های مختلف تعیین شده و به صورت نمودار و جدول نشان داده شده است؛ هدف این بهینه سازی بدست آوردن ارزانترین و سبک ترین گزینه ها می باشد. باتوجه به امکان تولید صنعتی پانل های پیش ساخته تحت شرایط استاندارد و سادگی ساخت و ساز، سیستم سقف حدید می تواند جایگزین مناسبی برای سیستم های سقف معمولی باشد. علاوه بر این، سیستم جدید باعث صرفه جویی قابل توجهی در مصالح ، زمان، نیروی کار و هزینه ساخت ساختمان می شود.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، هسته بتن سبک، پانل ساندویچی، پیش ساختگی، اتصال
|
  • Azadeh Ghadimi Hamzehkolaei, Gholamreza Ghodrati Amiri*, Alireza Gharagozlu, Alireza Vafaeinezhad, Ali Zare Hosseinzadeh Pages 5-15
    One of the most important steps in designing seismic rehabilitation programs for urban areas in metropolises is determining the region’s risk level. There is no doubt of cast that the implementation of a seamless seismic rehabilitation program can secure urban areas against seismic damages. However, these plans face some difficulties in most cases. For instance, their execution costs are very high, or, they are really time-consuming in some cases. It is obvious that a coherent rehabilitation strategy will be effective if it can distinguish executive priorities by identifying areas with high level of risk, and focusing primarily on improving the general condition of these areas. In this paper, the seismic vulnerability of the 7th region of Tehran is studied. For this purpose, the main parameters that affect the vulnerability of the region are identified first. Then, considering the uncertainties in these parameters, their impact on the vulnerability of the region is determined. ArcGIS software is used not only to model the impact of these parameters, but also for data training. The results of this study show the vulnerability level of different parts of Tehran's 7th region. In fact, this study provides a comprehensive and meaningful overview of the current status of the studied region, which can helps the engineers to design suitable seismic rehabilitation programs. The obtained results are presented as a map which reveals the vulnerability level of the region. Based on such a map, neighborhoods or areas with high seismic hazard are identified. Considering these classification, the seismic rehabilitation techniques can be offered purposefully.
    Keywords: Risk level zoning, ArcGIS software, Seismic vulnerability, Rehabilitation plan, Tehran’s 7th region
  • Majid Parchami Jalal*, Sanaz Farshad Pages 16-36

    Extensive use of new project delivery systems and engineering important role followed by contractual types developments inside or outside of country increased the importance of providing identical internal and international contracts. These contracts prepared a standard framework for project risk and responsibilities allocation for both consultants and clients. This research aims to study general condition of Iran and FIDIC consultant's agreement to determine challenging clauses and conflict orientation in these contracts.
    Accordingly, after reviewing Iran and FIDIC client/ consultant agreements, comparison between contractual clauses has been carried on and important clauses with indemnity provision has been separated; which based on, claim source breakdown structure (CSBS) produced. Compensate receiver and indemnity type for those clauses has been set according to Iran and FIDIC consultant's general condition; followed by comparing between two contract clauses and analytical analysis. Consequently, a complete list of important clauses with indemnity provision related to consultants and clients determined and classified in terms of cost, time, scope and contractual claim's reasons. The results show higher contractual risks and most claims ensue of cost's conflicts for consultants in internal contracts. Recommended suggestion for Iran and FIDIC client/ consultant agreement are provided based on this study results and expert's ideas
    Keywords: Claim, claim orientation, consultant services, Iran consultant general condition, FIDIC client, consultant agreement
  • Hassan Ostadhosein*, Seyed Mohammad Hossein Kamel, Mojtaba Hanteh Pages 37-56
    Performance-Based Design Methods idea is based on decreasing the structural damages in earthquake, according to client requirements, it seems be an economical design method. There are two different Performance based design approaches, the former is direct approach and the latter is indirect approach. In direct approach the level of performance is assumed at the beginning of design procedure and design has been performed to achieve the assumed performance. Direct displacement-based design method (DDBD) is known as direct approach. In DDBD procedure performance of the structure is predefined by assuming the total structural drift against specified earthquake level. In DDBD method, structural base shear is calculated according to occurrence of mechanism in earthquake. Therefore DDBD seems to be more realistic in comparison to force based design (FBD) because of considering the structural nonlinearities directly in calculations. In this paper, the principles of DDBD are explained, then concrete special moment frames of 4, 8, 12, 16 stories were designed by both of DDBD and FBD methods. It is concluded that columns dimensions and reinforcement in DDBD will be obtained equal or greater than FBD. In addition, longitudinal reinforcements at the middle span of beams in the frames of DDBD are more than the two ends which are the possible locations of plastic hinges. Frames evaluation by push-over analysis shows that DDBD frames responses are more compatible with plastic mechanism which is supposed in design procedure. Also it is concluded that the maximum drift of DDBD frames before collapse are usually greater than FBD ones and in DDBD frames plastic hinge formation in upper stories is more than FBD frames.
    Keywords: Performance Comparison, Direct Displacement-Based Design, Force-Based Design, Concrete Moment Frame, Push-Over Analysis
  • Vahid Sadeghi, Ali Alipour, Shamsedin Hashemi* Pages 57-79
    The use of different methods of prestressing systems is very common in gravity frames at the present time. This technology can also be used in lateral load resisting frames. In addition to ordinary moment frames, this technology can be used in intermediate and special moment resisting frames. The use of post-tensioned prestressed slabs as primary members of the seismic load resisting load path in special moment resisting frames is not permitted based on available codes. The use of prestressed beams in special moment resisting frames includes some limitations. In this study, after the design of special prestressed moment frames with prestressed beams and slabs using conventional methods, considering special seismic design criteria, nonlinear pushover static analysis has been carried out in order to investigate performance levels and vulnerability of this type of frames. After performing nonlinear static analysis, target displacement of desired frames has been calculated and the plastic hinges formation sequence and related acceptance criteria for these hinges is investigated. Also, in order to study the effect of prestressing on seismic behavior of special prestressed moment resisting frames, response modification factor and related seismic parameters of this type of frames are obtained. Finally, all the above steps are repeated for the corresponding reinforced concrete special moment resisting frames, and the results were compared with prestressed frames. The obtained results show that in addition to applying restrictions on the use of prestressed beams in special moment resisting frames, target building performance levels and structural performance levels are acceptable, compared to reinforced concrete frames. Higher ductility factor and response modification factor has been achieved for prestressed frames compared to reinforced concrete frames and the base shear at yield strength for this type of frames are considerably lower than the similar value for reinforced concrete frames.
    Keywords: Prestressed Concrete Special moment resisting frame, Performance levels, Plastic hinge, Nonlinear static analysis, target displacement, Response modification factor
  • Alireza Abdeveis, Alireza Mortezaei* Pages 80-91

    Liquid storage tanks are important industrial structures that must continue their performance under severe earthquakes. The induced damages caused in the past earthquakes shows their poorly behavior of these structures. One of the most effective methods to retrofit and reduce the induced forces is to use base isolation. Friction Pendulum System called FPS has better performance compared to other base isolation systems, due to its period does not depend on the weight of the structures above it.
    The aim of this paper is to investigate the effect of FPS under three different hazard level earthquakes (SLE, DBE and MCE). It is also, the impact effect due to contacting the slider with the side restrainers is investigated. For the required analysis, two different liquid storage tanks are considered and their responses are compared in Fixed, Isolated without considering impact and isolated with considering impact conditions. The obtained results show, increasing the hazard level of ground motions leads to decreasing the performance of FPS. It is also observed, compared to SLE and DBE earthquake ground motions the MCE has the maximum probability of impact. The results also show that, the impulsive mass displacement, overturning moment and base shear increases when the impact occurs, while the impact has no special effect on convective displacement
    Keywords: Liquid storage tanks, friction pendulum systems, Earthquake, hazard level, impact effect
  • Hashem Jahangir, Mohammad Reza Esfahani* Pages 92-107

    Extending service life and preventing demolition of existing structures are the primary goals of structural strengthening and rehabilitation. Fiber-reinforced polymer (FRP) composites have been the most common type of composite in the realm of structural strengthening applications. In recent years, as a new type of composite, epoxy is replaced by an inorganic matrix, named fiber reinforced cementitious mortar (FRCM), and have attracted a great deal of interest among researchers. Focusing of these kind of novel composites, this paper tries to find a connection between FRCM composites behaviour, as their maximum fiber strain, in flexural and direct shear tests. To achieve this goal, a cross section analysis of previous research works on strengthened RC beams with one layer of composites was conducted and the maximum strain of the fibers was obtained. Calculated fiber strains in flexural strengthening specimens compared with corresponding measured maximum fiber strains in direct shear test specimens. Comparison of results show that the average of maximum fiber strain obtained from flexural specimens is in good agreement with corresponding one measured in direct shear test specimens. Consequently, maximum fiber strains could be designated as the lost link between flexural and direct shear tests as two separated part of a chain
    Keywords: Flexural test, Direct shear test, FRCM Composites, Section Analysis, Fiber Strain
  • Seyed Mohammad Reza Hasani, Masooud Mahmoudabadi* Pages 108-119

    The available analytical and finite element methods set the values of elastic modulus of nanocomposites more than the values obtained from the test. In this thesis, a new linear and continuous analysis method is used to determine the best and most similar value of elastic modulus for polymer nanocomposites to laboratory value is provided. For this purpose, the governing elasticity equations in polar coordinates have been solved for nanocomposite representative volume element (RVE) with shear-lag model by assuming perfect bond condition between CNT and matrix. Then, using the finite element modeling with Ansys software, elastic modulus of connectivity states of almost complete and half break between the two phases are calculated and finally the proposed new model that is modeling with spring in the states of almost complete connectivity and half break between the two phases are provided and elastic modulus is calculated. In this method, shear stress is also offering a new relationship between CNT and matrix areas that have been. To ensure the validity of the results of presented model to determine the elastic modulus, the obtained results are compared with laboratory method results of other researchers that in all cases the proposed elastic modulus is much closer to laboratory sample and finite element models and good agreement
    Keywords: Carbon Nano Tube, Nano composite, analytical method, Elastic modulus, spring modeling
  • Masoud Mirtaheri*, Neda Farhoudi, Meissam Nazeryan Pages 120-138
    In the seismically active countries such as Iran, there are many structures that have been designed and constructed in recent years that do not conform to the terms and provisions of the design codes. On 26 December 2003 at 1:57 GMT, the historical city of Bam, located in the south-eastern region of Kerman province in Iran, was shaken by a relatively strong and destructive earthquake. This earthquake clearly demonstrated that combination of relatively rigid load-bearing external brick walls and flexible internal steel columns, existing similarly in most other regions of the country, is quite hazardous. Also the use of steel beams and columns in buildings without observing proper seismic provisions showed no improvement over non-engineering designed buildings. In this research, two steel frame buildings which had been damaged in the bam earthquake were studied. The first building has bracing system in both directions and in the second building the bracing system only exist in one direction fallowed by infilled panel with saddlebag type connection(semi-rigid Khorjini connection) in opposite direction. In both buildings all the standard of criteria 2800 and Seismic provisions are considered. Nonlinear static analysis (Pushovers) and nonlinear time-history analysis are implemented on both structures. After determining the vulnerability of structures, using steel plates and viscous damper, the results show that retrofitted buildings with fluid viscous damper dissipate higher energy in comparison with the buildings retrofitted by the steel plate. Strengthening the existing buildings were investigated and compared with each others through three different
    methods
    1. replacing relatively strong bracing system with the relatively weaker bracing 2. Strengthening the columns by adding cover steel plates to the columns of building and 3. Global Strengthening bracing and columns system of buildings.
    Keywords: Steel structures, retrofitting, viscous damper, Nonlinear time history analysis, Nonlinear static analysis
  • Nasim Didehvar, Mujtaba Hosseinalipour*, Amirhossein Mohebifar Pages 139-152

    Low levels of efficiency, low profit margins and problem in quality make construction companies discover methods to improve their information, interaction and communication management. Information and Communication Technology (ICT) provides these tools to improve project processes. Virtual design and construction (VDC) is a modern method introduced as a potential tool to overcome problems arises in the construction industry. VDC aims to provide effective solutions for integrating multidisciplinary data required for all phases of the project life cycle, including design, planning and construction. The researchers believe that investment should increase productivity, enhance the quality of products and services, reduce operating costs and increase profits, otherwise does not comply with the definition of technological progress and should not be expanded. In this regard, it is necessary that the benefits and challenges of the adoption and implementation of such an approach in a project, be investigated. In this study, through a literature review, the benefits and challenges of applying VDC in projects are identified and classified based on Project Management Knowledge Areas. Then through quantitative research methods, benefits and challenges identified, are evaluated and prioritized and the most significant positive and negative effects of the application of virtual design and construction in projects are detected with respect to project management knowledge areas. The results of this study illustrate that the most important benefits and challenges of using the VDC method are related to the field of integration and implementation of VDC pose the greatest impact on this area of project management knowledge. Thus, the aforementioned area, integration, should be considered as a top priority.
    Keywords: Virtual Design, Construction (VDC), Project Management Knowledge Areas, Construction projects, Benefits, Challenges
  • Habib Akbarzadeh Bengar*, Mohsen Ahmadnezhad, Mehdi Noroozi Pages 153-171

    This paper presents the test results of an experimental study that investigates the behavior of RC deep beams strengthened in shear with externally bonded (EB) and near surface mounted (NSM) techniques using CFRP strip. A total of 6 RC deep beams were constructed and tested under four-point bending. Test specimen had a cross section of 150 × 500 mm and a total length of 1450 mm. This study included two parameters; techniques (NSM and EB) used for strengthening and amount of shear steel reinforcement ratio. All of the strengthened beams have the same CFRP configurations; and CFRP strips were bonded perpendicular to the diagonal connecting the loading and the support points. The specimens were divided into two groups based on the shear steel reinforcement ratio. There were three beams in each group. One of them was a control beam, the rest of the beams in each group were strengthened by EB or NSM techniques. The amount of CFRP strip in EB and NSM techniques is equal. All of the beams were loaded until failure and during the experiment, deflection and compressive strains of concrete, tensile strain of longitudinal steel bar at mid span and crack width of flexural and shear, were measured. The test results showed that shear strengthening of the deep RC beams with NSM technique causes to increase in ultimate load capacity and ultimate deflection capacity by 18% and 16% respectively, compared with the control beam. Also, the ultimate load capacity and ultimate deflection capacity of deep RC beams strengthened with NSM technique are 6% and 15% more than beams strengthened with NSM technique respectively. The concrete compressive strain at ultimate load of deep RC beams strengthened with NSM technique is 50% more than beams strengthened with NSM technique.
    Keywords: RC deep beam, shear strengthening, CFRP, EB, NSM
  • Baitollah Badarloo*, mohammad taghi safdari Pages 172-189

    The Iranian seismic code (standard NO.2800) provide minimum provisions and regulations for the design and construction of buildings to resist the earthquake effects that by these provisions, it is expected the purpose of this code satisfying. Since the terms and provisions provided in the standard 2800, is based on resistance design, so consider this standard to meet performance targets, quantify performance levels and damage to buildings during earthquakes there may be confusion exhibit that the uncertainty principle would be more serious in buildings with higher importance. The seismic behaviour of very high importance buildings according to Iranian Standard NO.2800 (IS2800) is that; these building not affected the strength and stiffness of structural and non-structural components in design level earthquake, so that serviceability is possible. Therefore, in this research 3, 6 and 10 storey reinforced concrete buildings with very high importance (hospital use) that according to the provisions and regulations of IS2800 (4th Edition) and ACI code are analysis and designed in SAP2000 software, to be studied. In this paper by using nonlinear static and time history dynamic analysis of the building models under far and near fault records, the performance level of buildings is determined and then about to meet the purpose of Iranian Standard NO.2800 for the very high importance buildings is concluded. The obtained results show that in the nonlinear static analysis method for the 10 story building and in the nonlinear dynamic time-history analysis method for all buildings, the expected performance level of IS2800 (immediate occupancy) is not satisfy
    Keywords: performance level, Standard 2800, Nonlinear analysis, Concrete buildings, Very high importance
  • Mojtaba Akrami, Ehsan Dehghani* Pages 190-209

    Today one of the most common systems for resisting lateral forces (wind and earthquake) is special concentrically braced frames (SCBF). Out of plane buckling in compression causes large inelastic flexural deformations in gusset plate. In order to supply the capacity of inelastic deformations in gusset plate, current design practice recommends a “2t” linear geometric offset to be used. Recent research has been done to improve the seismic behavior of connections for braced frames shown that the use of a clearance by elliptical pattern has better results than linear pattern clearance.
    In this paper using the finite element method, a one-story frame under cyclic loads and considering the nonlinear effects of material and geometric has been modeled and verified. The parameters that considered are effect of clearance (linear, elliptical and lack of clearance) at different angles and clearance in an elliptical pattern. The results of the samples, hysteresis curve, compressive and tensile resistance, as well as stress and strain showed that the clearance effect on tensile strength and compressive is between 2.86 to 13.5 percent for different angles of connected braces. Ductility in the case of lack of clearance between angles of 30 to 60 degrees reduced 30 to 60 percent relative to the elliptical clearance
    Keywords: concentrically braced frame, out of plan buckling, gusset plate, clearance, seismic behavior
  • Ashkan Torbi*, Allahdad Ahmadi Pages 210-229

    In this study، a new roofing system made of precast composite sandwich panels is introduced. This sandwich panels floor system consists of three kinds of precast concrete sandwich panels including capital panels، beam or between columns panels، and slab or middle panels. This panels are built of three layers; A high strength reinforced concrete as top layer، a thick layer of light-weight concrete as a middle layer or core and the third layer or lowest layer is an ordinary reinforced concrete. These panels are connected together with special connectors at their edges. In this study، ABAQUS software has been used for modeling and analyzing the sandwich panels floor system. Moreover، to optimize the design of the sandwich floor panels with different spans، a MATLAB code has been was developed; By entering the properties of steel sections and mechanical properties of concrete used in construction of the sandwich panel in this program the optimum design variables for panels of different، spans، loading and boundary conditions and design constraints was determined which are shown by means of curves and tables; The objective of this optimization was to obtain the lightest and most economical options. Due to possibility of industrial production of precast panels under standard conditions and simplicity of construction, the introduced novel floor system can be a viable alternative for common floor systems. Besides ،the novel system can save amount of material، labor، time، and cost in building construction
    Keywords: optimizing, Light Concrete Core, Sandwich Panel, precast, Connection