فهرست مطالب

مصالح و سازه های بتنی - سال چهارم شماره 2 (پیاپی 8، پاییز و زمستان 1398)

نشریه مصالح و سازه های بتنی
سال چهارم شماره 2 (پیاپی 8، پاییز و زمستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/11/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • هادی حائری* صفحات 5-15

    وجود حفره ها در سازه های بتونی تاثیر مخربی در ساخت و سرویس دهی آنها دارد. در این مقاله با استفاده از کد جریان ذره دو بعدی، رفتار دو حفره در مجاورت یکدیگر بررسی شده است. به این منظور بعد از کالیبراسیون نرم افزار با بتن، یک حفره کوچک با شعاع 2/0 شعاع حفره اصلی در زاویه داری های مختلف نسبت به افق و فاصله داری های مختلف از مرکز حفره اصلی جایگذاری شده است. این مجموعه در یک محیط بتونی با مقاومت فشاری MPa 7 واقع گردیده که تحت تنش های اصلی MPa 2 و MPa 6 قرار دارد. نتایج نشان می دهد که فاصله داری و زاویه داری حفره کوچک تاثیر بسزایی بر توزیع تنش و الگوی شکست فضای اطراف حفره اصلی دارد. بحرانی ترین آرایش حفره زمانی است که زاویه داری آن با حفره اصلی 0/0 گردد. همچنین هرچه فاصله داری حفره از حفره اصلی کم شود، شدت آسیب پل بین دو حفره افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: حفره، شکست کششی، بتن، کد جریان ذره
  • سید علی موسوی داودی* صفحات 16-35
    یکی از چالش هایی که امروزه ساختمان ها را تهدید می کند بحث خرابی پیشرونده در اثر زلزله انفجار و آتش سوزی می باشد. در اکثر رویدادهای لرزه ای و انفجاری، بیشتر تلفات جانی و مالی به واسطه انهدام ساختمان ها در قیاس با هر اثر مستقیم دیگری صورت پذیرفته است؛ بنابراین اطمینان از پایداری و عدم انهدام ساختمان در درجه اول حائز اهمیت بوده که مستلزم افزایش قابل ملاحظه شکل پذیری ساختمان است. با این وجود، در صورت وجود مشخصه های نامطلوب خاص، حتی ساختمان های شکل پذیری که به درستی طراحی شده اند نیز دچارخسارات گسترده می شوند. از این رو، لازم است که اصول طراحی مقاوم در برابر زلزله و انفجار در سه سطح مختلف اشکال سازه ای، پلان ساختمانی و شکل پذیری برای کلیه ساختمان ها خصوصا ساختمان های دولتی اعم از ادارات، مدارس و بیمارستان ها وساختمان های عمومی اعم از مراکز فروش، بانک ها و... در نظر گرفته شود. این پدیده می تواند برای سازه های طراحی شده بر اساس آیین نامه های جاری حین رخداد زلزله های شدید مشکلاتی را به وجود آورد و حتی منجر به ویرانی کل سازه گردد. به عبارت دیگر هرگونه ضعف در طراحی و یا اجرای اجزاء سازهای ممکن است باعث به وجود آمدن پدیده خرابی پیشرونده در سازه ها حین بارگذاری انفجار یا زلزله گردد. دیوارهای برشی دارای بازشو در ساختمان های بتنی به دلیل محدودیت های معماری طراحی می گردند. این دیوارها مقاومت کمتری نسبت به دیوار برشی معمولی دارند ولی باعث افزایش شکل پذیری سازه می گردند. هرچند طراحی اینگونه دیوارها بر اساس مقررات و آیین نامه های معتبر صورت می گیرد لیکن بررسی خرابی پیش رونده در آنها لحاظ نمی گردد و در مواردی که سازه در برابرخرابی پیش رونده مقاومت لازم را ندارد نیاز به مقاوم سازی الزامی می باشد. موضوع خرابی پیش رونده در سازه های بتنی دارای دیوار برشی بازشو دار، که اساس تحقیق حاضر را تشکیل داده به بررسی تاثیر درصد آرماتور (ρ) بر روی خرابی پیش رونده می پردازد، پیش از این پژوهش، محققان اثر پارامتری درصد آرماتور (ρ) را بر روی خرابی پیش رونده تا بحال مورد بررسی قرار نداده اند، با توجه به اهمیت موضوع در این پژوهش به بررسی اثر تاثیر پارامتریکی تغییر درصد آرماتور (ρ) بر روی رفتار سازه های بتنی تحت خرابی پیش رونده پرداخته شد. در انتهای این پژوهش نتایج نشان داد که اثر افزایش درصد آرماتور (ρ) در سازه های بتن آرمه تحت یک بار انفجاری و خرابی پیش رونده ایجاد شده باعث بهبود عملکرد رفتاری سازه خواهد شد.
    کلیدواژگان: دیوار برشی بتنی، بازشو، خرابی پیش رونده، تحلیل اجزاء محدود
  • ثمیه سادات میرحسینی*، محمد رضا آرم صفحات 36-50

    در این تحقیق ضریب رفتار (R) سیلوها به منظور ارزیابی اثر پارامترهای: هندسه، مواد داخل سیلو، مقاومت بتن، ضخامت جداره سیلو و ابعاد مش بندی به سه حالت پر، نیمه پر و خالی مدل سازی و محاسبه می شود. به عنوان نمونه، دو مدل سیلوهای اجرایی کلینکر (بدون پایه) و بای پس کلینکر (پایه دار) از نرم افزار المان محدود آباکوس جهت مدل سازی و آنالیز استاتیکی غیر خطی استفاده شده است. سپس مدل های مذکور در نرم افزار آباکوس، تحت استاتیکی غیر خطی پوش آور قرار گرفته و نمودارهای برش پایه-تغییر مکان آنها استخراج شده است. تمامی نمودارهای مذکور به روش یانگ، دو خطی شده و ضریب رفتار و پارامترهای مربوط به آن محاسبه گردیده است. ضریب رفتار بدست آمده در سیلوها از مقدار آیین نامه استاندارد (2800 و IBC(Asce-7-16 بیشتر است و می توان گفت آیین نامه ها به طور محافظه کارانه کمترین مقدار را در نظر گرفته است.  نتایج بدست آمده نشان می دهد که پارامترهای هندسه (قطر به ارتفاع)، پر یا خالی بودن مواد داخل سیلو در مقدار R چندان موثر نمی باشد. با افزایش مقاومت بتن، ضریب رفتار تغییر چشمگیری نمی کند و می توان گفت ضریب رفتار تابع مقاومت بتن نمی باشد. افزایش ضخامت جداره سیلو به دلیل افزایش ظرفیت پلاستیک، موجب افزایش R می شود و افزایش ابعاد مش بندی به دلیل کاهش دقت محاسبات، موجب کاهش بسیار ناچیز R می شود و زیاد تاثیر گذار نیست.

    کلیدواژگان: ضریب رفتار، سیلوهای بتنی، تحلیل استاتیکی غیر خطی، پوش آور، سیلو پایه دار و بدون پایه
  • محمدرضا عدل پرور*، مسعود محمودآبادی، محمدحسین تقوی پارسا صفحات 51-72

    امروزه با توجه به کمبود فضا و افزایش روزافزون جمعیت در شهرهای بزرگ، ساختمان های بلند با استقبال بیشتری روبرو هستند. سازه های بلند در برابر تاثیرات باد در راستای جهت باد و نوسانات حاصل از آن آسیب پذیر هستند. برای طراحی یک سازه در برابر بارهای جانبی نظیر بار باد، معیار اصلی طراحی باید تامین شود. اهمیت اثر نیروی جانبی با بالا رفتن ارتفاع ساختمان افزایش می یابد. از این رو در این نوع سازه ها، عمدتا تحت تاثیر نیروی باد، ملاحظات طراحی با افزایش ارتفاع، پیچیده تر می شود. در ارتفاع معینی تغییر مکان جانبی سازه های بلند چنان افزایش می یابد که ملاحظات سختی کنترل کننده مطرح می گردند. ویژگی های فشار ناشی از  باد بر سازه تابعی از ویژگی های باد، هندسه سازه و مشخصات منطقه مجاور آن است. معمولا استانداردها برای سازه ها و ساختمان هایی که دارای شکل یا موقعیت غیرمعمول هستند استفاده نمی شوند. هدف از پژوهش حاضر بررسی روش های طراحی ارائه شده جهت محاسبه بار باد در استانداردهای بین المللی و داخلی جهت بررسی سازه های بلند با مقطع ثابت و متغیر واقع در شهر تهران است. در این پژوهش از استانداردهای امریکا، اروپا، ژاپن و استرالیا برای دو نوع سازه بلند استفاده شده و نتایج آنها با خروجی حاصل از مقررات ملی ساختمان ایران مقایسه گردیده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مقررات ملی ایران برای سازه های مفروض که در شهر تهران درنظر گرفته شده است، نسبت به نتایج سایر استانداردهای مورد بررسی محافظه کارانه تر است.

    کلیدواژگان: سازه بلند بتنی، بار جانبی باد، مقطع ثابت و متغیر، نیروی طبقات، آئین نامه های طراحی، مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران
  • جعفر سبحانی، علیرضا پورخوشیدی*، ابو الحسن رامین فر صفحات 73-84
    عمل آوری یکی از پارامترهای موثر بر مقاومت و دوام کف سازی های بتنی می باشد. عمل آوری مناسب باعث پیشرفت روند کسب مقاومت،کاهش احتمال پوسته شدگی سطح بتن و افزایش مقاومت سایشی آن می شود. در این مقاله اثر استفاده از نوعی ماده عمل آوری کننده بر پایه لیتیوم پلی سیلیکات بر روی مشخصات مکانیکی و دوام نمونه های بتنی مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس، آزمون های تعیین مقاومت فشاری، جذب آب، نفوذپذیری تحت فشار آب و مقاومت سایشی بر روی نمونه های شاهد و آزمایشی انجام گرفت. با توجه به نتایج ارائه شده مقاومت فشاری نمونه های نگهداری شده در محیط آزاد بیش از 60% و در محیط آزمایشگاه بیش از 20 درصد، نسبت به نمونه های عمل آوری شده در شرایط استاندارد، کاهش مقاومت داشته اند. در صورتیکه در نمونه های آزمایشی، با اعمال ماده عمل آوری بر پایه لیتیوم پلی سیلیکات، مقدار کاهش مقاومت فشاری کمتر از 10 درصد بوده است. همچنین جذب آب نمونه های نگهداری شده در محیط آزاد، بیش از 3 برابر نسبت به شرایط استاندارد افزایش پیدا کرده، در صورتیکه در نمونه های با ماده عمل آوری مذکور، مقدار جذب آب فقط 14 درصد افزایش یافته است. نتایج آزمون تعیین مقاومت سایش نشان داد که در صورت استفاده از مواد عمل آوری ویژه نسبت به شرایط عمل آوری استاندارد بهبود مقاومت سایشی را در نمونه ها تا حدود 8 درصد را شاهد خواهیم بود. نگهداری در شرایط آزمایشگاهی و محیط آزاد به ترتیب موجب کاهش مقاومت سایشی به مقدار 8 و 21 درصد شده است.
    کلیدواژگان: ماده عمل آوری کننده، ماده سخت کننده، بهبود دهنده مقاومت سایشی کف های بتنی
  • محمدکاظم شربتدار*، امین عطائی صفحات 85-99

    در این مقاله رفتار یک نوع اتصال صلب تیر به ستون پیش ساخته بتنی پیشنهادی با دو نوع بتن متفاوت معمولی و توانمند الیافی تحت اثر بار رفت و برگشتی افزاینده و بار محوری ثابت تحلیل و بررسی شده است. در این تحقیق، اتصال میانی تیر- ستون بتنی پیش ساخته بر اساس آئین نامه 318 ACI طراحی گردید و سپس به روش اجزاء محدود، مدلسازی شده است که نتایج حاصل از تحلیل عددی با نتایج موجود آزمایشگاهی مطابقت خوبی داشته است. مدل های عددی با خاموت گذاری فشرده و نیمه فشرده در ناحیه طول بحرانی اتصال ایجاد و با تغییر در مقاومت بتن، نوع بتن و استفاده از بتن های توانمند، رفتار اتصال تحت بارهای رفت و برگشتی مقایسه شده است. براساس نتایج بدست آمده از تحلیل غیر خطی اجزاء محدود نمونه ها، مالحظه می گردد با افزایش مقاومت بتن، سختی اتصال و مقاومت نهایی تا 01 درصد افزایش پیدا کرده و با استفاده از بتن های الیافی HPFRCC و خاموت فشرده در چشمه اتصال ، شکل پذیری به نحو چشمگیری تا 53 درصد افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: اتصال پیش ساخته، بتن الیافی، بارهای چرخه ای، خاموت فشرده، بتن توانمند
  • امیربهادر مرادی خو*، میرحمید حسینی، اعظم موسوی کاشی، فرشته امامی، علیرضا اسپرهم صفحات 100-113
    بتن ژئوپلیمری در سال های اخیر به عنوان یک جایگزین سبز برای بتن پرتلند مطرح شده است که می تواند از اثرات منفی زیست محیطی تولید سیمان پرتلند بکاهد. در این مقاله اثر الیاف هیبریدی دوگانه کوپلیمری ونانوسیلیس بر مقاومت های فشاری، کششی و خمشی بتن ژئوپلیمری بر پایه متاکائولن مورد مطالعه آزمایشگاهی قرار گرفت. ابتدا آزمایش های اولیه به منظور رسیدن به طرح اختلاط بهینه انجام شد سپس به منظور بررسی رفتار بتن ژئوپلیمری الیافی بر پایه متاکائولن الیاف در نسبت های مختلف و همراه با نانوسیلیس به طرح اختلاط بتن اضافه و نمونه ها ساخته و عمل آوری شدند. از نمونه ها آزمون مقاومت کششی غیر مستقیم و مقاومت خمش سه نقطه ای گرفته شد. نتایج نشان داد استفاده از الیاف هیبریدی و نانوسیلیس سبب افزایش مقاومت های فشاری، کششی و خمشی بتن ژئوپلیمری می شود.
    کلیدواژگان: ژئوپلیمر، بتن ژئوپلیمری الیافی، الیاف هیبریدی، متاکائولن، نانوسیلیس
  • اویس افضلی ننیز*، علیرضا دوست محمدی، جعفر سبحانی صفحات 114-129

    هنگامی که بتن رطوبت خود را از دست می دهد دچار جمع شدگی و در نتیجه ترک خوردگی می شود. ترک ها علاوه بر آثار نامطلوب بر ظاهر بتن سبب کاهش مقاومت و دوام آن می شوند. یکی از دغدغه های مهم در مورد بتن و به ویژه بتن های مورداستفاده در کف سازی ها و رویه های بتنی بحث ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی بتن است. ازجمله راهکارهای کاهش اثرات ترک های جمع شدگی استفاده از الیاف در بتن است. هدف تحقیق حاضر ارزیابی و مقایسه اثر الیاف پلیمری میکرو و ماکرو بر جمع شدگی ناشی از خشک شدن بتن مقید و نیز مقاومت فشاری و مدول گسیختگی آن است. بدین منظور در فاز اول تحقیق اثر دو نوع از الیاف میکرو با نام های پلی پروپیلن و دوجزئی(پلیمری اصلاح شده) بر ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی مقید بتن مورد بررسی قرار گرفت و الیاف بهینه فاز اول انتخاب گردید. نتایج فاز اول تحقیق نشان داد که الیاف پلی پروپیلن عملکرد بهتری در جهت افزایش زمان ایجاد نخستین ترک و کاهش حداکثر عرض ترک ایجاد شده دارد. ازاین رو الیاف پلی پروپیلن به منظور استفاده در فاز دوم تحقیق و در کنار الیاف ماکرو انتخاب شدند. فاز دوم تحقیق به بررسی اثر افزودن الیاف ماکروپلیمری و نیز طرح هیبرید، حاوی هر دو نوع الیاف میکرو و ماکرو، بر ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی و مقایسه آن با بتن بدون الیاف پرداخته شد. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده در فاز دوم نشان می دهد که حضور الیاف ماکرو به سبب مدول الاستیسیته بالای این نوع از الیاف، تاثیر بسزایی بر ترک های جمع شدگی ناشی از خشک شدن داشته است. سن ترک خوردگی برای نمونه بتن شاهد، نمونه حاوی الیاف میکرو پلی پروپیلن، نمونه حاوی الیاف ماکرو پلیمری و طرح هیبرید به ترتیب برابر 7/2 روز، 9/3 روز، 7 روز و 3/7 روز بوده است که نشان از تاثیر قابل توجه الیاف ماکرو بر سن ترک خوردگی دارد. همچنین نتایج نشان می دهد که استفاده از هر دو نوع الیاف میکرو و ماکرو در کنارهم (طرح هیبرید) بهترین عملکرد را در زمان ایجاد نخستین ترک و نیز کنترل عرض ترک داشته است.

    کلیدواژگان: الیاف ماکروپلیمری، الیاف میکروپلیمری، بتن الیافی، جمع شدگی بتن مقید
  • مهدی چینی*، پرهام حیاتی صفحات 130-142

    هدف از عملیات مضرس کاری ایجاد سطحی ایمن از طریق ایجاد مقاومت اصطکاکی کافی پس از اجرای بتن تازه می باشد که با استفاده از کشیدن انواع مواد مختلف بر روی بتن تازه جهت ایجاد زبری کافی قبل از سفت شدن آن انجام می شود، به این ترتیب پتانسیل پدیده هیدرو پلانینگ و سرخوردگی ناشی از رطوبت جاده کاهش می یابد. ملاحظاتی شامل ایمنی، کیفیت رانندگی در جاده، صدای تولید شده و فاکتور اقتصاد عملیات اجرایی می بایست در این خصوص رعایت شوند. ویژگی ها و مشخصات لازم از طریق عرض، عمق و فاصله شیارها، طول موج و دامنه صدای تولید شده، جهت و سمت اجرای شیارها و سایر فاکتورهای مرتبط می بایست کنترل شوند. به منظور مشخص شدن عملیات مضرس کاری در این مقاله انواع طبقه بندی بافت سطوح روسازی، روش های اجرایی مضرس سازی، مشخصات سطح روسازی و روش های اندازه گیری آن و الزامات مضرس سازی مطابق با راهنمای انجمن روسازی بتنی آمریکا (ACPA) پرداخته شده است. در ادامه نحوه مضرس کاری در پروژه آزاد راه تهران - شمال با توجه به کاربرد فینشرهای مختلف و اجرای دستی و ماشینی (TCM) و نتایج آزمون پاندول انگلیسی و مقایسه آن با سطح روسازی بتن آسفالتی ارائه شده است. نتایج نشان می دهد عملیات مضرس کاری با دستگاه TCM دارای عدد پاندول بیشتر و تامین میزان مورد نظر در صورت رعایت ضوابط و الزامات اجرایی پس از عمل آوری می باشد.

    کلیدواژگان: عملیات مضرس کاری، روسازی بتنی درزدار، پاندول انگلیسی، آزادراه تهران - شمال
  • سید سجاد میرولد*، علی اکبر شیرزادی جاوید، صادق منوچهری صفحات 143-158
    در این تحقیق عملکرد نمونه های بتن خودتراکم شامل مقاومت فشاری، مقاومت ویژه الکتریکی، جذب آب حجمی، تخلخل کل و پدیده نفوذ یون کلرید در شرایط شبیه سازی شده ی مستغرق در خلیج فارس در دانشگاه علم و صنعت ایران انجام شده است. در طرح مخلوط بتن خودتراکم از جایگزین کردن 8، 20 و 50% سیمان با مواد افزودنی به ترتیب میکروسیلیس، متاکائولن و سرباره و همچنین برای مخلوط های چند جزیی، میکروسیلیس و متاکائولن و نیز میکروسیلیس و سرباره با درصدهای جایگزینی مذکور استفاده شده است. در این تحقیق از نسبت های آب به سیمان ثابت 45/0، استفاده شده است. نتایج نشان دهنده عملکرد مثبت آزمونه های حاوی مواد افزودنی در مقایسه با بتن های بدون مواد افزودنی است. بتن خود تراکم حاوی مواد افزودنی در برابر نفوذ یون کلرید مقاومت بیشتری را در شرایط غوطه وری در دریا از خود نشان می دهند. بتن های خود تراکم بدون مواد جایگزین کمترین مقاومت را در برابر نفوذ یون کلرید داشتند و مخلوط های بتنی چند جزئی حاوی میکروسیلیس و متاکائولن در تمامی سنین عملکرد بهتری در برابر نفوذ یون کلرید داشته اند. مخلوط های بتن چند جزئی حاوی سرباره و میکروسیلیس و همچنین مخلوط های بتنی حاوی سرباره دارای مقاومت فشاری کمتری در مقایسه با بتن شاهد در تمامی سنین بودند که می توان دلیل این امر را، تخلخل بالای ایجاد شده در دوران آماده سازی و استفاده از سرباره نامرغوب دانست.
    کلیدواژگان: بتن خودتراکم، نفوذ یون کلرید، مقاومت ویژه الکتریکی، میکروسیلیس، متاکائولن، سرباره، محیط شبیه سازی دریایی
  • بهاره سالاروند، بهزاد سعیدی رضوی*، جمال احمدی صفحات 159-172
    پیوستگی میلگردهای فولادی به بتن در شرایط محیطی مختلف از مباحث اصلی مربوط به پایایی سازه های بتن مسلح می باشد. عوامل زیادی بر مقاومت پیوستگی بین میلگردها و بتن تاثیر گذار هستند که از جمله مهمترین آنها می توان به سن و ویژگی های بتن، مشخصات میلگرد و شرایط محیطی اشاره کرد. بر این اساس و در تحقیق حاضر به بررسی میزان پیوستگی میلگردهای فولادی به بتن خودتراکم حاوی پودر سنگ گرانیت و آهک در مقادیر مختلف پوشش بتنی بر روی میلگردها تحت شرایط خوردگی تسریع شده پرداخته شده است. همچنین از دو نوع سنگدانه شکسته و گردگوشه در ساخت نمونه ها استفاده شده و جهت بررسی تاثیر ترک های ناشی از بارگذاری خارجی بر انتشار یون کلر و روند خوردگی، نمونه ها تحت پیش بارگذاری قرار داده شده اند. مطابق نتایج بدست آمده از این پژوهش، استفاده از پودر سنگ گرانیت حدود 15درصد وزنی سیمان باعث افزایش مقاومت پیوستگی و کاهش میزان خوردگی در نمونه های مورد مطالعه شده است. جایگزینی سنگدانه های شکسته بجای گردگوشه عموما موجب افزایش مقاومت پیوستگی نمونه ها شده است. همچنین بارگذاری نمونه ها تا پنجاه درصد مقاومت نهایی، باعث تشدید خوردگی و کاهش شدید مقاومت پیوستگی گردیده است.
    کلیدواژگان: بتن خودمتراکم، جذب آب حجمی، مقاومت پیوستگی، پیش بارگذاری، درصد خوردگی
  • یاسر شریفی*، عادل مقبلی، مهدیه رحمتیان، خداداد مقبلی صفحات 173-190
    ارزیابی مقاومت نهایی برشی تیرهای بتن مسلح به دلیل فرضیات بسیار زیاد در براورد فرمول های ارائه شده در آیین نامه ها، یک موضوع بسیار مهم تلقی می شود. از طرفی محاسبه دقیق مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح هم در زمان طراحی و هم در موارد مقاوم سازی از مهم ترین پارامترها می باشد. مقایسه مقاومت برشی آزمایش های موجود و فرمول بندی ارائه شده توسط آیین نامه ها اختلاف زیادی را نشان می دهد. در مقاله حاضر مدل شبکه عصبی مصنوعی به صورت یک روش قابل اطمینان برای شبیه سازی و تعیین مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح لاغر توسعه داده شده است. بدین منظور تاثیر پارامترهای مختلف بر مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح لاغر از جمله عمق موثر، عرض تیر، دهانه ی برش، مقاومت تسلیم آرماتور برشی و کششی، مقاومت فشاری بتن و مقدار آرماتور برشی ارزیابی شده است. هم چنین مطالعه ای عددی با هدف تحلیل و بررسی پارامترهای مورد استفاده در شبکه انجام داده شده است. سرانجام یک رابطه تجربی با دقت مناسب برای تعیین مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح لاغر با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی بدست آمده است و در نهایت نتایج بدست آمده با آیین نامه های معتبر دنیا مقایسه شده است. هم چنین مقایسه ی مقاومت برشی آزمایشگاهی با آیین نامه های مختلف و مدل پیشنهادی توسط شبکه های عصبی مصنوعی، نشان می دهد که مدل پیشنهاد شده از عملکرد مناسبی برخوردار است.
    کلیدواژگان: تیرهای بتن مسلح لاغر، شبکه های عصبی مصنوعی، مقاومت (نهایی) برشی، آیین نامه ها
|
  • Hadi Haeri * Pages 5-15

    The presence of openings in concrete structure has destructive effect on the lifetime. In this paper, the interaction between two openings has been investigated using particle flow code. For this purpose, after calibration of model, one small opening has been situated in various distances and various angularities from big pore opening. The radius of smaller opening is 0.2 of radios of big opening.  This complex is situated in a concrete slab with uniaxial strength of 7 MPa. This slab is under principal stress of 2MPa and 6 MPa. The results show that spacing and angularity of small opening has important effect on the stress distribution and failure pattern around the big opening. The critical position for small opening is when it situated at 0.0 degree. Also the spacing between two openings is less, the failure volume is more.

    Keywords: pore, tensile failure, Concrete, particle flow code
  • Seyed Ali Mousavi Davoudi * Pages 16-35
    One of the challenges that threaten buildings today is the discussion of the progressive devastation caused by earthquakes and fires. In most seismic and explosive events, most of the casualties have been caused by the demolition of buildings compared to any other direct impact; therefore, ensuring the sustainability and non-demolition of buildings is of primary importance. However, even if properly designed ductile buildings are exposed to certain undesirable features, they will suffer extensive damage. Therefore, it is necessary to apply the principles of earthquake and explosion resistant design in three different levels of structural forms, building plans and ductility for all buildings. This can cause problems for structures designed on the basis of current regulations during severe earthquakes and even lead to total demolition. In other words, any weaknesses in the design or implementation of the components may lead to the progressive failure of structures during the loading of an explosion or earthquake. Pop-up shear walls in concrete buildings are designed due to architectural limitations. These walls are less resistant than conventional shear walls, but they increase the structural ductility. Although the design of such walls is based on valid regulations and regulations, it is not considered progressive failure and in cases where the structure does not have the necessary resistance to progressive damage, reinforcement is required. The Progressive Damage Issue in Concrete Shear Wall Structures, which form the basis of the present study, examines the effect of reinforcement percentage (ρ) on the progressive failure. Progressive failure has not been investigated so far, considering the importance of this issue in this study, we investigate the effect of parametric change of reinforcement percentage (ρ) on the behavior of concrete structures under progressive failure. At the end of the study, the results showed that the effect of increasing the percentage of reinforcement (ρ) on reinforced concrete structures under an explosive load and progressive failure would improve the performance of the structures.
    Keywords: Concrete Shear Wall, Poplar, progressive failure, finite element analysis
  • Samiyeh Sadaat Mirhosseini *, Mohammad Reza Aram Pages 36-50

     In this research, in order to evaluate the effect of parameters such as geometry, stored material, concrete strength, silo wall thickness and FE mesh size on seismic response modification factor, finite element modeling is generated in three conditions: full, half-filled and empty. In this way finite element Abaqus is used for modeling and static nonlinear pushover analysis. As a sample, two types of models are created: the clinker silo (without basis) and by pass clinker silo (legged). Then, the mentioned models are subjected to nonlinear finite element method and the base shear-displacement diagrams are extracted. All of the mentioned graphs are evaluated by Young method to be bilinear. The response modification factor and the connected parameters such as plasticity, added resistance and plasticity ratio have been calculated. The calculated response factors are more than that of the design regulation of seismic buildings code (standard of 2800) and also the Code of IBC (Asce-7-16) and it can be said that regulations are conservative. The results show that the parameters of the geometry (diameter to height) and filled or emptiness of the silos are not very effective in the amount of response modification factor. However, the response behavior factor does not change significantly by increasing the strength of the concrete and it can be concluded that the response factor is not related to the concrete strength. Increasing the thickness of the silos due to increased plastic capacity increases the R Value and increasing the mesh size due to the reduction of the accuracy of the calculations, reduces R and it indicates that the change of the response factor obtained from the initial value is small and does not affect the behavior much.

    Keywords: Response modification factor, Concrete Silos, Nonlinear static analysis, Pushover, Parametric study, Finite element method
  • Mohammadreza Adlparvar *, Masud Mahmoudabadi, Mohammad Hossein Taghavi Parsa Pages 51-72

    Today, high-rise buildings are more welcomed due to the lack of space and the increasing population in large cities. The effect of wind on tall structures in the direction of the wind and its fluctuations are vulnerable. To design a structure against lateral loads such as wind load, the main design criterion should be provided. The importance of the impact of the lateral force increases with the height of the building. Thus, in this type of structures, mainly by wind power, design considerations with height, becomes more complicated. At a certain height, the lateral displacement of the longitudinal structures increases so that the controller's considerations are raised. The characteristics of the wind pressure on the structure are a function of the wind characteristics, structural geometry, and the characteristics of the adjacent region. Typically, standards for structures and buildings that have unusual shapes or positions are not used. The purpose of this study was to investigate the proposed design methods for calculating the wind load in international and domestic standards for the study of long and stable structures in Tehran. In this study, American, European, Japanese and Australian standards have been used for two types of structures, and their results have been compared to those derived from the National Building Regulations of Iran. The results of this study indicate that Iran's national regulations for proposed structures that are considered in Tehran are more conservative than the results of other standards.

    Keywords: high-rise buildings, Lateral Load of Wind, Fixed andVariable Section, Buildings Force, Design Guidelines, Part Six (from the National Building Regulations of Iran)
  • Jafar Sobhani, Alireza Pourkhorshidi *, A. Raminfar Pages 73-84
    Curing is an important parameter on the strength and durability development of concrete floors. Appropriate curing leads to the concrete strength gain, decrease in surface scaling and increasing the surface abrasion resistance of concrete. In this paper, the effects of a curing agent based on lithium polysilicates were investigated in an experimental program to verify their mechanical and durability properties. To this end, the compressive strength, water absorption, permeability under water pressure and abrasion resistance tests were carried out on the reference and cured specimens with curing agent. Based on the presented results, the compressive strength of air-cured and lab-condition specimens decreased more than 60% and 20% respectively. However, the specimens cured with Lithium Polysilicates agent lead up to 10% decrease in concrete strength. Moreover, the water absorption of specimens cured in air increased more that 3 times. The results showed that by application of such curing agents, the abrasion resistance increased by 8% in comparison with the standard curing system.
    Keywords: Concrete Floor, Curing Agent, Surface Harder, Abrasion Resistance Treatment
  • Mohammad Kazem Sharbatdar*, Amin Atahi Pages 85-99

    The behavior of a suggested concrete precast beam-column connection with two different plain and high performance fiber HPFRCC concretes under increasing cyclic loading and constant axial loading are analyzed and investigated in this paper. The internal precast concrete beam-column connection was initially designed based on ACI 318 design code and modeled with finite element method and the analytical results was verified with experimental results and then there was appropriate collaboration between both results.  The numerical models with congested and non-congested stirrups in the critical zone were created and the behavior of connection under cyclic reversal loading were compared with considering two different concrete as regular and HPFRCC.  The results from non-linear finite element analysis indicated that with increasing concrete strength, the stiffness and ultimate strength of connections increased up to 10% and the ductility of connection cast with HPFRCC concrete was significantly increased up to 35%  with congested stirrups.

    Keywords: “Precast connection”, “HPFRCC concrete”, “Cyclic loading”, “Congested stirrups”
  • Amir Bahador Moradikhou *, Mir Hamid Hosseini, Azam Mousavi Kashi, Fereshteh Emami, Alireza Esparham Pages 100-113
    In recent years, geopolymers, as a new class of green cement binders, have gained significant attention as an environmental-friendly alternative to ordinary Portland cement. In this paper, the effect of 2-element hybrid fibers and nano-silica particles on compressive, tensile and flexural strengths of metakaolin-based geopolymer concrete, were studied. First, Preliminary tests were conducted to reach the optimum mixture designs. Then, fibers were added in various ratios with nano silica particles to the concrete mixtures and geopolymer specimens were prepared to study the behavior of geopolymer fibers reinforced metakaolin-based concrete. After curing, specimens were subjected to the indirect tensile and 3-pointflexural strengths tests. The test results showed that using 2-element hybrid fibers and nano-silica particles increases the compressive, tensile and flexural strengths of geopolymer concrete.
    Keywords: Geopolymer, Fibers Reinforced Geopolymer Concrete, Hybrid fibers, Metakaolin, nano-silica
  • Oveys Afzali Naniz *, Alireza Doostmohammadi, Jafar Sobhani Pages 114-129

    When concrete loses its moisture, it shrinks and results in cracking. In addition to undesirable effects on the appearance of concrete, cracks reduce its strength and durability. Fibers are used in concrete in order to control shrinkage cracks. The goal of this study is to evaluate the effects of micro and macro synthetic fiber in reducing the drying shrinkage and cracking under restrained conditions. For this purpose, in the first phase of the study, the effects of two types of microfibers, polypropylene and double-part, were selected. The results of the first phase of the study showed that polypropylene fibers have a better performance in improving initial cracking time and reducing the maximum crack width. The second phase of the study investigated the effect of macro synthetic fibers as well as the micro and macro synthetic fibers, hybrid mixes, in reducing the drying shrinkage of restrained conditions. The experimental results obtained in the second phase showed that the presence of macro synthetic fibers, due to the high modulus of elasticity, had a significant effect on drying shrinkage. The results also showed that the hybrid mixes had the best performance

    Keywords: Macro-synthetic fiber, Micro-synthetic Fiber, Concrete Fiber, Shrinkage Cracking
  • Mehdi Chiini *, Parham Hayati Pages 130-142

    One of the main reasons of surface texturing in concrete pavements is to provide a safe surface by supplying adequate surface friction which it could be furnished by different methods on fresh poured concrete. In this way, the hydroplaning and skidding on wet surface would be minimized. However, some other considerations such as safety, quality of driving, bumping noises and economical factor should be noticed. Required specifications should be controlled via width, depth and distance between grooves, amount of noises and grooves direction. In this paper, in order to monitor the surface texturing different classifications, texturing methods, surface properties and measuring methods have been discussed in accordance with American concrete pavement association (ACPA). Finally, different methods of surface texturing in Tehran-North highway are introduced and the results of English pendulum test on each method would be presented. The results indicate that texturing by TCM machine has better English pendulum value even in compare to asphalt overlay.

    Keywords: Surface Texturing, Jointed Plain Concrete Pavement, English Pendulum, Tehran-North Highway
  • Sajjad Mirvalad *, Ali Akbar Shirzadi Javid, Sadegh Manouchehric Pages 143-158
    The performance of binary and ternary self-consolidating concrete (SCC) samples immersed in Persian Gulf simulated water including compressive strength, electrical resistance, bulk water absorption, total voids and chloride ions penetration were investigated. Portland cement was partially replaced with 8, 20, and 50% (by mass) of silica fume, metakaolin and slag, respectively. In addition, ternary blends containing the mentioned percentages of metakaolin and silica fume as well as slag and metakaolin were cast. The water to binder ratio was considered 0.45. The results indicated the improvement in the performance of immersed binary and ternary SCC samples compared with control samples. SCC containing the studied supplementary cementing materials showed better performance compared to the plain SCC when immersed in sea water from the view point of resistance against chloride ions attack. The best performance was arrived to the ternary SCC containing metakaolin and silica fume. The samples containing slag did not perform well in the Persian Gulf exposure which can be related to the poor quality of the studied slag.
    Keywords: Self-consolidating concrete, Chloride Ions Penetration, Electrical resistivity, Silica fume, Metakaolin, Slag, Simulated Marine Environment
  • Bahare Salarvand, Behzad Saeedi Razavi *, Jamal Ahmadi Pages 159-172
    The bonding of steel bars to concrete in a various environments is one of the most significant problems in the durability of concrete structures. There are several different factors such as concrete ages and properties, steel rebars characteristics and environmental condition which affect the bond strength between concrete and embedded steel rebars. Accordingly, in the present study, the bond strength between embedded steel rebars and self-compacting concrete which contain different values of granite and limestone powder as a filer is investigated under accelerated corrosion condition. Besides, the specimens were also preloaded up to 50% of concrete compressive strength to investigate the effect of induced cracks caused by external loading on the chloride ions penetration and corrosion process. According to obtained results from the experiments, the utilization of 15% granite powder has increased the bond strength and decreased corrosion level of concrete specimens. Also, the loading of the specimens has exacerbated corrosion and reduced bond strength considerably.
    Keywords: Self-Compacting Concrete, Bond strength, Preloading, corrosion level, water adsorption
  • Yasser Sharifi *, Adel Moghbeli, Mahdieh Rahmatian, Khodadad Moghbeli Pages 173-190
    Predicting the shear capacity of reinforced concrete beams with a suitable accuracy is an essential issue for engineering applications, especially for the rehabilitation and design of such structures. It was found that there is a significant difference between experimental and existing code recommendations for shear capacity predictions. Shear capacity assessment of slender reinforced concrete beams in reason of several assumptions to equation developing is one of the most important issues. An artificial neural network has been developed as a reliable method to simulate and determine the shear capacity of slender concrete beams. For this purpose, the effects of several parameters on the shear strength of concrete beams were evaluated. Finally, an empirical formula with suitable accuracy was obtained to determine the shear strength of slender concrete beams. Experimental, code recommendations and model suggested by artificial neural networks for shear strength of concrete beams show that the model suggested by artificial neural networks gives more exact predictions.
    Keywords: Reinforced concrete beams, Artificial Neural Networks Shear strength Capacity, experimental, code recommendation