فهرست مطالب

فصلنامه رویکردهای نوین در مهندسی عمران
سال سوم شماره 3 (پاییز 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/09/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فاطمه صفی خانی، مهدی مهدی خانی* صفحات 1-18
    بتن خود متراکم بتنی است که تحت اثر وزن خود جاری می شود و ضمن حفظ همگنی خود بدون نیاز به ویبراتور تمامی قالب را پر کرده و شکل ظرف را به خود می گیرد. با داشتن کارایی زیاد این بتن در اجرا خطر جداشدگی سنگدانه ها و خمیر را نداشته و در عین حال مقاومت زیاد و دوام نسبتا بالایی برخوردار است. از طرفی وجود انبوه ضایعات کاشی و دفن این ضایعات توسط  کارخانجات تولید کاشی و سرامیک اهمیت به کارگیری از این محصول ثانویه را در دیگر صنایع از جمله صنعت ساختمان مشخص می کند. همچنین استفاده از این ضایعات موجب حفظ محیط زیست نیز می گردد. در این مطالعه  آزمایشگاهی، در مرحله اول طرح اختلاط بتن خود متراکم تعیین و سپس با طرح اختلاط به دست آمده  نمونه هایی با طرح اختلاط سنگدانه بازیافتی، جایگزین سنگدانه طبیعی، با درصد حجمی 0%، 25%، 50%، و 100% ساخته شد. لازم به ذکر است که نسبت آب به سیمان و درصد فوق روان کننده ثابت می باشد و مقدار سنگ آهک و دوده ی سیلیس در تمام طرح ها ثابت در نظر گرفته شده است. آزمایشات جریان اسلامپ برای تعیین کارایی بتن تازه وآزمایش مقاومت فشاری و جذب آب مویینه در سنین 3، 7، 14 و 28 روزه در این مطالعه انجام شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که به طور کلی با افزایش درصد جایگزینی کاشی شکسته شده با سنگدانه طبیعی، کارایی بتن تازه و مقاومت فشاری بتن سخت شده کاهش و دوام بتن سخت شده افزایش یافته است و به طور ویژه در 100% جایگزینی سنگدانه طبیعی با کاشی شکسته شده تغییرات به صورت عمده مشاهده شده است ولی تا 75% جایگزینی تغییرات عمده ای مشاهده نشده است.
    کلیدواژگان: بتن خودمتراکم، ضایعات کاشی، سنگدانه های بازیافتی، کارایی، جذب آب مویینه، مقاومت فشاری
  • محمد شکرچی زاده، سهیل جعفری نژاد*، امیر مهدی ربیعی صفحات 19-29
    ویژگی های منحصربه فرد و فوق العاده ی بتن فوق توانمند به عنوان مصالحی نوین در علم مهندسی عمران، افق های جدید و هیجان انگیزی را پیش روی طراحان سازه قرار داده است. یکی از این افق های طراحی که می تواند در آینده بسیار کاربردی باشد، ایده سازه های مرکب بتن عادی و بتن فوق توانمند است که باهدف استفاده حداکثری از ظرفیت مصالح، مطرح گردیده است. از این ایده می توان هم در ساخت سازه های جدید و هم در ترمیم و بهسازی سازه های موجود بهره برد. چنان که مطالعات و کاربردهای عملی اثبات نموده اند؛ سازه مرکب بتن آرمه عادی و بتن فوق توانمند، نسبت به سازه بتن آرمه اولیه، هم زمان بادوام تر و پر مقاومت تر خواهد بود. حال آنکه در هر سازه مرکبی، عملکرد یکپارچه مصالح با یکدیگر بسیار حیاتی است و این عملکرد یکپارچه از مسیر مقاومت پیوستگی بین مصالح به دست خواهد آمد. به علاوه، با توجه به جدید بودن ایده سازه های مرکب بتن عادی و بتن فوق توانمند، مطالعات بسیار محدودی در سطح دنیا در رابطه با مقاومت پیوستگی بین این مصالح انجام گرفته است؛ بنابراین در این مطالعه به عنوان بخشی از مجموعه مطالعات در رابطه با کاربرد بتن فوق توانمند در دانشکده فنی دانشگاه تهران، مقاومت پیوستگی بین بتن عادی و بتن فوق توانمند با استفاده از دو نوع آزمایش متداول، در حالات مختلف آماده سازی سطح بتن پایه، بررسی گردیده است. مطابق نتایج این پژوهش مقاومت پیوستگی بین این دو مصالح به شدت به شرایط آماده سازی سطح بتن پایه بستگی داشته و در صورت انجام آماده سازی سطحی مناسب، شرایط بسیار بهتری را حتی نسبت به ضوابط موجود در مراجع ایجاد می نماید.
    کلیدواژگان: بتن فوق توانمند، مقاومت پیوستگی، بهسازی سازه های بتنی، سازه های مرکب بتن عادی و بتن فوق توانمند
  • محمود اکبری*، محمدحسین نوذریان آرانی، امید پناهی شهری صفحات 30-45
    هدف از این مطالعه طراحی بهینه قاب های فولادی خمشی سه بعدی با استفاده از الگوریتم ژنتیک است. الگوریتم ژنتیک، یک الگوریتم تکاملی و مبتنی بر جستجوی هوشمندانه است که در مسائل تصمیم گیری گسسته، کارایی بالایی دارد و از این حیث برای بهینه سازی قاب های فولادی با پروفیلهای موجود در بازار میتواند مناسب باشد. جهت کنترل قیودات طراحی، از نرم افزار تحلیل سازه OpenSees برای تعیین پاسخ سازه استفاده میشود که به نحو مناسبی این نرم افزار با کد الگوریتم ژنتیک تهیه شده در نرم افزار MATLAB مرتبط می شود. روش طراحی در این مطالعه روش ضرایب بار و مقاومت (LRFD) است. در این مطالعه، مدلهای طراحی بهینه سه قاب سه بعدی شامل یک قاب شش طبقه و دو قاب ده طبقه تحت بارگذاری بار ثقلی، بار زلزله و بار باد توسعه داده می شود و نتایج آن ارائه می گردد. در فرآیند بهینه سازی، قاب ها با قیود اجرایی و بدون قیود اجرایی مورد بررسی قرار گرفته اند و نتایج هر دو حالت ارائه می شود. نتایج نشان می دهد که مدل بهینه سازی از کارایی بالایی در ارائه طرح های بهینه برخوردار است.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، قاب فولادی خمشی، روش ضرایب بار و مقاومت، طراحی سازه
  • ندا کفاش چرندابی* صفحات 46-60
    در سالهای اخیر با توجه به افزایش چشمگیر آلاینده های هوا، تهیه نقشه های دقیق آلودگی هوا و توسعه سامانه های آنی پایش آلودگی هوا؛ توجه محققان زیادی را به خود جلب کرده است. با توجه به اینکه داده های به دست آمده از ایستگاه های پایش آلودگی هوا، عاری از خطا نبوده و برخی از مشاهدات آنها جا افتاده است؛ لذا بهره گیری از مدلی توانمند جهت پالایش داده ها و پیش بینی مشاهدات جا افتاده ضروری بنظر می رسد. در تحقیق حاضر، مقادیر آلاینده های هوا برای ایستگاه های موجود در منطقه 3 تهران به کمک فیلتر کالمن تصحیح و پیش بینی شد. نتایج حاکی از دقت متوسط 92 درصدی برای فیلتر کالمن بوده است.
    کلیدواژگان: آلودگی هوا، فیلتر کالمن، پیش بینی مشاهدات، GIS
  • غلامرضا عبدا... زاده*، غلامعلی میرعلی کتولی صفحات 61-76
    جداسازی لرزه ای یکی از بهترین روش های کنترل ارتعاشات لرزه ای در ساختمان ها ، پل ها و تاسیسات هسته ای است . در این روش ، تمرکز بر روی کاهش پاسخ لرزه ای و شتاب ورودی زلزله به سازه است . در این پژوهش ، یک جداگر لرزه ای ترکیبی الاستومریک چندلایه اصطکاکی جدید ، پیشنهاد و در نرم افزار اجزای محدود آباکوس مدل سازی ، تحلیل و بررسی و با مدل های تقریبا مشابه در مقالات دیگر ، مقایسه شده است. در این جداساز لرزه ای جدید از هسته های اصطکاکی به جای هسته های سربی استفاده شده و برخی از مشکلات جداسازهای قبلی ، به شکل تقریبا قابل قبولی مرتفع گردیده است.  بررسی های انجام شده نشان می دهد که جداگر پیشنهادی جدید در شرایط مختلف بارگذاری قائم و افقی ، دارای سختی اولیه مناسب و رفتار هسیترسیس کاملی است و تنش های داخلی در لایه های مختلف نیز در حد قابل قبول است. همچنین با افزایش ضرایب اصطکاکی هسته ها ، سختی اولیه و مساحت کلی نمودار اندکی افزایش می یابد ، هرچند این ضرایب اصطکاکی باید در محدوده مشخصی قرار گیرند.
    کلیدواژگان: جداگر لرزه ای، جداگر الاستومریک چندلایه، جداگر اصطکاکی، هسته های اصطکاکی
  • سید امیر کمالی، فرهنگ فرحبد* صفحات 77-91
    این تحقیق به بررسی ارزیابی عملکرد لرزه ای دیوارهای سبک فولادی سرد نورد شده با مهاربندهای K شکل تودلی و اتصالات بهبود یافته تحت بارگذاری جانبی یکنواخت یکطرفه میپردازد. برای این منظور ابتدا مدل نرم افزاری Abaqus یک نمونه آزمایشگاهی موجود از قاب مهاربندی K شکل تودلی سرد نورد با اتصالات بهبود یافته، ساخته شده و با مقایسه نتایج تحلیلی با نتایج آزمایشگاهی موجود، صحت مقادیر مدل سازی به اثبات رسیده است. سپس چهار مدل اجزای محدود دیوار سبک فولادی سرد نورد با تغییر در اعضای تک به کار برده شده در مهاربندها و اعضای مرزی (متصل به ورق اتصال) به مقاطع دوبل، به ابعاد 4/2 در 4/2 متر از مقاطع C شکل ساخته شدند و تحت بارگذاری جانبی یکطرفه مورد تحلیل غیرخطی قرار گرفتند. بارگذاری به شیوهی کنترل تغییرمکان در تمام مدل ها اعمال گردید. برای تمام نمونه ها، منحنی بارجانبی و سختی و انرژی جذب شده بر حسب تغییرمکان جانبی نسبی و مطلق، مد خرابی و شکلپذیری استخراج و با یکدیگر مقایسه شده است. در نهایت مدل مهاربند دوبل K شکل سرد نورد با اتصالات بهبود یافته، مناسبترین عملکرد را از نظر ظرفیت برشی و انرژی جذب شده و سختی و شکلپذیری که به ترتیب با افزایش 91/1، 19/2، 85/1، 03/1 برابر نسبت به نمونه شاهد از خود نشان دادند.
    کلیدواژگان: دیوارهای سبک فولادی سرد نورد، مهاربند K شکل، اتصالات بهبود یافته، بارگذاری جانبی یکنواخت یکطرفه
|
  • Fatemeh Safi Khani, Mehdi Mehdi Khani * Pages 1-18
    Self-compacting concrete is one kind of concrete under its weight flows and simultaneous with maintaining homogeneity, without need to vibrator can be filled mold and takes the shape of the container. This concrete due to high performance in construction doesn’t have any risk in aggregates separation. Also, self- compacting concrete has high strength and relatively durability. On the other hand, the existence of huge tile waste and sepulture of these waste by ceramic and tile factories indicates the importance of using this secondary product in the other industries, including the construction industry. Also, with apply of waste material environment can be healthy and safe. In present experimental study, firstly the self-compacting concrete mixing scheme was determined. Then, according to the obtained mixing scheme with replacing recycled aggregates with natural particles, samples with 0, 25, 50 and 100 percentages (by volume) have been made. It should be noted water to cement ratio and percentage of high plasticizer are constant. The amount of limestone and silica fume in all of the mixtures have been fixed. In prepared specimen’s slump test to determine efficiency and compression and water-absorbing tests in 3, 7, 14 and 28 days curing have been performed. Results of the present study show generally with increasing waste tile efficiency and compression strength decrease. Although, durability goes up. Also, especially, with replacing 100% of recycled material with exist particles major changes have been observed but up to 75% have not been seen.
    Keywords: Self-Compacting Concrete, Tile waste, Recycled aggregates, Durability, Water-absorbing, Compression strength
  • Mohammad Shekarchi Zadeh, Soheil Jafari Nejad *, Amir Mehdi Rabiee Pages 19-29
    The unique properties and characteristics of ultra-high performance concrete as a new material in civil engineering have brought exciting new horizons to the designers. One of these design horizons that could be very applicable in the future is the idea of a composite of ultra-high performance and usual concrete, which has been put forward to make maximum use of the material capacity. This idea is useable in both of the new construction and repair (improvement) of existing structures. As studies and practical applications have shown, composite of usual and ultra-high performance concrete than original concrete structures will be stronger and durable. However, in any composite structures, the integrated performance of the materials is very important and this integrated performance will make through the interconnection resistance between materials. Also, as regards to the newness of composite the ultra-high performance and usual concrete, limited studies were conducted about to continuity strength between these materials. Therefore, the present research is one of a part in the collection studies related to applicable ultra-high performance concrete in faculty of engineering of Tehran University, continuity strength between usual and ultra-high performance concrete with using ordinary tests in a different mode of base concrete preparation has been studied. According to the results of this study, the continuity of the strength between the two materials is highly dependent on the basic concrete level preparation conditions and, if proper level preparation is carried out, will result in better conditions than even the reference standards
    Keywords: Ultra-High performance concrete, Continuity strength, Improvement concrete sturctures, Composite ultra-high performance, usual concrete structures
  • Mahmoud Akbari *, Mohammad Hossein Nozarian Arani, Omid Panahi Shahri Pages 30-45
    Main goal of present study is optimal design of three dimensional flexural frame with using genetic algorithm. Genetic algorithm, it is an evolutionary algorithm based on intelligent search and it is highly efficient in discrete decision making. Also, in this respect, it may be appropriate to optimize the steel frames with the available profiles in the market. In terms of control design restraint, OpenSees software for determining response of structure was used. In continue, OpenSees results with genetic algorithm connected with using Matlab software. Design methodology in this research is LRFD. Also, in present study three dimensional frame including a frame with six stories, two frames with 10 stories under gravity, seismic and wind loads have been expanded. In optimal processing, frames with and without construction restraint analyzed and both of results have been proposed. Results of present study showed that optimal model have high applicable in proposing optimal design.
    Keywords: optimization, Genetic Algorithm, Flexural steel frame, LRFD method, Structure Design
  • Neda Kaffash Charandabi * Pages 46-60
    In recent years, due to the dramatic increase of air pollutants preparation of right air pollution maps and the development of instantaneous air pollution monitoring systems attention of researchers has attracted. According to the data obtained from air pollution monitoring stations, they were not isolated from the error and some of their observations are missing; therefore, it is necessary to use a robust model to refine the data and predict the observations. In the present study, the data’s of three stations in Tehran of air pollutants corrected and predicted by Kalman filter. Results showed that an average accuracy of 92% for the Kalman filter.
    Keywords: Air pollution, Kalman Filter, Predict of observation, GIS
  • Gholamreza Abdollahzadeh *, Gholam Ali Mirali Katouli Pages 61-76
    Seismic isolation is one of the best-advanced methods for controlling seismic vibrations in buildings, bridges and nuclear facilities. A new Friction Multi-Layer Elastomeric Seismic Isolator (FMESI) has been modeled, analyzed and investigated by ABAQUS finite element analysis software and then, compared to real models. A number of friction cores have been used instead of the lead core therefore, some of the previous isolator problems have been almost resolved. Moreover, Studies show that the proposed isolator provides suitable initial stiffness and acceptable hysteresis behavior under different vertical and horizontal loading conditions and also internal stresses in different layers are acceptable. Also, as a result, , the initial stiffness and overall area of the curves increase, as friction coefficients of the cores increase, although the frictional coefficients must be within a certain range
    Keywords: seismic isolator, Multilayer elastomeric isolator, Friction isolators, Friction cores
  • Seyed Amir Kamali, Farhang Farahbod * Pages 77-91
    This research focused on seismic performance of cold formed light steel walls with internal K-braced and upgraded connections under lateral monotonic loading. To do so, first of all an ABAQUS software model for an available experimental specimen was made of internal cold formed K-braced frame and the accuracy of analytical results was proved in comparison with the existing experimental results. Afterwards, four finite element cold formed light steel wall samples were constructed from C section shape with dimension of 2.4 m to 2.4 m and nonlinear analysed under lateral monotonic loading by changing the single member to double cross sections for bracing and chord members connected to gusset plate. Displacement control method loading was applied to all models. For all specimens, the lateral load, stiffness, energy absorption curves in terms of absolute lateral displacement and drift were extracted as well as failure mode and ductility factor. Finally, the double K-braced cold formed members with modified connections showed adequate seismic performance with 1.91, 2.19, 1.85 and 1.03 times increase of shear resistance, energy absorption, stiffness and ductility compared to control specimen, respectively.
    Keywords: Cold formed light steel walls, K-shaped bracing, Upgraded connections, Lateral monotonic loading