فهرست مطالب

مهندسی سازه و ساخت - سال نهم شماره 1 (پیاپی 54، فروردین 1401)

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال نهم شماره 1 (پیاپی 54، فروردین 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • معصومه سلطانی، فهیمه سجادی نژاد، احمدرضا قاسمی* صفحات 5-23

    در این پژوهش پایداری جانبی-پیچشی تیر غیرمنشوری با مقطع جدار نازک متقارن ساخته شده از مواد مدرج تابعی تحت بارگذاری عرضی مورد مطالعه قرار گرفته است. خواص مکانیکی ماده مدرج براساس تابع توزیع توانی در راستای طول عضو به طور پیوسته تغییر می کند. نسبت پواسون بعلت تغییرات اندک در مواد مهندسی ثابت فرض شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم بر پایداری تیر جدار نازک ناهمگن براساس فرضیات حاکم بر تیوری کلاسیک ولاسو و صرف نظر نمودن از تغییر شکل های برشی به کمک روش انرژی استخراج شده است. سپس، با استفاده از روش عددی مربعات دیفرانسیل و فرضیات حاکم بر این روش، دستگاه معادلات پایداری حل می گردد. در ادامه، با توجه به شرایط مرزی حاکم بر اعضای جدار نازک با مقطع متقارن و با استفاده از روش حل مقادیر ویژه، مقدار بار کمانش بحرانی محاسبه می شود. پس از صحت سنجی نتایج و اثبات دقت و کارآمدی روش مذکور در خصوص تیر همگن با مقطع متغیر، تاثیر پارامترهای مختلف همچون شرایط مرزی گوناگون، محل اعمال بار عرضی، توان ماده مدرج تابعی و تغییر ابعاد بال و جان نیم رخ I-شکل بر روی بار کمانش جانبی بدون بعد مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که تغییر ابعاد مقطع و شاخص کسر حجمی تاثیر بسیاری بر پایداری جانبی-پچشی تیر ماهیچه ای دارد. همچنین در تمامی شرایط، بیشترین ظرفیت کمانشی مربوط به حالتی است که بار عرضی به بال پایین نیم رخ اعمال می گردد.

    کلیدواژگان: ماده مدرج تابعی، تیر جدار نازک، پایداری جانبی-پیچشی، تیر ماهیچه ای، روش مربعات دیفرانسیلی
  • محمدعلی فتحعلی، سید روح الله حسینی واعظ* صفحات 24-38

    در طراحی یک سازه، باید نسبت به پاسخگو بودن طرح دربرابر ملزومات طراحی، با توجه به ماهیت احتمالاتی برخی پارامترها، اطمینان مناسبی حاصل کرد. برای بررسی میزان ایمنی طرح، می توان از نظریه قابلیت اطمینان استفاده کرد. در این مطالعه، به ارزیابی قابلیت اطمینان قاب خمشی فولادی کوتاه مرتبه طراحی شده براساس عملکرد پرداخته شد. برای این منظور، براساس روش شبیه سازی مونت کارلو و تحلیل استاتیکی غیرخطی، یک فرآیند مرحله ای به صورت یک فلوچارت ارایه گردید تا با استفاده از آن بتوان شاخص قابلیت اطمینان قاب خمشی را برای توابع حالت حدی محدودیت دوران پلاستیک مفاصل پلاستیک و میزان جابجایی نسبی میان طبقه در هر سطح عملکرد محاسبه نمود. پارامترهای تصادفی درنظر گرفته شده در این مطالعه عبارتند از: سطح مقطع، ممان اینرسی و اساس مقطع پلاستیک اعضا، مدول الاستیسیته و تنش تسلیم فولاد و بارگذاری ثقلی. در انتها، براساس فلوچارت ارایه شده، قابلیت اطمینان یک قاب خمشی فولادی سه طبقه که براساس روش مبتنی بر عملکرد، طراحی بهینه شده است، ارزیابی شد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که در سطح عملکرد قابلیت استفاده بی وقفه طرح بهینه انتخابی، احتمال کمتر بودن مقادیر دوران پلاستیک تعدادی از مفاصل از مقادیر معیارهای پذیرش آن ها در این سطح مطلوب نیست؛ در حالیکه در سایر مفاصل پلاستیک و سطوح عملکرد دیگر، شاخص قابلیت اطمینان مناسبی برای قید احتمالاتی محدودیت دوران پلاستیک بدست آمد. همچنین، براساس نتایج بدست آمده، احتمال فراتر رفتن میزان جابجایی نسبی میان طبقه طبقات از حدود درنظرگرفته شده در هر سطح عملکرد، بسیار اندک است.

    کلیدواژگان: ارزیابی قابلیت اطمینان، روش شبیه سازی مونت کارلو، طراحی برمبنای عملکرد، احتمال خرابی، قاب خمشی کوتاه مرتبه
  • جواد رحمتی، رسول جانی*، یوسف زندی، سینا فرد مرادی نیا صفحات 39-53

    اصلی ترین نیاز آسیب دیدگان ناشی از حوادث طبیعی، تامین مسکن علی الخصوص تعیین محل اسکان موقت در شرایط بحران می باشد. بعد از وقوع حادثه، نمی توان سریعا مکان های مناسب برای آسیب دیدگان را تهیه دید، باید قبل از وقوع چنین بحران هایی برنامه ریزی صحیح به منظور تعیین محل های اسکان موقت انجام گیرد تا بتوان زیرساخت های لازم را فراهم نمود و در صورت وقوع حادثه در شرایط بحران، امکان برقراری سریع اردوگاه ها برای آسیب دیدگان میسر گردد. در این تحقیق برای تعیین مکان بهینه اسکان موقت شهر تبریز معیارهایی مختلفی همچون تاثیر مراکز درمانی، آتش نشانی، گسل، جایگاه های سوخت، تاسیسات زیربنایی، بافت فرسوده، عوارض زمین و مسیل در نظر گرفته شده است. معیارهای مورد نظر یکبار توسط کارشناسان و بار دیگر توسط خبرگان این حوزه در قالب پرسش نامه تکمیل گردیده اند، سپس با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی اوزان نهایی هر معیار مشخص شده است. کارشناسان به معیار نزدیکی به بافت فرسوده و خبرگان به معیار دوری از گسل بالاترین وزن را اختصاص دادند. معیارهای دوری از سایت مخاطره آمیز و رودخانه نیز مورد اهمیت خاص هر دو گروه بوده است. در انتها اوزان نهایی نظرات کارشناسان و خبرگان حاصل از تحلیل سلسله مراتبی فازی در نرم افزار Arc GIS وارد شده و با استفاده از همپوشانی وزنی نقشه های مربوطه تهیه گردیده است. نتایج نشان می دهد که قبل از وقوع حادثه بخش غربی شهر فضای مناسبی برای اسکان موقت دارد و بعد از وقوع حادثه بیشتر بخش مرکزی شهر مستعد احداث سایت اسکان هستند. در ضمن با مقایسه نقشه های آسیب-پذیری شهر تبریز، مکان های ضروری احداث سایت اسکان موقت اولویت بندی گردید.

    کلیدواژگان: اسکان موقت، تحلیل سلسله مراتبی فازی، همپوشانی وزنی، بافت فرسوده، ARC GIS
  • رامین احسانی*، رسول زیبایی علی آباد صفحات 54-76
    خرابی پیش رونده به صورت گسترش یک گسیختگی موضعی آغازین از یک المان به المان دیگر که در نهایت منجر به فروپاشی کل سازه یا بخش بزرگی از آن می شود، تعریف می گردد. این پدیده می تواند موجب آسیب های موضعی در عناصر سازه ای شود که در پی آیند آن خرابی پیش رونده ی حاصل ممکن است تلفات گسترده و خسارات قابل توجهی را ایجاد کند. شکل پذیری، پیوستگی و میزان توسعه پذیری سازه جزو پارامترهایی اند که نقش مهمی را در کاهش چنین پیامدهایی بازی می کنند. در این پژوهش، یک قاب فولادی چهار دهانه، دارای ستون های جعبه ای فولادی پر شده از بتن (CFST)، به صورت مقیاس شده تحت حذف ستون میانی مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس، سازکارهای خرابی پیش رونده تحت این سناریو حذف ستون بررسی گردید. این کار به کمک روش اجزای محدود در نرم افزار آباکوس صورت گرفت. این کار با بررسی اثر اعمال ورق تقویتی پشت بند، تقویت ماهیچه ای و نبشی زاویه دار، روش مقطع کاهش یافته ی بال و جان و کابل های پس تنیده ی FRP همچنین تحلیل حساسیت به این قاب دنبال شد. یافته ها نشان دادند که در میان روش های پادفروریزش پیشنهادی، بیشترین مقاومت تسلیم به روش نبشی زاویه دار با 24/140 کیلونیوتن، مقاومت نهایی به ورق پشبند با 6/259 کیلونیوتن و نسبت شکل پذیری به روش مقطع کاهش یافته ی بال به میزان 16/21 اختصاص دارد. با این همه، در یک مقایسه ی همه جانبه، روش افزودن ورق پشبند بهترین روش پادفروریزش به دلیل پرهیز از آسیب به ستون ها شناخته شد. افزون بر این، تغییر مقاومت فشاری و کششی بتن اثر چندانی بر رفتار قاب در خرابی پیش رونده نداشت. همچنین، قاب با ستون ها بدون بتن دارای نسبت شکل پذیری کمابیش 3 برابر بیشتر از حالت SRCT است هرچند که مقاومت تسلیم قاب با ستون های SRCT،14درصد بیشتری است.
    کلیدواژگان: خرابی پیش رونده، روش اجزای محدود، روش های پاد فروریزش، سازوکار زنجیره ای، ستون های جعبه ای فولادی پر شده از بتن (CFST)
  • رضا لطفی، مسعود محمودآبادی، احسان دهقانی صفحات 77-94

    در این تحقیق،تاثیر شکل هندسی مخازن مایع بر رفتار لرزه ای آنها با احتساب اندرکنشهای سیال و سازه و خاک و سازه مورد مطالعه قرار گرفته است. اساسا مخزن سازه ای است که برای ذخیره انواع مایع به کار می رود و در انواع زمینی و هوایی و نیز بتنی و فولادی کاربرد گسترده ای در تصفیه خانه ها و پالایشگاه ها و کارخانه ها دارد. با توجه به اعمال نیروهای دینامیکی و هیدرودینامیکی عظیم به یک مخزن بزرگ در هنگام زلزله و اهمیت زیاد تداوم عملکرد کامل سازه مذکور در شرایط بحرانی، مطالعه رفتار لرزه ای آن از اهمیت بالایی برخوردار است. در میان تحلیله ای گوناگون، تحلیل لرزه ای مخزن دارای اهمیت قابل ملاحظه ای است زیرا با بررسی نتایج حاصل از آن می توان شناخت مفیدی را از کیفیت رفتار مخزن در هنگام وقوع یک زلزله واقعی به دست آورد.در این تحقیق مخازن مایع مدفون مستطیلی و لوزوی و بیضوی معادل، تحت مولفه های طولی و عرضی زلزله های السنترو و منجیل و کیپ به طور همزمان تحت تحلیل دینامیکی قرار گرفته اند و پارامترهای لرزه ای مختلف سیستم مانند ارتفاع ماکزیمم موج، جابه جایی ماکزیمم دیوار، تنشهای کششی ماکزیمم بتن و تنش فشاری ماکزیمم خاک در حالت های مذکور با هم مقایسه شده اند.بابررسی نتایج حاصل ازاین تحقیق،مشخص گردیدکه در شرایط یکسان، شکل هندسی مخازن مایع بر روی رفتار لرزه ای آنها تاثیر قابل ملاحظه ای می گذارد. همچنین مشخص شد که نوع تاثیر شکل های هندسی مختلف بر روی پارامترهای لرزه ای گوناگون، یکسان نمی باشد.

    کلیدواژگان: مخازن مایع، رفتار لرزه ای، اندرکنش سیال و سازه، اندرکنش خاک و سازه، تموج
  • پنام زرفام، پاشا جوادی، بهروز صفری زاد صفحات 95-113

    تا قبل از زلزله نورت‌ریج باور بر این بود که اتصال متعارف استفاده شده در سازه‌های قاب خمشی فولادی توانایی تحمل دوران‌های بزرگ پلاستیک تا 0.02 رادیان و بالاتر را بدون کاهش قابل توجهی در مقاومت دارند. مشاهده آسیب‌های وارد شده در زلزله سال 1991 نورت‌ریج نشان داد که عمده خرابی در ناحیه اتصالات جوشی بوده است. به همین دلیل و ضعف در اتصالات جوشی ایده استفاده از ناحیه لینک در اتصالات فولادی مطرح شده است که پس از زلزله به راحتی قابل تعویض باشد لذا در این پژوهش المان پیوند قوطی شکل توسعه پیدا کرده است که نسبت به بار وارده عملا مستقل عمل نموده و یک رفتار هیسترزیس پایدار در کشش و فشار دارد، در این پژوهش به مطالعه عددی آزمایشگاهی اتصال RBS با استفاده از پیوند قابل تعویض قوطی شکل در محل تشکیل مفصل پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا یک صحت‌سنجی بر مبنای یک مدل آزمایشگاهی در نرم‌افزار آباکوس انجام شده است. در ادامه مدل‌هایی بر مبنای مقاله صحت‌سنجی توسعه داده شده‌اند و ایده استفاده از پیوند قوطی شکل مطرح شده است. دو مدل در آباکوس و دومدل آزمایشگاهی نیز مورد ساخت و تحلیل قرار گرفته اند. دو پیوند با جزییات مختلف در قسمت ایجاد مفصل کاهش یافته برای کاهش مقطع تیر قرار داده شد. نتایج نشان می‌دهند که تمرکز تنش بسیار بالایی در ناحیه پیوند قوطی شکل رخ می‌دهد و سایر قسمت‌های المان‌های تیر و ستون سطح تنشها کمتر از حد جاری شدن است و جذب انرژی در ناحیه پیوند قوطی شکل انجام گرفته است. همچنین مشخص گردید با توجه میزان بیشینه دوران ثبت شده در نمونه‌ها و با توجه به آیین نامه AISC ، نمونه A جزو اتصالات مجاز در قاب متوسط است، و نمونه B شرایط لازم برای قرارگیری در اتصالات مجاز در قاب خمشی ویژه (تحمل دوران بالای 0.04 رادیان) را دارد.

    کلیدواژگان: اتصال RBS، مطالعه آزمایشگاهی، مفصل پلاستیک، لینک باکس شکل، جذب انر & zwj، ژی، نرم افزار آباکوس
  • پوریا رشوند*، مهدی شکیبایی صفحات 114-129

    باتوجه به اهمیت نقش خصوصیات رفتاری مدیر پروژه در پروژه های ساختمان سازی و به سبب لزوم ارتباط موثر وی با سایر ارکان پروژه، مطالعات صورت گرفته تاکنون شایستگی های رفتاری مدیر پروژه را به صورت جامع مورد بررسی قرار نداده و خلا وجود مدلی کاربردی در صنعت ساختمان سازی ایران جهت انتخاب مدیر پروژه واجد صلاحیت به صورت ملموسی احساس می شود. این تحقیق بر یک رویکرد سیستماتیک تر برای رسیدگی به قابلیت های رفتاری مدیر پروژه با در نظر گرفتن فاکتورهای مرتبط با متغیرهای رفتاری او جهت ارزیابی عملکرد قابلیت رفتاری مدیر پروژه می باشد. با استفاده از یک فرآیند تحقیق چند مرحله ای، از جمله بررسی گسترده ادبیات، تجزیه و تحلیل و ترکیب عوامل مهم شایستگی های رفتاری مدیران پروژه ، توسعه یک مدل شبکه تحلیلی (AHP, Topsis) مورد بررسی قرار گرفت که این مدل به عنوان ابزار پشتیبانی تصمیم برای سازمان کارفرما با ایجاد پایگاه داده برای مقایسه مدیران پروژه با توجه به شایستگی رفتاری آنها می باشد. این مهم شرکت های ساختمانی را از مواجهه شدن با چالش های تاثیر گذار ناشی از عملکرد مدیران پروژه مصون می دارد و به آنها کمک می کند تا نسبت به ارزیابی عملکرد مدیران خود اقدام نمایند همچنین مدیران پروژه را قادر می سازد تا بر تلاش های خود برای رسیدگی به شیوه های رفتاری برای بهبود عملکرد پروژه خود تمرکز کنند.

    کلیدواژگان: مدیر پروژه، شایستگی رفتاری، مدل ارزیابی، پروژه های ساختمان سازی، روش تحلیل سلسله مراتبی
  • حمید صابری، وحید صابری*، صادق جوان، عباسعلی صادقی صفحات 130-152

    تحقیق حاضر به بررسی تاثیر تعداد، جنس و چیدمان پیچ ها بر عملکرد اتصالات صلب پیچی تحت آتش می پردازد. در این مطالعه، 6 نمونه اتصال گیردار پیچی با ورق انتهایی با مشخصات مصالح A490 و A300 در نرم افزار ABAQUS مدل سازی و تحت آتش مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی قرار گرفته اند. با بررسی نتایج، بیشترین تنش در پیچ با مصالح A300 رخ داده است. این امر به دلیل پایین تر بودن تنش تسلیم پیچ های A300 نسبت به A490 است؛ زیرا پیچ های A300 در تنش های پایین تری جاری شده و با وارد شدن به ناحیه پلاستیک، باعث می شود ورق های فولادی بیش تر درگیر شده و مقادیر تنش به خصوص در اطراف سوراخ های پیچ افزایش یابد. تنش نمونه های CON.M22-8B-A490 و CON.M18-12B-A490-T2 حدودا دارای 4 درصد اختلاف می باشند. بدین ترتیب این مقدار تغییرمکان برای نمونه های با مصالح A300 فقط تا مقدار تنش 240 مگاپاسکال که برابر با تنش تسلیم مصالح A300 است پیشروی کرده است.کرنش پیچ ها با مصالح A490 برای نمونه های CON.M22-8B-A490 و CON.M18-12B-A490-T2 حدود 59 درصد و برای نمونه های CON.M18-12B-A490 و CON.M22-8B-A490-T2 حدود 67 درصد می باشد. کرنش پیچ ها با مصالح A490برای نمونه-های CON.M22-8B-A490 و CON.M18-12B-A490-T2 حدود 38 درصد و برای نمونه های CON.M22-8B-A490 و CON.M18-12B-A490 حدود 20 درصد می باشد. مقدار تغییرمکان برای نمونه های CON.M22-8B-A300 و CON.M18-12B-A300-T2 به ترتیب بیشترین و کمترین تغییرمکان قایم که حدودا دارای 25 درصد اختلاف می باشند. در نمونه های CON.M22-8B، CON.M18-12B و CON.M18-12B-T2 که مصالح پیچ با هم تفاوت دارد احتلاف به ترتیب 15، 24 و 44 درصد می باشد. استفاده از مصالح با تنش تسلیم و گسیختگی پایین تر منجر به جاری شدن اتصال در دمای پایین تر شده و تاب آوری آن را در برابر آتش کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: جنس پیچ، چیدمان پیچ، اتصال صلب پیچی، آتش، نرم افزار ABAQUS
  • فواد مهاجری ناو* صفحات 153-173

    تیرهای بتنی مسلح در شرایط انهدام پیش رونده، تحت جابجایی های بسیار بزرگی قرار می گیرند که در شرایط معمول طراحی درنظر گرفته نمی شوند. در نتیجه مطالعات گسترده انجام شده در سال های اخیر، مکانیسم های قوسی فشاری و زنجیری به عناون عملکردهای اصلی در تیرهای بتنی مسلح برای مقاومت در برابر پیشرفت انهدام معرفی شده اند. گرچه مطالعات بسیار گسترده ای در رابطه با کیفیت رفتاری و شناخت مکانیسم های مقاومتی مذکور صورت گرفته، اما همچنان توسعه روش های مطمین جهت برآورد ظرفیت و مقاومت نهایی این اعضا در شرایط مذکور، مورد توجه محققان قرار دارد. لذا در مطالعه حاضر، یک روش تحلیلی ساده و کاربردی جهت تخمین ظرفیت نهایی قوسی فشاری تیرهای بتنی مسلح در شرایط جابجایی های بزرگ ناشی از انهدام پیش رونده توسعه یافته است. این روش که بر مبنای عملکرد قوسی در دال های بتن آرمه و محاسبه تحلیلی سختی جانبی سیستم سازه ای توسعه یافته، بدون نیاز به انجام فرآیند تکراری و مبتنی بر یک رویکرد یک بار اجرا، ظرفیت نهایی قوسی فشاری را بدست خواهد داد. توانایی روش مذکور بر مبنای بانک جامع اطلاعات آزمایشگاهی، شامل 99 مطالعه تجربی موجود در ادبیات فنی مورد ارزیابی قرار گرفته است. طبق مطالعه انجام شده، روش مذکور از توانایی مناسبی در تخمین ظرفیت قوسی تیرهای بتنی مسلح در شرایط جابجایی های بزرگ برخوردار است. حاکم بودن عملکرد خمشی در هنگام انهدام تیرهای بتنی و همچنین برقراری شرایط گیرداری معمول در اتصالات که منجر به افزایش غیرعادی سختی جانبی نشود (به عنوان مثال مقاوم سازی در محل اتصالات و اعضا نسبت به طراحی عادی صورت نگرفته باشد)، از جمله عواملی است که منجر به افزایش دقت روش پیشنهادی می گردد.

    کلیدواژگان: تیر بتنی مسلح، انهدام پیش رونده، ظرفیت قوسی فشاری، جابجایی های بزرگ، ارزیابی تحلیلی
  • مجید طاهری، امید رضائی فر*، علی خیرالدین صفحات 174-187

    هدف اصلی از انجام این تحقیق بررسی اثر اعمال مستقیم میدان مغناطیسی یکنواخت با چگالی شار 5/0 تسلا به نمونه های تازه و سخت شده بتن حاوی سنگدانه های کوارتز روی مقاومت پیوستگی بین بتن و میلگرد فولادی با بهره گیری از آزمایش بیرون کشیدگی میلگرد می باشد. همچنین به منظور بررسی اثر مقاومت فشاری بتن بر مقاومت پیوستگی، آزمایش مقاومت فشاری در سن 28 روز بر روی تمامی نمونه های مغناطیسی و غیرمغناطیسی انجام گردید. تصویربرداری میکروسکوپی الکترونی نیز به جهت بررسی ریزساختاری نمونه های بتن انجام شد. در این تحقیق از نمونه های استوانه ای بتن و میلگرد در دو قطر مختلف استفاده شد. سنگدانه های کوارتز در دو بیشینه اندازه مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که گسیختگی همه نمونه ها از نوع لغزش در میلگرد بدون ترک های شکافت بود. همچنین اعمال میدان مغناطیسی به بتن موجب افزایش مقاومت پیوستگی تا حدود 55 و 73 درصد متناظر با میلگردهای مختلف گردید. از طرفی میدان مغناطیسی در افزایش مقاومت فشاری بتن نیز موثر است. بر این اساس مقاومت فشاری بتن تحت میدان مغناطیسی به بیش از 23 درصد افزایش یافت. نسبت تنش پیوستگی به مقاومت فشاری نمونه های بتن حاوی سنگدانه های کوارتز تحت تاثیر میدان مغناطیسی تا حدود 39 و 57 درصد افزایش یافت. تصویربرداری میکروسکوپی الکترونی مشخص کرد که اعمال میدان مغناطیسی به بتن تازه موجب تراکم بیشتر ساختار هیدراتاسیون سیمان می گردد.

    کلیدواژگان: میدان مغناطیسی یکنواخت، مقاومت پیوستگی، آزمایش بیرون کشیدن میلگرد، سنگدانه کوارتز، ریزساختار بتن
  • جلال اعلمی، مجید امین افشار*، عباس آزاد مظلوم صفحات 188-211

    از مهمترین نیازهای اولیه آسیب دیدگان از حوادث طبیعی همچون سیل و زلزله، اسکان موقت در یک محیط امن و مناسب است. فرآیند پر هزینه و زمان بر ایجاد سکونت گاه دایمی، موجب تدارک اسکان موقت خواهد شد. با توجه به معایب مصالح رایج فولاد و بتن، نظیر برداشت غیر متعارف از معادن طبیعی، فرآیند پر هزینه و زمان بر ساخت و تولید و آسیب های زیست محیطی جبران ناپذیر، نیاز به ساخت سرپناه موقت، سریع الاحداث، ارزان و سازگار محیط زیست از منابع طبیعی بومی قابل بازیافت، کم هزینه و تجزیه پذیر، نظیر بامبو در کشور عزیزمان بسیار احساس می شود. بامبو در بیش از 60 کشور دنیا به عنوان مصالح سازه ای به کار می رود و خوشبختانه گونه هایی از آن در کشور ما نیز یافت می شوند. هدف این پژوهش، بررسی خواص مکانیکی و کارآمدی سازه ای گونه ی بومی بامبو ایران با نام محلی کارا و طراحی و پیشنهاد یک سازه سبز موقت و مقاوم در برابر بارهای جانبی است. از مهاربند شورون به عنوان المان باربر جانبی در دو امتداد متعامد و از اتصالات بست شلنگی بهره گرفته شد. نتایج آزمایش های مقاومت فشاری، کششی، برشی، برشی همراه با بست شلنگی و خمشی این گیاه به ترتیب 5/66، 42/103، 63/2، 73/2 و 96/137 مگاپاسکال محاسبه شده اند. تقاضای محاسبه شده تحت تمام ترکیب بارها در عناصر ستون ها، تیرها و بادبندها برای تنش های خمشی و محوری بیش از 97% و برای تنش های برشی بیش از 57% نسبت به ظرفیت مجاز آیین نامه کمتر شده اند. از این رو، ارزیابی این پژوهش نشانگر عملکرد مطلوب سازه پیشنهادی است.

    کلیدواژگان: گیاه بامبو، خواص مکانیکی، طراحی، تحلیل، سازه سبز موقت
  • محسن دیانی، علیرضا مرتضایی*، محمد صادق روحانی منش، جعفر عسگری مارنانی صفحات 212-231

    این مطالعه با هدف بررسی اثربخشی کامپوزیت سیمانی مهندسی شده (ECC) به عنوان عاملی برای افزایش عملکرد لرزه ای ستون های کوتاه انجام شده است. یازده ستون کوتاه ECC و یک ستون کوتاه بتن مسلح (RC) تحت بارگذاری چرخه ای جانبی با درصد حجمی الیاف مختلف (0 تا 1.5 درصد) و نسبت های ابعادی ‏(0 تا 1.5 درصد)طراحی و آزمایش شدند. تاثیردرصد حجمی الیاف و نسبت ابعادی بر الگوی ترک، رفتار هیسترزیس، اتلاف انرژی، حالت های شکست و طول ناحیه تسلیم ارایه و مورد بحث قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که جایگزینی بتن معمولی با ECC می تواند به طور موثری رفتار لرزه ای ستون های کوتاه را بهبود بخشد. علاوه بر این، ستون های کوتاه ECC انعطاف پذیری و تحمل آسیب پذیری خوبی داشته و با افزایش نسبت ابعادی و درصد الیاف، طول ناحیه پلاستیک بزرگتری حاصل شد. تاثیردرصد حجمی الیاف و نسبت ابعادی بر الگوی ترک، رفتار هیسترزیس، اتلاف انرژی، حالت های شکست و طول ناحیه تسلیم ارایه و مورد بحث قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که جایگزینی بتن معمولی با ECC می تواند به طور موثری رفتار لرزه ای ستون های کوتاه را بهبود بخشد. علاوه بر این، ستون های کوتاه ECC انعطاف پذیری و تحمل آسیب پذیری خوبی داشته و با افزایش نسبت ابعادی و درصد الیاف، طول ناحیه پلاستیک بزرگتری حاصل شد.

    کلیدواژگان: مصالح سیمانی کامپوزیتی، ECC، ستون مربعی، عملکرد لرزه ای، اثر ابعادی
|
  • Masoumeh Soltani, Fahimeh Sajjadi-Nejad, AhmadReza Ghasemi * Pages 5-23

    In this article, lateral-torsional stability of axially functionally graded (AFG) non-prismatic beam with doubly symmetric thin-walled cross-section under transverse loading is investigated. Material properties of FG beam with variable cross-section are supposed to vary through longitudinal direction of the constituents according to simple power-law distribution (P-FGM). Based on Vlasov’s model and using small displacements theory, the governing equilibrium equations are derived through the energy principle for AFG web and/or flanges tapered I-beams. The differential quadrature method is then selected to numerically solve the resulting system of governing fourth-order differential equations with variable coefficients. In this approach, a non-uniform mesh point distribution (Chebyshev-Gauss-Lobatto) is used for provide accuracy of solutions and convergence rate. Finally, the lateral-torsional buckling loads are calculated by solving an eigenvalue problem of the obtained algebraic system. In the case of homogenous members with variable cross-section, the outcomes of this work are compared with the available benchmarks and there is an excellent agreement. Finally, the impacts of involved parameters such as boundary conditions, load height parameter, power law index and web and flanges tapering ratios on the non-dimensional lateral buckling load are discussed. The results of this research reveal that the impacts of non-uniformity in the cross-section and gradient index play significant roles on lateral-torsional stability behavior of tapered I-beams. Furthermore, the highest buckling capacity is acquired when the transverse load is applied to the bottom flange.

    Keywords: Functionally Graded Material, Thin-walled beam, Lateral-torsional stability, Tapered Beam, Differential Quadrature Method
  • MohammadAli Fathali, Seyed Rohollah Hosseini Vaez * Pages 24-38

    In designing a structure, due to the uncertainty in some parameters, it is necessary to ensure that the design is responsive to the design requirements. For this purpose, the theory of reliability is used. In this study, the reliability of the low-rise steel moment-resisting frame was evaluated based on performance levels. For this purpose, based on the Monte Carlo simulation method, a step-by-step process was presented to use it to calculate the steel moment-resisting frame reliability index for probabilistic constraints of plastic hinges limitation and inter-story drift ratio limitation at each performance level. Also, cross-sectional area, moment of inertia and plastic section modulus of members, modulus of elasticity and yield stress of steel, and gravity loading are considered as random parameters in this study. Finally, using the presented process method, the reliability of a three-story steel moment-resisting frame, which is optimized based on the performance-based design method, was evaluated. The results show that in some plastic hinges at the performance level of immediate occupancy, the probability of plastic rotation less than the acceptance criteria of this level is not desirable, while in other plastic hinges and performance levels, a suitable reliability index was obtained for the probabilistic constraint of plastic rotation constraint. Also, based on the results, it is very unlikely that the inter-story drift ratio of stories will exceed the limits considered at each level of performance.

    Keywords: Reliability assessment, Monte-Carlo simulation method, Performance-based design, probability of failure, Low-rise Steel moment-resisting frame
  • Javad Rahmati, Rasoul Jani *, Yosef Zandi, Sina Fard Moradi Nia Pages 39-53

    The main need of sufferes in natural disasters, is to provide housing, especially to determine the place of temporary residence in critical situations. After the incident, it is not possible to provide suitable places for the injured immediately. Before such crises occur, proper planning must be done to determine the temporary residence so that the necessary infrastructure can be provided and in case of an accident in a crisis situation, it is possible to quickly set up camps for the injured. In this study, to determine the optimal location of temporary residence in Tabriz, various standards effect have been considered such as medical centers, fire brigade, faults, fuel stations, infrastructure facilities, worn-out tissue, watercourse complications. The desired standards were completed at first by experts and once again by experts in this field based on form of a questionnaire, then using the fuzzy hierarchical analysis method, the final weights of each standard were determined. Experts attributed the closeness to the worn-out texture and the second group of experts to the standard of avoiding faults the highest weight. That was important the avoiding standards to hazardous site and the river, for the both experts group. Finally, the last weights obtained the opinions of experts groups from fuzzy hierarchical analysis have been entered in Arc GIS software and the relevant maps that have been prepared using weight overlap in this research. The results show that before the incident, the western part of the city has suitable for temporary accommodation, and after the incident, the central part of the city is appropriate for settlement site. In addition, by comparing the vulnerability maps of Tabriz, the necessary locations for the construction of a temporary housing site were prioritized.

    Keywords: temporary housing, Fuzzy hierarchical analysis, weight overlap, worn-out tissue, ArcGIS
  • Ramin Ehsani *, Rasoul Zibaei Aliabad Pages 54-76
    Progressive failure is developed by expanding a local initial failure from one element to another, which ultimately leads to the collapse of the whole structure or a large part of it. This phenomenon causes local damage in structural elements which can result in massive losses and significant damage. Ductility, continuity, and degree of structural expansion are among the parameters that play an important role in reducing such consequences. In this study, the behaviour of a scaled four-span steel frame, with concrete filled steel tubular columns (CFST), was evaluated under progressive failure by removing the middle column. This work was done using the finite element method in ABAQUS. This work was carried out by examining the effect of reinforced triangular plate, haunch and angle steel reinforcements, reduced section in flange and web as well as post-tensioned FRP cables along with sensitivity analysis. The findings indicated that among the proposed anti-collapse methods, the maximum yield strength, the maximum ultimate strength and ductility ratio belong to angle steel reinforcement with 140.24 KN, reinforced triangular plate with 259.6 KN and RBS with 21.16 method. However, in a comprehensive comparison, the method of adding reinforced triangular plate was the best anti-collapse method since it avoids damage to the columns. Additionally, the change in compressive and tensile strength of the concrete did not have much effect on the frame behaviour in the progressive failure. Moreover, the frame with non-concrete columns has a ductility ratio 3 times higher than SRCT case, although the frame with SRCT columns has a 14 percent higher yield strength.
    Keywords: Progressive failure, Finite element method, anti-collapse methods, catenary mechanism, Concrete Filled Steel Tubular column (CFST)
  • Reza Lotfi, Masooud Mahmoudabadi, Ehsan Dehghani Pages 77-94

    The effect of liquid tanks shape on their seismic behavior considering fluid – structure and soil – structure interactions has been investigated in the current study. Basically, the tank is a structure used to store different types of fluid, and it is also widely used in refineries, sewage treatment plants and factories in the form of on ground and elevated tanks made from concrete and steel. Regarding the application of the huge dynamic and hydrodynamic loads on a tank at the time of earthquake and the great importance of the structure’s complete function continuity in the critical situations, it is highly important to study its seismic behavior. Among the different analyses, the seismic analysis of the tank is highly important because by investigating the results obtained from this analysis, a useful recognition of the quality of the tank’s behavior at the time of a real earthquake can be obtained. The equivalent rectangular and diamond and ellipticalburiedliquid tanks have been dinamicallyanalyzedunder Elcentro andManjil and Cape earthquakes simoultaneously in the longitudinal and transverse directions and the variousseismicparametersof the system such as thewave maximum height,wallmaximumdrift,concrete maximum tensile stresses and soil maximum compressive stress have been compared with eachother in above mentioned cases in the current research. By study of the computed results of current research, it was revealed that the liquid tanks shape has a considerable effecton their seismic behavior in the same conditions. It also was revealed that the effecttype of variousshapes is not same on the various seismic parameters.

    Keywords: Liquidtanks, Seismicbehavior, Fluid &ndash, Soil &ndash, structure, interaction, sloshing
  • panam zarfam, Pasha Javadi, Behrouz Safarizad Pages 95-113

    Before the occurrence of Northridge earthquake,it was believed that the conventional connections used in steel moment frame structures were capable of tolerating the great plastic rotation of 0.02 radians and above without a significant reduction in strength.Observation of the applied damages by the 1991 Northridge earthquake showed that the main damage was in the area of welded connections.For this reason and the weakness in welded connections,the idea of using the link area in steel connections has been proposed, which can be easily replaced after an earthquake.Therefore, in this study,the box-shaped linking element has been developed,which acts practically independent of the applied load and has a steady hysteresis behavior under tension and compression.In this research, laboratory numerical study has been conducted RBS connection using the box-shaped replaceable link at the joint formation site.For this purpose,first a validation based on a laboratory model has been performed in Abaqus software.In the following, models based on the validation paper have been developed and the idea of using a box-shaped link has been proposed.Two models have been developed and analyzed in Abaqus and two laboratory models have been examined experimentally.Two links with different details were placed in the area of reduced joint to reduce the beam section.The results show that very high stress concentration occurs in the box-shaped link area and other parts of the beam and column elements of the stress surface are less than the yield point and energy absorption is done in the box-shaped link area.It was also found that according to the maximum rotation recorded in the specimens and according to the AISC regulations, specimen A is one of the allowable connections in the middle frame and, model B has the necessary conditions to be placed in the permitted connections in a special moment frame (tolerating rotation of above 0.04 radians).

    Keywords: RBS connection Laboratory study Plastic hinge box-shaped link Energy absorption Abaqus software
  • Mahdi Shakibaei, Poorya Rashvand * Pages 114-129

    Due to the importance role of the behavioural characteristics of the project manager in construction projects and the need for effective and useful communication with other stakeholders of the project, studies have not comprehensively examined the behavioural competencies of the project manager and the lack of a practical model in the Iranian construction industry to select a capable project manager feels tangible. This research is on a more systematic approach to address the behavioural capabilities of the project manager by considering the factors related to his behavioural variables to evaluate the behavioural capabilities of the project manager. Using a multi-stage research process, including extensive literature review, analysis and a combination of important factors in the behavioural competencies of project managers, the development of an analytical network model (AHP, TOPSIS) was considered. This model would be a decision support tool for the employer organization to compare project managers according to their behavioural competencies by creating a database. This protects construction companies from the effective challenges posed by the performance of project managers and helps them to evaluate the performance of their project managers. It also enables project managers to focus on their efforts to address behavioural practices to improve their project performance.

    Keywords: Behavioral Competency, project manager, evaluation model, Construction projects, AHP
  • Hamid Saberi, Vahid Saberi *, Sadegh Javan, Abbasali Sadeghi Pages 130-152

    The present study investigates the influence of the number, material and configuration of bolts on rigid bolted connections under fire. In this study, 6 steel rigid bolted connection specimens with end-plate were modeled as A490 and A300 in ABAQUS software and they are assessed under fire by nonlinear dynamic analysis. By examining the results, the highest stress in the bolt is occurred with material A300. This is due to the lower yield stress of the A300 bolts than to the A490 because the A300 bolts yield at lower stresses and, as they enter the plastic deformations, cause the steel plates to become more involved and the values Increase the stress, especially around the bolt holes. Sample stresses CON.M22 8B A490 and CON.M18 12B A490 T2 are different about 4%. This displacement value for specimens with A300 bolt materials increses to 240 MPa which is equivalent to the yield stress of material A300. The strain with material A490 for CON.M22 8B A490 and CON.M18 12B A490 T2 samples is about 59% and for CON.M18 12B A490 and CON.M22 8B A490 T2 samples is about 67%. The strain with materials A490 for CON.M22 8B A490 and CON.M18 12B A490 T2 samples is about 38% and for CON.M22 8B A490 and CON.M18 12B A490 samples is about 20%. Specimen displacement for bolts with materials A490 whereas this value for specimens with A300 bolts for CON.M22 8B A300 and CON.M18 12B A300 T2 specimens had the highest and lowest vertical displacements, respectively, which is about 25% difference. In the CON.M22 8B, CON.M18 12B and CON.M18 12B T2 samples with different bolt materials, the percentages are 15, 24 and 44%, respectively. The use of materials with lower yield and rupture stresses caused yielding in the lower temperature and reducing the resilance of structure under fire.

    Keywords: Bolt Material, Configuration of Bolt, Rigid Bolted Connection, Fire, ABAQUS software
  • Foad Mohajeri Nav * Pages 153-173

    During the progressive collapse of structures, reinforced concrete (RC) beams must sustain large displacements which are not considered in usual design procedures. Regarding the extensive studies during the recent years, compressive arching and catenary actions are introduced as the main resistance mechanisms against progressive collapse. Despite the extensive studies, there is still a running debate on reliable estimation of the capacities and ultimate resistance of RC members against progressive collapse. Thus, in the present study, a simple and practical analytical method is developed to estimate the ultimate compressive arching capacity of RC beams under large displacements due to progressive collapse. The proposed method is developed based on the membrane action in RC slabs and analytical calculation of lateral stiffness of the structural system. Despite the available methods in the literature, the ultimate arching capacity of RC beams is obtained based on a single-stage procedure. The capability of the introduced method is evaluated utilizing a comprehensive laboratory database, including 99 experimental studies in the technical literature. According to the performed evaluations, the proposed method provides a reliable framework to estimate the arching capacity of reinforced concrete beams in large displacements. Any change in failure mode from flexural action to shear mechanism and increasing the rigidity of the connections leading to an improvement in lateral stiffness could reduce the accuracy of the proposed method.

    Keywords: Reinforced concrete beams, Progressive collapse, Large Displacement, Compressive arching action, analytical method
  • Majid Taheri, Omid Rezayfar *, Ali Kheyroddin Pages 174-187

    The present study was an attempt to investigate the effect of direct and uniform magnetic field on concrete-steel rebar bond strength in fresh and hardened concrete specimens containing quartz aggregates using pull-out test. Moreover, compressive strength test was performed on all magnetic and non-magnetic specimens at 28 days of concrete age in order to investigate the effect of compressive strength of concrete on bond strength. In the present study, a concrete mixture containing smart quartz aggregate was designed for a compressive strength of 30 MPa, . The water to cement ratio was selected to be 0.4 for concrete mixes. The method of fabrication and processing of samples was performed according to ASTM C192 . Accordingly, first one-third of the fine-grained and one-third of the mixing water were added to the mixer with one-third. The remaining cement and water were gradually added to the concrete mix. At the end, superplasticizer was gradually added to the concrete mix for 1 to 2 minutes and then the concrete mixing process was continued for 3 minutes. In order to prevent the magnetic field from being absorbed by the concrete mold, concrete samples were sampled in plastic molds. Concrete samples were covered with a wet sack at a temperature of 20–22 ° C for 24 hours and then removed from the formwork and stored under moist conditions until the experimental age. The device used in this study is able to convert electricity into a uniform magnetic field with an intensity of 0.5 Tesla. According to the results, the failures in all specimens are of slip type with no fissure cracks. The results also showed that applying a magnetic field to the concrete can lead to enhancement of bond strength by about 55% and 73%, in 14 and 20 mm rebar respectively.

    Keywords: uniform magnetic field, Alternating current, Bond strength, Quartz sandstone coarse aggregate, Pull-out test
  • Jalal Alami, Majid Amin Afshar *, Abbas Azad Mazloum Pages 188-211

    One of the most important basic needs of the affected people after natural disasters such as floods and earthquakes is to live in a safe and suitable place. The costly and time-consuming process of establishing permanent housing will provide temporary residence. Using of the disadvantages of common materials, such as steel and concrete, due unconventional extractions, exorbitant construction and production costs, and irreparable environmental damages, the need to build temporary shelters, fast construction, recyclable, environmentally friendly, low-cost and biodegradable natural resources, like bamboo, is very much felt in our beloved country. Bamboo is used as a structural material in more than 60 countries in the world, which fortunately, its species can also be found in our country. The purpose of this study is to investigate the mechanical properties and structural efficiency of the native Iranian bamboo species with the local name Kara and also design and propose a temporary green structure resistant against lateral loads. The Chevron brace was used as a lateral bearing element and hose-clamp connections were also employed. The results of compression, tensile, shear, shear with hose-clamp, and bending test parallel to the fibers were calculated to be 66.5, 103.42, 2.63, 2.73, and 137.96 MPa, respectively. The results of the analysis and design of the constructed model also indicated that the calculated demand under all load combinations in the elements of columns, beams, and braces for bending and axial stresses was more than 97%, and for shear stresses was more than 57% lower than the allowable capacity of the regulations

    Keywords: Bamboo plant, Mechanical properties, Designing, analyzing, Temporary green structure
  • Mohsen Dayyani, Alireza Mortezaei *, Mohammad Sadegh Rohanimanesh, Jafar Asgari Marnani Pages 212-231

    This study aims to investigate the effectiveness of engineered cementitious composite (ECC) as a ‎means to enhance the seismic performance of short columns. Eleven ECC short columns and one reinforced concrete (RC) short column were ‎designed and tested under lateral cyclic loading with different fiber volume fractions(0 -1.5%) and shear ‎aspect ratios(3-7). The influence of fiber volume ‎fraction, and shear aspect ratio on crack pattern, hysteresis behavior, energy dissipation, failure ‎modes, and length of yielding region is presented and discussed. The test results show replacing ‎conventional concrete with ECC can effectively improve the seismic behavior of short columns. ‎Further more , ECC short columns show excellent ductility and damage tolerance. Results shows ‎larger plastic hinge lengths were obtained with an increase of aspect ratio and fiber fraction‎.The influence of fiber volume ‎fraction, and shear aspect ratio on crack pattern, hysteresis behavior, energy dissipation, failure ‎modes, and length of yielding region is presented and discussed. The test results show replacing ‎conventional concrete with ECC can effectively improve the seismic behavior of short columns. ‎Further more , ECC short columns show excellent ductility and damage tolerance. Results shows ‎larger plastic hinge lengths were obtained with an increase of aspect ratio and fiber fraction‎

    Keywords: Cementitious Composites (ECC), Square column, Seismic Performance, Aspect ratio, Short column