فهرست مطالب

پژوهش های زیرساخت های عمرانی - سال نهم شماره 2 (پیاپی 17، پاییز و زمستان 1402)

مجله پژوهش های زیرساخت های عمرانی
سال نهم شماره 2 (پیاپی 17، پاییز و زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/10/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • احد اوریا*، الیار حیدرلی، محمدعلی انشایی صفحات 1-16
    استفاده از خاک مسلح از زمان های بسیار دور در ایران متداول بوده است. امروزه با ساخت سازه های سنگین و حیاتی، لزوم استفاده از خاک مسلح بیشتر از گذشته نمایان می شود. تحلیل و طراحی سازه های خاک مسلح، نیازمند فهم دقیق از رفتار سیستم خاک مسلح و اندرکنش بین مسلح کننده ها و توده ی خاک در برابر بارهای اعمالی می باشد. علیرغم اینکه مطالعات بسیاری درزمینه ی خاک مسلح انجام شده است، ولی تاکنون روش جامعی که بتواند میزان خاک برداری و خاک ریزی در پروژه های خاک مسلح را کاهش دهد، ارایه نشده است. در این پژوهش سعی گردیده تکنیک هایی آزمایشگاهی، جهت افزایش بازده مسلح کننده در افزایش ظرفیت باربری ارایه شود. در آزمایش های انجام شده، پی نواری به صورت یک ورق فولادی با ابعاد 2×5/7×25 سانتی متر و خاک زیر پی در یک جعبه ی فولادی با ابعاد 30×25×90 سانتی متر شبیه سازی گردیده است. در پژوهش حاضر، تاثیر استفاده از مسلح کننده به صورت مهار برگشتی و انتهای آزاد به صورت تک و چندلایه ای، ضخامت مسلح کننده و نیز تاثیر روش های مختلف میخ کوبی بر روی مسلح کننده موردبررسی قرارگرفته است. نتایج تحقیق نشان می دهد تقسیم طول مسلح کننده با شرایطی مشخص و استفاده در چندین لایه ظرفیت باربری پی را افزایش می دهد. همچنین ایجاد مهار برگشتی پیوسته می تواند ظرفیت باربری پی را نسبت به حالت مسلح کننده انتهای آزاد تک لایه ای حدود 114% بیشتر بهبود بخشد. افزایش ضخامت مسلح کننده در حالتی که طول کلی مسلح کننده ی مورداستفاده با طول مسلح کننده در حالت تک لایه برابر می باشد در حدود 40% بیشتر ظرفیت باربری پی را افزایش می دهد. در تسلیح میخ کوبی شده، افزایش ظرفیت باربری تابع موقعیت قرارگیری افقی و قایم میخ ها می باشند، بطوریکه تغییر در ابعاد و چیدمان میخ کوبی می تواند ظرفیت باربری سیستم را به صورت قابل توجهی تغییر دهد. با استفاده از تکنیک مناسب میخ کوبی ظرفیت باربری پی خاک مسلح تا حدود 270 درصد نسبت به خاک غیر مسلح افزایش می یاید.
    کلیدواژگان: مهار برگشتی، ظرفیت باربری، تکنیک های میخ کوبی، تسلیح بهینه، ژئوتکستایل
  • حسین عرب یارمحمدی، محمدکاظم شربتدار*، حسین نادرپور صفحات 17-33

    بتن غلتکی نوعی بتن خشک با اسلامپ صفر است،  این نوع بتن دارای دو کاربرد اصلی است: روسازی و سدها. با این حال، با توجه به مزایایی مانند کاهش هزینه، حرارت کم هیدراتاسیون، دوام و سرعت بالای اجرا، این بتن در ساخت فرودگاه ها، سایت های نظامی و نیروگاه های هسته ای به کار گرفته شده است. از آنجا که مطالعات محدودی در خصوص اثر الیاف غیرفولادی بر مشخصات بتن غلتکی انجام شده است، هدف این تحقیق ارزیابی اثر الیاف غیرفلزی بر زمان وی بی، مقاومت فشاری، مقاومت کششی دو نیم شدن، مقاومت خمشی و طاقت بتن غلتکی روسازی می باشد. بدین منظور از یک طرح مبنا با افزودن سه نوع الیاف شامل بارچیپ، امباس و شیشه با درصدهای 0.1، 0.3 و 0.5 استفاده گردید که درصدهای پایین برای کنترل ترک های سطحی آبرفتگی و درصدهای بالاتر برای بهبود خواص مکانیکی بودند. نتایج نشان داد که افزودن الیاف غیرفولادی باعث کاهش یا افزایش جزیی تا 5 درصد در مقاومت فشاری و کاهش جزیی در مدول الاستیسیته و مقاومت خمشی و افزایش تا 20 درصدی مقاومت کششی بتن غلتکی گردید. همچنین الیاف باعث کاهش کارآیی و افزایش زمان وی طرح مخلوط مبنا شد. دو الیاف بارچیپ و امباس در مقایسه با الیاف شیشه، رفتار نرم شدگی تغییرمکانی بیشتری بعد از ترک خوردگی از خود نشان دادند. میزان جذب انرژی نمونه ها، با افزایش درصد حجمی الیاف، افزایش یافت که این افزایش برای الیاف بارچیپ از الیاف امباس بیشتر بود. بهترین رفتار پس از ترک خوردگی را الیاف بارچیپ با درصد وزنی 0.5 از خود نشان داد.

    کلیدواژگان: بتن غلتکی، مشخصات مکانیکی، الیاف غیرفولادی، روسازی، طاقت
  • مهیار پورلک، احسان جباری*، حسن اکبری صفحات 35-50
    روش هیدرودینامیک ذرات هموار در زمره روش های عددی است که توجه بسیاری از محققان را در سال های اخیر جلب نموده است. این روش، روشی لاگرانژی مبتنی بر حرکت ذرات و در زمره روش های بدون شبکه قلمداد می شود. در این روش شرایط قرارگیری اولیه ذرات می تواند نقش مهمی در کاهش خطاهای عددی و کارایی محاسبانی آن داشته باشد. در این پژوهش با مبنا قراردادن مدل‎سازی موج که از جمله متعارف ترین پدیدهای هیدرولیکی و با بهره گیری از تجارب مدل‎سازی های پیشین، شش توزیع بهینه و متداول ذرات شامل، توزیع مربعی SC، توزیع مثلثی Triangular، توزیع بر اساس الگوریتم WVT، توزیع براساس الگوریتم Greedy یا حریص، توزیع شش ضلعی Hexagonal و توزیع بر اساس الگوریتم فیبوناچی Fibonacci، مورد بررسی قرارگرفته است. بر اساس نتایج حاصل از بررسی فشار، سرعت و تراز سطح آزاد سیال مدل در محل گیج های مرجع مدل آزمایشگاهی، مشخص گردید که چیدمان های مربعی، مثلثی، WVT، Greedy، Hexagonal و Fibonacci به ترتیب دارای خطای مدل‎سازی معادل با 13.85%، %13.75، %12.63، %13.24، %9.07 و 9.37% بوده است و دو توزیع اولیه شش ضلعی و فیبوناچی دارای خطای مدل‎سازی کمتر از 10% می باشد و به عبارتی دارای بهترین عملکرد در به کارگیری روش SPH در راستای بهبود کارایی مدل عددی بوده است.
    کلیدواژگان: روش های بدون شبکه، روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH)، توزیع اولیه ذرات، مدل‎سازی موج، شرایط اولیه
  • مهدی ماجدی اصل*، محمدحسین جهان پیما، پیمان خداپناه راد، مهدی کوهدرق، محمد باقرزاده صفحات 51-65

    هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی اثر قرارگیری سرریز مرکب لبه تیز در زوایای مختلف نسبت به جریان بر عملکرد هیدرولیکی آن می باشد.  بدین منظور برای شبیه سازی تاثیر زاویه قرارگیری سرریز های مرکب لبه ‎تیز در کانال با در نظر گرفتن چهار زاویه صفر(عمود بر جریان)، 15، 30 و 45 درجه از نرم افزار FLOW-3D استفاده شد. مقایسه مقادیر درصد خطای به دست آمده بین نتایج مقادیر دبی و عمق جریان بالادست سرریز از نرم افزار با داده های آزمایشگاهی به ترتیب 0.39 و 2.86 درصد حاصل شد. نتایج الگوی جریان عبوری از سرریز های مرکب لبه تیز نشان داد که خطوط جریان هنگام نزدیک شدن به تاج سرریز در محل تنگ شدگی به هم نزدیک شده و تجمع خطوط جریان در محل تنگ شدگی جریان افزایش می یابد. تداخل خطوط جریان در محل تنگ شدگی باعث کاهش ضریب دبی جریان عبوری از روی سرریز می گردد. افزایش تنگ شدگی عرضی و کاهش 25 و 50 درصدی طول تاج سرریز، باعث کاهش ضریب دبی جریان عبوری به ترتیب 4.14 و 9.81 درصد نسبت به سرریز لبه تیز هم عرض کانال گردید. با ایجاد تنگ ‎شدگی در عرض سرریز مرکب و قرارگیری آن با زاویه حداکثر 45 درجه نسبت به امتداد جریان، ضریب دبی جریان تا 8.91 درصد نسبت به زمانی که سرریز مرکب لبه تیز عمود بر جریان است، افزایش یافت.

    کلیدواژگان: سرریز مرکب لبه تیز، ضریب دبی، زاویه قرارگیری سرریز، تنگ شدگی عرضی، مدل عددی
  • جلال صادقیان*، علی یاری، هادی نوروزی صفحات 67-76
    سرریزها از جمله مهم ترین سازه های هیدرولیکی مورد استفاده در سدها می باشند که برای تخلیه مطمین جریان های سیلابی ساخته می شوند. به منظور افزایش ظرفیت تخلیه سرریز، در دهانه های کوچک از سرریزهای کنگره ای استفاده می گردد. در پژوهش حاضر، دو هندسه متفاوت در طرح سرریزهای کنگره ای ذوزنقه ای شکل با طول کنگره های مساوی (مدل B) و نامساوی (مدل های پنج گانه F) به صورت آزمایشگاهی و برای دبی های مختلف بررسی شده است. آزمایش ها با هدف کاهش تداخل تیغه های آب و افزایش راندمان و ضریب تخلیه (C) سرریزهای مذکور انجام شده است. نتایج بیانگر آن است که در اکثر حالات ضریب تخلیه سرریزهای کنگره ای با کنگره های نامساوی نسبت به حالت کنگره های مساوی بیشتر است. بیشترین میزان ضریب تخلیه سرریز، زمانی است که نسبت Ht/P کمترین مقدار خود را داشته باشد. در این شرایط با افزایش حجم آب عبوری از فلوم تا زمانی که نسبت Ht/P کمتر از 0.3 باشد، روند تغییرات (C) نسبت به Ht/P کاهشی بوده و از این مرحله به بعد با افزایش نسبت Ht/P به بیش از 0.3، در تمامی نمونه های ساخته شده مدل های F، به علت تداخل تیغه های آب و همچنین به دلیل استغراق کنگره های سرریز، تغییرات C در مقابل افزایش نسبت Ht/P بسیار ناچیز بوده و عملا ضریب تخلیه سرریز در دبی های بالا تقریبا ثابت و بدون تغییر است. به عبارت دیگر، در سرریزهای کنگره ای نامساوی که نرخ کاهش طول برخورد تیغه های آنها بین 15 الی 27.5 درصد است، ضریب تخلیه در مقایسه با سرریز های کنگره ای با طول کنگره های مساوی حداقل 32.4 درصد و حداکثر 35.3 درصد افزایش داشته است.
    کلیدواژگان: راندمان سرریز، سرریز کنگره ای ذوزنقه ای شکل، ضریب تخلیه، طول سرریز، کنگره های نامساوی
  • عبدالعلی روفی*، علی خیرالدین، حسین نادرپور صفحات 77-93

    زلزله از جمله بلایای طبیعی است که با خود، آثار شدید فیزیکی و خسارت های اقتصادی و جانی را به همراه دارد. از این رو، ارزیابی میزان خسارت، آسیب پذیری و برنامه ریزی به منظور آمادگی و کاهش خطر قبل از وقوع زلزله، امری ضروری است. این پژوهش با هدف ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای بیمارستان های موجود شهر کابل انجام شد. در پژوهش حاضر، 23 بیمارستان که دارای 60 ساختمان بتن آرمه موجود بودند با تکنیک غربالگری سریع چشمی (RVS) ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای شد. ساختمان ها براساس شاخص های کلیدی مصوب در  FEMA P-154و نشریه 364 نمره دهی و تحلیل شدند. در بررسی آسیب پذیری لرزه ای هیچ یک از ساختمان ها حداقل امتیاز قابل قبول را کسب نکرد. علی رغم اینکه بیمارستان های شهر کابل در شرایط عادی فعال هستند؛ در شرایط بحرانی عواملی مانند ضعف مقاومت سازه ای، غیرسازه ای و رعایت نکردن ضوابط طراحی می تواند سبب اختلال عملکرد و ناکارآمدی بیمارستان ها گردد. احتمال شکست این ساختمان ها با در نظر گرفتن امتیاز نهایی به ازای یک رخداد لرزه ای MCER بین 3.16 تا 45.6% بوده، به طوری که نشان دهنده این است که در زمان وقوع پدیده های مخرب چون زلزله، احتمال وارد شدن خسارت به ساختمان ها و خارج شدن آنها از چرخه کاربری ویژه خود وجود خواهد داشت. با توجه به نتایج پژوهش، احتمال آسیب پذیری لرزه ای ساختمان های بیمارستانی بتن آرمه موجود در شهر کابل در زمان زلزله وجود دارد و درجه این آسیب پذیری لرزه ای از کم تا زیاد متفاوت است. بنابراین این ساختمان ها باید مورد ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای کیفی قرار گیرند.

    کلیدواژگان: ارزیابی آسیبپذیری، پیشگیری بحران، درجه آسیب پذیری، ساختمان بیمارستانی، غربالگری سریع چشمی
  • پرهام تیرزان*، علی قنبری صفحات 95-110

    یکی از روش های نوین پایدارسازی گودهای عمیق، استفاده از روش ساخت از بالا است. در این روش ضمن کاهش زمان اجرا و کنترل تغییرشکل دیواره گود، شرایط لازم برای احداث سازه در فضاهای محدود و پرتردد شهری فراهم می شود. در این مقاله، روش نوین ساخت از بالا ایرانی معرفی شده است. به منظور ارزیابی این روش، تغییرشکل های افقی و قایم حاصل از روش ساخت از بالا ایرانی، با روش ساخت از بالا دیوار دیافراگمی و روش میخکوبی مقایسه می شود. روش ساخت از بالا دیوار دیافراگمی با ضخامت دیوار 0.45 متر، روش ساخت از بالا ایرانی با دو ضخامت متفاوت دیوار 0.45 و 0.65 متر و روش میخکوبی در ترکیب با دیوار 0.45 متر، با استفاده از نرم افزار المان محدودMIDAS GTS NX  مورد مطالعه عددی قرار گرفته است. به عنوان مطالعه موردی پروژه پارکینگ طبقاتی نیایش در تهران با عمق گود 29 متر انتخاب شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که روش ساخت از بالا ایرانی در مقایسه با روش ساخت از بالا دیوار دیافراگمی 20 الی 25 درصد، تغییرشکل افقی کمتری دارد. روش میخکوبی سه تا چهار برابر، تغییرشکل بیشتری نسبت به هر دو نوع روش ساخت از بالا دارد و با افزایش عمق گود تفاوت آن ها بیشتر می شود. ضخامت بیشتر دیوار در روش ساخت از بالا ایرانی تاثیر ناچیزی بر روی تغییرشکل ها دارد و اثر آن را می توان نادیده گرفت. همچنین در روش ساخت از بالا ایرانی 10 الی 15 درصد نشست سطح زمین کمتر از روش ساخت از بالا دیوار دیافراگمی است. روش نوین بیان شده نشان می دهد که ساخت دیوار دیافراگم به صورت چندمرحله ای، می تواند کاهش تغییرشکل ها را در پی داشته باشد.

    کلیدواژگان: گودبرداری عمیق، روش ساخت از بالا دیوار دیافراگمی، روش ساخت از بالا ایرانی، نشست زمین، تغییر شکل دیواره گود
  • علیرضا معتمدنیا، حمید شیرمحمدی*، مرتضی اسدامرجی صفحات 111-123
    آسفالت های سرد امولسیونی، دارای مزایا و معایبی می باشند. مزایای این نوع مخلوط ها، به دمای کم تولید، ملاحظات زیست محیطی و قابلیت حمل آن برای مسافت های زیاد مربوط می شود. یکی از دلایل اصلی عملکرد ضعیف این نوع آسفالت، ضعف رطوبتی است. نفوذ آب از عملیات شکست قیر امولسیونی ممانعت به عمل می آورد و در این راستا، مقاومت مخلوط در برابر رطوبت کاهش می یابد. در تحقیق حاضر، پس از تعیین درصد قیر بهینه به روش مارشال اصلاح شده، به میزان 1 تا 3 درصد وزنی، مخلوط آسفالتی سیمان و 0.3 تا 0.5 درصد وزنی، الیاف حاوی آربوسل های چرب به مخلوط اضافه گردید. نمونه های حاصل، تحت آزمایش های میزان استحکام مارشال، روانی، شاخص مارشال، لاتمن اصلاح شده و نیکلسون قرار گرفت. برمبنای نتایج به دست آمده از آزمایش ها، استحکام مارشال 47.88 درصد، شاخص مارشال تا میزان قابل توجه 139 درصد، چسبندگی 41 درصد، نسبت مقاومت کششی غیرمستقیم 21 درصد، افزایش و روانی36.47 درصد کاهش می یابد. این تحقیق، استفاده همزمان سیمان، 3 درصد و الیاف حاوی آربوسل چرب، 0.3 درصد در مخلوط های آسفالت سرد را توصیه می کند.
    کلیدواژگان: آسفالت سرد امولسیون، لاتمن اصلاح شده، استحکام مارشال، آربوسل چرب، نیکلسون
  • ایوب شکوری، غلامرضا قدرتی امیری*، علی اصغر کاویانی صفحات 125-140

    هدف این مقاله، بررسی اثر ضربه ساختمان مجاور بر پاسخ های ساختمان جداسازی شده لرزه ای با جداسازهای آونگی اصطکاکی دو و سه قوسی با در نظر گرفتن فواصل لرزه ای دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود (نشریه شماره 360) است. بررسی کفایت فواصل لرزه ای محاسبه شده طبق نشریه 360 برای ساختمان های جداسازی شده با جداسازهای اصطکاکی قوسی در پژوهش های پیشین انجام نشده است. برای رسیدن به این هدف، ابتدا مدل سه بعدی ساختمان های جداسازی شده در دو حالت با برخورد به سازه مجاور و بدون برخورد ایجاد شد. برای هریک از مدل های ذکر شده، 6 جداساز آونگی اصطکاکی دوقوسی و 15 جداساز آونگی اصطکاکی سه قوسی با ابعاد و ضرایب اصطکاک متفاوت، جهت در نظر گرفتن گستره ای مناسب از دوره تناوب ها به کار برده شد. سپس از روش تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی برای محاسبه پاسخ های لرزه ای مدل ها استفاده گردید. بدین منظور، هفت شتابنگاشت از پایگاه داده معتبر انتخاب و به ساختمان ها اعمال شد. پاسخ های لرزه ای هریک از مدل ها شامل شتاب طبقات، جابه جایی بیشینه سیستم جداسازی، جابه جایی نسبی بین طبقات و برش پایه سازه محاسبه و تحلیل شد. نتایج نشان می دهد ضربه لرزه ای، برخی پاسخ ها را به میزان قابل توجهی افزایش داده است. به عنوان مثال، شتاب طبقه و تغییرمکان نسبی بین طبقه ای برای ساختمان با جداساز سه قوسی بر اثر ضربه به ترتیب 2 و 6 برابر شده است. در نتیجه، ممکن است مقدار فواصل لرزه ای محاسبه شده براساس نشریه 360 کافی نباشد و باعث ایجاد ضربه و افزایش پاسخ های ساختمان به میزان قابل توجهی گردد.

    کلیدواژگان: جداسازی لرزه ای، ضربه ساختمان مجاور، جداساز آونگی اصطکاکی دوقوسی و سه قوسی، نشریه 360، تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی
  • وحید اکرمی*، آریاز عدیلی، کاظم شاکری، ناصرالدین شاهبازی صفحات 141-161
    اتصال خمشی تیر Iشکل به ستون دایره ای، با استفاده از برش منحنی بال تیر و یا با استفاده از نصب دیافراگرم های خارجی در اطراف ستون میسر می باشد که با مشکلات اجرایی همراه است. روش پیشنهادی جدید برای اجرای این نوع اتصال، جوش نمودن بال های یک پیوند ناودانی به ستون و جوش نمودن تیر به جان ناودانی می باشد. با توجه به نو بودن این روش، تاثیر ابعاد پیوند ناودانی، ابعاد تیر Iشکل و ابعاد ستون دایره ای و همچنین سخت کننده های داخل پیوند ناودانی بر رفتار چرخه ای اتصال، محل سوال می باشد. در همین راستا، مقاله حاضر به بررسی رفتار چرخه ای اتصال خمشی تیر Iشکل به ستون دایره ای با پیوند ناودانی به صورت المان محدود می پردازد. عمده نوآوری این تحقیق، بررسی پارامتریک مشخصات ابعادی اتصال در حضور خستگی کم تکرار ناشی از زوال سختی و مقاومت چرخه ای می باشد که از طریق لحاظ مدل آسیب برای مصالح شکل پذیر در نرم افزار آباکوس میسر شده است. برای این کار، ابتدا پارامترهای مدل آسیب از طریق مقایسه نتایج عددی حاصل از شبیه سازی اتصال با داده های آزمایشگاهی کالیبره شده و در ادامه، نمونه های عددی تحت بارگذاری چرخه ای جابه جایی- کنترل به صورت استاتیکی قرار گرفته اند. براساس مقایسه نتایج، ضخامت جان پیوند ناودانی، بیشترین تاثیر بر رفتار اتصال نسبت به سایر پارامترهای ناودانی را دارد. همچنین ملاحظه شد که با افزودن سخت کننده در داخل پیوند ناودانی، سختی و مقاومت اتصال افزایش می یابد، با این حال، در این حالت نواحی تسلیم شده به سمت اتصال تیر به ناودانی گسترش پیدا می نماید که این مسیله باعث رشد سریع تر کرنش های پلاستیک در این نواحی می شود.
    کلیدواژگان: تیر I شکل، ستون دایره ای، پیوند ناودانی، رفتار چرخه ای، سخت کننده
  • حمیدرضا دهقانی، احسان دهقانی* صفحات 163-179
    با توجه به تحولات در حوزه حمل ونقل سریع، افزایش سرعت مجاز و ظرفیت باری، بارهای متحرک می توانند تاثیرات چشم گیری بر نیروهای دینامیکی پل ها داشته باشند. برای مد نظر گرفتن اثر دینامیکی در طراحی سازه، ضریب ضربه دینامیکی به عنوان نسبت بی بعد پاسخ دینامیکی به پاسخ استاتیکی معرفی شده است. ارزیابی دقیق این ضرایب به طراحی های ایمن و اقتصادی برای پل های جدید کمک می کند. با این حال، ارزیابی ضریب تاثیر دینامیکی به دلیل مکانیزم پیچیده تعامل وسیله نقلیه- پل و تاثیر پارامترهای زیادی که بر ضریب تاثیر دینامیکی اثر می گذارند، از جمله ویژگی های دینامیکی پل و وسیله نقلیه، شرایط سطح جاده، سرعت وسیله نقلیه، شرایط ترافیکی و غیره، موجب پیچیدگی بسیاری در مسیله می شود. در این تحقیق با اعمال بار زنده وسایل نقلیه به صورت گام به گام و انجام تحلیل تاریخچه زمانی، تحلیل دینامیکی تحت بار متحرک صورت گرفته است. این مطالعه به صورت موردی سه نوع مختلف از پل های کابلی با دهانه ها و چیدمان کابل های متفاوت به صورت مدل های دوبعدی مورد بررسی قرار گرفته اند. این مطالعه به تحلیل ضریب ضربه نیروهای خمشی و برشی اجزای عرشه و پایلون ها و همچنین نیروهای محوری کابل ها می پردازد و نتایج حاصل از آن با ضرایب پیشنهادی آیین نامه های طراحی مقایسه می شوند. همچنین تاثیر تغییرات سرعت عبور بار بر ضریب ضربه دینامیکی در پل های کابل ایستا نیز مورد ارزیابی و مطالعه قرار گرفته است. این پژوهش تلاش دارد تا با توجه به مطالعات انجام شده، بهبود و بهینه سازی در طراحی و عملکرد پل های کابلی ایستا را به منظور مقابله با تغییرات دینامیکی و افزایش سرعت بارها ارایه دهد.
    کلیدواژگان: پل های کابل ایستا، تحلیل دینامیکی بار متحرک، ضریب ضربه (IM)، بار دینامیکی مجاز (DLA)، ضریب تقویت دینامیکی (DAF)
  • ساجده عباسقلی نیا، حر خسروی*، شقایق واثقی امیری صفحات 181-201
    امروزه تحلیل های دینامیکی غیرخطی در حوزه ی تحقیقات و طراحی مهندسی سازه و زلزله کاربرد فراوانی داشته و به طور گسترده در طراحی براساس عملکرد سازه ها، طراحی براساس تاب آوری، و همچنین سایر زمینه های احتمالاتی و بهینه سازی، مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجایی که این تحلیل ها، هزینه ی محاسباتی بالایی را به محققان تحمیل می کند، در بسیاری از این تحلیل ها از مدل های ساده شده استفاده می شود. قاب جایگزین یک مدل ساده شده برای قاب های خمشی فولادی و بتنی است که از طرفی پاسخ های تغییرمکانی قاب را با دقت خیلی خوبی پیش بینی می کند و از طرف دیگر، زمان تحلیل را تا چند برابر کاهش می دهد. علی رغم ارزیابی های متعدد مدل قاب جایگزین در تحلیل های دینامیکی غیرخطی، تحلیل های دینامیکی فزاینده و تعیین منحنی های شکنندگی، دقت این مدل جهت پیش بینی پاسخ های نیرویی مورد بررسی قرار نگرفته است. از آنجایی که در ارزیابی عملکردی سازه ها، بررسی اعضای نیرو کنترل جهت جلوگیری از ایجاد مکانیزم نامطلوب شکست، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق ابتدا پاسخ های نیرویی ستون های قاب اصلی تحت رکورد زلزله با استفاده از یک روش تحلیلی از پاسخ های قاب جایگزین به دست آمد. سپس، دقت پاسخ های به دست آمده، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی های انجام شده نشان داد که مدل قاب جایگزین لنگر خمشی، نیروی برشی، و نیروی محوری را به طور میانگین بین 0.8 تا 1.2 پاسخ ستون های قاب اصلی پیش بینی می کند که میزان پراکندگی پاسخ ها نیز برای رکوردهای مختلف کمتر از 0.2 است.
    کلیدواژگان: مدل قاب جایگزین، مدل ساده شده، قاب خمشی بتنی، اعضای نیرو کنترل، مولفه های نیرویی ستون ها
|
  • Ahad Ouria *, Eliar Heidarli, Mohammadali Enshaei Pages 1-16
    In this study, several methods have been experimentally evaluated to increase the efficiency of reinforcements in the bearing capacity of a strip footing on sand. The capacity of the foundation in five different configurations including single and multilayer reinforcements was evaluated with free and wraparound anchored end, different thickness, and nailed with different numbers of nails and patterns. According to the results of these tests, dividing the length of the reinforcement and using it in more layers increases the efficiency of the reinforcement, but this division of the length of the reinforcement has a certain limit that reducing this limit reduces the efficiency. The use of wraparound anchorage caused more interaction between the soil grains and the reinforcement surface and as a result increased the bearing capacity of the foundation. Increasing the thickness of the reinforcements was another parameter studied in this study. Increasing the thickness of the reinforcement caused the bearing capacity to increase.  The results of the experiments show that the pattern of nails has a significant effect on the performance of the reinforced soil.
    Keywords: Wraparound anchorage, Bearing capacity, Nailing techniques . Optimum reinforcement, Geotextile
  • Hosein Arabyarmohammadi, MohammadKazem Sharbatdar *, Hosein Naderpour Pages 17-33

    Roller-Compacted Concrete (RCC), which is a kind of dry consistency concrete with zero slump, has two various main applications, pavement and dams. But, owing to the benefits such as cost efficiency, low hydration heat, durability, and high speed of execution, RCC is particularly preferred in the construction of airstrips, military sites, and nuclear plants. In order to evaluate the effect of non-steel fibers on the Vebe time, modulus of elasticity, and also compressive strength, flexural strength, and splitting tensile strength of RCC as the aim of this research, a basic mix was used by adding three types of fibers including Barchip, Emboss and Glass fibers with percentages of 0.1, 0.3 and 0.5, the less percentage for controlling shrinkage cracks and higher amount for improving mechanical properties. The results showed that the addition of non-steel fibers to RCC reduced or increased compressive strength up to 5%, little decrease in Modulus of Elasticity and flexural strength and increasing up to 20% in tensile strength. Also, the fibers decreased the consistency and increased the vebe time of the basic mix. Barchip and Emboss fiber compared with Glass fibers showed better softening behavior after cracking. The amount of toughness was increased with the volume percentage of fiber, and this increase was higher for the Barchip fiber than the Emboss fiber. The best behavior after cracking was shown by Barchip fiber with a volume percentage of 0.5.

    Keywords: Roller-Compacted Concrete, Mechanical Properties, Non-steel fibers, Pavement, Toughness
  • Mahyar Pourlak, Ehsan Jabbari *, Hassan Akbari Pages 35-50
    The Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method is among the numerical methods that have attracted the attention of many researchers in recent years. This method as a Lagrangian method based on the movement of particles is also one of the meshless methods. In this method, the initial location or distribution of particles can play an important role in reducing numerical errors and its computational efficiency. In this research, based on wave modeling, which is one of the most conventional hydraulic phenomena, and using previous modeling experiences, six optimal and common distributions of particles including square distribution (SC), Triangular distribution, distribution based on WVT algorithm, distribution based on Greedy algorithm, Hexagonal distribution and Fibonacci distribution based on Fibonacci al-gorithm have been investigated. Based on the results of the pressure, velocity and the free surface level of the fluid in the location of the reference gauges of the laboratory model, it was determined that the square, triangular, WVT, Greedy, Hexagonal and Fibonacci distributions have a modeling error equal to 13.85%, 13.75%, 12.63%, 13.24%, 9.07% and 9.37%, respectively, and the two primary hexagonal and Fibonacci distributions have a modeling error of less than 10%, and in other words, it has the best performance in using the SPH method in order to improve the efficiency of the computational model.
    Keywords: Meshless methods, Smoothed particle hydrodynamics, Initial particles distribution, Wave modelling, Initial conditions
  • Mahdi Majedi-Asl *, Mohammadhosein Jahanpeima, Peyman Khodapanah-Rad, Mehdi Kouhdaragh, Mohammad Bagherzadeh Pages 51-65

    The aim of the current research is to evaluate the effect of placing a compound sharp-crested weir at different angles in the channel on its hydraulic performance. For this purpose, Flow-3D software was used to simulate the effect of the placement angle of the compound sharp-crested weir in the channel, considering four angles: zero (perpendicular to the flow pass), 15, 30, and 45 degrees. The comparison of the error percentage obtained between the results of the flow discharge and the depth of the upstream weir from the numerical results and the laboratory data was 0.39% and 2.86%, respectively. The results of the flow pattern passing through the compound sharp-crested weir showed that the flow lines are closer to each other when approaching the crest of the weir at the narrowing place, and the accumulation of flow lines increases in the place of the flow narrowing. The interference of flow lines at the narrowing place reduces the flow coefficient of the flow passing over the weir. The increase in transverse constricting and the decrease of 25 and 50% in the length of the weir crest caused a decrease in the flow discharge coefficient of 14.4 and 9.81%, respectively, compared to the sharp-crested weir of the same channel width. By creating a constant for the weir crown in the width of the compound weirs and placing them at a maximum angle of 45 degrees, the flow rate coefficient is increased 8.91% compared to the angle of the compound sharp-crested weir to the flow.

    Keywords: The compound sharp-crested weir, Discharge Coefficient, Angle of weir, Transverse constriction, Numerical model
  • Jalal Sadeghian *, Ali Yari, Hadi Norouzi Pages 67-76
    Weirs are one of the most important hydraulic structures used in dams, which are built for safe discharge of flood flows. In order to increase the weir discharge capacity, labyrinth weirs are used in small openings. In the present study, 2 different geometries in the design of trapezoidal labyrinth weirs with equal (B model) and unequal (quintet F models) Indentation lengths were investigated in a laboratory and for different flow rates. Has been The experiments were conducted with the aim of reducing the interference of water blades and increasing the efficiency and discharge coefficient (C) of the mentioned weirs. The results show that; In most cases, the discharge coefficient of labyrinthine weirs with unequal Indentations is higher than that of equal Indentations. The highest weirs discharge coefficient is when the Ht/P ratio is at its lowest value. In this situation, by increasing the volume of water passing through the flume until the Ht/P ratio is less than 0.3, the trend of changes (C) in relation to Ht/P is decreasing, and from this point on, with the increase of the Ht/P ratio to more than 0.3, in all the built samples of F models, due to the interference of the water blades and also due to the absorption of the weir Indentations, the changes in C are very insignificant compared to the increase in the Ht/P ratio, and practically the weir discharge coefficient in discharge the above is almost constant and unchanged. In other words, in unequal labyrinth weirs where the rate of decrease in the collision length of their blades is between 15 and 27.5%, the discharge coefficient compared to labyrinth weirs with equal Indentation length has increased at least 32.4% and at most 35.3%.
    Keywords: Weir Efficiency, Trapezoidal Labyrinth Weir, Discharge Coefficient, Length of Weir, Unequal Indentations
  • Abdul Ali Raoufy *, Ali Kheyroddin, Hosein Naderpour Pages 77-93

    Earthquake is one of the natural disasters that have physical, economic and life-threatening outcomes. Therefore, in order to be prepared and reduce the risk before an earthquake occurs, the amount of damage and vulnerability assessments and planning are necessary. This research was conducted with the aim of evaluating the seismic vulnerability of existing hospitals in Kabul City. In the present study, 23 hospitals that have 60 existing reinforced concrete buildings were assessed for seismic vulnerability using the Rapid Visual Screening technique. The buildings were scored and analyzed based on the key indicators approved in FEMA P-154 and Iranian Code #364. None of the buildings received Cut- Off Score in the seismic vulnerability assessment. Despite the hospitals of Kabul City are active under normal conditions; in critical conditions, factors such as weak structural and non-structural resistance and non-compliance with design criteria can cause malfunctions and ineffectiveness of hospitals. Considering the Final Scores, the probability of collapse attributed to these buildings in a MCE (Maximum Considered Earthquake) seismic event, are between 3.16 and 45.6%, which indicates that during the occurrence of destructive phenomena such as earthquakes, there will be a possibility of damaging the buildings and getting out of their special cycle of use. According to the result, there is a possibility of seismic vulnerability of existing reinforced concrete hospital buildings in Kabul City during an earthquake. The degree of this seismic vulnerability varies from low to high. Therefore, these buildings should be subjected to a detailed seismic vulnerability assessment.

    Keywords: Vulnerability assessment, Crisis prevention, Degree of vulnerability, Hospital building, Rapid Visual Screening (RVS)
  • Parham Tirzan *, Ali Ghanbari Pages 95-110

    One of the novel methods for stabilization of deep excavations is the use of top-down method. In this method, while reducing the execution time and controlling the deformation of the excavation wall, the necessary conditions for constructing structures in limited spaces or crowded urban areas are provided. In this paper, the Iranian top-down method is introduced. In order to evaluate this method, horizontal and vertical deformation of Iranian top-down is compared with diaphragm wall top-down method and nailing method. Diaphragm wall top-down with a wall thickness of 0.45 m, Iranian top - dawn with two different wall thicknesses of 0.45 and 0.65 m and  Nailed pile wall method with 0.45m thick wall, is studied numerically by using the finite element software MIDAS GTS NX. Niayesh parking lot in Tehran with a depth of 29 m is select for the case study. The results of this research show that Iranian top-down has a 20 - 25 percent lower horizontal deformation than the diaphragm wall top-down. Nailing method has three to four times more deformation compared to both types of top-downs and their difference increases by increasing the depth of excavation. The greater thickness of the wall in Iranian top-down has a negligible impact on the deformations and the effect can be ignored. Also, in Iranian top-down the ground surface settlement is 10 - 15 percent less than diaphragm wall top-down. The new method mentioned here shows that the construction of the diaphragm wall in a few steps can lead to reduction of deformations.

    Keywords: Deep Excavation, Diaphragm wall top-down method, Iranian top-down method, Ground Settlement, Deformation of the pit wall
  • Alireza Motamadnia, Hamid Shirmohammadi *, Morteza Asadamregi Pages 111-123
    Cold emulsion asphalts have advantages and disadvantages. The advantages of this type of mixture are related to the low temperature of production, environmental considerations, and its portability to long distances. One of the main reasons for the poor performance of this type of asphalt is its moisture content. The water penetration hinders the fracture of emulsion bitumen, and after that, the mixture's resistance to moisture is reduced. The present research used the modified Marshall method to determine the optimal bitumen percentage. For this reason, one to three percent by weight of the asphalt-cement mixture and 0.3 to 0.5 percent by weight of fiber mixture containing fatty arbocell were added. The resulting samples were subjected to the Marshall strength, Marshall index modified Lottman and Nicholson tests. Based on the results, the Marshall strength was 47.88%, the Marshall index was 139%, adhesion was 41%, the ratio of indirect tensile strength was 21%, and the fluidity was 36.47%. According to the data obtained from this research, it is suggested that 3% cement and 0.3% fatty arbocell fibers should apply in cold asphalt mixtures.
    Keywords: Cold Emulsified Asphalt Modified Lottman, Marshall Stability, Fatty Arbocel, Nicholson
  • Ayoub Shakouri, Gholamreza Ghodrati Amiri *, AliAsghar Kaviani Pages 125-140

    In this paper, the effect of seismic pounding of adjacent structures on buildings isolated by double (DFPB) and triple friction pendulum bearings (TFPB) is investigated. The seismic gaps between buildings are calculated based on the Instruction for Seismic Rehabilitation of Existing Buildings, standard No. 360 of Iran, which is not considered for friction pendulum bearings in the previous studies. To this end, a three-dimensional single-story building model is created in the MATHLAB program considering two scenarios including the case without pounding and the case with it. In addition, fifteen different TFPBs and six DFPBs are utilized as seismic isolators to cover a wide range of fundamental periods of the isolation system. Finally, nonlinear time history analyses with seven pairs of ground motion records are conducted to obtain some of the seismic responses of buildings including base shear, drift, story acceleration and maximum displacement of the isolation system. The results show that the seismic pounding considerably increases responses of base-isolated buildings. For example, the floor acceleration and the drift ratio of isolated building with TFPB increased 2 and 6 fold because of seismic pounding. It shows that the seismic gaps calculated by the formula of standard No. 360 may not be sufficient to prevent severe seismic poundings and increase of seismic responses.

    Keywords: Base Isolation, Seismic pounding, Double, Triple Friction Pendulum Bearing, The 360 Standard, Nonlinear time history analysis
  • Vahid Akrami *, Aryaz Adili, Kazem Shakeri, Naseraldin Shahbazi Pages 141-161
    The I-shaped beam to circular column connections can be constructed by curved cutting of the beam flanges or by installing external diaphragms around the column, which cause both economic and practical difficulties. A practical method proposed for construction of these connections consists of welding a link channel to the circular column and welding the beam to the link channel. As this method is new, the effect of link channel dimensions, I-shaped beam section dimensions, circular column dimensions and the link channel stiffeners on the connection behavior is not known well. Accordingly, this paper presents a FE investigation on the cyclic behavior of I-shaped beam to circular column moment connections with link channel. The main novelty of the research is the parametric evaluation of the affecting parameters, considering the stiffness and strength degradation from ultra-low-cycle fatigue, which is made possible by including ductile damage for metallic materials in ABAQUS software. For this purpose, first, the parameters of the damage model are calibrated by comparing the numerical results with the laboratory data, and then, the connection models are analyzed under a displacement-control quasi-static cyclic loading. Based on the results, the thickness of the link channel plate has the most significant effect on the overall behavior of the connection compared to other link parameters. It is also observed that the link channel stiffeners increase overall stiffness and strength of the connection. However, they cause extension of yielding towards the beam to link connection, and cause rapid growth of plastic strain in this area.
    Keywords: I-shaped beam, circular column, channel link, cyclic behavior, stiffener
  • Hamidreza Dehghani, Ehsan Dehghani * Pages 163-179
    Due to developments in the field of fast transportation, increase in permitted speed and load capacity, moving loads can have significant effects on the dynamic forces of bridges. To consider the dynamic effect in the design of the structure, the dynamic impact factor is introduced as ratio of the dynamic response to the static response. Accurate evaluation of these coefficients helps in safe and economic designs for new bridges. However, the evaluation of the dynamic impact factor is difficult due to the vehicle-bridge interaction and the influence of many parameters that affect the dynamic impact factor, including the dynamic characteristics of the bridge and the vehicle, road surface conditions, vehicle speed, traffic conditions,. In this research, by applying live load of vehicles step by step and performing time history analysis, dynamic analysis under moving load has been done. Three different types of cable-stayed bridges with different spans and cable layouts have been investigated in the form of two-dimensional models. This study analyzes the impact coefficient of bending and shear forces of deck components and pylons, as well as the axial forces of cables, and the results are compared with the coefficients proposed in the design regulations. Also, the effect of changes in load passing speed on the dynamic impact factor in cable-stayed bridges has also been evaluated and studied. This research tries to improve and optimize the design and performance of cable-stayed bridges in order to deal with dynamic changes and increase the speed of loads.
    Keywords: cable-stayed bridges, dynamic analysis of moving load, impact factor (IM), allowable dynamic load (DLA), dynamic amplification factor (DAF)
  • Sajedeh Abbasgholinia, Horr Khosravi *, Shaghayegh Vaseghiamiri Pages 181-201
    Nowadays, extensive nonlinear dynamic analysis is widely used in different fields of research and design of structural and earthquake engineering. It has been applied in performance-based design, resilience-based design, and also other probabilistic fields and optimization. This extensive analysis imposes a high computational cost on the researcher. However, using simplified models is an appropriate approach. The Substitute Frame is a simplified model for steel and RC moment frames, which on the one hand predicts the displacement responses of the frame with very good accuracy and on the other hand, reduces the analysis time by several times. Despite numerous evaluations of the substitute frame model in nonlinear dynamic analyses, incremental dynamic analyses, and fragility analyses, the model's accuracy has not yet been investigated for predicting moment frames' force responses. In performance-based engineering, force-control actions should be designed to prevent the undesirable failure mechanism. Hence, in this study, first, the force response of the columns was predicted using the substitute frame model, and then its accuracy was evaluated comparing to the original frame response. The results of evaluations showed that the substitute frame predicts the columns bending moments, shear forces, and axial forces of the original frame with more than 90% accuracy.
    Keywords: Substitute frame model, Simplified model, RC moment frames, Force-control elements, Columns force actions