نشریه صنعت مقاوم سازی و بهسازی
پیاپی 7 (زمستان 1392)

اثرات مخرب حفاری تونل های شهری روی سازه های سطحی باید به نحو مقتضی در طراحی آن ها لحاظ گردد. در سازه های موجود در مجاورت تونل ها به خصوص در زمان احداث، مشکلاتی مثل نشست و ترک آشکار می گردد که گاها در ارتباط با احداث تونل می باشد. تونل یک سازه پیچیده با میدان تنش و تغییر شکل مختص به خود است و پیش بینی رفتار و تاثیر حفاری آن روی سازه های مجاور نیاز به استفاده از آنالیز عددی با مدل های رفتاری مناسب جهت تخمین نشست های سطحی دارد. از این رو، در این مطالعه به پیش بینی نشست سطحی زمین در پروژه خط 2 متروی کرج پرداخته شده است. در ابتدا با روش تفاضل محدود (FLAC 3D) با توجه به نحوه حفاری، مشخصات خاک محل و انتخاب مدل رفتاری مناسب مدل سازی انجام و سپس جابجایی ها و تغییر شکل های ایجاد شده در سطح زمین در اثر حفاری تونل محاسبه شد. برای بررسی میزان صحت و دقت نتایج بدست آمده از مدل سازی نرم افزار عددی، این نتایج با اندازه گیری های میدانی (ابزار دقیق) به خصوص نشست سنج مقایسه شد که تطابق مناسبی بین نتایج بدست آمد. در نهایت تاثیر سازه بر روی نشست زمین در اثر حفاری تونل مدل شد، اثرات متقابل آنها و عمق بهینه برای حفاری تونل در این تحقیق با توجه به خاک مسیر، مورد بررسی قرار گرفته شد.

تعیین فشار نگهداری مورد نیاز برای پایداری جبهه کار از مهمترین پارامترها درحفاری یک تونل به وسیله سپرها است. چرا که جلوگیری از ناپایداری جبهه کار تونل هم از نظر ایجاد شرایط لازم جهت برش و پیشروی و هم از نظر کنترل جابجایی های افقی و عمودی در سطح زمین حائز اهمیت می باشد. امروزه جهت پیش بینی فشار مورد نیاز جهت نگهداری جبهه کار تونل از روش های مختلف تجربی، تحلیلی و عددی استفاده می شود. در این مقاله با در نظر گرفتن دو مقطع مختلف در امتداد مسیر خط 2 قطار شهری مشهد، با استفاده از هفت روش مختلف فشار مورد نیاز برای نگهداری جبهه کار تونل و همین طور حداکثر فشار مجاز محاسبه شده است. در مقطع شماره ی 1 اعداد به دست آمده از قضایای مرز بالاتر در روش های دیویس و لکا و دورمیکس با ارائه ی یک دید خوش بینانه جبهه کار تونل را بدون نگهداری پایدار می دانند. این روش ها به همراه روش برمزو بنرمارک در مقطع شماره ی 2 نیز چنین نظری را در مورد پایداری جبهه-کار دارند. تفاوت های به دست آمده در اعداد حاصل از روش های مختلف که ناشی از اختلاف در فرضیات موجود در آن ها می باشد، قابل توجه است. به همین علت نتایج حاصل از به کارگیری هر یک از این فشارها به عنوان فشار نگهداری با استفاده از مدل سازی سه بعدی به روش تفاضل محدود مورد بررسی قرار گرفت. نتایج عددی نشان می دهند که روش هایی که در این دو مقطع جبهه کار تونل را بدون نگهداری پایدار می دانند قابل اطمینان نمی باشند. در ضمن مقایسه ی بین اعداد به دست آمده برای حداکثر فشار مجاز نشان دهنده ی این موضوع است که فشار پیشنهادی به وسیله ی روش لکا و دورمیکس با استفاده از قضیه ی مرز بالاتر به دور از واقعیت است. نتایج حاصل از مدل سازی سه بعدی عددی نیز گفته ی فوق را تایید می کند.

در این مقاله دوام بتن برای زیر سازه پل بزرگ خلیج فارس برای عمر مفید 120 ساله به روش قطعی به کمک مدل لایف-365 و محاسبات دستی مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی این موضوع ناحیه جزر و مدی و پاششی که از اهمیت بیشتری بر خوردار است مورد توجه قرار گرفته و پوشش بتن مورد نیاز برای دوام محاسبه گردیده است. نتایج نشان می دهند در شرایط ناحیه جذر و مدی و پاششی زیر سازه، به دلیل تر و خشک شدن های متوالی سازه و بالارفتن غلظت کلر و همچنین بیشتر بودن عوامل خوردگی لازم است جهت حصول به عمر 120 سال یا میزان پوشش به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش یابد یا اینکه با به کار گیری روش هایی نظیر استفاده از فولاد زنگ نزن یا پوشش پلی اتیلنی سطحی از نفوذ کلر جلوگیری نمود. در این زمینه در بخش ناحیه جذر و مدی و پاششی با انجام محاسبات به روش تعیینی(قطعی) نشان داده شده است که تنها در صورت استفاده از پوشش بتن به میزان بیش از 120 میلی متر می توان به عمر مفید طرح دست یافت. بنابراین با توجه به مشکلات اجرایی حاصل از این افزایش ضخامت پوشش، به کارگیری روش هایی نظیر استفاده از فولاد زنگ نزن و یا پوشش سطحی توصیه می شود.

مقاوم سازی پل های بتنی که در راه ها و شریان های اصلی استفاده می شود و امکان اجرای مجدد آن مشکل به نظر می رسد از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف از این مقاله مقاوم سازی تیرهای بتنی 27 متری ساخته شده برای یک پل بتن آرمه می باشد؛ که در این راستا از نرم افزار المان محدود ABAQUS برای مدل سازی شش حالت تقویتی برای این نوع تیرهای عریض و عمیق استفاده شده است که در تمام حالت ها سعی گردیده میزان مصرفی فولاد برای مقاوم سازی ثابت باشد. با مدل سازی هر کدام و مقایسه نمونه ها از نظر مقاومت نهایی در اثر بار گسترده استاتیکی به نتایج قابل توجهی رسیده شده است که از آن جمله می توان به افزایش مقاومت نهایی نمونه ها با استفاده از این روش در حدود 20- 1/24 درصد اشاره نمود که در نهایت یک نمونه ایده ال برای این نوع تیرهای بتنی حالت برای مقاوم سازی پیشنهاد می گردد.

توجه به بافت فرسوده و نوسازی آن یکی از مقوله هایی است که در سال های اخیر در عرصه شهرسازی کشورمان جایگاه ویژه ای یافته است. به موجب فرسودگی، بافت به سرانجام خود نزدیک تر می شود و شرایط بد کالبدی، اقتصادی و اجتماعی بافت های فرسوده و لزوم توجه به آن، تامین حقوق شهروندی، ایمن ساختن آن در برابر حوادثی نظیر زلزله و از سویی ارتقا بهره وری از تمام پتانسیل های موجود در بافت، ضرورت برقراری دوباره تعادل در این بافت ها یا به عبارتی دیگر نوسازی بافت ها را بیان می کند. از سویی تعادل بخشی یکی از مهم ترین و در عین حال کمتر شناخته شده ترین اهداف نوسازی به بافت های فرسوده است؛ تعادل بخشی به بافت، به مفهوم ایجاد فرصت های برابر رشد و بالندگی و خارج کردن شهر از فضای دوقطبی و نابرابری ها از طریق وارد کردن بافت های فرسوده در چرخه اقتصادی – اجتماعی شهر به منظور مهار فقر، ارتقا کیفیت زندگی، فعالیت و تحقق عدالت اجتماعی است و باید در دو حوزه اصلی جسم و جان بافت مدنظر قرار گیرد. پژوهش حاضر در قالب روش تشریحی - تحلیلی، توزیع متعادل جمعیت در بافت، ایجاد اختلاط اجتماعی، توزیع متعادل امکانات و خدمات شهری، توزیع متعادل فرصت ها و بهبود کیفیت محیط زیست انسانی را به عنوان راهبردهای دستیابی به تعادل در بافت های فرسوده را معرفی می نماید. همچنین این راهبردها قابلیت مبسوط و عملیاتی شدن در قالب راهکارهای متعددی را دارند. توجه به ابعاد گوناگون فرسوگی و عوامل ایجاد آن و تمرکز جهت رفع آن ها و همچنین ارائه طریق در جنبه های مختلف سکونتی، مالی، مدیریت شهری،کالبدی و اجتماعی از جمله خصوصیاتی است که راهکارهای مطرح شده در بردارند.

پایش هر سدی در حین ساخت، در اولین آبگیری و در دوران بهره برداری یکی از مسائل مهم و ضروری به حساب می آید تا در صورت مشاهده هرگونه رفتار غیر عادی سریعا نسبت به رفع مشکل اقدام گردد. سد لتیان با قدمتی حدود 45 سال جزو سدهای قدیمی محسوب می گردد. از آنجایی که با گذشت زمان تعدادی از ابزار پایش این گونه سدها نقص پیدا کرده یا از کار می افتند، ترمیم و یا تعویض سیستم رفتارنگاری حائز اهمیت می باشد. این مهم در سد لتیان با شستشو و بازگشایی سیستم زهکشی شروع شده و نهایتا با تعویض برخی از سیستم های قدیمی و جایگزینی آن ها با ابزار جدید (نظیر سیستم پاندول ها و شیب سنج ها) و نیز نوسازی سیستم نشت سنجی پایان می یابد. همچنین خلاصه ای از نتایج پایش توسط این ابزار از جمله جابه جایی پاندول ها، شیب سنجی و نشت سنجی ارائه و عملکرد شیب سنج ها و پاندول ها با یکدیگر مقایسه و صحت سنجی گردیده اند.

در سالیان اخیر نیاز به طراحی ویژه ساختمان ها در برابر بارهای انفجاری از اهمیت بسیار بالایی برخوردار شده است. یک انفجار می تواند به تیرها و ستون های سازه آسیب وارد کرده و حتی باعث گسیختگی و فروپاشی آنها گردد. حملات تروریستی اخیر سبب شده است که محققین بسیاری به پاسخ ساختمان ها در برابر بارگذاری های شدید مثل انفجار توجه داشته باشند و تمرکز خود را معطوف به دلایل ایجاد گسیختگی پیشرونده در سازه ها کرده و به دنبال آن، روش های منطقی را به منظور ارزیابی و افزایش مقاومت سازه در برابر حوادث پیش بینی نشده ی شدید ارائه کنند. بیشتر تحقیقات مرتبط با مدل سازی های عددی اخیر به زمان های محاسباتی زیادی نیاز داشته و ساخت مدل ها نیز با توجه به پیچیدگیشان بسیار دشوار می باشند. بنابراین ارائه یک روش مدل سازی ساده به منظور مطالعه رفتار ساختمان ها پس از انفجار ضروری می باشد. برای حل این مسئله در این تحقیق با استفاده از نرم افزار Abaqus/CAE 6.11 مدل المان محدود سه بعدی یک ساختمان فولادی 4 طبقه شبیه سازی گردید وپتانسیل وقوع خرابی پیشرونده ناشی از بارگذاری انفجاری در آن با استفاده از یک روش شبیه سازی مستقیم اعمال بار انفجار، مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از بررسی نیروهای محوری ایجاد شده در ستون ها در حالت های مختلف بارگذاری انفجاری مشاهده شد، هنگامی که ستون های خارجی در معرض بارهای انفجاری قرار می گیرند، ستون هایی که در موقعیت کنج داخلی قرار دارند، متحمل بیشترین نیرو می شوند. بنابراین می توان این اعضا و به طور کلی اعضایی که در نزدیکترین قاب به قاب خارجی قرار دارند را به عنوان اعضای کلیدی در طراحی های مقاوم در برابر خرابی پیشرونده در نظر گرفت و در هنگام طراحی تدابیر ویژه ای برای آنها اندیشید.

امروزه در شهر اردبیل به دلایلی سازه های بتنی بیشتر از سازه های فولادی به کار می روند. در این بین، اطمینان از کیفیت بتن اجرا شده و مطابقت مقاومت فشاری آن با مقاومت مشخصه تعیین شده در نقشه های اجرایی از اهمیت بالایی برخوردار است. از این رو سازمان نظام مهندسی ساختمان استان اردبیل، چند سالی است نمونه گیری و انجام آزمایش مقاومت فشاری بتن از ساختمان های مسکونی شش سقف و بالاتر را الزامی نموده که تاثیر مثبت در بهبود کیفیت بتن ساختمان ها داشته است. لیکن عدم کنترل کیفی ساختمان ها مطابق با آیین نامه بتن ایران (آبا) از نظر تعداد، محل و تواتر نمونه برداری در ساختمان های شش سقف و بالاتر و همچنین عدم الزام این کنترل در ساختمان های پنج سقف و پایین تر از آن، تاثیرات منفی در کیفیت بتن ساختمان های احداث شده داشته است که موضوع بررسی این تحقیق می باشد. برای افزایش اعتبار و صحت نتایج در این تحقیق از اطلاعات آزمایشات انجام شده توسط شرکت آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک وزارت راه و شهرسازی به شرح اطلاعات مقاومت فشاری بتن 109 عضو سازه ای ساختمان های شش سقف و بالاتر در دو سال اخیر (92-91) و نتایج حاصل از آزمایش چکش اشمیت بر روی 50 عضو بتنی ساختمان های پنج سقف و پایین تر استفاده شده است. نتایج حاکی از وجود ارتباط معنی دار بین الزام کنترل کیفی و کیفیت بتن بوده و نشان می دهد میانگین مقاومت فشاری بتن ساختمانهای پنج سقف و پایین تر، در بیشتر موارد بسیار کمتر از میانگین مقاومت فشاری ساختمان های شش سقف و بالاتر می باشد. همچنین عدم درخواست نمونه برداری و آزمایش تعیین مقاومت فشاری بتن یا عدم کفایت تعداد نمونه برداری از بتن تازه اعضای سازه ای مهم نظیر ستون در ساختمان های شش سقف و بالاتر، از نتایج این تحقیق می باشد.

در پروژه های حفاری تونل که به روش غیرمکانیزه یا همان روش جدید تونل زنی اتریشی که به NATM معروف است، یکی از مراحل اجرای تحکیمات سازه ای موقت، اجرا و نصب کفبند در تونل می باشد. در این مقاله که با مطالعه موردی مترو قم انجام شده در نقاطی از تونل و در محدوده های زمانی مختلف رفتار تونل بدون نصب کفبند با داده های ابزاردقیق مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است و به این نتیجه رسیده ایم که تونل بدون نصب کفبند هم پایداری خود را حفظ کرده و این کار نه تنها باعث صرفه جویی اقتصادی بسیار زیادی در پروژه ها می گردد بلکه باعث بالارفتن سرعت پیشروی در تونل می شود. در پروژه های حفاری تونل معمولا بعد از پیشروی تا مقدار معینی کار متوقف و عملیات لاینینگ انجام می شود و با توجه به بررسی های انجام شده در این مقاله پیشنهاد می شود تا از نصب کفبند در مرحله تحکیمات موقت خودداری شده و سرعت حفاری را بالا برده و زودتر عملیات لاینینگ را شروع کنند.

سازه های ساختمانی به طور کلی متشکل از یک چارچوب سه بعدی از عناصر برای تحمل بارهای گرانش و بارهای جانبی می باشند(شکل 1-1). عناصر عمودی شامل قاب های ثقلی و خمشی و دیوارها وظیفه انتقال بارهای وارده به سازه را به فنداسیون را بر عهده دارند. عناصر افقی یا دیافراگم ها، شامل جمع کننده و بال ها می باشند که وظیفه انتقال نیروها را به عناصر عمودی سیستم نیروی مقاوم در برابر زلزله را دارا می باشند. انسجام عناصر عمودی جهت جهت انتقال نیروهای جانبی بین این عناصر را دیافراگم ها ایفاد می نمایند. بنابراین دیافراگم ها بخشی اساسی از سیستم نیروی مقاوم در برابر زلزله می باشند و با توجه به این عملکرد نیاز به طراحی مناسب در برابر زلزله را دارا می باشند. لذا دیافراگم سازه به لحاظ صلبیت دارای اهمیت به سزائی در انتقال و مستهلک نمودن بار های دینامیکی وارده بر سازه به تراز پایه می باشد. ارزیابی نیروهای وارده بر سازه در نواحی کششی و فشاری و برشی جهت محقق نمودن سطح عملکرد مورد انتظار سازه، دارای اهمیت زیادی است. بنابراین رفتار و طراحی دیافراگم مطابق آئین نامه ASCE07-10 و 2800 زلزله ایران و سایر مقررات ملی ساختمان مرتبط با این موضوع به دقت مورد ارزیابی قرار گرفته و نیاز آرماتور گذاری مورد تحلیل لرزه ای قرار گیرد.