فهرست مطالب

مهندسی عمران فردوسی - سال بیست و هفتم شماره 1 (پاییز و زمستان 1394)

نشریه مهندسی عمران فردوسی
سال بیست و هفتم شماره 1 (پاییز و زمستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1395/01/07
  • تعداد عناوین: 13
|
  • پژوهشی
  • سید مصطفی رزاز، هاشم شریعتمدار صفحات 1-16
    دیوارهای برشی کوپله یکی از پرکاربردترین سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی در ساختمان های بلند و متوسط بتنی می باشد. از آن جایی که رفتار سازه ها در برابر بارهای جانبی تا حد زیادی به رفتار دیوارهای برشی بستگی دارد، لذا این جزء سازه ای باید دارای رفتار مطلوبی در شرایط بارگذاری گوناگون باشد. با توجه به این که سازه های موجود درنزدیکی منبع لرزه زا در هنگام وقوع زمین لرزه رفتاری متفاوت نسبت به سازه های دور از منبع لرزه زا از خود نشان می دهند، لذا بررسی و شناخت رفتار این دیوارها در برابر زلزله های میدان نزدیک از اهمیت بالایی برخودار است. بدین منظور پس از اعتبارسنجی مدل اجزای محدود با یک نمونه ی آزمایشگاهی، دیوارهای برشی دو ساختمان 10 و 20 طبقه بانسبت های (l طول دهانه وh ارتفاع تیر کوپله) ، و در نرم افزارAbaqus مدل سازی شده و با انجام تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی تحت اثر دو زوج رکورد دور و نزدیک گسل، به بررسی رفتار این دیوارها تحت اثر زلزله های میدان نزدیک پرداخته شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در نواحی نزدیک گسل در مقایسه با حوزه ی دور، نیازهای سازه ای بیشتر خواهد بود. هم چنین با افزایش ارتفاع تیر کوپله و پریود طبیعی سازه،از اثرات زلزله های نزدیک گسل کاسته می شود و در نتیجه خسارات وارد کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: دیوار برشی کوپله، زلزله ی میدان نزدیک، تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی، تغییرمکان
  • علیرضا صادقیان، بابک امیدوار صفحات 17-34
    در این مقاله الگوریتمی برای تخمین ارزیابی ریسک آتش سوزی شبکه ی گاز پس از زلزله در کاربری های مسکونی، صنعتی، آموزشی و دولتی منطقه ی 20 شهر تهران براساس شبیه سازی مونت کارلو ارائه شده است. مدول های تحلیل خطر، برآورد آسیب پذیری، تحلیل نشت و شکست در خطوط لوله، تحلیل احتمال اشتعال در نقاط نشت، تحلیل جریان گاز در خطوط لوله و تحلیل پیامد اشتعال به کارگرفته شده است. وقوع 4 نشت، 1 شکست و 2 اشتعال در شدیدترین حالت برآورد شده و مجموع مساحت تحت تاثیر 4 کاربری ذکر شده 25233 مترمربع و تعداد افراد تحت تاثیر 146 نفر محاسبه شده است. پس از اعمال راهکار پیشنهادی، نتایج مذکور در حالت نشت 75%، در حالت شکست 100% و در حالت اشتعال 100% تقلیل یافته است.
    کلیدواژگان: ارزیابی ریسک، آتش سوزی، شبکه گاز، شبکه برق، کاربری های شهری، شبیه سازی مونت کارلو، تهران
  • مهرداد حجازی، سید محمد مویدیان، مریم داعی صفحات 35-50
    با توجه به ارتفاع زیاد منارها و مقاومت کششی ضعیف مصالح بنایی آجری، بررسی رفتار سازه ای آنها در برابر زلزله های آینده حائز اهمیت می باشد. بدین منظور در این مقاله نه منار تاریخی شهر اصفهان در دو حالت به صورت کامل و فقط پوسته ی خارجی، با استفاده از روش المان محدود غیرخطی مدل سازی شده اند. نتایج حاصل از آنالیزهای تاریخچه زمانی غیرخطی دلالت بر این دارند که منارها تحت شتاب نگاشت های انتخاب شده بر مبنای ضوابط استاندارد 2800 در مراحل ابتدایی دچار شکست از نوع ترک های کششی مورب در آجر و خردشدگی در مصالح می شوند. لذا در ادامه تاثیر چهار پارامتر شامل ارتفاع، مقاومت های کششی و فشاری مصالح، معیار شکست و میزان میرایی برای رسیدن به حالتی که منارها دچار شکست نشوند، بررسی شده است. تغییر متعارف در پارامترهای مذکور از شکست منارها جلوگیری در برابر زلزله نمی کند.
    کلیدواژگان: منار، مصالح بنایی آجری، تاریخی، ایران، زلزله، آنالیز تاریخچه زمانی، رفتار غیر خطی
  • علی ندافی، سیدمحمود حسینی صفحات 51-66
    با توجه به خطر روزافزون سیل در تمام نقاط جهان از جمله ایران، تعیین مناطق سیل خیز و اولویت بندی این مناطق در جهت کنترل سیل امری ضروری است. در این تحقیق نگرشی جدید بر روش واکنش سیل واحد با عنوان روش کاهش سیل مطرح شد و از این نگرش به منظور اولویت-بندی اقدامات کنترل سیل زیرحوضه های بالادست سد کارده در استان خراسان رضوی استفاده گردید. به این منظور، پس از تقسیم حوضه ی مورد مطالعه به 24 زیرحوضه، خصوصیات فیزیکی حوضه و زیرحوضه ها از طریق نرم افزار جانبی HEC-GeoHMS، در محیط ArcGIS تهیه شد. پس از واسنجی مدل HEC-HMS از طریق داده های یک واقعه ی بارش-رواناب، رواناب حاصل از بارش طراحی با دوره ی بازگشت 50 سال با استفاده از این مدل شبیه سازی گردید. سپس اولویت بندی سیل خیزی زیرحوضه ها به روش واکنش سیل واحد و اولویت بندی اقدامات کنترل سیل به روش کاهش سیل انجام شد. نتایج نشان داد در حوضه ی مورد مطالعه سیل خیزترین زیرحوضه لزوما مناسب ترین زیرحوضه برای اقدامات کنترل سیلاب نمی باشد و به طور کلی نتایج اولویت بندی اقدامات کنترل سیل زیرحوضه ها تفاوت زیادی با اولویت بندی سیل خیزی آنها دارد. در ادامه تاثیر تداوم بارش بر روی اولویت بندی زیرحوضه ها بررسی شد. نتایج نشان داد تداوم بارش تاثیر قابل توجهی بر اولویت بندی زیرحوضه ها دارد.
    کلیدواژگان: تداوم بارش، روش کاهش سیل، روش واکنش سیل واحد، کنترل سیل، HEC، HMS
  • بابک لشکرآرا، علی لشکرآرا، منوچهر فتحی مقدم صفحات 67-76
    عموما مطالعات پیرامون آبشستگی توسط مدل های فیزیکی انجام می شود. تحقیقات نشان داده است که میزان هوای ورودی به جت خروجی از سرریزها در مدل کمتر از اصل است. لذا تاثیر هوادهی بر حفره ی آبشستگی نیازمند مطالعه می باشد. در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی تاثیر پارامترهایی نظیر میزان اختلاط هوا و عمق پایاب بر ابعاد حفره ی آبشستگی ناشی از جت های قائم مستغرق پرداخته شده است.حفره ی آبشستگی که تحت شرایط هوادهی و بدون هوادهی ایجاد شده، تحت شرایط هیدرولیکی یکسان از قبیل سرعت جت و عمق پایاب مورد مقایسه قرار گرفته است. پروفیل حفره ی آبشستگی تحت شرایط یکسان قطر ذرات مصالح بستر و عمق پایاب اساسا به عمق آبشستگی وابسته است. تحقیق حاضر نشان داد که غلظت هوا در میزان ابعاد حفره آبشستگی موثر است و عمق آبشستگی را کاهش می دهد. از بررسی روند تغییرات حداکثر عمق و طول نسبی آبشستگی و در مقابل عدد فرود پایاب ناشی از جت های قائم پیش هوادهی شده در حوضچه ی استغراق ملاحظه گردید که با افزایش غلظت هوای وارد به جت، میزان حداکثر عمق و طول نسبی حفره ی آبشستگی کاهش می یابد. این میزان تغییرات در ابعاد حفره ی آبشستگی دارای آستانه ی حدی می باشد. بررسی نتایج نشان می دهد که به ازا ی اعداد فرود پایاب بزرگ تر از 78/8 ، در صورتی که میزان غلظت هوای وارد به جت کوچک تر از 25/3 درصد باشد، تاثیری بر میزان حداکثر عمق نسبی حفره ی آبشستگی مشاهده نمی گردد. هم چنین به ازای عدد فرود پایاب بزرگ تر از 45/8 ، چنانچه میزان غلظت هوای وارد به جت کوچک تر از 25/3 درصد باشد اثری بر حداکثر طول نسبی حفره ی آبشستگی مشاهده نمی گردد.
    کلیدواژگان: جت پیش هوادهی، نازل، عمق تعادل، پارامتر فرسایش
  • جواد مظفری، امیر صمدی، سید اسدالله محسنی موحد، داود داودمقامی صفحات 77-86
    شناخت الگوی جریان و مکان های فرسایش و رسوب گذاری در پیچ آبراهه ها دارای اهمیت زیادی می باشد. اما استفاده از مدل های فیزیکی و بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان در پیچ ها دارای محدودیت است و مدل های ریاضی می توانند کمک شایانی به شناخت الگوی جریان در پیچ ها کنند. در این تحقیق، مدل های آشفتگی RSM و LES در پیچ تند یک آبراهه ی آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار فلوئنت مقایسه شده اند. آبراهه ی آزمایشگاهی، کانالی با پیچ تند است که در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه EPFL مستقر می باشد. برای بررسی مدل های آشفتگی، از پارامترهای متوسط گیری شده در عمق استفاده گردید. هم چنین برای بررسی کمی مدل های آشفتگی، تعدادی پروفیل سرعت طولی انتخاب شد و با پروفیل های اندازه گیری شده مقایسه گردید. نتایج بررسی سرعت طولی متوسط گیری شده در عمق نشان داد که مدل RSM توانایی تعیین دقیق نقاط مهم جریان را ندارد. این مدل، منطقه ی جداشدگی جریان را در زاویه ی 85 درجه و با بیشینه عرض 40 درصد نشان می دهد در حالی که در اندازه گیری ها، این منطقه دارای بیشینه عرض 60 درصد عرض کل و در حدود زاویه ی 75 درجه واقع می باشد. در مقابل، مدل LES به صورت مناسبی منطقه جداشدگی را نشان می دهد و موقعیت های بیشینه سرعت طولی متوسط گیری شده در عمق را نیز مناسب تر از مدل RSM مشخص می کند. بررسی سرعت عرضی متوسط گیری شده در عمق نیز نشان داد که موقعیت های تغییر جریان عرضی به وسیله ی مدل LES مناسب تر از مدل RSM شناخته شده است. نهایتا مقایسه ی کمی پروفیل های سرعت نشان داد که مدل LES خطای کمتری دارد و نتایج مناسب تری را ارائه می دهد.
    کلیدواژگان: پیچ تند، فلوئنت، سرعت متوسط گیری شده در عمق، مدل آشفتگی
  • محمد بهرامی یاراحمدی، محمود شفاعی بجستان صفحات 87-100
    استفاده از سازه های اصلاح الگوی جریان در قوس ها از جمله روش های کنترل فرسایش در قوس ها محسوب می شود. صفحات مثلثی (سرریزهای مثلثی) از جمله این سازه ها می باشند که نسبت به دیگر سازه های اصلاح کننده الگوی جریان مانند آبشکن، عمق آبشستگی کمتری ایجاد می کنند. با توجه به اینکه اطلاعات اندکی در رابطه با الگوی فرسایش و رسوبگذاری اطراف صفحات مثلثی شکل وجود دارد بنابراین در این تحقیق به بررسی تغییرات طول موثر سازه بر الگوی فرسایش و رسوبگذاری در قوس ملایم 90 درجه پرداخته شده است. لذا در این تحقیق صفحه ی مثلثی شکل به ازای طول های موثر مختلف (3/23، 5/17، 14 و 10 سانتیمتر) و تحت شرایط هیدرولیکی متفاوت (اعداد فرود 194/0، 214/0، 233/0 و 253/0) مورد آزمایش قرار گرفت. در همه آزمایشات تک صفحه مثلثی شکل با زاویه 30 درجه نسبت به ساحل بالادست و در موقعیت بیشترین عمق آبشستگی قوس 90 درجه ملایم یعنی زاویه 72 درجه نصب گردید. عمق جریان در تمام آزمایش ها ثابت و برابر 13 سانتیمتر بوده است. در انتهای هر آزمایش توپوگرافی بستر برداشت گردید و با توجه به آن هندسه چاله فرسایشی و پشته رسوبگذاری تعیین گردید. نتایج این تحقیق نشان دادند که با کاهش طول موثر حداکثر عمق آبشستگی کاهش می یابد. در اعداد فرود 194/0 و 214/0 روند تغییرات بیش از اعداد فرود 233/0 و 253/0 بوده بگونه ای که در اعداد فرود بالا اثر طول موثر بر حداکثر عمق آبشستگی اندک می باشد. رسوبات فرسایش یافته در راستای محور سازه توسط جریان نزدیک بستر به طرف ساحل بیرونی منتقل می شوند. نتایج نشان داد که در عدد فرود 233/0 فاصله شروع رسوبگذاری از ابتدای سازه در طول موثر یک هفتم عرض مجرا حدود 8/0 برابر طول موثر و در عدد فرود 253/0 در طول های موثر یک پنجم و یک هفتم عرض مجرا بترتیب حدود 1 و 2 برابر طول موثر سازه می باشد. از دیگر نتایج این تحقیق این بود که با کاهش طول موثر سازه حداقل فاصله پشته رسوبگذاری از ساحل بیرونی کاهش می یافت. فاصله پشته رسوبی از ساحل بیرونی در طول های موثر یک پنجم و یک هفتم عرض مجرا اختلاف اندکی با هم دارند و حدود 2-5/1 درصد عرض فلوم می باشند.
    کلیدواژگان: صفحه مثلثی شکل، طول موثر صفحه، قوس ملایم 90 درجه، فرسایش و رسوبگذاری
  • محمدحسن سبط، محمدرضا افشار، یعقوب علیپوری صفحات 101-114
    در این مقاله الگوریتم دسته پرندگان کاملا آگاه (FIPS) برای حل مساله زمان بندی پروژه، تحت محدودیت منابع در حالت چندگانه (MRCPSP)، با هدف حداقل نمودن زمان پروژه پیشنهاد شده است. در FIPS پیشنهادی، روش نمایش کلید تصادفی و روش نمایش لیست حالات اجرایی مربوطه، جهت کدگذاری استفاده می گردد و جهت رمزگشایی نیز، از روش تولید زمان بندی سری چندحالته، کمک گرفته خواهد شد. بویژه، تابع تناسب جدیدی برای کاهش زمان محاسبات برنامه و انحراف متوسط ارایه می شود. مجموعه های پایه و شناخته شده کتابخانه مسایل زمان بندی پروژه ها (PSBLIB)، جهت آزمایش الگوریتم FIPS پیشنهادی، به کار گرفته شده اند که نتایج محاسباتی حاصله از آن و مقایسات انجام شده، کارآمدی الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: زمان بندی پروژه ها در حالت چندگانه، محدودیت منابع، الگوریتم دسته پرندگان کاملا آگاه، روش نمایش کلید تصادفی
  • حسین آسیایی، حسین منتصری صفحات 115-132
    الگوی فرسایش و رسوبگذاری در قوس رودخانه ها بدلیل وجود جریان حلزونی دارای پیچیدگی فراوانی است. غالب مطالعات انجام شده در زمینه مورفولوژی رودخانه ها به مطالعه تغییرات توپوگرافی بستر پرداخته اند و مکانیسم های شکل گیری و تغییرات تراز بستر ناشناخته مانده اند. در تحقیق حاضر روند شکل گیری توپوگرافی بستر در یک کانال قوسی 180 با آبگیر جانبی و مکانیسم های ورود رسوبات به آبگیر توسط مدل SSIIM2 شبیه سازی شده است. برای مشاهده نحوه شکل گیری فرم های بستر، مدل با زمان های مختلف اجرا شده و خروجی ها با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. همچنین اثر دبی آبگیری بر نحوه حرکت رسوبات و مکانیسم های ورود رسوبات به آبگیر بررسی شده است. نتایج حاصل از مدل عددی نحوه حرکت رسوبات در قوس، مکانیسم های ورود رسوبات به آبگیر، محل تشکیل دیون های متناوب در بالادست آبگیر، محل تشکیل پشته های رسوبی را به خوبی شبیه سازی نموده است. همچنین توپوگرافی بستر در زمان تعادل و ارتفاع تراز بستر در مقاطع عرضی مختلف با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است و خطای محاسبه شده نشان داد که بیشترین اختلاف در جلوی دهانه آبگیر می باشد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی عددی، توپوگرافی بستر، قوس 180 درجه، آبگیر جانبی، تزریق رسوب
  • قاسم گرجی بندپی، مرتضی اسکندری قادی، عزیز الله اردشیر بهرستاقی صفحات 133-154
    هدف از این مقاله تحلیل همزمان یک صفحه دایره ای انعطاف پذیرو نشیمن آن که یک محیط نیم بینهایت با رفتار ایزوتروپ جانبی است، می باشد به طوری که مجموعه تحت اثر نیروی قائم متقارن محوری موثر بر صفحه قرار گرفته است. در بررسی تحلیلی جزئیات اندرکنش بین صفحه انعطاف پذیرو نیم فضا در این مقاله ناحیه تماس صفحه و نیم فضا بدون قابلیت تحمل کشش در نظر گرفته شده است. به منظور حل، با اعمال نیروی حلقوی قائم بر دو محیط نیم فضا و صفحه به صورت جداگانه، توابع گرین تغییرمکان قائم این دو محیط در دستگاه مختصات استوانه ای بدست آمده و با در نظر گرفتن شرایط پیوستگی تغییرمکان ها در ناحیه تماس، معادلات انتگرالی دوگانه حاکم بر تنش تماسی مساله بدست می آید. برای حل این معادلات از روش المان های محدود استفاده کرده به طوری که با بکارگیری المان های رینگی شکل و با تغییر تدریجی اندازه های المان، شرایط یکنواختی و تکینگی مساله قابل مدلسازی می باشد. به منظور تایید صحت انجام محاسبات در این مطالعه، نتایج بدست آمده با مقالات پایه ای موجود در دو حالت اندرکنش خطی و غیرخطی صفحه دایره ای انعطاف پذیر با نیم فضا مقایسه شده است. در ادامه برخی نتایج جدید بدست آمده در این مطالعه به منظور نشان دادن اثرات درجات مختلف ناایزوتروپی نیم فضا به صورت جداول و گراف هایی ارائه شده است. نتایج این مقاله برای مدلسازی واقعی شالوده های مستقر بر خاک با رفتار ایزوتروپ جانبی استفاده می شود.
    کلیدواژگان: نیم فضای ایزوتروپ جانبی، صفحه دایره ای انعطاف پذیر_ متقارن محوری، معادلات انتگرالی دوگانه، روش المان های رینگی
  • یادداشت پژوهشی
  • فریبرز ناطقی الهی، مسعود خزایی پول صفحات 155-170
    در این مقاله، رفتار غیر خطی دیوارهای برشی فولادی ، که در آن ورق پرکننده جان با الیاف پلیمری شیشه تقویت شده، به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل آزمایشگاهی شامل یک پانل برشیفولادی یک طبقه، با اتصال مفصلی اعضای مرزی در چهار گوشه قاب و همچنین اتصال پیچی اعضای مرزی به ورق پرکننده است. در مجموع تعداد پنج آزمایش انجام شده است. در مدل اول آزمایشگاهی از ورق پرکننده فولادیتقویت نشده استفاده شده است، در حالی که در چهار مدلآزمایشگاهی بعدیاز ورق پرکننده فولادی تقویت شده با الیاف پلیمری شیشه با تعداد لایه های تقویتی متفاوت با چیدمانهای متفاوت استفاده شده است. نمونه های مورد بررسی تحت بارگذاری شبه استاتیکی سیکلی در امتداد قطری قرار گرفته و نتایج حاصل ارائه شده است . نتایج نشان می دهد که با استفاده از ورق پرکننده کامپوزیتی در سیستم دیوار برشی فولادی، میتوان به مقدار قابل توجه ای مقاومت تسلیم و نهایی، سختی اولیه و ثانویه و همچنین جذب انرژی سیستم را افزایش داد.
    کلیدواژگان: مطالعه آزمایشگاهی، دیوار برشی فولادی، ورق پرکننده تقویت شده، الیاف پلیمری شیشه، مد شکست
  • آتنا فردوسی، فریدون مقدس نژاد، اسماعیل افلاکی صفحات 171-188
    در این پژوهش پایداری دیوارهای خاکی مسلح با ژئوسنتتیک با استفاده از نرم افزار اجزای محدود PLAXIS مورد بررسی قرار گرفت تا تاثیر عوامل گوناگونی چون سختی محوری ژئوسنتتیک، فاصله عمودی بین لایه های ژئوسنتتیک، طول لایه های ژئوسنتتیک، زاویه اصطکاک داخلی خاکریز بر تغییرشکلهای دیوار و همچنین نیروهای محوری بوجود آمده در المان مسلح کننده، مورد ارزیابی قرار گیرد. در ابتدا صحت نتایج تحلیل با مقایسه با نتایج یک پروژه واقعی مورد ارزیابی قرار گرفت سپس یک تحلیل پارامتریک مفصل انجام شد. نتایج این تحلیل ها نشان داد که با افزایش میزان سختی کششی ژئوسنتتیک از مقدار تغییر شکل های افقی دیوار کاسته می شود. لیکن اثر افزایش سختی محوری ژئوسنتتیک در کاهش تغییر شکل های افقی دیوار فقط تا مقدار مشخصی قابل ملاحطه می باشد و پس از این مقدار معین، افزایش سختی ژئوسنتتیک تاثیر قابل ملاحظه ای بر کاهش تغییر شکل ها و نشست ها ندارد. همچنین با کاهش فاصله بین لایه های مسلح کننده و افزایش طول لایه ژئوسنتتیک، میزان تغییر شکلهای افقی دیوار کاهش می یابد. اما این کاهش فقط تا تعداد لایه معین و طول معینی محسوس می باشد و بعد از آن تغییرات کمتر می شود.
    کلیدواژگان: دیوار مسلح، ژئوسنتتیک، اجزای محدود، تغییر شکل افقی، نیروی محوری بیشینه ژئوسنتتیک
  • محمدحسین نوری قیداری، عبدالرسول تلوری صفحات 189-198
    دو روش اصلی برآورد صحیح حداکثر بارش محتمل (probable maximum precipitation) ، روش سینوپتیکی و روش آماری می باشد که در اغلب موارهد نتایج آنها متفاوت بوده و انتخاب گزینه مناسب مشکل می باشد. این مشکل می تواند از آنجا ناشی شود که در اغلب تحقیقات فاکتور فراوانی در روش آماری برابر 15 در نظر گرفته می شود که این یک حد نهایی بوده و برآورد بیشتری از PMP آماری ارائه می دهد. در این تحقیق PMP در تداوم های 1 تا 7 روز با دو روش آماری و سینوپتیکی برای حوضه آبریز سد بختیاری محاسبه شده و سعی گردید که فاکتور فراوانی در روش آماری براساس حداکثر بارش مشاهده شده بطور صحیح تر محاسبه و انتخاب شود. نتایج نشان داد که فاکتور فراوانی مناسب در روش آماری برای این حوضه حدود 1/6 بوده که در این صورت نتایج آن تقریبا مشابه روش سینوپتیکی می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده در PMP سینوپتیکی و آماری با فاکتور فراوانی 1/6 در تداوم های مختلف، حدود 55 درصد از PMP مشاهده گردیده در صورتی که در PMP آماری با فاکتور فراوانی 15، کمتر از 30 درصد PMP مشاهده شده است.
    کلیدواژگان: حداکثر بارش محتمل، روش سینوپتیکی، روش آماری، فاکتور فراوانی، حوضه سد بختیاری
|
  • S. Mostafa Razaz, Hashem Shariatmadad Pages 1-16
    Coupled -shear walls are one of lateral load resisting systems in high and medium rise reinforced concrete buildings. The lateral structural response is exactly dependents on the shear walls behavior; therefore these elements must response well whenundergodifferent load conditions. The structures located in near-source region behave differently compared to those in near-source sites when subjected to earthquake. Therefore, it is very important to study the behavior of these walls under near-field seismic loads. To do this, after validation of the finite element model with experimental sample; coupled-shear walls in 10 and 20 story buildings with ratio (l=span length and h =beam height) of , , and were modeled in Abaqus computer software. The nonlinear time history analysis were carried out using two coupled near and far fault records and then the performance of walls were studied under near-field earthquake.
    Keywords: Coupled, Shear Walls, Near, Field Earthquake, Nonlinear Time History Analysis, Displacement
  • Alireza Sadeghian, Babak Omidvar Pages 17-34
    In this research an algorithm based on Monte Carlo simulation is introduced to assess the risk of fire following earthquake in residential, industrial, educational, and governmental land-uses in district No. 20 of Tehran. The proposed algorithm consist of different modules including hazard analysis, vulnerability assessment, leak and break analysis of damaged pipeline, ignition probability analysis of the damaged pipeline, gas flow analysis of pipeline, ignition and consequence analysis. Based on the results of this research in the extreme state, four leaks, one break, and two ignitions were estimated. In addition, the total affected area of the four mentioned occupancies includes 25233 square meters and the total affected population of 146 people was acquired. By applying proposed mitigation measure, the mentioned results in the case of leak could be reduced by 75%, in the case of break reduced by 100%, and in the case of ignition it was reduced by 100%.
    Keywords: Risk Assessment, Fire, Gas Network, Electricity Network, Urban land uses, Monte Carlo Simulation, Tehran
  • Mehrdad Hejazi, Seyed Mohammad Moayedian, Maryam Daei Pages 35-50
    According to high height and weak tensile strength of materials in minarets, it is necessary to study the structural behaviour of minarets under earthquake loading. Therefore nine historical brick masonry minarets in Isfahan have been modelled and analysed by applying the nonlinear finite element method for two cases: 1) the whole minaret, and 2) only the outer shell. Results show that all minarets fail due to inclined tensile cracks in bricks and bearing of materials under scaled ground motion records based on the 2800 code. Parametric study has been done to find situations in which the minarets do not undergo failure. Parameters have been the height of minarets, tensile and compressive strengths of materials, failure criterion, and damping ratio. Conventional variation of the parameters does not prevent the failure of minarets due to earthquakes.
    Keywords: Minaret, Brick Masonry Materials, Historical, Iran, Earthquake, Time History Analysis, Non, Linear Behaviour
  • Ali Naddafy, Seyed Mahmood Hosseini Pages 51-66
    Due to increasing rate of flood risk throughout the world, including Iran, it is necessary to identify and prioritize flood-contributing areas for flood control activities. In this study, a new approach on Unit Flood Response method called “Flood Reduction method” was introduced which is applicable to prioritization of sub-basins for flood control activities. It was used to prioritize upstream sub-basins of Kardeh dam in Khorasan Razavi province. To conduct the study, the entire basin was divided into 24 sub-basins and physical characteristics of the basin and sub-basins were extracted using HEC-GeoHMS extension in ArcGIS. HEC-HMS model was calibrated using a rainfall-runoff event data and then, the 50-year design storm was simulated by this calibrated model. Prioritization of flood source areas was performed using the Unit Flood Response method and the Flood Reduction method was used to prioritize flood control activities. For the basin under study, the results showed that the sub-basin which has higher flood contribution is not necessarily the most appropriate sub-basins for flood control activities. In general, the prioritization results of the Flood Reduction method and those of the Unit Flood Response method were significantly different. The effect of rainfall duration on sub-basins prioritization was also studied. The results showed that rainfall duration has a significant effect on the sub-basins prioritization.
    Keywords: Flood Control, Flood Reduction Method, HEC, HMS, Rainfall Duration, Unit Flood Response
  • Babak Lashkar, Ara, Ali Lashkar, Ara, Manoochehr Fathi, Moghadam Pages 67-76
    Many experimental studies have been conducted on development of the scour hole as a result of vertical jet impaction. Research has shown that aeration of the nappe flow in the model is much weaker than that in the prototype. Therefore, the influence of aeration on scour holes needs further study. Experimental investigation of the effects of air entrainment and tail water depth on the scour hole developed by a vertical submerged jet impaction is carried out in this study. The scour holes with and without air entraining conditions were investigated while hydraulic parameters like jet velocity and tail-water depth were kept constant. The results showed that air entrainment effectively reduces the scour depth and dimension. Variation of maximum relative depth and length of scouring i.e. ds/htw and Ls/htw versus tail-water Froude number parameter, i.e. were analyzed. By increasing the air concentration, maximum relative depth and length of scour hole reduced. The changes in scour hole dimension has a threshold. Results indicated that for more than 8.78, no meaningful effect on maximum scour hole depth (ds/htw) and length (Ls/htw) was seen for air concentration of less than 3.25 percent.
    Keywords: pre, air entrained jet, nozzle, equilibrium depth, erosion parameter
  • Javad Mozaffari, Amir Samadi, Seyed Asadollah Mohseni Movahhed, Davoud Davoud, Maghami Pages 77-86
    Recognizing of river flow pattern, deposition and erosion areas in meanders is highly important. Despite the limitations of the physical models in laboratory investigation of flow pattern in meanders, mathematical models can be helpful. In this research, RSM and LES turbulence models have been compared on sharp river bend of a laboratory flume using Fluent Software. The Laboratory flume is a sharp river bend established in hydraulic laboratory of EPFL. In order to investigate turbulence models, depth-averaged parameters were used. Moreover, to quantitatively examine those models, some longitudinal velocity profiles were selected and compared with measured ones. Results of longitudinal depth averaged velocities showed that RSM model is not able to precisely determine the important flow points. This model shows flow separation region within 85 degree and maximum width of 40 percent, though measurements indicated it was located in the region with maximum width of 60 percent of total width and approximately 75 degree. On the contrary, LES model suitably shows separation region. Besides, it better determines maximum measured depth averaged velocity situations rather than RSM model. Investigation of transversal depth-averaged velocity distinguished LES model from RSM as the better model and finally quantitative comparison of velocity profiles showed LES model is more accurate and presents more valid authentic results.
    Keywords: Depth, Averaged velocity, Fluent, Sharp bend, Turbulence model
  • Mohammad Bahrami Yarahmadi, Mahmood Shafai Bejestan Pages 87-100
    Application of structures of flow pattern modification is one of the erosion control methods in bends. Triangular vanes are among these structures which provide less scour depth compared to the other techniques such as spur dike. Since little information on erosion and sedimentation pattern around triangular vanes are available, this study was conducted to study the effect of structure effective length variations on erosion and sedimentation pattern. Therefore a triangular vane with different effective lengths (23.3, 17.5, 14 and 10 cm) was tested under different hydraulic conditions (Froude numbers 0.194, 0.214, 0.233 and 0.253). For all experiments, single triangular vane was installed with an angle of 30° relative to the upper bank and outside bend of flume in the 72° location which maximum scour depth is usually occurs. For all tests, flow depth was kept constant equal to 13 cm. At the end of each test bed topography was measured and from that the geometry of scour hole and point bar was measured. The results showed that maximum scour depth has been reduced by reducing of vane effective length. Variations of scour depth for low Froude numbers (0.194 and 0.214) was found to be more than high Froude numbers (0.233 and 0.253). Eroded sediments were transported downstream of vane and accumulated closed to the outer bank. The results showed that, in effective length 10 cm point bar distance from the beginning of vane was almost 0.8 times the effective length of vane for Froude number 0.233 and in effective lengths 14 and 10 cm was respectively, 1 and 2 times the effective length of vane for Froude number 0.253. In addition, minimum point bar distance from the outer bank has been reduced by reducing of vane effective length. For effective lengths of 14 and 10cm the point bar distance from the outer bank was almost 1.5-2 percent width of the flume.
    Keywords: triangular, shaped vane, vane effective length, 90° mild bend, scour, sedimentation
  • Mohammad Hassan Sebt, Mohammad Reza Afshar, Yagub Alipouri Pages 101-114
    In this paper, a Fully Informed Particle Swarm (FIPS) algorithm is proposed for solving the Multi-mode Resource-Constrained Project Scheduling Problem (MRCPSP) with minimization of project makespan as the objective subject to resource and precedence constraints. In the proposed FIPS, A random key and the related mode list (ML) representation scheme are used as encoding schemes and the multi-mode serial schedule generation scheme (MSSGS) is considered as the decoding procedure. In particular, a new fitness function which reduces the average deviation from optimality and CPU-time is presented. Comparing the results of the proposed FIPS with other approaches using the well-known benchmark sets in PSPLIB validate the effectiveness of the proposed algorithm to solve the MRCPSP.
    Keywords: Multi, mode Resource Constrained Project Scheduling Problem, Precedence constraints, Resource constraints, Fully informed particle swarm (FIPS) algorithm, Random key representation
  • Hossein Asiaei, Hossein Montaseri Pages 115-132
    The mechanism of flow and sediment transport in channel bend is much complex. Because of secondary current, the sediment moves away from outer bank toward inner bank and therefore outer bank of the bend is one of best positions for lateral diversion. In this paper, the mechanism of sediment transport was simulated with SSIIM software in the U shape channel with lateral intake. In order to verify the numerical model results used in Montaseri’s lab studies, The position of injection was upstream of bend and sediment injection rate was approximately is equal to 250 gr/min and Frude number is equal to 0.32. The SSIIM numerical model solves the Navier-Stokes equations with the k-ε model on a three-dimensional. The bed load can be calculated Van Rijn’ formula. The numerical model has been implemented at various times to see how the formation and development of bed forms in the U shape channel with lateral intake. The numerical results show that the prediction of development of bed forms, mechanism of sediment entry to intake, location of intermittent dune and location of sediment accumulation are in fairly good agreement with experimental data and the maximum error occurred in front of intake.
    Keywords: sediment transport, U shape channel, lateral intake, injection of sediment, bed form
  • Ghasem Gorji, Morteza Asgandari, Aziz Ardeshir Pages 133-154
    A transversely isotropic half-space with axis of material symmetry perpendicular to the free surface supports a flexible circular plate. The contact area of the plate and the half-space is considered to be both frictionless and unbonded (tensionless). The foundation is affected by a vertical static axisymmetric load. Detailed analysis of the interaction of these two systems is the target of this paper. With the use of ring load Green’s functions for both the plate and the continuum half-space, dual integral equations accompanied with some inequalities are obtained to model the complex boundary value problem. With the incorporation of the ring-shape finite element method, where its size gradually varies, we are capable of capturing both regular and singular solution smoothly. The validity of the combination of the analytical and numerical method is proved with comparing the results of this paper with a number of benchmark cases of both linear and nonlinear interaction of circular plate and half-space. Some new illustrations are presented to portray the aspect of the anisotropy of the half-space.
    Keywords: Transversely isotropic half, space, Flexible circular plate, Axial axisymmetric, Dual integral equations, Ring, element method
  • Fariborz Nateghi, Masoud Khazaei, Poul Pages 155-170
    In this paper, nonlinear behavior of composite steel plate shear wall systems, in which steel infill plate is strengthened by fiber reinforced polymer (FRP) layers, are experimentally investigated. Tests are designed to evaluate the effect of glass-FRP layers, layers number of GFRP and orientation of GFRP layers on the stiffness, shear strength, cumulative dissipated energy and other seismic parameters in the composite steel plate shear wall. Experimental models are scaled one-story steel shear panel model, with hinge type connections of boundary elements at four corners. In the first test, unstiffened steel infill plate is used for test. In the next four tests, strengthened steel infill plates are being used with different number and orientation of GFRP layers. Each test was performed under fully reversed cyclic quasi-static loading in the elastic and inelastic response zones of the specimens, in compliance with ATC-24 (1992) test protocol. The experimental results indicate that by strengthening infill steel plate yield strength, ultimate shear strength and cumulative dissipated energy can be significantly increased.
    Keywords: Composite, Steel plate shear wall, GFRP, Fiber orientation, Stiffness, Failure modes
  • Atena Shahandashti, F. Moghadas Nejad, A. Aflaki Pages 171-188
    In this study, stability of geosynthetic reinforced soil retaining walls investigated using PLAXIS code that is based on finite element method. The effects of axial stiffness, length and vertical space between geosynthetic layers, internal friction angle of soil wall and cohesion of foundation on deformations of wall and maximum axial force of geosynthetic have been investigated. Results of analyses indicated that horizontal displacements and settlements of wall reduce with increase in axial stiffness, length and decrease of vertical space between reinforcement layers but there is a critical value for axial stiffness, length and number of geosynthetic layers which increase more than this certain value has not significant effect on reduction of settlements and horizontal displacements of wall. Also vertical and horizontal deformations of wall reduce with increase in internal friction angle of soil wall and cohesion of foundation but effect of these two factors on reduction of deformations for values more than a critical value are almost constant.
    Keywords: reinforced wall, geosynthetic, finite element, horizontal deformation, settlement, maximum axial force of geosynthetic
  • Mohammad Hossein Nouri Gheidari, A. R.Telvari Pages 189-198
    The two main approaches for estimating PMP are the synoptic and statistical techniques that their results are often different and selection of the appropriate option is difficult. In the most previous researches the frequency factor in the statistical method has been considered equal to 15 which this is the ultimate limit of frequency factor and the corresponding PMP is became too large. In the present research the PMP for 1 to 7 days durations in the Bakhtiari Dam basin was calculated using statistical and synoptic techniques, and the frequency factors in Statistical technique were properly determined. Results showed that the appropriate factor frequency in statistical technique for this area is about 6.1 which in this case, its results are almost the same as synoptic techniques. Based on the results of synoptical PMP and statistical PMP with factor frequency 6.1 at different durations, about 55 percent of the PMP have been observed, while for factor frequency 15, less than 30% of statistical PMP has been observed.
    Keywords: probable maximum precipitation, synoptic techniques, statistical techniques, frequency factor, Bakhtiari Dam Basin