نشریه مهندسی عمران
سال چهل و یکم شماره 2 (زمستان 1388)

کاهش حجم خمیر سیمان در بتن خود متراکم علاوه بر کاهش هزینه ساخت، در بهبود بسیاری از خواص دوامی آن نیز نقش بسزایی دارد. در این مقاله روش جدید طراحی مخلوط بتن خود متراکم ارائه شده است که علاوه بر کاهش حجم خمیر سیمان لازم نسبت به سایر روش ها و پیرو آن کاهش هزینه ساخت، به دلیل ایجاد روند اصلاح سیستماتیک مخلوط، زمان دستیابی به مخلوط مطلوب را کاهش می دهد. نتایج این تحقیق نشان داد که حداقل حجم خمیر سیمان لازم در بتن خود متراکم، به مقدار زیادی وابسته به دانه بندی سنگدانه ها و همچنین ترکیب خمیر سیمان است. همچنین در بتن خود متراکم ممکن است کمترین حجم خمیر سیمان لازم در ترکیبی از سنگدانه ها استفاده شود که بیشترین جرم حجمی انباشته را نداشته است.

تعیین واکنشها و عملکرد شناورها در مقابل امواج دریا، از مسائل مهمی است که در صنعت کشتی سازی مورد توجه قرار می گیرد. از نظر اصول فیزیکی و دینامیکی سازه کشتی در امواج دریا بصورت یک تیر آزاد و بدون تکیه گاه بعنوان تیر ارتجاعی تحلیل می گردد. حل معادلات دینامیکی مربوطه، معمولا وقت گیر و مشکل بوده بنابراین در بررسی رفتار این سازه ها، استفاده از تحلیلهای عددی با کاربرد نرم افزارهائی ویژه برای مدلسازی و انجام تحلیلهای دینامیکی شناورها متداول است. بدلیل هزینه زیاد نرم افزارهای مربوطه و عدم دسترسی بدانها، در این مقاله از نرم افزار المان محدود 5.5ANSYS بعنوان یک نرم افزار عمومی برای بررسی اثر عوامل مختلف بر یک شناور فرضی استفاده شده است. در این راستا پس از تحلیل مودال شناور با تغییر در مشخصات آن، مدلسازی و تحلیل سازه در شرائط مختلف محیطی صورت گرفته و پاسخهای دینامیکی آن تعیین و مورد تجزیه تحلیل قرار گرفته اند. یکی از واکنشهای مهم و موثر در طراحی کشتی ها، لنگر خمشی مقطع عرضی بخش میانی سازه می باشد که در این مقاله در ازای تغییرات سرعت شناور، سختی مقطع، این واکنش همراه با برش مقاطع مختلف طولی مورد توجه بوده و مقطع بحرانی برش نیز تعیین گردیده است.

رودخانه های جاری در بسترهای آبرفتی همیشه دستخوش پدیده مئاندری شدن هستند. در این مقاله ارتباط بین مشخصات هندسی مئاندر و پارامتر سینوسیته که خود تابعی از شیب دره و شیب کانال است، به لحاظ نظری مشخص گردید. سپس بر اساس داده های میدانی مربوط به رودخانه سیستان که یک رودخانه مئاندری می باشد و بر اساس مدل ریاضی بدست آمده، مشخصات هندسی مئاندرهای این رودخانه محاسبه و تعیین شد.
در پایان مقادیر محاسبه شده با مقادیرمشاهده شده در بازه های مختلف رودخانه سیستان، مقایسه شدند. این مطالعه نشان می دهد که نتایج مدل یاد شده، همخوانی مناسبی با داده های صحرایی این رودخانه دارند.

امروزه تامین ایمنی با حداقل آسیب های جانی و مالی پس از زلزله های شدید ازجمله حداقل نیازهایی است که باید در طراحی ها رعایت گردد. استاندارد 2800 ایران دارای دو سطح زلزله بهره برداری و طراحی می باشد که سطح خطر دوم احتمال وقوع 10 درصد در 50 سال را برآورد می کند. دستورالعمل 356 FEMA- نیز سطح خطر MCE را به عنوان بزرگترین سطح خطر، برمبنای احتمال رخداد 2 درصد در 50 سال معرفی می نماید.
در این مقاله سازه های بلند بتنی طراحی شده برمبنای استاندارد 2800 که بوسیله مهاربند فولادی مقاوم سازی شده اند، در مقابل سطح خطر MCE مورد ارزیابی قرار گرفته اند. برمبنای نتایج این تحقیق، ساختمان های مقاوم نشده در این سطح خطر، سطح کارکرد آستانه فرو ریزش و ساختمانهای مقاوم شده، سطح کارکرد ایمنی جانی را تامین نمی نمایند.

زمین لرزه ی آوج در تاریخ 1/4/1381 با بزرگی 5/6 بخشی از شمال غربی ایران را لرزاند. پس از استخراج مشخصات لازم برای مدلسازی جنبش نیرومند زمین، از قبیل طول و عرض صفحه ی گسل، امتداد و شیب گسل، محل چشمه، مختصات ایستگاه ثبت و غیره، رکوردهای مصنوعی به دو روش کاتوره ای و تابع نیمه تجربی گرین برای ایستگاه های آوج، بهار، کبودرآهنگ، شیرین سو و باکندی ایجاد شد و پارامترهایی مانند بیشینه شتاب زمین، مدت دوام موثر، طیف پاسخ شتاب و مقدار جذر متوسط مجذور خطا برای رکوردهای شبیه سازی شده و رکوردهای واقعی ثبت شده، با هم مقایسه گردیده است. در این مقاله روش تابع نیمه تجربی گرین برای شرایط ایران اصلاح شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که این روش می تواند برای نواحی دیگر مانند گسلهای تهران با سازوکاری مشابه گسل آوج بکار رود.

تنش های پسماند ناشی از جوشکاری در بعضی از موارد مقادیر بسیار بالایی دارند و علاوه بر کاهش مقاومت قطعات جوش داده شده، می توانند باعث ایجاد ترک در جوش شوند. برای محاسبه این تنش ها لازم است که ابتدا یک تحلیل حرارتی برای بدست آوردن گرادیان حرارتی و سپس یک تحلیل مکانیکی از وضعیت حرارتی موجود به عنوان بارگذاری انجام شود. در این مقاله با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ANSYS و انجام تحلیل حرارتی و مکانیکی جوش، تاثیر بعضی از پارامترها در جوشکاری مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه محاسبات انجام شده نشان می دهد که کم کردن سرعت جوشکاری در کاهش تنش های پسماند تاثیر چندانی ندارد، اما پیش گرمایش می تواند باعث کاهش تنش ها به میزان بیش از 20 درصد گردد. رعایت ترتیب مناسب در اجزای لایه های جوشکاری نیز می تواند تا 25 درصد مقادیر تنش ها را کاهش دهد.

دیوارهای برشی فولادی از دهه 1970 میلادی در ساختمانهای مختلف به عنوان سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی مورد استفاده قرار گرفته اند. برتری ویژه این نوع دیوارها، قابلیت شکل پذیری بالا می باشد. در دیوارهای برشی فولادی با ورق نازک با کمانش ورق فولادی، میدان کشش قطری در دیوار تشکیل می گردد. دو راه حل کلی برای جلوگیری از کمانش ورق وجود دارد که یکی استفاده از سخت کننده های فلزی و دیگری بهره گرفتن از پوشش بتنی است که از طریق برشگیرها به ورق فولادی متصل می شود.
در این تحقیق ضمن بررسی رفتار دیوارهای برشی با ورق فولادی و لایه بتنی جانبی با استفاده از روش های عددی برای بهینه سازی هندسی این دیوارها اقدام شده است. بدین منظور مدلهای مختلفی از این دیوارها انتخاب و با تغییر ضخامت پوشش بتنی و فاصله برشگیرها با روش اجزا محدود تحلیل شده اند، بر اساس نتایج حاصل مقاومت برشی دیوار باافزایش ضخامت پوشش بتنی نسبت مستقیم و با افزایش فاصله بین برشگیرها نسبت عکس دارد. نتایج تغییرشکل نمونه ها بر حسب تغییر در فاصله میان برشگیرها و ضخامت پوشش بتنی در قالب نمودار ارائه شده است و بر اساس این نتایج مقادیر ضخامت و فاصله مناسب پیشنهاد شده است.

کمانش جانبی– پیچشی تیرها یکی از مواردی است که در طراحی تیرهای جدار نازک موثر می…باشد. وجود گشایش در تیرها، از پارامترهایی است که می تواند در این مورد مهم باشد. این گشایش…ها به دلیل عبور تاسیسات خاص، دسترسی به تیر و یا صرفه جویی در مصالح ایجاد می…شوند. در زمینه…ی اثر گشایش، در حالت رفتار الاستیک و مسئله کمانش جانبی- پیچشی، کمتر کار شده است.
هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی اثر پارامترهای مختلف بر بار کمانش جانبی– پیچشی تیرورق…ها می…باشد. بار کمانش جانبی– پیچشی بیش از 700 تیرورق که حاوی گشایش…ها، ابعاد و مشخصات مختلف می…باشند، به کمک نرم…افزار5.4Ansys بدست آمده و نتایج آنها با یکدیگر مقایسه شده است. سه نوع گشایش مربعی، دایره…ای و شش…ضلعی…منتظم با ابعاد مختلف در نظر گرفته شده است. نحوه…ی تغییرات بار کمانش با تغییر ابعاد گشایش، تغییر ضخامت ورق…ها، شکل گشایش…ها، تغییر مساحت بازشوها، تغییر طول تیر و تغییر شرایط تکیه گاهی بدست آمده است. در پایان نیز موقعیت بهینه برای ایجاد گشایش در تیر با توجه به شرایط تکیه…گاهی و نوع گشایش مطرح شده است.

طراحی سازه های مهندسی نیازمند دانشی است که از طریق مدل سازی بدست می آید. مدل سازی فیزیکی، به عنوان بهترین نوع مدل سازی، اطلاعات کمی و کیفی درباره رفتار سازه های مهندسی در اختیار می گذارد که می تواند جهت بررسی درستی و تصحیح و ریزسنجی فرضیات و مدلهای تئوریک و عددی بکار رود. مساله مدل سازی فیزیکی به ویژه در مسائل ژئوتکنیکی بدلیل پیچیدگی های رفتاری و تاثیر پارامترهای فراوان از اهمیت خاصی برخوردار بوده، می تواند شناخت و اطلاعات مهمی را در اختیار قرار دهد.
در این مقاله، چگونگی طراحی و ساخت سیستمی جدید، برای مدل سازی آزمایشگاهی مساله بارگذاری و ظرفیت باربری استاتیکی و سیکلی پی های نواری به تفصیل، تشریح گردیده است. چگونگی طراحی، مبنای انتخاب و عملکرد مورد انتظار قسمت های مختلف این سیستم بیان گردیده است. در ادامه، برخی نتایج بدست آمده از این مدل برای اثبات توانائی های آن آورده شده است. سیستم گسترش یافته توانائی مدل سازی و مطالعه خصوصیات و ظرفیت باربری پی های نواری در حالت کرنش مسطح، تحت بارگذاری های استاتیکی و سیکلی را دارا است. ابزار دقیق مورد استفاده در این مدل، امکان ثبت و پایش رفتار جهت تحلیل نتایج را در شرایط مختلف فراهم می سازد.

در این مقاله مقاومت پیچشی تیر های بتنی مسلح با آرماتور طولی و بدون خاموت، هنگام و بعد از ترک خوردگی، تحت پیچش خالص مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. بیشتر آیین نامه های رایج برای اعضای بتن مسلح تحت پیچش مقاومت پیچشی ناشی از بتن را در نظر نمی گیرند. با توجه به نتایج حاصل در صورت وجود آرماتور های طولی با نسبت متداول بمیزان 1% و بالاتر ، مقاومت پیچشی پس از ترک خوردگی (پس ماند) مناسبی نزدیک50% مقاومت ترک خوردگی فراهم می گردد. این مقاومت پس ماند می تواند مبنای تعیین مقاومت پیچشی ناشی از بتن قرار گیرد.

در این تحقیق شوینده های زیستی تولید شده در فرایند اصلاح زیستی و تاثیر آنها بر انتقال و حذف آلودگی نفتی از خاک مورد بررسیقرار گرفته است. از 88 ارلن cc100حاوی دوغاب خاک کائولینیت آلوده به ppm10000وppm50000 نفت خام به عنوان راکتور استفاده گردید. در تجزیه زیستی از میکروارگانیسمهای کشت مخلوط جدا شده از خاک آلوده اطراف تهران استفاده شد. با بررسی نتایج فرایند اصلاح زیستی در طی بیست روز نشان داده شد که تولید شوینده های زیستی بوسیله میکرواورگانیسمها باعث واجذبی و انحلال ترکیبات آبگریز نفتی از خاک شده و سبب افزایش کارایی فرایند اصلاح زیستی می گردند. با توجه به خاک انتخاب شده، تکان خوردن ظروف وهمچنین هوادهی تقریبا هیچ تاثیری در حذف آلودگی های نفتی نداشته ویا تاثیر آنها ناچیز است. با بررسی کل فرایند اصلاح زیستی در این تحقیق می توان نتیجه گرفت که 19 درصد از حدودا 40 درصد کل حذف نفت خام درخاک آلوده به ppm50000 آلودگی مربوط به نقش شوینده های زیستی تولید شده توسط میکروارگانیسمها و واجذبی و انتقال نفت خام توسط آنها است. این مورد در نمونه هایppm 10000 در حدود 7 درصد است.

در این مقاله بررسی اثرات همجواری و ساختمانهای جنبی بر توزیع فشار باد ناشی از جریان باد در اطراف برجهای خنک کن بکمک شبیه سازی عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. مهمترین مساله در شبیه سازی رایانه ای یادشده، در نظر گرفتن اثر پشت بندها هندسه(Ribs) بر روی بدنه خارجی برج می باشد. در این تحقیق، از ابتکار معادل سازی پشت بندها با زبری معادل ماسه سطح زبر در روابط مربوط به قانون دیوار جریان آشفته استفاده شده است. برای ارزیابی مدل عددی، از نتایج آزمایشگاهی و معیارهای آیین نامه ای VGB آلمان استفاده شده است. پس از اطمینان از درستی عملکرد مدل عددی، تاثیر پدیده همجواری برجهای خنک کن با چیدمان نامنظم بر شکل گیری جریان آشفته باد مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور از چیدمان در نظر گرفته شده برای سه برج خنک کن نیروگاه کازرون استفاده شده است. نتایج حاصل از حل عددی برای مجموعه برجها، با توزیع فشار محاسبه شده برای برج تک و مقادیر آئین نامه مقایسه و ضرایب همجواری مربوطه استخراج شده اند. در پایان تاثیر سایر تاسیسات بزرگ و ساختمانهای جنبی موجود در محل احداث نیروگاه کازرون (که در جهت عمده وزش باد قرار دارند)، بر توزیع فشار اعمال شده روی پوسته خارجی این برجها بررسی شده اند و کیفیت نتایج مدلسازی عددی و تقریب های آئین نامه مورد بحث قرار گرفته اند.نتایج بر استفاده از شبیه سازی عددی در کنار استفاده از ضوابط آیین نامه تاکید دارد .

در این مقاله، الگوی جریان در یک تنگ شدگی، به واسطه ساخت کوله های پل مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور در فلومی به عرض 5/73 سانتیمتر با بستر فرسایش پذیر تنگ شدگی یک پل با ساخت کوله های آن ایجاد شده و پس از برقراری جریان و به تعادل رسیدن حفره آبشستگی الگوی جریان برداشت شده است. این آزمایش ها با یک دبی ثابت و دو عمق پایاب متفاوت انجام شده است.
بدین منظور در شبکه نقاط بالادست محور تنگ شدگی سرعت جریان به صورت همزمان در سه جهت x،y،z، توسط دستگاه ADV، اندازه گیری و بر اساس تغییرات سرعتهای لحظه ای، شدت آشفتگی جریان نیز محاسبه شده است. بر مبنای اندازه و جهت بردارهای سرعت در شبکه نقاط اندازه گیری شده و همچنین مولفه های شدت آشفتگی جریان در سه جهت x،y،z، تحقیق حاضر به تجزیه و تحلیل الگوی جریان در بالادست تنگ شدگی در بستر فرسایش پذیر می پردازد .

انسان موجودی اجتماعی است که بسیاری از فعالیت هایش در همکاری با سایر افراد و به صورت گروهی انجام می شود. انجام این فعالیت ها هم به مکان و هم به زمان وابسته می باشند. بنابراین برای تمامی عملکردها و سایر مواردی که در چرخه مدیریت بهینه فعالیت های گروهی بشری و چگونگی همکاری بین آنها بکار گرفته می شوند، باید هر دو جنبه مکان و زمان را با هم در نظر داشت. در این پژوهش تلاش شده که با مدلسازی مکانی - زمانی فعالیت های گروهی بشری راهی برای افزایش راندمان انجام فعالیت های دسته جمعی انسانها ارائه نماید. بدین منظور تئوری هاگرستراند را به عنوان مبنای مدلسازی در نظر گرفته و آنرا با استفاده از برنامه ریزی ابتکاری گسترش داده و در پایان، مدلی جدید برای مدلسازی فعالیت های گروهی بشری در بستر مکان و زمان ارائه کرده است. مدل پیشنهادی قابل پیاده سازی در سیستمهای اطلاعات مکانی بوده و باعث حل مسائل چندبعدی در فضای متناسب خود می شود. برای مشخص شدن کارایی مدل، فعالیت های دو گروه زنده یابی و آواربرداری از گروه های کاری امداد و نجات زلزله به دو صورت معمولی و در قالب مدل، شبیه سازی و ارزیابی شد. میانگین نتایج، بهبود 83/18 درصدی کارایی گروه ها در صورت استفاده از مدل را نشان می دهند .

در این مقاله دستگاه آزمایش بیرون کشش ژئوگریدها که برای اولین بار در ایران بطور کامل طراحی و ساخته شده، معرفی می گردد. این دستگاه توانایی اعمال بارهای استاتیکی و سیکلی در شرایط کنترل بار و کنترل تغییرمکان، با فرکانس و اشکال مختلف موج دینامیکی را دارا است. علاوه بر تشریح مشخصات فنی دستگاه و آماده سازی نمونه، خلاصهای از نتایج آزمایش های پایه برای نمایش قابلیتهای عملکردی دستگاه ارائه شده است. در این مطالعه اثر تنش قائم، تراکم نسبی خاک و مسیرهای مختلف بارگذاری بر توزیع تغییرمکانها ومقاومت بیرون کشش ژئوگرید یک سویه پلیمری مدفون در ماسه سیلیسی، در آزمایشهای استاتیکی و سیکلی بررسی شده است.
با افزایش تنش قائم و تراکم نسبی ماسه، مقاومت بیرون کشش استاتیکی افزایش می یابد. در آزمایش سیکلی و در تراکم نسبی پایین، افزایش مقاومت و با افزایش تراکم نسبی و تنش قائم، کاهش مقاومت بیرون کشش دیده شده، ولی این رفتار در آزمایشهای فعلی روند مشخصی ندارد.

در این مقاله خصوصیات مقاومتی و تحکیم پذیری رس های بازسازی شده به عنوان چهارچوب اصلی و مرجعی برای تفسیر خصوصیات مشابه نهشته های رس طبیعی مورد استفاده قرار می گیرند. ویژگی های رس های بازسازی شده وقتی با نام ویژگی های «ذاتی» بیان می شوند که برای خاک لاینفک و به حالات طبیعی خاک نیز وابسته نباشند. پارامتری که شاخص تخلخل نامیده می شود، به برقراری ارتباط بین خصوصیات ذاتی خاک های رسی گوناگون کمک می کند. مسئله اصلی به دست آوردن آن دسته از پارامترهایی است که بر اساس خواص تحکیم پذیری خاک بنا شده اند. شاید خواص ذاتی رس ها در حالت طبیعی با خواص آنها در حالت بازسازی شده متفاوت باشد و این بخاطر تاثیر بافت میکروسکپی و ماکروسکپی خاک است که در اثر دست خوردگی بافت طبیعی به وجود می آید.
در این تحقیق نمونه ها با رطوبتی معادل 150 درصد رطوبت حد روانی بازسازی شده اند. مقدار آب اضافه شده به نمونه ها، به نوع رس و گستردگی لایه مضاعف کانی رس بستگی دارد.
ترسیم نتایج در چهارچوب ارائه شده توسط برلند و قرارگرفتن خط فشار رسوبی (SCL)، زیر خط فشار ذاتی (ICL) بیانگر شدت سیلاب های جاری شده از رشته کوه البرز است که در هنگام تشکیل رسوب، نهشته ای غیرحساس را در منطقه تهران و به ویژه در جنوب تهران از خود برجای گذاشته اند.

تکیه گاه و پی از آسیب پذیرترین اجزاء سدهای قوسی شمرده می شود، بنابراین شناخت نقاط ضعف آنها از اولویتهای اصلی خواهد بود. با توجه به اینکه نیروهای حاصل از تراوش تاثیری بسیار زیادی بر پایداری تکیه گاه دارد، شناخت پدیده تراوش در ساختگاه های سنگی از اهمیت بسیاری برخوردار می باشد. از مهمترین پدیده های موجود در تراوش از محیطهای توده سنگی، اندرکنش هیدرومکانیکال درزه ها می باشد که اثر این پدیده بر روی تکیه گاه سدها و به طور خاص تکیه گاه سدهای بتنی قوسی کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق، با تدوین الگوریتم مناسب و مدل کردن توده سنگ درزه دار با استفاده از مدل چندلایه پیوسته برای بیان رفتار مکانیکی و با فرض لایه ای بودن جریان تراوش در درزه سنگ ها و استفاده از قانون مکعب و مدل معادل و پیوسته آن در توده سنگ، اثر پدیده اندرکنش هیدرومکانیکال بر بازتوزیع تنش ها مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. نتایج عددی، نشان دهنده موفقیت روش و همگرایی موثر چشمگیر آن بوده و تراوش و یا اندرکنش یادشده، تاثیر بسیار زیادی بر تنشهای اصلی و میانگین تفاضل تنشهای اصلی داشته و حتی در مورد تنش های برشی تکیه گاه به میزان 40% اختلاف در نتایج مشاهده شده که بیانگر اهمیت این مطالعه می باشد.