فهرست مطالب

مهندسی عمران فردوسی - سال بیست و هشتم شماره 1 (بهار 1395)

نشریه مهندسی عمران فردوسی
سال بیست و هشتم شماره 1 (بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/04/14
  • تعداد عناوین: 6
|
  • پژوهشی
  • علیرضا نگهدار، شیما یادگاری، سیاب هوشمندی صفحات 1-12
    مکانیسم ها و فاکتورهای تاثیرگذار بر رفتار خزشی خاکهای رسی به دلیل ساختار پیچیده این نوع خاک ها هنوز به درستی شناخته نشده است. در این مقاله به منظور بررسی پارامترهای تاثیرگذار بر رفتار خزشی خاک های رسی از جمله سطوح تنش، فشار بیش تحکیمی و تاثیر آب حفره ای ، آزمایش های تحکیم (ادئومتر) در حالت های تک مرحله ای ، چند مرحله ای و بارگذاری- باربرداری انجام شده و مکانیسم خزشی با در نظر گرفتن لغزش و تغییر شکل ذرات شرح داده شده است. چون انجام برخی آزمایش های خزشی ممکن است ماه ها طول بکشد، بنابراین پیش بینی روشی جدید برای سرعت بخشیدن به آزمایش اهمیت دارد. نتایج نشان می دهند در آزمایش بارگذاری -باربرداری زمان لازم جهت رسیدن به یک تخلخل مشخص طی خزش کمتر از آزمایش تک مرحله ای می باشد و این فرآیند باعث تسریع در خزش می شود.
    کلیدواژگان: خزش، ادئومتر، آزمایش تک مرحله ای، آزمایش چند مرحله ای، آزمایش بارگذاری - باربرداری
  • حسین تاجمیر ریاحی، سید مصطفی امی زاده صفحات 13-28
    با گسترش روش های نوین آنالیز لرزه ای و استفاده روز افزون از طراحی لرزه ای سازه ها براساس عملکرد، لزوم بررسی لرزه ای ساختمان های طراحی-شده بر اساس آئین نامه های موجود کشور به چشم می خورد. در این پژوهش عملکرد لرزه ای قاب های خمشی فولادی طراحی شده بر اساس مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران مورد بررسی قرار گرفته است. قاب ها از نظر تعداد طبقه، بار لرزه ای، طول دهانه و بار ثقلی با یکدیگر متفاوت هستند. با رسم منحنی های شکنندگی برای قاب ها در سطوح عملکرد مختلف، آسیب پذیری لرزه ای آن ها مقایسه گردیده است. نتایج نشان می دهد که ارضای سطح عملکرد ایمنی جانی، عملکرد مناسب قاب ها در سایر سطوح را تضمین می کند و همچنین وضعیت قاب های بلندتر نسبت به قاب های کوتاه تر بحرانی تر است.
    کلیدواژگان: قاب خمشی فولادی، منحنی های شکنندگی، آنالیز دینامیکی فزاینده، تغییر مکان نسبی طبقات، آسیب پذیری لرزه ای
  • مهرداد حجازی، مهرداد قمری، حمید بهشتی صفحات 29-48
    به منظور بررسی رفتار سازه ای گنبدهای آجری ایرانی، سه نوع گنبد نیم دایره، پنج اوهفت و شاخ بزی که دو نمونه گنبد پنج اوهفت و شاخ بزی هرکدام در سه حالت کند، معمولی و تند می باشند، مورد مطالعه قرار گرفته اند. تحلیل غیر خطی با استفاده از روش المان محدود سه بعدی و با استفاده از نرم افزار ANSYSانجام گرفته است. گنبدهای مورد مطالعه شامل زیرمجموعه ای از نمونه هایی با ضخامت ها و دهانه های گوناگون می باشند. گنبدها تحت اثر بارهای متمرکز یکنوا که تا زمان شکست موضعی نمونه ها ادامه یافته اند، قرار گرفته اند. پس از مشخص شدن نواحی دارای ضعف، این نواحی توسط ورق های FRPتقویت شده و مجددا تحت اثر بارهای متمرکز یکنوا قرار گرفته اند. ورق های FRP با ابعاد و الگوهای قرارگیری مختلف، مورد بررسی قرار گرفته اند. مکان قرارگیری ورق ها یک مرتبه در محدوده دو سوم و یک مرتبه در محدوده یک سوم از ارتفاع گنبد، انتخاب شده است. به منظور پیش بینی شکست موضعی از معیارهای شکست مناسب برای آجر و FRP استفاده گردیده است. در این مقاله نتایج حاصل شامل اندازه بارهای شکست گنبدها، تاثیر ابعاد و الگوهای ورق های FRP، و تاثیر شکل و دهانه گنبد بر بار شکست ارائه می گردد.
    کلیدواژگان: تحلیل سازه ای غیرخطی، گنبدها آجری ایرانی، ورق های FRP، تقویت شده، بار افزایند
  • حمید کریمی زاده، محمدرضا افتخار صفحات 49-64
    امروزه استفاده از مواد کامپوزیتی پلیمری (FRP) به عنوان یک ماده تقویتی برای تعمیر و تقویت اجزای مهم سازه های بتن آرمه به خصوص ستون ها، رواج گسترده ای پیدا کرده است. در این تحقیق با انجام آزمایش بارگذاری محوری، تاثیر لایه ی میانی بر بهبود رفتار محصورشدگی ستون های بتن آرمه بررسی شده است. برای این هدف، 14 عدد ستون بتن آرمه به قطر 150 و ارتفاع 500 میلی متر و به روش های مختلف توسط یک یا دو لایه ورقFRP تقویت شده و تحت بار فشاری محوری قرار گرفته است. در این رابطه تاثیر محصورشدگی با نوارهای منقطع CFRPدر حالت سنتی (بدون استفاده از لایه میانی) و با استفاده از شیوه نوین بررسی شده در تحقیق حاضر، با یکدیگر و با نتایج بارگذاری ستون های با تسلیح داخلی و بدون تقویت خارجی (به عنوان نمونه شاهد) مقایسه شده است. روش جدید شامل استفاده از یک لایه ورق نازک گالوانیزه به ضخامت 13/0 میلی متر می باشد که با نصب این ورق در زیر نوار FRP از انتقال تمرکز تنش ناشی از ترک خوردگی بتن به ورق FRP ممانعت می شود. وجود لایه میانی ضمن کاهش انتقال تنش های دومحوره به ورق FRP، باعث افزایش قابل توجه مقاومت و شکل پذیری نمونه های تقویت شده با لایه میانی نسبت به نمونه های تقویت شده در حالت سنتی می شود.
    کلیدواژگان: ستون بتن آرمه، لایه میانی، محصورشدگی، کامپوزیت، FRP، مقاومت فشاری، شکل پذیری
  • جواد کشاورز، جعفر بلوری بزاز صفحات 65-80
    در بسیاری از سازه ها، بارهای جانبی بالایی نسبت به بارهای ثقلی به پی یک سازه تحمیل می شود. شمع های این گونه سازه ها را که تحت اثر بارهای جانبی قابل توجهی قرار می گیرند، می توان به دو گروه شمع های بلند و کوتاه تقسیم نمود. معمولا تخمین ظرفیت باربری شمع تحت اثر بار جانبی برای شمع های کوتاه براساس حداکثر ظرفیت باربری و برای شمع های بلند براساس تغییر مکان افقی مجاز می باشد. در تحقیق آزمایشگاهی حاضر برای بررسی رفتار شمع تحت اثر بار جانبی، از لوله های فلزی به عنوان شمع در آزمایشگاه استفاده شده است. به منظور تعیین ظرفیت باربری، بار جانبی به شمع های فلزی مدفون در خاک ماسه ای اعمال شده است. با انجام آزمون های گوناگون رفتار شمع های بلند به لحاظ تغییر طول و قطر شمع مورد بررسی قرار گرفته است. سپس نتایج آزمون های آزمایشگاهی با نظریه ضریب واکنش بستر، نظریه الاستیک و نظریه حداکثر ضریب افقی واکنش بستر مورد مقایسه قرار گرفته است. تحلیل نتایج نشان می دهد که نظریه حداکثر ضریب افقی واکنش بستر برای تخمین مقدار جابه جایی افقی شمع و نیز تخمین ظرفیت باربری جانبی شمع نسبت به دیگر تئوری های ارائه شده مناسب تر می باشد.
    کلیدواژگان: شمع های بلند، بار جانبی، تغییر مکان افقی، خاک غیر چسبنده
  • سیاوش هنری، سیداحسان سیدی حسینی نیا صفحات 81-98
    گسترش کاربرد توده های خاک مسلح و لزوم شناخت و پیش بینی بهتر رفتار آن ها از یک سو، پیچیده و پرهزینه بودن تحلیل عددی توده های مسلح به صورت مستقیم از سوی دیگر، سبب پیدایش و کاربرد روش های تحلیل همگن شده است. در این پژوهش، به توسعه روش محیط های دوفازی که چارچوب جدیدی در روش های همگن سازی محسوب می گردد، پرداخته شده است. این توسعه با به کارگیری مدل رفتاری هذلولی دانکن- چانگ در روابط محیط های دوفازی و شبیه سازی رفتار خاک توده مسلح با این مدل رفتاری انجام شده است. به بیان بهتر، در این مطالعه تلاش شده است تا با تخصیص مدل رفتاری هذلولی به خاک و اعمال مدل رفتاری ارتجاعی- خمیری کامل برای تسلیح کننده های توده مسلح، الگوی رفتاری جدیدی برای تحلیل محیط های خاک مسلح به صورت همگن ارائه شود. پس از ارائه الگوی رفتاری اشاره شده به تحلیل عددی یک دیوار خاک مسلح واقعی (بزرگ مقیاس) پرداخته شد. دیوار مذکور به دو صورت همگن و مجزا مورد تحلیل قرار گرفت. پس از بررسی نتایج تحلیل به دو روش اشاره شده و مقایسه آن ها با مقادیر اندازه گیری شده، دقت مناسب الگوی دوفازی توسعهافته تایید گردید. هم چنین مشاهده شد که در حالت تحلیل مجزا، مدل رفتاری هذلولی دانکن- چانگ، باوجود سادگی، پیش بینی مناسبی از رفتار دیوار خاک مسلح ارائه می دهد.
    کلیدواژگان: دیوار خاک مسلح، تحلیل همگن، الگوی دوفازی، مدل رفتاری هایپربولیک دانکن، چانگ
|
  • Alireza Negahdar, Shima Yadegari, Siyab Houshmandi Pages 1-12
    Mechanism and factors influencing on creep behavior of clay soil have not been understood yet due to its complex structure. In this paper, to investigate the affecting parameters on the creep behavior of the clay soils such as stress level, over consolidated pressure and water pressure, odeometr test are performed in states of single stage, stepwise and overloaded-unloaded and the creep mechanism are explained with considering the effect of sliding of clay particles at their contacts and deformation of particles. Since the conducting of some creep tests may last for months, therefore the prediction of a new method to accelerate the creep tests is necessary. The results show that in overloaded-unloaded test, the time required to reach the specified porosity is lower than the single stage, and this process accelerates the creep.
    Keywords: creep, oedometer, single stage test, stepwise test, overloaded, unloaded test
  • Hossein Tajmir Riahi, Sayyed Mostafa Ommizadeh Pages 13-28
    Development of new methods in seismic analysis and increasing application of performance based seismic design necessitate the study of the seismic performance of structures designed based on Iranian regulations. In this study the seismic performance of steel moment-resisting frames designed based on the tenth code of the Iranian national building regulations is investigated. Frames are different in number of stories, seismic loads, span length and gravity loads. Fragility curves of the frames are depicted for different performance objectives and their seismic vulnerabilities are examined. Results indicates that satisfying life safety performance level would ensure the proper performance of frames for other performance levels and also the performance of taller frames is more critical than shorter frames.
    Keywords: Steel Moment-Resisting Frames, Fragility Curves, Incremental Dynamic Analysis, Interstory Drift ratio, Seismic Vulnerability
  • Mehrdad Hejazi, Mehrdad Ghamari, Hamid Beheshti Pages 29-48
    In order to investigate the structural behaviour of Persian brick masonry domes, three types of semi-circular, (drop, ordinary and raised) four-centred and (drop, ordinary and raised) pointed domes have been studied. The three-dimensional non-linear finite element method using the ANSYS code has been used for analysis. Domes with different thicknesses and spans have been subjected to monotonic concentrated loads up to local failure. Vulnerable zones have been stiffened by FRP strips. Stiffened domes have been again subjected to monotonic loads until local failure. FRP strips with different dimensions and patterns have been used. They have been placed at the one-third and two-third of dome height. Appropriate failure criteria have been used for prediction of brick and FRP failure. In this paper, obtained results including failure loads of domes, the effect of dimensions and patterns of FRP strips, and that of the shape and span of domes on failure load are presented.
    Keywords: Non-linear structural analysis, Persian brick masonry domes, FRP strips, Stiffened, Monotonic load
  • Hamid Karimizadeh, Mohammad Reza Eftekhar Pages 49-64
    The use of polymer composite (FRP) as a reinforcement material for the repair and strengthening of important components of reinforced concrete structures, particularly columns, has found wide spread. In this study, the effect of intermediate layer on improving the confinement behavior of reinforced concrete columns has been investigated. To achieve the objectives of the study, 14 cylindrical reinforced concrete specimens with 150 mm diameter and 500 mm height were tested under pure axial load. The columns have been classified into four groups and were reinforced by one or two layers of carbon fibers and then to investigate the research topic, confinement with intermittent CFRP strips was performed in both traditional (Without intermediate layer) and modern method examined in the present study and the results were compared together and with the results of loading columns with internal reinforcement and without external reinforcement (the control sample). The new method involves using a thin layer of galvanized sheet (thickness 0.13 mm) which is mounted under the FRP sheet to prevent the transmission of stress concentration induced cracking concrete to FRP Sheets.The middle layer reduces the transfer of biaxial stress to FRP sheettoo. The results suggest that specimens reinforced with FRP and galvanized sheets have higher strength and ductility than specimens reinforced with FRP and without Galvanized.
    Keywords: RC column, Intermediate layer, Confinement, CFRP Composite, Compressive Strength, Ductility
  • Javad Keshavarz, Jafar Bolouri Bazzaz Pages 65-80
    In many structures, the applied lateral loads are comparable with gravity loads. These types of piles which are subject to high lateral load are usually divided into two categories including long and short piles. The general methods to estimate lateral bearing capacity of short and long piles are based on ultimate bearing capacity and allowable horizontal displacement respectively. In the present research, in order to evaluate lateral bearing capacity of piles subjected to horizontal loads, steel pipes which were embedded in sand soil to simulate piles in the laboratory. A wide range of laboratory tests were performed to investigate the behavior of long piles with different lengths and diameters. The test results were compared with three different theories including Modulus of Subgrade Reaction, Elastic and khmax approaches. The experimental results reveal that khmax approach is more suitable for determination of horizontal displacement and also estimation of lateral bearing capacity for long piles.
    Keywords: Long piles, Lateral load, Horizontal displacement, Cohesionless soil
  • Siavash Honari, Ehsan Seyedi Hosseininia Pages 81-98
    Due to widespread application of reinforced soil media and the crucial need to understand and anticipate its actual behavior, in addition to the fact that direct numerical analysis of reinforced masses is a difficult and time-consuming procedure, homogenization methods have been introduced. In this study, multiphase approach which is considered as a new framework in homogenization methods is developed. This development is done using the Duncan-Chang hyperbolic model for simulating the behavior of soil in a reinforced medium. In this study, efforts have been made to propose a new multiphase model for analyzing reinforced soil media, based on assigning the Duncan-Chang constitutive model to soil and elastic-perfectly plastic behavior to reinforcements. A developed multiphase model is used to simulate a full-scale reinforced soil wall. The wall has been analyzed by means of both direct and homogenization approaches, using Duncan-Chang constitutive model and the developed multiphase model, respectively. After comparing the results of the analyses, sufficient accuracy of homogenization approach using proposed multiphase model has been approved. It is also observed that in contrast to its simplicity, the Duncan-Chang hyperbolic model presents a suitable estimation of behavior of the reinforced soil wall in case of implementing direct analysismethod.
    Keywords: Homogenization methods, Multiphase model, Duncan, Chang hyperbolic constitutive model, Reinforced soil wall, Numerical analysis