فهرست مطالب

  • سال یکم شماره 1 (بهار و تابستان 1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/06/18
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مقاله پژوهشی
  • عطیه دائمی، علیرضا خالو صفحات 5-22
    در چند دهه ی اخیر، مقاوم سازی ستون های بتنی و بررسی رفتار آنها تحت بار زلزله به خصوص از نقطه نظر شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی سازه، مورد توجه قرار گرفته است. بخش قابل توجهی از این مطالعات بر محصور سازی اعضای بتنی به منظور افزایش شکل پذیری و جذب انرژی آنها در برابر نیروهای ناشی از زلزله می باشد. در این مطالعه 3 روش عمده برای مقاوم سازی ستون های بتنی شامل تقویت ستون با استفاده از ورق های FRP، استفاده از ژاکت فولادی و استفاده از ژاکت بتنی در مقاوم سازی ستون مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.
    در این راستا مقاوم سازی ستون های بتنی تحت بارهای لرزه ای با بکارگیری تحلیل های عددی با استفاده از نرم افزارABAQUS انجام گرفت. ابتدا روش عددی با نتایج حاصل از مطالعات تجربی صحت سنجی گردید. با استفاده از نمونه هایی با متغیر های شامل مقاومت بتن، نوع الیاف و تعداد لایه های FRP برای بتن تقویت شده باFRP ، متغیر ها شامل ابعاد ورق ها، تعداد و ضخامت ورق های فولادی برای ستون های تقویت شده با ژاکت فولادی و متغیرها شامل مقاومت بتن، ابعاد پوشش بتن و اندازه تنگ و فاصله بین آنها برای ستون های تقویت شده با ژاکت بتنی، در 3 روش، میزان مقاومت، شکل پذیری و افزایش ظرفیت جذب انرژی بر اساس نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که نمونه های تقویت شده با ورق های FRP، عمدتا باعث بهبود در شکل پذیری شده اند. نمونه های تقویت شده با بتن اگرچه باعث بهبود قابل توجه در تحمل حداکثر مقاومت برشی شده و دامنه عملکرد خطی را ارتقاء داده اند و نیز قابلیت جذب انرژی را بهبود بخشیده اند لیکن شکل پذیری مناسبی از خود نشان نداده اند و نمونه های تقویت شده با ژاکت فولادی، ضمن بهبود در بیشینه مقاومت برشی و قابلیت جذب انرژی، شکل پذیری مناسبی را از خود نشان داده اند. در حالتی که متغیر های سه روش مقاوم سازی با بار محوری ثابت را طوری تغییر دادیم که ظرفیت باربری جانبی یکسان داشته باشند، نمونه ژاکت فولادی و بتنی شکل پذیری بهتری نسبت به نمونه تقویت شده با FRP نشان می دهند. همچنین نمونه تقویت شده با ژاکت فولادی بیشترین جذب انرژی را دارد.
    کلیدواژگان: ورق های FRP، ژاکت فولادی، ژاکت بتنی، مقاوم سازی، المان محدود
  • فرزین مولودی، علی خیرالدین صفحات 23-41
    اتصالات تیر به ستون، در سازه های بتن آرمه، به ویژه در قاب های خمشی، نقش مهمی در رفتار لرزه ای اینگونه سازه ها ایفا می نماید. در قاب های مقاوم لرزه ای، هدف اصلی طراحی برای گره اتصال، این است که تا زمانی که مفاصل پلاستیک در اعضای قاب، شکل گیرد، گره های اتصال، الاستیک باقی بمانند. در این مقاله، ابتدا به معرفی اتصالات تیر به ستون بتنی، نیروهای اتصال، ناشی از بارگذاری ثقلی و جانبی و انواع اتصالات داخلی، خارجی و گوشه پرداخته شده است. همچنین مکانیزم های انتقال نیرو در اتصال تیر به ستون در دو حالت بدون آرماتور عرضی (خاموت) و با آرماتور عرضی (خاموت)، تشریح شده و رفتار لرزه ای اتصالات و انواع خرابی های ایجاد شده در اتصالات ناشی از زلزله در سال های اخیر، بحث شده است. در ادامه، مقاومت برشی اتصال، بررسی شده و الزامات مهار میلگرد طولی تیر و ستون، بیان شده است. سپس ضوابط طراحی اتصالات تیر به ستون بتنی، از دیدگاه آیین نامه ACI 318-2014، مبحث نهم مقررات ملی ساختمان سال 1392 و آیین نامه بتن ایران (آبا)، با یکدیگر مقایسه گردیده است.
    کلیدواژگان: اتصالات تیر به ستون، بتن آرمه، 318، 2014 ACI، مبحث نهم (1392)، آبا
  • جاوید ملک دوست، رحمت مدندوست، ملک محمد رنجبر صفحات 42-58
    همگنی نامناسب بتن درنتیجه ی پدیده ی جداشدگی و تراکم ضعیف می تواند عملکرد آن را در محل سرویس دهی به طور قابل ملاحظه ای تحت تاثیر قراردهد. امروزه با افزایش استفاده از بتن خود تراکم درکارهای عمرانی، تحقیق در مورد همگنی خصوصیات سخت شده ی آن در محل، از جمله مقاومت فشاری، ضروری به نظر می رسد. در این مطالعه به ارزیابی همگنی مقاومت فشاری بتن در ارتفاع دیوارهای ساخته شده از بتن خود تراکم و مقایسه آن با بتن معمولی پرداخته شده است. دراین تحقیق ازمواد پوزولانی نظیر دوده ی سیلیس- نانوسیلیس و زئولیت به عنوان جایگزین بخشی از سیمان استفاده شده است تا تاثیر این مواد در تغییرات مقاومت فشاری دراختلاط های بتن خود تراکم بررسی گردد. دیوارها در ابعاد واقعی ساخته شده اند و برای لحاظ کردن شرایط واقعی اجرا آرماتورگذاری گردیدند. آزمایش های غیرمخرب فراصوتی، چکش اشمیت و آزمایش نیمه مخرب مغزه گیری بر روی دیوار انجام گرفت. نتایج آزمایش ها بیانگر همگنی بیشتر مقاومت برای دیوارهای حاوی بتن خود تراکم نسبت به دیوار ساخته شده از بتن معمولی می باشد. همچنین استفاده از ترکیب دوده ی سیلیس- نانوسیلیس نسبت به زئولیت عملکرد بهتری در کاهش تغییرات و بهبود یکنواختی خصوصیات در محل، در اختلاط های بتن خود تراکم از خود نشان داده است.تغییرات مقاومت در ارتفاع دیوار های ساخته شده از بتن خودتراکم و معمولی به ترتیب 6 و 8 درصد بوده است که نشان دهنده عملکرد مناسب بتن های خودتراکم در المان های با ابعاد واقعی می باشد.
    کلیدواژگان: بتن خودتراکم، مقاومت فشاری درجا، نانو و دوده ی سیلیس، زئولیت، فراصوتی، مغزه گیری، چکش اشمیت
  • کیان آغنی، حسن افشین صفحات 59-72
    در این پژوهش کاربرد استفاده از پانل های پیش ساخته بتن فوق توانمند الیافی یا UHPFRC در تقویت برشی تیرهای بتن مسلح به صورت آزمایشگاهی و عددی مورد بررسی و ارزیابی قرارر گرفته است. تعداد 8 نمونه تیر مسلح شده بتن معمولی به ابعاد (cm 150×20×10) با دو ظرفیت خمشی مختلف و کمبود ظرفیت برشی ساخته شده اند. 4 عدد از این نمونه ها به عنوان نمونه های کنترلی و 4 عدد دیگر به عنوان نمونه های تقویت شده با پانل های پیش ساخته UHPFRC به ابعاد (cm 126×15×3) تحت آزمایش بارگذاری سه نقطه ای قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده از آزمایش نشان می دهند که پانل های پیش ساخته UHPFRC در تقویت برشی تیرهای بتن مسلح دارای عملکرد خوبی می باشند. در همین راستا، مدل سازی سه بعدی برای بررسی رفتار تیرهای بتن آرمه تقویت شده با پانل های پیش ساخته UHPFRC توسط نرم افزار المان محدود ABAQUS انجام شده است. بدین منظور، مدل عددی برای تعریف رفتار خمشی بتن UHPFRC و اتصال پانل های UHPFRC به سطح تیرها ارائه شده است. مدل سازی عددی نیز نشانگر عملکرد خوب این پانل ها در تقویت برشی تیرهای بتن مسلح می باشد.
    کلیدواژگان: سازه های بتن آرمه، بتن فوق توانمند الیافی، مقاوم سازی، پانل های پیش ساخته
  • بابک امین نژاد، احمدرضا رحیمی صفحات 73-86
    بررسی ایمنی سدهای بتنی وزنی به خصوص در شرایط بارگذاری شدید همانند زمین لرزه در مقیاسMCL همواره موجب نگرانی عمده بوده و بررسی رفتار غیرخطی این سازه ها با احتساب اندرکنشهای مختلف با آب و پی نیازمند مطالعات بیشتری است. ماهیت و نحوه اعمال نیرو در رکوردهای میدان دور و نزدیک زلزله بر سازه ها متفاوت است. در این مقاله، دو رکورد میدان نزدیک و دو رکورد میدان دور برای تحلیلها انتخاب شده اند. دو رکورد میدان دور انتخاب شده بر اساس حداکثر شتاب افقی به رکورد میدان نزدیک متناظر مقیاس شده اند. سد کوینا به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است. برای بدست آوردن طول ترک با استفاده از تحلیل استاتیکی ابتدا یک طولی برای ترک در پاشنه سد فرض شده و افزایش طول ترک تا جایی در نظر گرفته می شود که تنش کششی انتهای ترک از تنش کششی مجاز بتن مصرفی کمتر شود. برای المان بندی بدنه سد با استفاده از نرم افزار ANSYS از المان هشت گرهی PLAN183 استفاده شده است آنالیز دینامیکی غیرخطی در حال حاضر ابزاری برای بررسی ایمنی لرزه های سدهای بتنی وزنی می باشد که در این مقاله تحلیل دینامیکی خطی و غیرخطی تحت اثر پنج زلزله مختلف با PGA و محتوای فرکانسی متفاوت انجام شده و اندرکنش دینامیکی سد و دریاچه با روش جرم افزوده مدل شده است.
    کلیدواژگان: سد بتنی وزنی، سد کوینا، زلزله دور و نزدیک، نرم افزار ANSYS
  • محمد کوشافر، سید حسام مدنی صفحات 87-101
    امروزه به طور وسیعی از پوزولان ها به عنوان مواد جایگزین سیمان استفاده می شود. عملکرد بسیار مطلوب دوده سیلیسی در ارتقاء خواص مکانیکی و دوام بتن و پیشرفت های اخیر نانوتکنولوژی سبب جلب توجه جامعه مهندسی برای استفاده از نانوسیلیس ها در ارتقاء خواص بتن شده است. در دهه های اخیر حجم گسترده ای از مطالعات به بررسی تاثیر نانوسیلیس ها بر خواص موادپایه سیمانی پرداخته اند. استفاده از نانوسیلیس به عنوان پوزولان جایگزین سیمان، در بسیاری از موارد بهبود خواص از جمله خواص مکانیکی و دوام را نشان داده و باعث افزایش عمر مفید سازه های بتنی شده است. البته با توجه به گستردگی انواع نانو سیلیس ها مطالعه بر روی برخی از انواع آن ها کمتر صورت گرفته است. از جمله نانو سیلیس هایی که بسیار کم مورد بررسی قرار گرفته اند، ژل های نانو سیلیس هستند. این مواد می توانند کاربردهای گسترده ای به ویژه در ملات های خشک پیدا کنند. هدف از انجام این مطالعه ارائه روشی برای تولید ژل نانو سیلیس و همچنین بررسی تاثیر آن روی خواص ملات های سیمانی می باشد. نتایج نشان دهنده عملکرد مناسب ژل نانوسیلیس در روند کسب مقاومت فشاری در سنین اولیه می باشد. همچنین بهبود در ریزساختار به سبب کاهش نفوذ پذیری آب و یون های کلراید مشاهده می گردد. بهبود خواص مقاومتی و ریز ساختار با افزایش درصد جایگزینی افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: ژل نانو سیلی، دوده سیلیسی، مقاومت فشاری، دوام، مواد پایه سیمانی
|
  • Atieh Daemi, Alireza Khaloo Pages 5-22
    In recent decades, concrete column retrofitting methods and their seismic behavior under cyclic loading, especially from ductility and energy absorption standpoints, have been extensively focused by researchers. Significant amount of this research has been allocated to confinement of concrete elements in order to advance the ductility and energy absorption capability of the concrete structures facing the forces induced by earthquake. In this study four methods of concrete column retrofitting methods, including FRP plates, steel jackets, and concrete jackets, have been assessed and thoroughly compared with each other in terms of seismic behavior advancement measurements.
    To achieve this objective, different retrofitting methods were simulated in ABAQUS FEA software, based on prominent finite element analysis and numerical modeling. The modeling results were verified with equivalent experimental tests which further validates the accuracy of the modeling approach. In addition, the impact of the following variables were studied using sensitivity analysis on the replicated models: Core concrete strength, texture and number of layers of FRP plates, size and thickness of steel plates, and dimensions of concrete jacket, along with diameter and placing of stirrups and bars.
    Strength, ductility, and energy absorption capacity of the simulated models were recorded in order to compare efficiency of each retrofitting method. Results have shown that retrofitting through FRP plates leads to increasing ductility. Retrofitting using concrete jackets, despite increasing the energy absorption capability and maximum shear strength, will not result in acceptable ductility. On the under hand steel jackets, along with improving a maximum shear strength and energy absorption ability of the element, shows promising improvement in ductility. Moreover, for the models with the same axial load and lateral load capacity, steel jacketing and concrete jacketing methods have proved to show better ductility, compared to FRP. Plus, steel jacketing resulted in the highest energy absorption capability among all the three methods under the aforementioned condition.
    Keywords: FRP, Steel Jacket, Concrete Jacket, Concrete Column Retrofitting, Finite Element Analysis
  • Farzin Moludi, Ali Kheyroddin Pages 23-41
    Beam-Column connections in reinforced concrete structures especially in moment frames play an important role in seismic behavior of such structures. In seismic resistant frames, the main objective of designing the connection is that as long as the plastic hinge is formed in the frame members, connection nodes stay elastic. At the first section of this paper, concrete beam-column connections, connection forces due to gravity and lateral loading and all types of internal, external and corner connections are introduced. Also, force transmission mechanisms in the beam-column connection in both cases including with transverse reinforcement and without transverse reinforcement (stirrups) and the connections seismic behavior and types of destructions resulted by earthquakes are discussed. Then, the shear strength of the connection is investigated and containment requirements of the beam-column longitudinal reinforcement are expressed. Finally, the concrete beam-column connections design criteria from the perspective of Code ACI 318-2014, Chapter 9 of National Building Code, and Iranian Concrete Code (ABA) are compared with each other. Based on the researches conducted in every field and the previous experiences as well as considering proper safety, the codes have adjusted a series of regulations upon which the reinforced concrete structures must be designed so that the structural engineer will be able to conduct a reliable and proper design based on the general design principles and regulation of a code.
    Keywords: Beam-Column Connections, Reinforced Concrete, Design Regulations, ACI 318-2014, ABA, National Building Code
  • Javid Malak Doust, Rahmat Madandoust, Malek Muhammad Ranjbar Pages 42-58
    Improper homogeneity of concrete due to segregation phenomenon and low compaction can affect its in situ performance. Today, by increasing the use of self compacting concrete (SCC) in civil engineering applications, It seems to be necessary to investigate the homogeneity of concrete by measuring the in situ hardened properties such as compressive strength. In this study, the assessment of concrete compressive strength was carried out in the height of walls made with SCC and it was compared with normal concrete (NC). In this research, pozzolanic materials such as combination of silica fume-nano SiO2 and zeolite are used as partial replacement of cement to investigate the effect of these materials on strength variation in SCC mixtures. The walls made in full scale and had been reinforced for considering real condition of executive. Nondestructive tests such as ultrasonic pulse velocity and Schmidt hammer and partial destructive test such as core were carried out on the walls. The test results show more homogeneity in strength for walls made with SCC in compared to NC. Also the use of combination of silica fume- nano SiO2 indicates more improvement on homogeneity in compared to containing zeolite of SCC mixtures. Variations of strength in height of the wall made with SCC and NVC was 6 and 8 percent, respectively that indicate the proper function of self-compacting concrete in full-scale elements.
    Keywords: SCC, in Situ Compressive Strength, Silica Fume, Nano SiO2, Zeolite, Ultrasonic, Coring, Schmidt Hammer
  • Kian Aghani, Hassan Afshin Pages 59-72
    In this study, applicability of ultra-high performance fiber-reinforced concrete panels in shear strengthening of RC beams was investigated experimentally and numerically. In total, eight RC beams (dimensions 10×20×150 cm) with two different bending capacity and lack of shear strength were produced. Of these, four were control beams and four were strengthened with prefabricated UHPFRC panels (dimensions 3×15×126 cm) and were tested in 3-points bending. The results show that this method can be well used for strengthening of RC beams. In this regard, a 3D model using ABAQUS FEM software was used to investigate the strengthening method. For this purpose, numerical models were developed to define flexural behavior of UHPFRC and coupling between NC and UHPFRC. FEM analysis approved the efficiency of the method also.
    Keywords: Reinforced Concrete Structures, UHPFRC, Strengthening, Prefabricated Panel
  • Babak Aminnejad, Ahmad Reza Rahimi Pages 73-86
    To evaluate the safety of concrete gravity dams, especially in severe loading conditions such as the earthquake in MCL-scale has caused major concern and investigation of the non-linear behavior of these structures, taking into account the various interactions with water and foundation that needs further research. Nature and forcing records of far and near field of an earthquake are different on structures. In this thesis, first, has been investigated the different criteria for the classification of far and near field of an earthquakes and then two near-field records and two far-field records were selected for analysis. Two far-field records on the basis of the maximum horizontal acceleration of corresponding near-field records are scaled. Koyna dam has been chosen as a case study. And to obtain crack length by using static analysis, first assumed longitudinal cracks in the dam heel and is considered increases the crack length to the extent that tensile stress at the end of the crack is less than from permissible tensile stress in concrete. For elements of dam using ANSYS software from PLANE 183 eight-node elements and nonlinear dynamic analysis that is a tool to check the seismic safety of concrete gravity dams. In this thesis linear and nonlinear dynamic analysis have been done under five different earth quake with PGA and different frequency content and the dynamic interaction between the dam and the lake that has been modeled with added mass. After performing dynamic analysis on Koyna, cracked dam, before and after cracking have completely different results. In cracked case the value of shift is less than the un cracked case.
    The main tensile stress at the end of the crack is more than n cracked case. According to what is shown on analysis, in addition to the PGA, earthquake frequency content is effective in the destructive power of earthquakes.
    Keywords: Concrete Gravity Dam, Koyna Dam, Far Field, Near Field Earthquake, Ansys Software
  • Mohammad Koshafar, Hesam Madani Pages 87-101
    Nowadays, pozzolans are used as cement replacement materials. In recent decades, a large number of studies have investigated the effect of nano silica on the properties of cement based materials. In many cases it has been shown that the use of nano silica as a pozzolan could improve the properties such as mechanical properties and durability of concrete and it has caused to increase service life of structures. Due to the large variety of nano-silica, some of them such as nano silica gel have been studied scarcely. Nano silica gel could have widespread applications, especially in dry mortars. The aim of this study is to provide a method for the production of nano-silica gels and their effects on the properties of cement mortars. The results indicate the good performance of nano silica gel in the process of compressive strength development at early ages. Furthermore, the microstructure was improved considering the results of water permeability and Rapid chloride Migration Test (RCMT) at 28days. By increasing the percent of substitution, strength properties and microstructure were improved.
    Keywords: Nano Silica Gel, Silica Fume, Compressive Strength, Durability, Cement Based Materials