فهرست مطالب

مهندسی عمران شریف - سال سی و چهارم شماره 2 (تابستان 1397)

مجله مهندسی عمران شریف
سال سی و چهارم شماره 2 (تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/06/01
  • تعداد عناوین: 14
|
  • محمدکاظم شربت دار*، احسان شایانی، علی خیرالدین صفحات 3-13

    تیرهای کوپله ی ساخته شده از HPFRCC، جایگزین مناسبی برای بتن معمولی هستند و تراکم آرماتور موجود در تیر رابط را کاهش می دهند و لذا رفتار سازه یی مطلوب می شود. در نوشتار حاضر به بررسی آزمایشگاهی رفتار چرخه یی 3 نمونه دیوار برشی کوپله ی بتنی پرداخته شده است که نمونه ی اول با بتن معمولی و آرماتور قطری و دورپیچ، نمونه ی دوم با آرماتور قطری بدون دورپیچ و نمونه ی سوم بدون آرماتور قطری هستند، ولی نمونه های دوم و سوم از بتن HPFRCC ساخته شده اند. نتایج نشان داد که حضور الیاف باعث جلوگیری از افزایش عرض و پخش ترک ها در نمونه های HPFRCC نسبت به نمونه ی بتن معمولی و افزایش میزان جذب انرژی، سختی نمونه ها و تاخیر در ایجاد گسیختگی شده و شکست برشی کششی در نمونه ی بتن معمولی به شکست برشی لغزشی در نمونه ی بتن الیافی تبدیل و با وجود حذف آرماتور دورپیچ، باعث افزایش 20٪ مقاومت و 37٪ شکل پذیری نمونه ی تیر کوپله با HPFRCC بیشتر از نمونه ی مرجع شده است.

    کلیدواژگان: تیر رابط، دیوار برشی کوپله، شکل پذیری، کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند، HPFRCC
  • علی اکبر گلشنی *، مهدی جنیدی، سینا مجیدیان صفحات 15-23

    در تقاطع ها حالت تنش و جابه جایی های زمین سه بعدی است. بنابراین فقط با تحلیل های سه بعدی می توان رفتار تونل در این نواحی را بررسی کرد. در پژوهش حاضر، یکی از تقاطع های ایجادشده در تونل حکیم تهران با مدل سازی سه بعدی و با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس بررسی شده است. در مطالعه ی حاضر، بیشتر تمرکز بر روی اثر ساخت تقاطع در جابه جایی ها و نیروهای داخلی پوشش تونل است. نتایج نشان داد که با ساخت تقاطع، بیشینه ی نشست سطحی نسبت به تونل تک تا 29\٪ افزایش می یابد. همچنین با توجه به توزیع نیروهای داخلی مشاهده شد که ساخت تقاطع (جهت محیطی) فقط در نیمی از مقطع پوشش اثر می گذارد و پتانسیل خرابی در تاج و دیواره های تقاطع به نسبت دیگر بخش های تونل بسیار بیشتر است. با بررسی مقاطع مختلف تونل اصلی، نتایج نشان داد که بیشینه ی ناحیه ی تاثیر پوشش، در فاصله ی 15 متری از مرکز تقاطع است.

    کلیدواژگان: تونل حکیم، تحلیل سه بعدی، ناحیه ی تقاطع، نشست سطحی، نیروهای داخلی پوشش
  • عباس اسلامی * صفحات 25-33

    در نوشتار حاضر، دوره ی تناوبی و میرایی موثر سازه های متکی بر پی های نواری با درنظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه بررسی شده است. توده ی خاک غیرمتراکم که می تواند معرف رفتار خاک رس اشباع در حالت زهکشی نشده باشد، توده یی نیمه بی نهایت است، که پی نواری مدفون را احاطه کرده است. به علت غیرمتراکم فرض کردن محیط ایزوتروپیک، ضریب پواسون برای چنین محیطی برابر 0٫5 است و در این حالت، سرعت موج فشاری بی نهایت می شود. بنابراین برای جلوگیری از مشکلات عددی در روش المان مرزی مورداستفاده، لازم است حل های اساسی جابه جایی و تنش سطحی در حوزه ی بسامد را با استفاده از روابط هم ارزی، به صورت مستقل از سرعت موج فشاری بیان کرد. با به کارگیری حل های اساسی تصحیح شده، توابع امپدانس پی های نواری مدفون محاسبه و با نتایج موجود در حالت مذکور مقایسه شده است. در ادامه، سازه ی یک درجه آزادی تحت اثر اندرکنش خاک و سازه با سازه ی گیردار معادل جایگزین و درنهایت، دوره ی تناوب و میرایی موثر سازه های پهن، متوسط و لاغر محاسبه و با هم مقایسه شده اند.

    کلیدواژگان: روش المان مرزی، اندرکنش خاک و سازه، پی نواری مدفون، توابع امپدانس، دوره ی تناوب، میرایی موثر
  • امیررضا ممدوحی*، میلاد مهدی زاده، افشین شریعت صفحات 35-43

    پژوهش حاضر سعی در شناسایی ناهمگونی و منبع محتمل آن (نقش توام)در میان متغیرهای مهم انتخاب شیوه ی سفر تحصیلی دانش آموزان با به کارگیری مدل لوجیت ترکیبی (ML) درمقایسه با مدل های ساده تر و با فرض های محدودکننده یی همچون لوجیت چندگانه (MNL) دارد. براساس داده های معتبر حاصل از پرسش گری میدانی (735 مشاهده از 1078 پرسش نامه ی توزیع شده)، نتایج حاکی از برتری برازش آماری مدل ML نسبت به MNL در سطح اطمینان 99٪ (بهبود خوبی برازش از سهم بازار از 0٫25 به 0٫29) است. در مدل ML اثر متغیر فاصله با ناهمگونی در رفتار با توزیع تصادفی نرمال) با میانگین 0٫24− و انحراف استاندارد 0٫08(به جای یک میانگین (0٫12−)در مدل MNL برای مشاهده هاست. یک درصد افزایش در فاصله موجب کاهش احتمال انتخاب پیاده روی به میزان 0٫78 در مدل MNL و 0٫86 در مدل ML می شود. همچنین، مدل ML نشان داد که در خانوارهای با 2 یا بیش از 2 خودروی تحت تملک با افزایش فاصله، احتمال انتخاب شیوه ی پیاده روی نسبت به سایر شیوه ها بیشتر کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: لوجیت ترکیبی، تجزیه ی ضریب تصادفی، فاصله ی زمانی، مالکیت شخصی خودرو
  • وحیدرضا کلات جاری، محمدحسین طالب پور* صفحات 45-57

    در نوشتار حاضر، با الهام از شیوه ی جست وجوی الگوریتم های فراابتکاری مختلف از قبیل GA، CSS، PSO و HS الگوریتم ترکیبی نوینی پیشنهاد شده است. در الگوریتم مذکور، هر طرح در فضای طراحی به عنوان یک نقطه در فضای کاوش لحاظ می شود. مجموعه ی نقاط در کنار یکدیگر، جمعیت را تشکیل می دهند. براساس روش پیشنهادی، هر نقطه از جمعیت با حرکت به سوی نقاط منتخب جمعیت حاضر، مرکز هندسی نقاط منتخب و نیز مرکز هندسی کلیه ی نقاط جمعیت حاضر در موقعیت جدید قرار می گیرند. در حرکت هر نقطه، میزان جابه جایی گذشته نیز به عنوان عاملی مستقل در نظر گرفته می شود. بدین ترتیب براساس شیوه ی حرکت نقاط در الگوریتم پیشنهادی و نیز اهداف حرکت هر نقطه، موقعیتی مناسب تر در فضای کاوش برای نقاط متحرک کسب می شود. با حرکت کلیه ی نقاط، جمعیت جدید که نقاط شایسته تری نسبت به جمعیت گذشته دارند، شکل می گیرد. برای ارزیابی کارآیی الگوریتم پیشنهادی از مثال های رایج سازه های اسکلتی استفاده شده است. نتایج حاکی از کارآیی مناسب روش پیشنهادی در نیل به نقطه ی بهینه است.

    کلیدواژگان: بهینه یابی، سازه های اسکلتی، الگوریتم های فراابتکاری، الگوریتم ترکیبی
  • فرشاد بهزادی نیا، علیرضا رهایی* صفحات 59-69

    استفاده از دیوارهای برشی مرکب به عنوان سیستم مقاوم لرزه یی در سازه ها در سال های اخیر گسترش یافته است، اما اطلاعات کاملی در مورد عملکرد آن ها به خصوص در موارد وجود بازشو در دسترس نیست. در مطالعه ی حاضر، در ابتدا به منظور اعتبارسنجی روش تحلیل، مدل دیوار برشی مرکب با درز آزمایش شده در دانشگاه برکلی، با مدل سازی در نرم افزار آباکوس تحلیل شد که مطابقت خوبی بین مدل آزمایشگاهی و تحلیلی مشاهده شد. سپس به بررسی اثر محل قرارگیری و تعداد بازشو در عملکرد دیوارهای مذکور پرداخته شده است. بدین منظور مدل هایی با بازشوهای نزدیک به تیر یا ستون و بازشوهای مستطیلی افقی یا عمودی تهیه و تحلیل شدند. در نهایت، روند نمودار بار تغییرمکان دیوار برشی مرکب و دلایل تغییرات سختی دیوار مذکور بررسی شده است. نتایج مطالعات نشان می دهد که دیوار در حالت تک بازشو و بازشوی مرکزی، کمترین کاهش سختی و مقاومت و نیز توزیع متناسب تر تنش را دارد. ضمنا کمانش ورق فولادی و جاری شدن المان های دیوار از عوامل تغییر سختی آن هستند.

    کلیدواژگان: دیوار برشی مرکب، اثر محل بازشو، اثر تعداد بازشو، مقاومت، سختی
  • مژگان یعقوب شاهی، محمد مهدی علی نیا* صفحات 71-79

    در روش طراحی حدی، به جان تیرورق های فولادی اجازه ی کمانش برشی داده می شود تا از ظرفیت مقاومتی میدان کشش آن ها استفاده شود. تغییرشکل های خارج از صفحه ی تکرارشونده تحت بارهای تکرارشونده فرای بار کمانش، در جان تیرورق ایجاد می شود که به پدیده ی تنفس جان موسوم است و سبب ایجاد تغییرات بالای تنش های خمشی ثانویه در مرزهای جان می شود. تنش های مذکور در ترکیب با تنش های غشایی موجود، منجر به ترک های خستگی در نواحی ذکرشده می شوند. حالت تنش ها در محل های بحرانی ایجاد خستگی، بسیار مهم است. در نوشتار حاضر، تحلیل عددی گسترده یی بر تیرورق های فولادی برای بررسی حالت تنش در جان تنفس کننده ضمن مدل سازی رفتار پس کمانش ورق صورت گرفته است. در بیشتر آیین نامه های طراحی سازه های فولادی، طبقه بندی خاصی بر مبنای تنش اسمی برای تعیین عمر خستگی جان تنفس کننده معرفی نشده است، بنابراین در نوشتار حاضر از روش تنش های هندسی در نواحی بحرانی کنار جوش استفاده شده است.

    کلیدواژگان: تنفس جان، روش اجزاء محدود، خستگی، تیرورق فولادی
  • محمدحسین زاده*، سعید پورزینلی صفحات 81-92

    پدیده ی ضربه در پل ها که در محل درز انقطاع بین دو بخش از عرشه و یا عرشه و کوله ها رخ می دهد، می تواند موجب خرابی در محل برخورد و یا افتادن عرشه از روی پایه شود. یکی از راهکارهای کاهش خسارت های ناشی از پدیده ی مذکور، انتخاب اندازه ی مناسب درز انقطاع است. لذا در پژوهش حاضر، با مدل سازی 6 پل 2 و 3 دهانه با دوره تناوب های مختلف و درنظر گرفتن درزهای انقطاع 2٫5، 5، 7٫5، 10، 12٫5 و 15 سانتی متری، اثر اندازه ی درز انقطاع در پارامترهای لرزه یی شامل بیشینه ی جابه جایی مطلق عرشه، بیشینه ی لنگر خمشی پایه، بیشینه ی نیروی ضربه و نرخ تعداد ضربه بررسی شده است. پل های مورد مطالعه تحت 16 شتاب نگاشت حوزه های دور و نزدیک قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزایش اندازه ی درز انقطاع موجب کاهش تعداد برخورد و افزایش بیشینه ی جابه جایی عرشه می شود. همچنین زلزله های حوزه ی نزدیک موجب ایجاد پاسخ های لرزه یی بزرگ تر در پل ها نسبت به زلزله های حوزه ی دور می شوند.

    کلیدواژگان: پل، درز انقطاع، ضربه، زلزله های حوزه های دور و نزدیک
  • محمدرضا احدی*، مهدی نصرالهی صفحات 93-102

    هزینه ی کاربران راه به عنوان یکی از اجزاء هزینه ی راه در ایران، معمولا مورد بی توجهی در برآوردهای امکان سنجی و توجیه فنی پروژه های راه سازی قرار گرفته است. از این رو هدف از پژوهش حاضر، برآورد هزینه ی کاربران برای آزادراه رشت قزوین به عنوان یکی از مهم ترین محورهای ارتباطی کشور در کریدور شمال جنوب است. به این منظور، با گردآوری اطلاعات ترافیکی و راه سازی مسیر موردنظر، به برآورد هزینه ی عملکرد پرداخته شد. همچنین برای برآورد هزینه ی سوخت از نرم افزار Advisor، برای برآورد ارزش زمان مردم منطقه از نرم افزار اقتصادسنجی Eveiws و برای برآورد هزینه های منطقه ی عملیاتی از نرم افزار Aimsun استفاده و با انجام روند محاسبات و تحلیل داده ها، هزینه ی هر یک از اجزاء کاربران راه به تفکیک و برای هر نوع وسیله ی نقلیه ارائه شد. بر طبق نتایج حاصل، هزینه ی کاربران راه در طول سال 93، حدود 291٫7 میلیارد تومان برآورد شد که حدود 70٪ هزینه ی ساخت 5 ساله ی آزادراه رشت قزوین است.

    کلیدواژگان: هزینه ی کاربران راه، هزینه ی عملکرد وسیله ی نقلیه، هزینه ی منطقه ی عملیاتی، ارزش زمان
  • فردین جعفرزاده، مصطفی زمانیان* صفحات 103-112

    تغییر در جهت محور تنش اصلی بیشینه $(alpha)$ و پارامتر تنش میانی $(b=(sigma_2-sigma_3)/(sigma_1-sigma_3))$
    به عنوان پدیده هایی رایج در بیشتر سازه های ژئوتکنیکی به شمار می روند. در نوشتار حاضر، تاثیر دو پدیده ی ذکرشده در مدول برشی دینامیکی و نسبت میرایی مصالح که دو پارامتر مهم در مسائل مهندسی ژئوتکنیک به شمار می روند، بررسی شده است. به همین منظور با استفاده از دستگاه استوانه ی توخالی تناوبی یک سری آزمایش تناوبی زهکشی نشده در شرایط مشخصی از نظر $alpha$ و $b$، بر روی نمونه های شل ماسه ی بابلسر انجام شد و نتایج نشان داد که با نزدیک شدن $alpha$ به 45 درجه، مدول برشی و نسبت میرایی نمونه های ماسه یی کاهش می یابد. در عین حال پارامتر $b$ به جز در شرایط $alpha=45$، تاثیر چندانی در مدول برشی و یا نسبت میرایی نمونه ها نداشت. همچنین تاثیر پارامترهای $alpha$ و $b$ در مدول برشی و نسبت میرایی، با افزایش فشار همه جانبه ی موثر افزایش یافت.

    کلیدواژگان: دول برشی، نسبت میرایی، ماسه، جهت محور تنش اصلی بیشینه، پارامتر تنش میانی
  • محمد مقصودی*، علی اکبر مقصودی صفحات 113-124

    تعیین مد شکست، درصد بازتوزیع لنگر و شکل پذیری، با کاربرد ابر بتن خودتراکم (UHSSCC) در اعضاء پس کشیده ی نامعین (در مقیاس واقعی با طول 9 متر) با دو کابل با خروج از مرکزیت متغیر بدون پیوستگی کاوش شد. ابتدا چنین ابر بتنی در فاز خمیری با معیارهای جهانی طراحی و با موفقیت ساخته شد. سپس کاربرد ابر بتن با مقاومت فشاری 95 مگاپاسگال، در طراحی تیر ساخته شده که تا مرحله ی تخریب بارگذاری و با انواع حس گرها پایش شد، ارزیابی شد. یافته های پایش، تئوری (6 آیین نامه) و پژوهشگران مختلف مقایسه و مشخص شد که به ترتیب بیشترین و کمترین درصد بازتوزیع لنگر تئوری (25 و 15) مربوط به آیین نامه ی CEB-FIP و آیین نامه های 2EC و DIN است که بیشترین مقدار، بسیار نزدیک و کمترین آن 61٪ کمتر از مقدار 24٫1٪ آزمایشگاهی است. امکان دسترسی به بازتوزیع لنگر و شکل پذیری چنین اعضایی در صورت استفاده از کمینه ی مجاز فولاد کششی معمولی وجود دارد. اهمیت بازتوزیع لنگر و شکل پذیری چنین اعضایی، در مناطق زلزله خیز حائز اهمیت است.

    کلیدواژگان: تیر سراسری، پس کشیده ی بدون پیوستگی، ابر بتن خودتراکم، پایش، بازتوزیع لنگر و شکل پذیری
  • اصغر وطنی *، محمد حیدری، سهیل سروش نیا صفحات 125-131

    بتن سبک اتوکلاو شده (AAC) به علت مزایای فراوان به عنوان عنصر سازه یی در ساختمان های کوتاه مرتبه و همچنین میانقاب در تمامی ساختمان ها استفاده می شود. مشکل اصلی بتن سبک اتوکلاوشده، ترد بودن و خواص مکانیکی پایین است. در نوشتار حاضر، با استفاده از الیاف کربن، پلی پروپیلن، شیشه ی نوع A و شیشه ی نوع E، سعی در بهبود خواص بتن مذکور شده است. نتایج نمایان گر این موضوع است که افزودن 0٫3٪ الیاف کربن، مقاومت فشاری و کششی را افزایش می دهد. همچنین افزودن الیاف پلی پروپیلن در بهبود خواص مکانیکی موثر است، اما تاثیر آن از الیاف کربن کمتر است. افزودن الیاف شیشه ی نوع A، باعث کاهش مقاومت فشاری و کششی می شود. افزودن 0٫4٪ الیاف شیشه ی نوع A، مقاومت فشاری را به میزان 32٪ و مقاومت کششی را به میزان 29٪ کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: بتن هوادار اتوکلاو شده، الیاف کربن، الیاف پلی پروپیلن، الیاف شیشه، مقاومت فشاری، مقاومت کششی
  • امیرعلی ماهوتی، هوشنگ کاتبی* صفحات 133-142

    توسعه ی شهر تبریز بر روی لایه های مارن و تمایل روزافزون به ساخت گودهای عمیق، باعث اجرای انکرهای گروتی در خاک های مارن شده است. هدف نوشتار حاضر، بررسی ظرفیت کششی انکرهای گروتی اجراشده در مارن تبریز، رفتار آن ها در برابر آزمایش های خزش و پایش بلندمدت در برابر نیروهای کششی است. لذا 10 عدد انکر گروتی یک شکل با مقیاس واقعی به طول آزاد 4 متر، طول تزریق شده ی 3 متر و قطر 11 سانتی متر داخل خاک مارن در سایت پژوهشی دانشگاه تبریز ساخته شد. آزمایش های کشش برای 4 انکر انجام و نیروی گسیختگی و پارامترهای خزشی به دست آمد. جهت پایش بلندمدت، 6 انکر در نیروهای مختلف قفل، نیروی باقی مانده در آن ها به مدت 6 ماه قرائت و کاهش نیرو در طول زمان با روابط ریاضی پیش بینی و با قرائت های واقعی مقایسه شد. نتایج نشان داد که تغییرشکل و نشست پد بتنی تکیه گاه انکر به علت خزش در مارن، قابل توجه و سبب کاهش نیروی باقی مانده در قفل هستند.

    کلیدواژگان: انکرهای گروتی، مارن تبریز، مقاومت کششی، خزش، پایش بلندمدت
  • محمود نادری*، فرهانه محمدی صفحات 143-150

    از گذشته، کانال های روباز از رایج ترین و بهینه ترین مقاطع مورد استفاده در سیستم های انتقال آب به شمار می آیند. در میان روش های مختلف انتقال آب، استفاده از نیروی ثقل و به حرکت در آوردن آب به صورت جریان با سطح آزاد به همراه ایجاد کانال ها و سازه های هیدرولیکی مرتبط، نظیر: سرریزها، دریچه ها و... از متداول ترین روش ها در آب رسانی و آبیاری است. به همین دلیل در بررسی کانال ها، نوع آن، مقاومت و نفوذپذیری کانال از جمله موارد مهمی محسوب می شوند که برای به کارگیری کانال باید به آن ها توجه کرد. به همین دلیل، مطالعاتی برای بررسی کیفیت بتن کانال انجام و از روش های «پیچش» و «محفظه ی استوانه یی»، برای تعیین مقاومت و نفوذپذیری کانال اصلی انتقال آب استان قزوین استفاده شد. نتایج حاصل نشان می دهد که بین مقاومت و نفوذپذیری بتن کانال مذکور، در مکان ها و سنین مختلف ارتباط معنادار معکوسی وجود دارد.

    کلیدواژگان: کانال، آبیاری، بتن، مقاومت، نفوذپذیری
|
  • M. Joneidi, S. Majidian, A.A. Golshani* Pages 15-23

    highway-Iran. The tunnel has three lines on each side, each of which consists of two distinct pathways. The modeling has been done using finite-element software ABAQUS. An elasto -plastic model with Mohr-coulomb failure criteria was used to present the stress-strain soil and an elastic model was considered for shotcrete behavior. The NATM tunneling method was considered in numerical analyses. Extreme care taken during excavation and immediate application of support media prevent unnecessary loosening of media. The effect of elasticity coefficient, which increases with depth, was also considered. Due to the excavation of the child tunnel, the surface settlement over the intersection area and deformation of crown intersection were studied. Results showed that the upper area of shotcrete in the main tunnel, near to intersection, and near to the side's area in the child tunnel, is a critical section for designing the support. In order to verify the accuracy of finite- element model, some results are compared with field measurement. The results showed that creating an opening in the main tunnel causes the surface settlement increase to 29%. The results showed that with opening of the main tunnel, moments and axial forces in the tunnel lining significantly increase. In the circumferential direction, half of the section close to the opening was more heavily affected than the other part. In the longitudinal direction, the lengths of the scopes of influence were about 1.5 times the diameter of the child tunnel. Also, the results showed that by an increase in the coefficient of lateral pressure, moments and axial force increase only in the area of two tunnel junctions. It is proposed that local thickening combined with an improvement in the bearing capacity should be undertaken to increase the stability of the intersection.

    Keywords: Hakim tunnel, 3-D numerical analysis, intersections area surface settlement, lining internal forces
  • A. Eslami Pages 25-33

    In this paper, effective period and damping of structures connected to an embedded strip footing are evaluated by consideration of soil structure interaction effect. Incompressible soil mass which may account for undrained behavior of saturated clay is modeled as a homogeneous and isotropic semi-infinite medium by using boundary element method. Boundary element method is suitable tool to model such media including infinite or semi-infinite boundaries. Incompressible soil medium has Poisson's ratio of 0.5. However, in this case the dilatational wave velocity approaches to infinity. Therefore, displacement and traction fundamental solutions in frequency domain which are utilized by boundary element method have to be expressed independent of dilatational wave velocity to prevent from numerical instability. These modifications have been performed using equalities relations. Having obtained the fundamental solutions of the incompressible soil medium, different problems considering soil structure interaction effect can be solved. Impedance functions of embedded strip footing rest on incompressible soil medium are obtained using boundary element method. In order to evaluate the components of impedance functions, three boundary value problems including unit displacement in horizontal, vertical and rotational directions of the footing have to be solved separately. The results are presented as a function of dimensionless frequency. There are good agreement between the obtained results and those of solution in the literature. The components of impedance functions are complex numbers. Real and imaginary parts represent respectively, stiffness and radiation damping of the semi-infinite soil medium. Impedance functions depend on excitation frequency, width of strip footing, shear wave velocity and Poisson's ratio. A single degree of freedom structure with flexible basement is replaced by an equivalent fixed base structure and its effective period and damping are then computed. Dimensionless parameters suitable for strip footing are introduced in this paper. The effective period and damping of structures with different heights are then obtained using an iterative procedure and compared to each other.

    Keywords: Boundary element method, soil-structure interaction, embedded strip footing, impedance functions, effective period and damping
  • A. R. Mamdoohi*, A. Shariat, M. Mehdizadeh Pages 35-43

    The present research used a sophisticated model (mixed logit model) to estimate children's school travel mode use instead of last simpler analysis (more confined models) and other statistical analysis. In the past school travel studies, heterogeneity around the mean of variables in the decision maker's behavior has not been identified. Hence, this study attempted to identify parental taste variation on their children mode choice. The study area was in Rasht, Iran. A questionnaire was designed and 1078 questionnaires were distributed among parents of students from grade one to three in nine elementary schools (including public and private boys and girls schools) in all districts of Rasht' education department and all socio-economic status of the city in January 2014 (Return Rate: 80%). Based on valid observation (712 individual) from a field survey, results showed that mixed logit (ML) model has better goodness of fit compared with multinomial logit (MNL) model in 99% confidence interval. In ML model, the effect of home to school distance had a heterogeneity with normal distribution (mean= -0.24 and SD= 0.08) instead of a mean (-0.12) in the MNL model. One percent increase in distance reduces the probability of walking mode by around 0.78 and 0.86 in MNL and ML models, respectively. Furthermore, ML results showed that households, with two or more owned cars, had more sensitivity to walking mode in children's school trip. Some possible parts of the difference in taste variation towards perceived distance of walking from home to school in the walking utility function could be explained by the number of vehicles owned by households. Further, by increasing the walking time from home to school, the probability of choosing walking mode to school will be reduced over school service and household private car. Thus, the existence of high quality school (e.g., well-educated teachers) in all areas of Rasht might not solve the probability of choosing walking mode versus choosing motorized modes.

    Keywords: Mixed logit, random coefficient analysis, walking time, car ownership
  • V. R. Kalatjari, M.H. Talebpour* Pages 45-57

    This study proposes a new hybrid algorithm for optimum design of skeletal structures using a search method inspired by such meta-heuristic algorithms as GA, CSS, and PSO. In the proposed method, the exploration space is searched via moving points. Each design in the design space corresponds to a moving point in the exploration space. Collectively, these moving points form a population. By moving within the exploration space, these moving points create an evolutionary process for successive populations while moving towards the optimal point. The movement and displacement of the moving points in the exploration space is consistently based on the factors and characteristics of the previous population. To this end, similar to other meta-heuristic algorithms, the first population is created randomly. Then, the positions of the points in the next population are determined based on the geometric center of the previous population, the geometric center of the selected points, and the positions of

    the selected points in the previous population. In this way, the points form a new population by moving within the design space towards the collective center of the points, the collective center of the selected points, and the respective positions of the selected points in the previous population. The average quality of the present population points, the average quality of the set of the selected points, and the quality of each selected point affect the displacement of the moving points. Other significant factors affecting the formation of points in a new population include variation as well as displacement of individual points in the previous population, acting independent parameters in specifying a new position for each point. To evaluate the efficiency of the proposed algorithm, we used a number of the benchmark examples. To this end, we plotted the optimization process convergence diagram for each example to study the method used in the proposed algorithm for obtaining the optimum point. On the other hand, we determined the average number of successive runs obtained for the proposed algorithm for each example. Our results showed that the best and the average run convergence trends calculated for different examples were in good agreement, which is a sufficient proof that the proposed algorithm possesses the required efficiency in obtaining the optimum point.

    Keywords: Optimization, skeletal structures, meta-heuristic algorithm, hybrid algorithm
  • F. Behzadinia, A. Rahai * Pages 59-69

    Application of composite shear wall as a seismic resistant structural system has increased recently to improve the steel shear wall behavior and ultimate capacity by means of controlling the out-of-plane buckling shape of the steel plate. One of the most important fields in shear wall performance study is the effects of providing an opening on wall surface. These openings may be needed for some reasons including architectural and installation requirements.The aim of this research is to investigate the effects of the location and number of openings on composite shear wall behavior. Firstly, a composite shear wall, which was tested at Berkeley University, was simulated with finite-element software Abaqus in order to verify numerical modeling. Appropriate conformity between the experimental and numerical results was observed.Then, the effects of the existence of square opening have been studied. Primarily, the location effects were investigated. For this purpose, the model with a central opening defined as the main model. Then, two other models with the same opening area were simulated to compare with the main model: one with

    opening near the column and the other with that near the beam. As a general result, by moving the opening location from the center of the wall, the wall stiffness decreases and opening near the beam has the least stiffness. For evaluating the effects of number of openings on composite shear wall behavior, a model with one opening was compared with two models with two openings. It should be noted that the opening area in these three models is the same; one with two vertical openings and the other one with two horizontal openings. Consequently, the model with two horizontal openings made more reduction in strength and stiffness of the wall. Finally, the changes in the stiffness of a composite shear wall without opening were investigated and observed that changes in stiffness are due to steel plate buckling and wall elements yielding. For each model, force-displacement curve, strength, stiffness, the produced stresses, energy absorption and failure mode of the models are presented.

    Keywords: Composite shear wall, the opening location effect, the number of opening effect, strength, stiffness
  • * M. Yaghoubshahi, M.M. Alinia Pages 71-79

    Since road and railway bridges are under repeated service loading, fatigue analysis and design of such structures' components are imperative. Limit state design method allows web panels of steel plate girders to be loaded beyond the elastic shear buckling load to make use of tension field reserve of strength. Under repeated load in excess of the elastic shear buckling load, due to initial imperfections, repeated out-of-plane deformations result in the web panel which, in turn, leads to relatively high secondary bending stress ranges at panel borders where the panel intersects flange and vertical stiffener. This phenomenon is known as web breathing effect. High secondary stress range in combination with membrane stress causes fatigue cracking and premature failure at the web panel borders. Stress states at critical regions of the panels play an important role in fatigue crack initiation. Therefore, in the present study, an extensive numerical analysis on steel plated girders was performed to explore the state of stresses in breathing webs. Postbuckling of web panels was simulated using a FE procedure incorporating both material and geometrical nonlinearities, and it was shown that maximum principal surface stresses occur at corner borders of web panels where the tension field is anchored. In these critical regions, fatigue cracks initiate, and it is in agreement with experimental evidences. In this numerical study, the influences of various geometrical parameters, including slenderness ratio, imperfection factor, and boundary members' stiffness, on the stress response of panels were investigated. It was observed that by increasing slenderness ratio, the rate of increase in maximum principal stresses for very slender panels is much higher than stockier panels. Moreover, in small imperfections, the response curves of maximum principal stresses versus applied load become nonlinear, whereas, for large imperfection factors, the curves are almost linear. The effect of the boundary members' stiffness on the stress response of breathing web panels becomes more pronounced in higher imperfection scale factors. In most codes of practice, no specific detail based on nominal stress is available to predict fatigue life of breathing webs. In this study, the method of geometric stress at critical regions adjacent to the weld toe is employed to predict fatigue life of breathing webs.

    Keywords: Web breathing, finite-flement method, fatigue, steel, plated girder
  • M. hoseinzadeh *, S. Pourzeynali Pages 81-92

    In order to reduce the cost and time of seismic analyses, due to lack of correct understanding of structural characteristics and the forces acting on, usually simplified assumptions are applied in the structural modeling that could lead to unrealistic responses. One of these simplified assumptions in bridge modeling is ignoring the pounding phenomenon and soil-structure interaction. Nowadays, the bridges are considered as a vital component in urban and inter-urban transportation systems that the disruption in their operation due to partial or full collapses could lead to disruptions in the transportation system and heavy costs and consequences. One of the major factors, which is considered by the researchers after some earthquakes such as Northridge, Kobe and Chi Chi and their destructive effects on bridges in recent decades, is the pounding phenomenon. This phenomenon is a result of a collision
    between two parts of the deck and/or deck and lateral piers (abutments) in the gaps during the earthquake. The pounding in bridges could cause damage in the deck and abutment or the dislocation of deck from the pier. In conventional bridge designs with a few centimeters gap, pounding in severe earthquakes will be unavoidable. Therefore, in this study, with modeling two- and three-span bridges with different periods and considering the gaps of 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5 and 15 cm, the effects of the gap size on seismic parameters, including maximum absolute displacement of the deck, the maximum pier bending moment, the maximum pounding force, and the number of pounding, are analyzed. The bridges are subjected to 8 far-field and 8 near-field accelerograms. The results show that increasing the size of gap reduces the number of poundings and increases the maximum deck displacement. However, the trend of changes in maximum pounding force is subject to the bridge period and applied earthquake specifications. In addition, the near-field earthquakes lead to greater seismic responses than that of the far field ones.

    Keywords: _ Bridge, gap, pounding, near-field and far-field earthquakes Q-hyst model
  • M. R. Ahadi *, M. Nasrollahi Pages 93-102

    Road user costs as one of the factors inherent in the road costs, because of being financed by road users and not the government, are sometimes neglected in Iran during feasibility studies and technical justification of road projects. While this cost could be helpful in the cost-benefit analysis of road project for the selection of optimal option. The cost of road users shall be classified in the following groups: operation vehicle cost, value of time and work zone cost. Therefore, this research aims at estimating the costs of users of Rasht-Qazvin freeway as one of the most important routes of North-South corridor. Following this attempt, operation vehicle costs (VOC) are estimated by collecting traffic and construction information of the target route in line with World Bank models (HDM III, HDM IV). Moreover, Saipa and Iran Khodro models (Advisor software) were used to assess the fuel cost due to the high importance of the problem. Stated Preference method and Eveiws econometric software were also used to approximate the value of time of the people and create the Utility models, respectively. The estimation of the extra consumed resources in the work zone as a result of traffic disruption was preformed while taking advantage of Aimsun simulation software to determine delay and fuel consumption resulting from road closure. Analyzing the data, the cost associated with every single parameter of road users separately and for each of vehicle types are presented. According to the results, depreciation and work zone costs incorporate the highest and the lowest costs imposed on the users, respectively. Furthermore, road user costs in the year of 1393 were approximated around 291.7 Billion Tomans which accounts for roughly 70 percent of the 5-year construction costs of this freeway to which can be paid especial attention in the economic analysis of the road projects.

    Keywords: Road user cost, operation, vehicle cos, t work zone cost, value of time
  • F. Jafarzadeh, M. Zamanian * Pages 103-112


    Direction of loading and magnitude of the intermediate principal stress have significant effect on the soil responses. In many of in-situ loading, the direction of major principal stress does not coincide with the deposition direction of the soil. In addition, the magnitude of the intermediate principal stress should be exerted in the three dimensional loading condition. A reliable assessment of the soil behavior and good estimation of the soil parameters need to do tests in similar condition with in-situ. Therefore, the testing apparatus should be able to control the loading direction in various stress paths. Typical equipment used in the geotechnical laboratory does not the ability to control the magnitude and direction of principal stresses. The cyclic hollow cylinder apparatus can control the magnitude and direction of the principal stresses and impose minimum non-uniformity on the specimens. The hollow cylinder apparatus used in this study is fully automated and can simultaneously control five loading axe (i.e., the vertical load, torque, inner cell pressure, outer cell pressure and back pressure). The main specifications of the specimens are as follows: 100mm outside diameter, 60mm inner diameter, and 200mm height. The consolidation control options allow various isotropic and anisotropic consolidation statuses. Moreover, the load could be exerted as cyclic or monotonic. The test material used in this study was Babolsar sand, obtained from the South coast of the Caspian Sea. A total of 30 undrained cyclic torsion shear tests were performed in a cyclic hollow cylinder apparatus in order to specifically investigate the effect of mean confining stress, sigma′0m
    , intermediate principal stress ratios, as indicated by b=(sigma2−sigma3)/(sigma1−sigma3) and principal stress directions alpha.Results showed that the dynamic shear modulus is minimum and the material damping ratio is maximum as alpha is close to 45circ. This observation is contrary to the current understanding in which progressively weaker responses are to be expected as the major principal stress aligns itself toward the weaker horizontal direction. The intermediate principal stress ratio had no significant effect on the dynamic shear modulus and material damping ratio. The effects of loading direction or intermediate principal stress ratio on the dynamic shear modulus and material damping ratio were magnified by increasing confining stress

    Keywords: Shear modulus, damping ratio, sand major principal, stress direction, intermediate principal stress ratio
  • M. Maghsoudi*, A. A. Maghsoudi Pages 113-124

    The main aim of this research is to investigate, mode of failure, determination of moment redistribution, and ductility using High Strength Self-Compacting Concrete (HSSCC) in indeterminate post-tensioned unbonded continuous (full scale of 9m span) members. To do so, first, in the fresh phase, such concrete was designed and cast successfully based on the international criteria. Then the application of such concrete consisting of f′c=95
    MPa was investigated on the design and constructed continuous beam, having two unbonded post-tensioned cables of variable eccentricity. The monitored results are compared and evaluated by six different Standards results. The theoretical higher and lower percentages (25 and 15) moment redistribution were achieved using CEB-FIP and EC2, DIN, respectively. The the of experimental moment redistribution value of %24.1, is almost the same as theoretical higher value while it is %61 lesser than the lower theoretical value. However, the ACI 318 and BS 8110, predict %15 of moment redistribution for such members.It was found that the bonded steel reinforcement in unbonded post-tensioned beam casted with HSSCC plays an important role in the ultimate flexural strength, especially while considering the crack distribution and ductility. The tensile bonded steels (at negative and positive moment regions) reached their yield stress; by increasing the load, a large deflection occurs and, finally, at the ultimate load, the strands were broken at a stress of 1367 MPa
    with huge noise. At beam failure, different types of cracks (flexural and flexural-shear cracks) occurred and the beam experienced a deflection ductility index of 14, which is more than the suggested value of 3.5 for RC members

    Keywords: Continuous beams, unbonded, post-tensio ned hsscc, monitoring, moment redistribution and ductility
  • As. Vatani *, M. heydari goojani, S. Sorushnia Pages 125-131


    Nowadays, new technologies and advanced producing technique materials result in reducing weight and cost of construction. Aerated concrete was first developed as a lightweight material consisting of combinations of cement and quicklime silica sand, slag, pulverized fly ash, or other siliceous fine aggregates, in the form of a fine powder. The powder is mixed with water to form a slurry, and air or other gas (usually hydrogen) is introduced into the slurry. Due to initial hydration of the cement, accelerated by the heat produced by the quicklime, the mixture sets acquired a uniform cellular structure. Air entraining can be used to reduce the density of concrete. In recent years AAC is one of the most popular building materials for infill panels and structural system of low-rise masonry building. It has many advantages. The advantages that made this building material are lightweight, energy saving, environmentally friendly, and cost effective, but this material still has some disadvantages, such as low mechanical properties which need to be improved. In this paper, the effects of fibrous additives of Carbon, Polypropylene, A-Glass and E-Glass on mechanical properties of Autoclaved Aerated Concrete (AAC) have been investigated experimentally. Due to the fact that fiber additives could improve mechanical properties, in this study, fibrous additives (such as Carbon, Polypropylene, A-glass, and E-glass) are used in making AAC. The results show that adding fibers have effects on fluidity and swelling of mixtures, which decrease by adding more fibers to the mixtures especially in the mixtures containing A-Glass and E-Glass. Adding 0.3% of carbon and polypropylene fibers could improve mechanical properties of AAC. However, the effect of carbon fibers is much higher than polypropylene fibers. Using A-glass fibers leads to reducing compressive and tensile strength. Adding 0.4% of A-glass reduces compressive amount to 32% and tensile strength amount to 29%: this could happen owing to the fact that the glass fiber reacts with alkaline environment and prevents the hydrogen release in the mix.

    Keywords: Autoclaved aerated Concrete, carbon fiber PP fiber, glass fiber compressive strength, tensile strength, fractural strength
  • A.A. Mahouti *, H. katebi Pages 133-142

    Development of Tabriz metropolis on marl layers and increased tendency to build high-rise buildings have resulted in deep excavations in these layers. Restrictions of work space have resulted in using soil reinforcement methods in excavations, including grouted anchors. Tabriz Marl is a lacustrine carbonate sedimentary outcrop that surrounds eastern, northern, and southern regions of city in the East Azerbaijan Province of Iran and classified as clayey or silty soil with high plasticity. The objectives of this study were to evaluate the load carrying capacity of tension type grouted anchors implemented in Tabriz marl, their behavior against creep tests and long-term monitoring against lock-off tensile loads. To this purpose, ten full-scale similar anchors were constructed with free length of 4 meters, injected (bonded) length of 3 meters and diameter of 11 cm in marl soil in experimentation site with an area of 800 m2
    located in University of Tabriz. Pull-out load tests including creep tests were conducted on four anchors using their results, ultimate load of anchors, maximum friction resistance between anchor grout and marl, load of failure creep rate, and critical creep tension were estimated. Ultimate bond friction was 2.8 kg/cm2 to 3.1 kg/cm2 and empirical reduction factor of marl layer was measured 0.61 to 0.67 and they were compared with the results obtained by different authors. Factor of safety for design load was obtained to be 1.31 against the ultimate load, 1.33 against the failure load, and 1.2 against the critical creep tension. Finally, the amount of creep over one log cycle of time for design load of anchors was estimated to be 0.46 mm on average, assuming to be constant over time, equaling 3.5 mm for 100 years. For long-term relaxation survey of anchors and estimating the load decrease over time, six anchors were locked off and their residual load was read for 6 months. It was tried to model and predict anchor movement and relaxation over time by creep test results, using mathematical relationships along with comparing them with real data on site and finally obtaining long-term behavior of grouted anchors implemented in Tabriz marl. The amount of force reduction in these anchors was 54% on average that reduces to about 20%, assuming the removal of settlement of concrete pad as head seating. These values demonstrate time-dependent settlement over seating pad of anchor in marl soil of Tabriz and its high effect on reducing locked force

    Keywords: Grouted anchors, tabriz mar, l pull-out resistance, creep long-term observation
  • M. Naderi *, F. Mohammadi Pages 143-150

    The open channels, which provide the optimum sections, have been mostly used in irrigation systems in Iran, in recent years. Irrigated agriculture has been playing a vital role in the growth in crop production in IR of Iran. An open channel is a conduit in which water flows with a free surface. The free surface is subjected to atmospheric pressure .among the gravity systems used for transfer water with open surface flow and it is necessary that hydraulic structures, such as spill ways floodgate, etc., be the most popular irrigation systems for use in Iran. Therefore, in this paper, the strength and permeability of concrete lining of an ancient open channel are presented, while the strength of the concrete is determined by the ``Twis-off'' method. , The newly developed ``Silindrical Chamber'' method is used for measuring the permeability of the concrete lining. The results obtained show that a meaningful and positive correlation appears to exist between the two parameters studied. The "twist off" method is an in-situ method in which an aluminum probe sticks to the surface of the concrete under test, using epoxy adhesive; after setting and hardening of the epoxy, torquemeter is used to determine the concrete strength by measuring the maximum or failure torque. The newly developed method for permeability consists of a portable permeability measuring device that can be used under both laboratory and site conditions. In this method, an aluminum base ring sticks to the surface of concrete under test using epoxy adhesive; a cylindrical chamber is attached to the base ring after hardening the epoxy resin. The chamber is filled with water and its air bubbles are released by opening a valve designed for this purpose. The permeability of the concrete surface is measured by applying 5- bar pressure to the chamber water.

    Keywords: Channel, irrigation, concrete, strength, permeability