فهرست مطالب

مهندسی سازه و ساخت - سال پنجم شماره 4 (پیاپی 20، زمستان 1397)

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال پنجم شماره 4 (پیاپی 20، زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/11/22
  • تعداد عناوین: 14
|
  • غلامرضا هوایی صفحات 2-3
  • محمودرضا شیراوند*، آیدین شمسی، امیر خرمی نژاد صفحات 5-22
    سازه هایی با مهاربندهای کمانش ناپذیر دو خصوصیت سختی جانبی بالا و قابلیت استهلاک انرژی زیاد هنگام زلزله را بطور همزمان دارا می باشند. این مهاربندها علاوه بر بهبود چشمگیر عملکرد لرزه ای، موجب کاهش ابعاد المانهای سازه و همچنین کاهش هزینه های تعمیر سازه های مسلح به این مهاربندها، پس از وقوع زلزله می گردند. از فرض های اصلی در طراحی این مهاربندهای عدم وجود اصطکاک بین هسته فلزی و ملات بین غلاف فلزی و هسته می باشد که از پارامترهای اساسی در ارائه رفتار چرخه ای مناسب و جذب انرژی بالای اینگونه مهاربندها می باشد.در این تحقیق یک نمونه مهاربند کمانش ناپذیر با استفاده از نرم افزار ANSYS به روش اجزاء محدود مدل سازی و رفتار لرزه ای آن با تغییر میزان اصطکاک بین هسته فولادی و ملات پرکننده با استفاده از مصالح مختلف از مقدار صفر تا حداکثر 0.3 تحت بارهای سیکلیک با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی مورد ارزیابی قرار گرفته است تا میزان بهینه اصطکاک و همچنین تاثیر آن بر اتلاف انرژی و رفتار چرخه ای آن قبل از گسیختگی بدست آید. نتایج تحقیق نشان می دهد با کاهش ضریب اصطکاک ماده جداکننده، بیشترین میزان اتلاف انرژی و شکل پذیری رخ می دهد؛ به طوری که اگراستهلاک انرژی ورودی زلزله برای ضریب اصطکاک μ=0.001 برابر 100% لحاظ گردد، مقدار استهلاک انرژی برای ضرایب اصطکاک 0.3، 0.2، 0.1، 0.05، 0.025، 0.01 به ترتیب برابر 50%، 62%، 63%، 65%، 71% و 90% خواهد بود. از طرفی تعداد سیکل های مقاومت مهاربند در برابر جابجایی با افزایش اصطکاک کاهش یافته و پدیده باریک شدگی که منجر به کاهش مقاومت مهاربند می گردد، در تعداد سیکل های بارگذاری کمتری رخ می دهد؛ به طوری که این پدیده در ضرایب اصطکاک 0.3، 0.2، 0.1، 0.05، 0.025، 0.01 به ترتیب در سیکل های 4، 5، 6، (6و7)، (7و8) و 9 رخ می دهد.
    کلیدواژگان: مهاربند کمانش تاب، تحلیل دینامیکی غیرخطی، اتلاف انرژی، ماده جداکننده، ضریب اصطکاک
  • نوید رهگذر*، عبدالرضا سروقدمقدم صفحات 23-40
    سیستم قاب فولادی مهاربندی مرکزگرا با قابلیت برکنش کنترل شده توانایی کاهش خسارت لرزه ای از طریق هدایت آسیب به المان های میراگر قابل تعویض دارد. این مقاله به پیشنهاد ضرایب طراحی لرزه ای شامل ضرایب کاهش پاسخ، اضافه مقاومت و شکل پذیری برای قا ب های فولادی مرکزگرا دارای حرکت گهواره ای کنترل شده می پردازد. بدین منظور، ابتدا دوازده نمونه سیستم مرکزگرا متفاوت از نظر تعداد طبقات، محل قرارگیری قاب مهاربندی در پلان سازه و نوع خطر لرزه ای ساختگاه طراحی می گردد. مدل غیرخطی قاب دارای برکنش در نرم افزار اپنسیز به منظور شبیه سازی ایجاد مکانیرم در قاب و توالی خسارت در اجزای آن (کابل پس کشیده و میراگرهای جاری شونده قابل تعویض) توسعه داده شده است. ضرایب اضافه مقاومت و شکل پذیری سیستم قاب مرکزگرا با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی تعیین می گردد. همچنین تحلیل های دینامیکی فزاینده غیرخطی برای دستیابی به منحنی های شکنندگی حالت حدی فروریزش قاب های مورد مطالعه انجام می گیرد. با درنظرگیری عدم قطعیت موجود و اثر شکل طیفی، منحنی های شکنندگی اصلاح می گردد. با استفاده از منحنی های شکنندگی اصلاح شده بدست آمده، ضریب کاهش پاسخ پیشنهادی برای سیستم فولادی مرکزگرا با مقایسه نسبت حاشیه فروریزش تنظیم شده با معیارهای پذیرش ارزیابی می گردد. در انتها تاثیر پارمترهای مدل سازی و لرزه ای بر احتمال فروریزش سیستم بررسی می گردد. نتایج حاکی از آن است که قاب های کنترل شده مرکزگرا معیارهای پذیرش را تامین می نماید و طراحی این سیستم با ضرایب پیشنهادی حاشیه ایمنی کافی را در برابر فروریزش فراهم می آورد.
    کلیدواژگان: قاب فولادی مهاربندی دارای حرکت گهواره ای، ضرایب طراحی لرزه ای، ارزیابی فروریزش، نسبت حاشیه فروریزش، منحنی شکنندگی
  • سید حسین قاسم زاده موسوی نژاد*، بنیامین گنجه خسروی، جواد رزاقی صفحات 41-56
    در این مقاله آزمایش نیمه مخرب break-off برای ارزیابی مقاومت بتن حاوی الیاف فولادی در محل مورد بررسی قرار گرفته است. در سالهای اخیر، استفاده از مقادیر کم الیاف فولادی، بعنوان یکی از راه حل های مناسب مقابله با مشکل شکست ناگهانی بتن توسعه یافته است. جهت فراهم کردن یک پایگاه آماری کامل و جامع، 24 طرح اختلاط با مقادیر مختلف عیار سیمان 400، 450 و 500 کیلوگرم بر متر مکعب، با نسبت آب به سیمان ثابت 0/4، حداکثر اندازه سنگدانه 12/5و 25 میلیمتر و الیاف فولادی با نسبت های حجمی 0، 0/33، 0/67 و 1 درصد انتخاب گردید. سپس، عوامل تاثیرگذار بر خصوصیات بتن حاوی الیاف فولادی و همچنین نتایج آزمایش Break-off مورد ارزیابی قرار گرفته است. بررسی نتایج آزمایشگاهی حاکی از آن است که درصد و مشخصات الیاف فولادی بکار رفته در بتن، نتایج آزمایش Break-off را تحت تاثیر قرار می دهد. همچنین، در این مقاله جهت پیش بینی مقاومت فشاری نمونه های بتنی در سنین مختلف از مدلسازی عددی شبکه عصبی استفاده شده است. شبکه های عصبی مصنوعی قابلیت آموزش دیدن را از روی نمونه-های موجود و تعمیم دادن رفتار را بخوبی دارا می باشند. این مسئله، شبکه های عصبی را به یک ابزار قوی جهت مدل کردن مکانیزم های پیچیده علوم مهندسی تبدیل می کند. شاخص های مختلف آماری برای مقایسه عملکرد مدل در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می-دهد که مدل شبکه عصبی عملکرد مطلوبی در پیش بینی مقاومت فشاری بتن دارد.
    کلیدواژگان: آزمایش break-off، آزمایش نیمه مخرب، مقاومت بتن، الیاف فولادی، شبکه عصبی
  • بهنود گنجوی*، سید رضا موسوی صفحات 57-78
    در تحلیل و طراحی لرزه ای سازه ها عموما فرض می شود که خاک زیر شالوده صلب است و از انعطاف پذیری آن صرف نظر می گردد. با در نظر گرفتن انعطاف پذیری خاک زیر پی، انتظار می رود که پاسخ سازه تحت تاثیر متقابل اندرکنش دینامیکی سیستم خاک و سازه قرار گیرد. به طور کلی مقادیر مختلف پارامترهای موثر خاک و سازه بر پاسخهای لرزه ای تاثیرات متفاوتی خواهند گذاشت. در این مطالعه با استفاده از یک تحلیل پارمتریک، اثرات پارامترهای موثر خاک و سازه مانند جرم و اینرسی دورانی سازه و پی، نسبت سختی سازه به خاک، نسبت ارتفاع به بعد سازه ، نسبت جرم سازه به جرم خاک و همچنین اثر وابستگی سختی دینامیکی خاک به فرکانس تحریک زمین بر پاسخ های ارتجاعی و غیرارتجاعی سازه مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش خاک زیر پی به روش مخروطی مدل شده است، و برای تحلیل سیستم خاک-سازه از روش زیرسازه استفاده شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که، وابستگی سختی دینامیکی خاک به فرکانس تحریک زمین، تاثیرقابل ملاحظه ای بر پاسخ غیرارتجاعی و ارتجاعی سازه های یک درجه آزاد نخواهد داشت. بنابراین می توان برای سازه های با شالوده های سطحی، با دقت قابل قبولی سختی دینامیکی خاک را به صورت مستقل از فرکانس مدل کرد. هرچند که پارمترهای موثر خاک-سازه نظیر نسبت جرم سازه به خاک، فرکانس بی بعد و نسبت لاغری تاثیر قابل توجهی بر پاسخ سیستمهای خاک-سازه با پی سطحی خواهند گذاشت.
    کلیدواژگان: اندرکنش خاک و سازه، ضریب اصلاح تغییرمکان، ضریب برش پایه، مدل مخروطی، فرکانس تحریک
  • فاضل آذرباد، رضا وهدانی، محمدایمان خداکرمی* صفحات 76-92
    . در این مقاله به ارزیابی سه بعدی عملکرد جداسازهای لرزه ای لاستیکی با هسته ی سربی در سازه های فولادی گیردار در پایه با نسبت لاغری های یکسان تحت زلزله های دور از گسل پرداخته شده است. بدین منظور سه سازه فولادی 6، 9 و 12 طبقه، با سیستم مقاوم قاب خمشی متوسط به صورت سه بعدی در نظر گرفته شده است. جداسازهای لاستیکی در تراز پایه سازه ها تعبیه شده اند. مدل های کنترل نشده و کنترل شده با سیستم جداساز لرزه ای تحت هفت رکورد زلزله دور از گسل قرار گرفته اند. با توجه به تحلیل های انجام شده، عملکرد این سیستم کنترلی با هدف بیشترین کاهش در جابجایی، نسبت دریفت و برش حداکثر طبقات تحت زلزله های مورد مطالعه بدست آمده است. در مطالعات قبلی معمولا یک پلان ثابت برای ارتفاع های متفاوت در نظر گرفته شده و تنها تاثیر ارتفاع را بررسی نموده اند که باعث می شود میزان صلبیت سازه های کوتاه تر بیشتر شده و باعث افزایش عملکرد مثبت جداساز در آن سازه گردد؛ اما در این مقاله پلان سازه ها با ارتفاع تغییر نموده تا تاثیر افزایش ارتفاع ضمن رعایت نسبت لاغری یکسان، بر روی عملکرد جداساز لرزه ای بررسی گردد. نتایج نشان می دهد جداساز لرزه ای با هدف کنترل مقادیر بیشینه ی تغییرمکان، نسبت دریفت، شتاب و برش طبقات از بین سازه های مورد مطالعه با در نظر گرفتن پاسخ در هر دو راستای x و y ، در سازه ی 9 طبقه عملکرد بهتری را از خود نشان داده است. جداساز لرزه ای در این سازه باعث کاهش بالای 27 درصدی تغییرمکان ، کاهش بالای 70 درصدی دریفت و کاهش بالای 31 درصدی شتاب طبقه ی بام سازه و کاهش بالای 31 درصدی برش پایه ی سازه شده است.
    کلیدواژگان: کنترل سازه ها، جداساز لرزه ای، نسبت لاغری، آنالیز تاریخچه زمانی سه بعدی، قاب خمشی، سازه فولادی
  • شاهین دبیریان*، سید روح الله قرشی صفحات 93-111
    صنعت ساخت از لحاظ حجم سرمایه و تعداد نیروی انسانی درگیر،از جمله مهم ترین صنایع هر کشور محسوب می گردد . با توجه به اهمیت صنعت ساخت در توسعه زیر ساخت های یک کشور، رشد سریع جمعیت، افزایش تقاضا در جامعه و نیاز به کاهش زمان تحویل پروژه ها، ضرورت ایجاد تحول در شیوه های مدیریتی موجود بیشتر احساس می شود. محققین صنعت ساخت روش های بسیاری را برای مدیریت پروژه های عمرانی معرفی نموده اند. یکی از این روش ها ساخت ناب می باشد، که از یک تئوری موفق در تولید به نام تولید ناب الهام گرفته شده است. اساس این تئوری بر پایه ی حذف یا به حداقل رساندن اتلاف در تمامی فاز های پروژه می باشد. یکی از مفاهیم اصلی تئوری ساخت ناب تعقیب کمال نام دارد؛ بدین معنی که تلاش برای کاهش اتلاف در تمامی مراحل ساخت حدی نداشته و بهبود به وجود آمده از طریق پیاده سازی اصول ناب همواره باید حفظ و ارتقاء یابد. هدف اصلی این مقاله کاربرد تفکر ناب در یکی از حوزه های ساخت در قالب مطالعه ی موردی می باشد. از دیگر اهداف می توان به استمرار بهبود حاصل از به کارگیری این تئوری از طریق اصل تعقیب کمال اشاره نمود. برای تحقق این اهداف و بررسی نتایج از شبیه سازی پیشامد گسسته برای ساخت مدل چرخه فعالیت مورد بررسی، استفاده گردیده است. مورد مطالعه در این پژوهش فرآیند فوم بتن ریزی در فاز اجرا می باشد. داده های مورد نیاز برای ساخت مدل شبیه سازی از طریق تکنیک مطالعه کار و زمان جمع آوری شده است. نتایج اولیه، نشان دهنده پتانسیل بالای چرخه های ساخت جهت ناب سازی می باشد. نتایج حاصل از اعمال اصول ناب نشان دهنده ی افزایش کارایی چرخه ی فوم بتن ریزی تا 15 درصد و کاهش زمان تا 36 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: ساخت ناب، اصول ناب، تفکر ناب، شبیه سازی پیشامد گسسته، تعقیب کمال
  • محمد کاظم شربتدار*، علی مونسی صفحات 112-127
    در این مقاله با توجه به مزایای سیستم دیوارهای برشی فولادی بعنوان سیستم مقاوم جانبی (سختی، مقاومت، شکل پذیری، جذب انرژی)، رفتار چرخه ای سیستم دیواربرشی فولادی تقویت شده با سخت کننده های افقی و قائم و ستون های مرزی با مقطع قوطی شکل پرشده از بتن بررسی شده است و تحلیل چرخه ای و تحلیل استاتیکی غیرخطی از نوع کنترل تغییرمکان با نرم افزار ABAQUSطبق الگوی تغییرمکان پروتکل ATC 24انجام و منحنی های هیسترزیس برای انواع مدل های مورد اشاره استخراج شده است. بعد از کالیبره کردن مدل های پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی ، چهار مدل جدید دیوار برشی فولادی با سخت کننده های افقی و قائم بهمراه ستون فلزی پر شده با بتن در نظر گرفته و تحلیل شده اند. بر اساس نتایج منحنی های هیسترزیس حاصل شده، یکی از مزایای دیواربرشی فولادی تقویت شده با سخت کننده و ستون های مرزی قوطی پرشده از بتن استفاده بیشتر از ظرفیت پس کمانشی ورق فولادی می باشد. با افزایش صلبیت ستون های مرزی در مدل تقویت شده این مزیت را دارد که در آن تقریبا از تمام مقاومت صفحه فولادی(مقاومت پس کمانشی ) استفاده می شود. انرژی جذب شده نمونه تقویت شده پر شده با بتن نسبت به نمونه مرجع تقویت نشده بدون بتن در بارگذاری بارافزون حدود 11درصد افزایش یافته در حالی که این نسبت برای انرژی جذب شده تجمعی در بارگذاری تجمعی حدود 415 درصد(5.15 برابر) بود که نشان از تاثیر مثبت استفاده ترکیب سخت کننده و بتن دارد. ضمنا ضریب رفتار نمونه تقویت شده نیز حدود 21 درصد افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، سخت کننده، ستون فلزی بتنی، تحلیل چرخه ای، منحنی هیسترزیس
  • سیدعلی رضویان امرئی*، رامین جعفری، فرزام علیدوست ابدی خواه صفحات 128-150
    زلزله پدیده‏ای است که دانش بشری علی‏رغم کسب اطلاعات زیاد در ارتباط با منشاء و مکانیسم آن تا کنون نتوانسته در خصوص پیش‏بینی زمان وقوع این رویداد پیشرفت قابل توجهی داشته باشد. لذا ضروری به نظر می‏رسد که به نحو منطقی و آماری و با توجه به شرایط موجود نسبت به پیش‏بینی تلفات و خسارات ناشی از وقوع زلزله احتمالی و شناخت کاستی های موجود در سیستم‏های سازه‏ای و شهری و مرتفع نمودن آنها پیش از وقوع حادثه اقدامات لازم صورت پذیرد. بطور کلی هدف از این تحقیق ارزیابی آسیب‏پذیری لرزه‏ای ساختمان‏های شهر مشهد بوده به ترتیبی که با شناخت وضعیت حال حاضر ساختمان‏های موجود در شهر بتوان میزان آسیب‏پذیری آنها را در جهت افزایش ایمنی و بهبود شرایط موجود برآورد نمود. این تحقیق با استفاده از اطلاعات گردآوری شده از سازمان آمار و فناوری اطلاعات شهرداری مشهدنظیر نوع سازه ها، تعداد و متراژ طبقات، جمعیت نواحی، نوع خاک نواحی مختلف و سایر موارد مورد نیاز و با روش هازیوسHAZUSو بوسیله نسخه 6 نرم‏افزار آنالیز خطرپذیری سلنا SELENAانجام شده است در این روش برای محاسبه عملکرد لرزه‏ای سازه، منحنی تقاضای انواع سازه ها با میرایی مختلف با منحنی پاسخ بر اساس نوع خاک قطع داده می‏شوند. خروجی های این تحقیق شامل زیربنای آسیب دیده به تفکیک نوع سازه، تلفات جانی احتمالی و خسارات مالی وارده تحت اثر زلزله طرح آیین‏نامه 2800 ایران می‏باشد.از نرم‏افزار GIS-10.2 نیز برای نمایش خروجی ها استفاده شده است. از نتایج بدست آمده می‏توان دریافت مناطق 4، 2، 5، 6 بترتیب بدلیل آسیب‏پذیری بیشتر نیازمند مقاوم‏سازی و توجه مضاعف می‏باشند.
    کلیدواژگان: خطرپذیری، مشهد، Selena، زلزله، خسارت
  • رضوان ولی بیگی*، محمود نادری صفحات 151-161
    از آنجا که سنگدانه ها در مقایسه با دیگر عوامل تشکیل دهنده بتن، بیشترین حجم آن را به خود اختصاص می دهند، مشخصه های سنگدانه مخصوصا مقاومت و جذب آب آنها می تواند تاثیر تعیین کننده ای بر مقاومت نهایی بتن داشته باشد. به همین منظور، بررسی مقاومت صخره ای که از سنگدانه های آن در بتن استفاده شده است می تواند در درک بهتر رفتار بتن موثر باشد. در این راستا، تحقیقاتی برای مطالعه تاثیر مقاومت صخره بر مقاومت بتن ساخته شده از سنگدانه های همان صخره انجام و نتایج مربوطه در این مقاله ارائه گردیده است. این نتایج که از بکارگیری آزمایش مقاومت فشاری تک محوره (UCS) و استفاده از هشت نوع سنگ صخره به دست آمدند، نشان داد که مقاومت صخره ها با مقدار رطوبت آنها مرتبط بوده وبا افزایش رطوبت از حالت خشک به اشباع، مقاومت صخره ها بین 25 تا 64 درصد کاهش می یابد. همچنین مشاهده گردید که افزایش مقاومت صخره، تا 10 برابر، مقاومت بتن حاصله را تا 46 درصد افزایش می دهد. ضریب همبستگی(R2) مربوط به روابط بین مقاومت های صخره سنگ های مورد بررسی قرار گرفت و بتن های حاصل از سنگدانه های همان صخره ها بین 0/42 و 0/686 قرار داشت که بیشترین ضریب همبستگی بین مقاومت صخره سنگ های اشباع و مقاومت بتن های حاصل از سنگدانه های همان صخره ها مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: صخره، سنگدانه، جذب آب، بتن، مقاومت فشاری تک محوره
  • عاطفه غلام زاده چیتگر*، جواد برنجیان صفحات 162-178
    در سال‎های اخیر، شبکه های عصبی مصنوعی از یک رویکرد نظری به یک فن‎آوری با قابلیت استفاده گسترده همراه با برنامه های کاربردی موفق برای مسائل گوناگون تبدیل شده‎اند. در حقیقت، شبکه های عصبی مصنوعی یک ابزار محاسباتی قدرتمندی هستند که راه‎ حل های مناسبی را برای حل مسائلی ارائه می دهند که با استفاده از روش ‎های مرسوم و سنتی دشوار هستند. امروزه این شبکه ها که از سیستم عصبی زیستی الهام گرفته‎ شده‎اند، به طور گسترده برای حل یک سطح وسیعی از مسائل پیچیده در مهندسی عمران نیز مورد استفاده قرار می گیرند. هدف از مطالعه حاضر، ارزیابی عملکرد شبکه های عصبی مصنوعی المان با در نظر گرفتن پارامترهای ورودی مختلف در پیش‎بینی مقاومت فشاری بتن خودتراکم می‎باشد. ازین رو، یک بار 8 پارامتر تاثیرگذار و بار دیگر جهت نزدیک شدن هرچه بیشتر شرایط پیش‎بینی به شرایط آزمایشگاهی، 140پارامتر به عنوان ورودی وارد شبکه های عصبی المان شدند. طبق نتایج حاصله، شبکه های عصبی المان به عنوان ابزار قابل اعتمادی با صرفه‎جویی در زمان و هزینه دارای قدرت بالایی در پیش‎بینی مشخصه های مورد نظر می‎باشند. به علاوه، در پیش بینی هر دو مقاومت فشاری 7 و 28 روزه، شبکه های ساخته شده با تعداد 140پارامتر به ترتیب به میزان 74/54 و 70/44 درصد بهبود در خطای تست نسبت به شبکه ها با 8 پارامتر دارند که این اثرگذاری مستقیم پارامترهای موثر در نظر گرفته شده به عنوان ورودی را بر میزان خطای شبکه در پیش‎بینی خواص مدنظر نشان می‎دهد.
    کلیدواژگان: بتن‎خودتراکم، پیش‎بینی، مقاومت فشاری، شبکه‎ی عصبی، ورودی‎
  • میلاد جهانگیری*، بهروز احمدی ندوشن صفحات 179-194
    سازه ها برحسب نوع کاربرد در معرض انواع مختلف بارگذاری از قبیل باد، زلزله، انفجار و... قرار می گیرند. از طرفی به منظور افزایش طول عمر مفید سازه می بایست شرایط بهره برداری مطلوبی فراهم گردد. در اثر بهره برداری نامناسب، افزایش بیش از حد بارگذاری، تغییر در سختی سازه در اثر عیوب ماده و آسیب های های ایجاده شده، باعث می شود که سازه از شرایط طراحی خود دور شده و در حاشیه ناایمن و خارج از طرح قرار گیرد. بنابراین ارزیابی به موقع آسیب جهت مقاوم سازی و ایمن سازی برای افزایش طول عمر مفید سازه امری بسیار مهم تلقی می گردد. از این رو، در این پژوهش سعی شده است که با استفاده از مفاهیم آنالیز ارتعاشات و روش اجزاء محدود رویکردی نوین و قدرتمند جهت ارزیابی آسیب در سازه تبیین گردد. متعاقبا از روش الگوریتم فراکاوشی ژنتیک پارتو نیچ به منظور محاسبه و بهگزینی موقعیت هندسی محل آسیب و شدت آسیب در سازه های تیر پیوسته فولادی و همچنین تیر یکسرگیردار استفاده شد. نتایج حاصل از ارزیابی آسیب در تیر پیوسته فولادی نشان داد که روش پیشنهاد شده در این پژوهش دارای قابلیت بسیار بالایی به منظور موقعیت یابی و تشخیص شدت آسیب در سناریو خسارت متعدد را دارد. بعلاوه، نتایج حاصل از این پژوهش برای تیر یکسرگیردار با نتایج مشابه آزمایشگاهی یانگ و هونگ مقایسه گردید. نتایج ارزیابی آسیب در تیر یکسرگیردار نشان داد که میزان خطای محاسباتی در روش ارائه شده کمتر از 0/06 بوده است، در حالیکه در نتایج مشابه آزمایشگاهی خطای محاسباتی 0/3 گزارش گردیده است. در نهایت، پس از بررسی ها و مطالعات انجام شده بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش الگوریتم فراکاوشی ژنتیک پارتو نیچ به عنوان روشی توانمند و کاربردی جهت ارزیابی آسیب در سازه ها گزارش می گردد.
    کلیدواژگان: الگوریتم، فراکاوشی، ارزیابی، آسیب، FEM، NPGA
  • محمد علی کافی*، پیام طریقی صفحات 195-206
    گسیختگی ستون ها عموما منجر به ایجاد مکانیزم طبقه نرم و فروریختگی کل سازه می شود، همچنین به علت وجود نیروی محوری ستون ها، تسلیم ستون ها در اثر برش و خمش، افت مقاومت بیشتری نسبت به تسلیم تیرها ایجاد می کند. از این رو آیین نامه های طراحی الزام می دارند تا در کلیه گره های اتصالات خمشی تیر به ستون در قابهای فولادی با شکل پذیری ویژه ضابطه ستون قوی - تیر ضعیف کنترل گردد. در این مطالعه به بررسی ضابطه ستون قوی - تیر ضعیف در اتصالات خمشی از پیش تایید شده جوشی شامل اتصال تیر با سطح مقطع کاهش یافته، اتصال با ورق های روسری و زیرسری و اتصال مستقیم تقویت نشده جوشی در قاب خمشی فولادی با شکلپذیری متوسط پرداخته شده است. نتایج مطالعات نشان داد که عدم رعایت ضابطه ستون قوی - تیر ضعیف بر روی عملکرد اتصالات مطرح شده تاثیر گذار بوده و موجب گردیده است که مفصل پلاستیک در ستون تشکیل شود و همچنین باعث کاهش جذب انرژی، سختی و ظرفیت باربری اتصالات شده است. در نتیجه پیشنهاد شده است که برای عملکرد هر چه بهتر اتصالات خمشی از پیش تایید شده جوشی در قابهای خمشی فولادی با شکل پذیری متوسط و همچنین افزایش سطح اطمینان این نوع از اتصالات، رابطه ستون قوی تیر ضعیف کنترل گردد.
    کلیدواژگان: طبقه نرم، ستون قوی - تیر ضعیف، شکل پذیری متوسط، اتصالات خمشی، جذب انرژی، سختی، ظرفیت باربری
  • مهدی محمدی قاضی محله*، محمود گلابچی صفحات 207-219
    افزایش هزینه یکی از مباحثی است که همواره بر موفقیت پروژه اثر منفی داشته و به دو قسمت سرریز هزینه و اتلاف مالی تقسیم میشود. سرریز هزینه به معنای تفاوت حاصل از قیمت واقعی و قیمت تخمینی پروژه می باشد و منظور از اتلاف هزینه، هزینه هایی است که در قبال فعالیتها و رخدادهایی داده می شود که هیچ نقش مثبتی در فرآیند پروژه نداشته و ارزش افزوده ای ایجاد نمی کنند. این پژوهش به مقوله دوم یعنی اتلاف هزینه در ساخت آپارتمانها پرداخته و ضمن جستجو و بررسی عمیق مقالات و پژوهشهای با موضوع افزایش هزینه، توسط مصاحبه با خبرگان و تحلیل تم به سه عامل اصلی دوباره کاری، بیکاری نیروی انسانی و ضایعات مصالح رسید. اما منحصربفرد بودن این مقاله مربوط به قسمتی است که میزان تاثیر این عوامل نسبت به هزینه کل تعیین شده است. منظور از هزینه کل، هزینه تولید ساختمان است و هزینه های مربوط به مجوزها و قیمت زمین را دربر نمی گیرد. با توجه به عدم وجود مستنداتی که هزینه های ساختمانی در آن به درستی ثبت شده باشد، تنها منبع جمع آوری داده مدیران پروژه هستند که داده های موردنیاز با پرسشنامه ای حاوی چهار سوال از 130 مدیر پروژه اخذ گردید. خاطرنشان می شود سه سوال پرسشنامه جواب بلی یا خیر داشت و تنها سوال آخر نیازمند تخمین مدیر پروژه بود در نتیجه پرسشنامه ارائه شده با توجه به معیارهای تدوین پرسشنامه، بسیار مطلوب و کارا بود. روش مورد استفاده نیز مدل رگرسیون خطی لاسو انتخاب گردید که با توجه به هدف مقاله، نوع داده ها و احتمال وجود خطا در تخمین، یکی از گزینه های مطلوب و کاملا سازگار با شرایط مساله بود. در نهایت از بین سه عامل، دوباره کاری به عنوان مهمترین عامل اتلاف هزینه بدست آمد و در صورت وجود هر سه عامل در پروژه مقدار اتلاف هزینه ای 3.12% هزینه کل پروژه محاسبه گردید.
    کلیدواژگان: افزایش هزینه، اتلاف هزینه، عوامل اتلاف، آپارتمانهای مسکونی، هزینه کل، روش لاسو
|
  • Mahmoud Reza Shiravand *, Aidin Shamsi, Amir Khorrami Nejad Pages 5-22
    Structures with Buckling Resistant Braced Frames (BRBF) have two significant properties of energy dissipation and lateral stiffness during an earthquake. BRBF consists of steel core surrounded by a hollow steel section, coated with a low-friction material, and then grouted with a specialized mortar. The encasing and mortar Prohibit the steel core from buckling when in compression, while the coating prevents axial load from being transferred to the mortar, thus preventing strength loss and allowing for better symmetric cyclic performance .Using BRBF as a fuse element in seismic design of structures leads to reduction of structure’s weight and consequently post-earthquake repair costs. One of the main constituents of BRBF system is the unbounded material between steel core and mortar (concrete) that should not have high friction coefficient (μ). This research is focused on the effect of friction coefficient of unbounded material on the seismic behaviour of BRBF within a range of μ=0 to μ=0.3. The results showed that reduction of the friction coefficient results in a greater ductility and energy dissipation. Also, the number of load cycles applied on the structures till the Occurrence of failure, have been increased by decrease in the friction coefficient. The dissipated energy of BRBF system in the case of various friction coefficients is computed about 50%, 62%, 63%, 65%, 71% and 90%, respectively, for μ=0.3, μ=0.2, μ=0.1, μ=0.05, μ=0.025 & μ=0.01 compared to that of low friction coefficient equal to μ=0.001. It can be deduced from these paper that by reducing the friction coefficient of the unbounded material, the characteristics such as energy dissipation and ductility will be enhanced and consequently the seismic performance of the system will be improved.
    Keywords: BRBF, Nonlinear dynamic analysis, Energy dissipation, Un-bounded material, Friction coefficient
  • Navid Rahgozar *_Abdolreza S Moghadam Pages 23-40
    Rocking steel braced frames are capable of reducing seismic damage through directing damage in energy dissipation elements. This paper quantifies seismic design factors for the controlled rocking self-centering braced frame including response modification, over-strength, and ductility parameters through probabilistic safety assessment methodology. For this purpose, twelve self-centering braced frames differ from the number of stories, plan location, and site class is designed. A nonlinear model is developed for the rocking braced steel frame in Opensees software to simulate the degrading and collapse of the frame and its components (post-tensioning strands and yielding replaceable damper). Over-strength and ductility factors of self-centering systems are determined using nonlinear static analysis. The incremental dynamic analysis is conducted to obtain collapse limit state fragility curves of self-centering frames. Considering total uncertainty and effects of spectral shape, the fragility curves are modified. Through modified fragility curves, proposed response modification factor is verified by comparing the adjusted collapse margin ratio with its acceptance criteria. Finally, the effects of modeling and seismic parameters on the collapse probability of the system are examined. Results indicate that controlled rocking systems are satisfied acceptance criteria and the design of the system with the proposed coefficients provide sufficient safety margin against collapse.
    Keywords: Rocking braced steel frame, seismic design parameters, collapse assessment, collapse margin ratio, Fragility curve
  • S. Hosein Ghasemzadeh Mosavinejad *, Benyamin Ganjeh Khosravi, Javad Razzaghi Pages 41-56
    In the present paper break-off test as a partially-destructive method is used for durability evaluation of steel fiber reinforced concrete. In recent years, utilizations of steel fibers have been known as an appropriate solution method for sudden fracture of concrete. In order to provide a comprehensive statistical database, 24 mixtures are designed with various cement content (400, 450, and 500 Kg/m3), maximum aggregate size (12.5, 25 mm), steel fibre volume fractions (0, 0.33, 0.67, 1 %), and the constant water/cement ratio of 0.4 for all mixtures. Hence, influencing factors of steel fiber reinforced concrete characteristics and break-off test results are evaluated. The investigations show that the volume fraction of steel fibers and its features significantly affect the results of break-off test. Furthermore, in this study conventional numerical neural networks are developed for predicting the compressive strength of concrete with various mixtures and ages. ANN is sophisticatedly capable of being trained from the existent data and extending their behavior on a new dataset. This ability introduced ANN as an apt tool for modeling the complex mechanisms and systems in engineering applications. Statistical indices are used to compare the efficiency and accuracy of models. The result of this study has confirmed the accuracy of artificial neural network models in determination of the compressive strength of concrete.
    Keywords: Break-off Test, Concrete Strength, Steel Fiber, partially-destructive test, Artificial Neural Network
  • Behnoud Ganjavi *, S. Reza Mousavi Pages 57-78
    In seismic analysis and design of structures, it is generally assumed that the soil beneath the foundation is rigid and, thus, its flexibility is not taken into account. Soil flexibility can affect the response of structures through complex phenomenon of dynamics soil-structure interaction effect. It is believed that effective soil and structural parameters could in some case significantly influence seismic response of structures in different manners and conditions. In this study, through an intensive parametric study, the effect of key parameters of soil-structures for both constant-strength and constant-ductility conditions are examined. In this regard, the effect of foundation mass, structure and foundation mass moment of inertia, structure-to-soil stiffness ratio, structural aspect ratio, the ratio of structural mass to soil mass, and, more importantly, the effect of frequency-dependent soil dynamic stiffness on the elastic and inelastic response of superstructures are investigated. The results of this study indicate that excitation frequency dependence, foundation mass and mass moment of inertia have insignificant effects on the base shear coefficient, displacement amplification factor of soil-shallow foundation systems. Nevertheless, other parameters such as soil foundation-to-structure mass ratio and dimensionless frequency and aspect ratio could have considerable effects on the response of the soil-shallow foundation SDOF systems.
    Keywords: Soil-structure interaction, Displacement amplification factor, base shear, Cone model, Excitation Frequency
  • Fazel Azarbad, Reza Vahdani, Mohammad Iman Khodakarami * Pages 76-92
    In this paper, 3D evaluation of performance of seismic rubber isolators with lead core in fixed steel structures at the base and same slenderness ratios under far field earthquakes have been assessed. Thus, three steel structures 6, 9 and 12 stories have been considered with resistant system of intermediate moment frame as 3D. Rubber isolators have mounted on the base level of structures. Models of controlled and not controlled with seismic isolation systems have been under 7 far field earthquake records. According to conducted analyses, the performance of this control system with purpose of the most reduction in displacement, drift ratio and maximum stories shear under studied earthquakes has obtained. In last researches, it was usually considered a constant plan for different heights and just assessed height influence which caused rigidity of shorter structures increased and subsequently caused increasing positive performance of isolation at that structure; but in this paper, structures plan change with height to influence of height increasing while same slenderness ratio investigate on seismic isolation performance. Results indicate seismic isolator with goal of controlling maximum values of displacement, drift ratio, acceleration and maximum stories shear among studied structures and considering response in both x and y directions, at structure 9 stories has shown better performance. In this structure, seismic isolation cause reduction more than 27% in displacements, 70% in drift and 31% in roof story acceleration and 31% in base shear of structure.
    Keywords: structural control, seismic isolation, slenderness ratio, 3D Time-History Analysis, Moment Resistant Frame, steel structure
  • Shahin Dabirian *, Seyed. Rohollah Ghorashi Pages 93-111
    The success of lean principles in manufacturing and the benefits arising from its use is one of the main motivations for adopting lean principles in construction .The lean construction strives for the same goals as lean production, namely to eliminate waste and to maximize value. One of the basic concepts in lean construction is called “perfection”, meaning that efforts made to decrease waste in every single phase of the projects has no limit and the enhancements resulted from implementation of lean principles must always be retained and improved. This paper pays attention to application of lean thinking in one of construction fields as a case study. Another aim could be mentioned as continuity of resulted enhancements caused by application of the theory by following perfection principle. To achieve and investigate the results, discrete event simulation for making activity under-study cycle model has been used. The case study in this research is foam concrete process in execution phase. The required data for building the simulation model has been collected using work and time study technique. Primary results show that different kinds of waste in a construction process can be reduced via adopting lean construction principles using computer simulation. The results obtained from applying lean principles demonstrate enhancement in performance of foam concrete cycle up to 15% and decrease in time up to 36%.
    Keywords: lean construction, Lean principles, lean thinking, discrete event simulation, perfection
  • Ali Munesi Pages 112-127
    Based on the several advantages of steel shear walls as lateral resistant system (stiffness, strength, ductility and energy absorption), the cyclic and nonlinear analysis of steel shear walls strengthened with vertical and horizontal stiffeners and boundary columns filled with concrete was investigated in this paper and displacement controlled analysis at ABAQUS F.E. based on ATC24 protocol for different models were conducted. The numerical model was calibrated with experimental results and then four new steel shear wall models with vertical and horizontal stiffeners and steel column filled with concrete were considered and analysed. The hysteresis curves results conducted in this paper indicated that the steel shear wall with stiffeners and boundary column filled with concrete strength was higher than post-buckling strength, and the steel plate post-buckling strength was fully gained due to increasing rigidity of boundary columns. The absorption energy of strengthened specimen filled with concrete in push-over analysis was 11% higher than non-strengthened specimen without concrete, and also the total energy absorption at cyclic loading of strengthened specimen was 415% (5.15 time) comparing to non- strengthened specimen indicating that this combined stiffeners and concrete filled column was effective. The behaviour ratio of strengthened specimen was 21% more than that of non-strengthened specimen.
    Keywords: steel shear walls, stiffeners, columns filled with concrete, loading, hysteresis curves
  • Ramin Jafari, Farzam Alidoost Abadikhah Pages 128-150
    Earthquake is a Natural phenomenon that human knowledge, despite achieveing much information about the origin and mechanism of it; So, it is essential that the logical and statistical manner and in accordance with existing to forecast potential losses and damages caused by the earthquake and identifying shortcomings in the systems and urban structures And resolve them before the disaster measures applied. In general, the aim of this study was to assess the seismic vulnerability of buildings in Mashhad in order to understand the current state of existing buildings in the city that can be vulnerability them in order to increase safety and improve existing estimates. This study, using informations gathered by the Statistics and Information Technology Organization of Mashhad Municipality -like type of structures, number and size of floors, population of each regions, soil types and etc.- and is implemented with with ''HAZUS'' method and the risk analysis software ''SELENA ver 6.0". In this method, for calculating the seismic performance of structures, the demand curve of various structures with different damping effects and the response curve based on soil type are crossed together. The outputs include damaged area by the type of structures, probable loss of life and damage to property, inflicted by the design earthquake of Iran 2800 code. GIS 10.2 was used for illustrate the results. From these results it can be understood the 4, 2, 5, 6 regions of Mashhad due to greater vulnerability, requires retrofitting and needs more attention.
    Keywords: risk, Mashhad, Selena, Earthquake, Damage
  • Mahmood Naderi Pages 151-161
    Since the volume of aggregates in concrete is the highest among the constituent materials, their strength and water absorption can have decisive impact on the concrete ultimate strength. Therefore, it is anticipated that studying the strength of the parent rock can lead to a better understanding of the behavior of concrete. With this in mind, a project was undertaken to investigate the effect of the parent rock strength on the strength of the concrete made with the aggregates of the same rock and the results are presented in this paper. This investigation involved eight different types of rocks which were uniaxially tested to estimate their compressive strengths. The amount of water absorbed by rock samples were determined in a standard manner. The results show that the strength of the parent rocks used in this study were dependant on their moisture content because it was realized that the strength of the rocks decreases, between 25 to 64 percent, with increase in their moisture content from dry to saturate state. It was also seen that an increase of about 10 times in the strength of the parent rock, tends to increase the related concrete strength by about 46 percent. The correlation coefficient (R2) of the relationship between the resistance of rocks was evaluated and concretes made of aggregates of the cliffs was between 0.42 and 0.686. The highest correlation coefficient between the resistance of saturated rock and concrete the resulted from aggregates in the same rocks were observed.
    Keywords: Concrete, Compressive strength, water absorption, Parent rock, Aggregate
  • Atefeh Gholamzadeh Chitgar *, Javad Berenjian Pages 162-178
    In recent years, artificial neural networks converted from a theoretical approach to the widely-used technology with successful applications to different problems. In fact, artificial neural networks are a powerful tool that give appropriate solutions to problems which are difficult to solve through conventional techniques. Nowadays, these networks, which are inspired by the biological nervous system, are also extensively used to solve a wide range of complex problems in civil engineering. The purpose of the current study is a performance evaluation of the Elman artificial neural networks with various input parameters in order to predict the compressive strength of Self Compacting Concrete (SCC). Therefore, once, 8 effective parameters and next, in order to simulate a real experimental conditions, 140 parameters were entered as inputs in the Elman neural networks. According to the results, Elman neural networks, as a reliable tool, have high strength for predicting the desired properties along with saving time and cost. In addition, in both 7 and 28-day compressive strength, the constructed networks with 140 input parameters compared to ones with 8, have 74.54 and 70.44 percent improvement respectively regarding their test errors. The effective inputs straightly affect the networks errors in the prediction of the desired properties.
    Keywords: Self Compacting Concrete, prediction, Compressive strength, Neural Network, Input
  • Milad Jahangiri *, Behrouz Ahmadi Nedushan Pages 179-194
    Structures depending on the type of their application are subject to different types of loading, such as wind, earthquake and explosion loads. On the other hand, in order to increase the useful lifetime of the structures, optimal operating conditions must be provided. Inappropriate utilization, excessive loading, changes in structural stiffness due to the material imperfection will cause the structure to come out of its design conditions and leads to unsafe structure. Therefore, on time assessment of imperfection for retrofitting and rehabilitation in order to increase the useful lifetime of the structure is very important. This article presents a novel and robust approach for assessment of imperfections in the structure using the concepts of vibration analysis and finite element method. A multi-objective Niched-Pareto Genetic Algorithm was used for computation of geometric position and intensity of imperfection in a steel continuous beam structure as well as a cantilever beam. The results of the imperfection assessment in continuous steel beam demonstrate that the proposed method has great potential in localization and quantification of imperfection in the multi-stage scenario. In addition, the results of this study for cantilever beam were compared with the same experimental results reported in the literature. These results demonstrated that the computational error in the proposed method was less than 0.06, while the error of similar experimental results has been reported as 0.3. Finally, the results of this research, demonstrate that the metaheuristic Niched-Pareto Genetic Algorithm performs very well and therefore this algorithm is recommended as a robust and practical approach for imperfection assessment of structures.
    Keywords: Metaheuristic, Algorithm, Imperfection, Assessment, FEM, NPGA
  • Mohammad Ali Kafi *, Payam Tarighi Pages 195-206
    Beams are genarally used to face bendind force and columns are used to face axial load. as the seismic load comes parallely with respect to earth surface. so the column faces the load pependicularly which is very risky for the column. after that load gets distributed to all the beams. for this reason columns must be strong to make the structure more earth quake resistant.Generally column failure is reason of soft story and collapse of structure Also, because of the axial load yield of columns in shear and moment forces cause loss of strength more than beams and other elements. Structural design codes have a requirement for strength column and weak beam in all joints of special moment connection. In this research strength column and weak beam in prequalified moment connection like reduced beam section (RBS), cover plate connection (WFP) and the welded unreinforced flange-welded web (WUF-W) connection in intermediate moment frames studied. Results shown that ignore strung column and weak beam requirements effect function of the connection and cues to plastic hinge formed in a column. This is effect reduce energy abortion, stiffness and bearing capacity of connections. so as a result it was suggested that for better perfomance prequalified welded connections in intermediate steel moment frame controlled strong columns weak beams requirements.
    Keywords: Soft story, Strong column-weak beam, Intermediate ductility, Moment connection, Energy abortion, stiffness, Bearing Capacity
  • Mahdi Mohammadi Ghazimahalleh *, Mahmood Golabchi Pages 207-219
    Cost increase is one of important factors that always have a negative effect on project success. Cost increase is divided in two parts: cost overrun and cost waste. Cost overrun is the difference between the actual and estimated cost of project and money waste is the cost that paid for non-value-added activities that are no positive effect on project process. This paper has researched on cost waste causes in building construction. In addition to the articles in-depth review, by semi-structured interview with experts and thematic analysis, this paper has identified 3 main causes that are reworks, material waste and labor inaction. But the uniqueness of this paper is related to the numerical calculation of the impact of these cause on total cost. Total cost is cost of building production without costs related to permits and land price. Required data were collected from 130 project manager by using a questionnaire containing four questions. The answer of three questions in questionnaire were Yes or No and just one last question requires estimation of the project manager. As a result, according to criteria codification, the efficient questionnaire was provided. Lasso regression Model were used that according to the type of data and the possibility of error in estimating was fully compatible with the problem. Finally, among three causes, rework were obtained as the most important cause and If there is any loss in the case of presenting three causes in project, costs waste was estimated 3.12% of the total cost.
    Keywords: cost increase, Cost waste, waste cause, residential apartment, total cost, LASSO regression method