فهرست مطالب

مهندسی سازه و ساخت - پیاپی 22 (بهار 1398)
  • پیاپی 22 (بهار 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/04/01
  • تعداد عناوین: 13
|
  • سید محمدرضا فاروقی مهر، محمد سهیل قبادی* صفحات 5-23
    با توجه به اهمیت عملکرد لرزه ای اتصالات خمشی و مشکلات و معضلات موجود در اجرای این نوع اتصال، ارائه ی یک طرح کارآمد و صحیح برای مقاوم سازی آنها، کمک شایان ذکری به از بین بردن مشکلات آن خواهد کرد. با فرض اینکه در هنگام اجرای جوش شیاری بانفوذ کامل برای اتصال ورق روسری جوش کیفیت لازمه را نداشته باشد و در حد جوش گوشه عمل کند، نیاز به مقاوم سازی به طور مشخص آشکار می شود. به همین منظور، می توان با استفاده از ورق سخت کننده مثلثی (لچکی) و اتصال آن به ورق روسری و ستون، عملکرد لرزه ای آن را بهبود بخشید و به عنوان طرح مقاوم سازی انتخاب نمود. برای اثبات این موضوع نمونه ی آزمایشگاهی ساخته شد و موردبررسی قرار گرفت. سپس با انجام مطالعات عددی صحت سنجی آن نیز بررسی شد. با استفاده از مفاهیم بنیادی مقاومت مصالح روشی جهت طراحی قطعه ی مثلثی ارائه گردید. به همین دلیل، آنالیز حساسیت با بررسی چندین نمونه ی عددی برای صحت سنجی روش طراحی پیشنهادی انجام شد. عواملی نیز وجود دارند که می توانند در عملکرد لرزه ای روش مذکور جهت مقاوم سازی این نوع اتصال اثرگذار باشند ازجمله ی این عوامل می توان به تعداد و ضخامت سخت کننده ها و هم چنین نسبت عرض به ضخامت ستون های جعبه ای اشاره کرد که با مطالعات عددی به بررسی آنها پرداخته شد. استفاده از ستون جعبه ای در ادبیات فنی به طور کامل موردبررسی قرار نگرفته است؛ بااین حال، استفاده از آن به عنوان جایگزین ستون های بال پهن رایج است. بنابراین، در مقاله پیش رو سعی شد با در نظرگیری مورد ذکرشده و مطالعات عددی و آزمایشگاهی صورت گرفته، تمامی جوانب موجود در طرح مقاوم سازی مذکور بررسی گردد. نتایج نشان داد که این روش مقاوم سازی عملکرد لرزه ای اتصالات خمشی معیوب را بهبود می بخشد.
    کلیدواژگان: لچکی، مقاوم سازی، عملکرد لرزه ای، نمودار هیسترزیس، ستون جعبه ای
  • عاطفه سلیمانی، محمدرضا اصفهانی* صفحات 24-40
    طراحی ساختمان ها برای مقاومت در برابر خرابی پیشرونده، امری غیر قابل انکار است. هرچند برخی دستورالعمل ها مثل GSA و UFC الزاماتی برای کاهش احتمال خرابی پیشرونده در سازه ها پیشنهاد داده اند، اما به دلیل این که ماهیت بارها یا وقایع مسبب فروپاشی، به خوبی تعریف نشده اند و عملکرد اجزای ساختمان در طول خرابی پیشرونده به خوبی قابل درک نیست، پیش بینی الگوی مشخصی که بیان گر سیر افزایش خرابی باشد مشکل است. در این پژوهش، با استفاده از رفتار غشایی دال ها، اثر مقاومت بتن و ضخامت دال بر جلوگیری از خرابی پیشرونده ی دال های بتن مسلح پس از حذف ناگهانی یک ستون میانی بررسی می شود. خرابی پیشرونده در دال های طراحی شده با حذف ناگهانی یک ستون داخلی شبیه سازی و ظرفیت دال در حضور نیروی غشایی فشاری برای مقاومت های بتن مختلف و ضخامت های گوناگون دال محاسبه شد. قابلیت حمل بار برای دهانه ی افزایش یافته ی دال به علت حذف ناگهانی ستون میانی، برای نمونه های مختلف بررسی شد. نتایج حاصل از مطالعه و بررسی نشان داد که اثر غشایی دال که اغلب در طراحی در نظر گرفته نمی شود، می تواند تا حد زیادی از خرابی پیشرونده ی دال و سازه جلوگیری کند. هم چنین با افزایش مقاومت بتن دال و افزایش ضخامت دال نسبت به حداقل پیشنهادی آیین نامه می توان ظرفیت دال را پس از حذف ناگهانی یک ستون میانی به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش داد.
    کلیدواژگان: اثر غشایی، دال، مقاومت بتن، ضخامت دال، خرابی پیشرونده، بتن مسلح
  • مهدی خداداد سریزدی*، حامد ربیعی، رضا مرشد صفحات 41-54
    خصوصیات بتن خودتراکم الیافی تازه و سخت شده مورد توجه محققین در صنعت ساخت و ساز می باشد ولیکن، رفتار این بتن تحت اثر پیچش متناوب، ناشی از اعمال بارهای سیکلی، کمتر مورد بررسی محققان قرار گرفته است. در این پژوهش آزمایشگاهی رفتار بتن خودتراکم الیافی تحت اثر پیچش سیکلی مطالعه شد. جهت اعمال پیچش، نمونه های T شکل ساخته شد که به صورت وارونه در دو انتهای قسمت افقی روی تکیه گاه متصل به کف صلب قرار گرفت و توسط دستگاه اکچوییتور نیروی رفت و برگشتی با دامنه های متفاوت به انتهای قسمت عمودی وارد شد تا قسمت افقی حول محور طولی اش تحت پیچش قرار گیرد. قسمت عمودی نمونه حاوی بتن بدون الیاف توسط میلگردهای طولی و عرضی مسلح شد به طوری که، در زمان اعمال بار جاری نشوند و از طریق آن پیچش به قسمت افقی ساخته شده با بتن خودتراکم الیافی وارد شود. با نیروی اعمال شده و ترسیم نمودارهای هیسترسیس، میزان تحمل لنگر پیچشی و اتلاف انرژی مورد بررسی قرار گرفت. از بتن خودتراکم رده C50 و الیاف فولادی با انتهای قلاب دار و نسبت طول به قطر 62/5به میزان صفر، 0/25، 0/5و 0/75 درصد حجمی بتن استفاده شد. با توجه به نتایج به دست آمده میزان 0/5درصد الیاف در تمامی آزمایش ها دارای بیشترین میزان اتلاف انرژی تا 3/87و بیشترین لنگر پیچشی تا 2/42 برابر نمونه شاهد داشته است.
    کلیدواژگان: بتن خودتراکم، الیاف فولادی، رفتار پیچشی، بارهای متناوب، نمودار هیسترزیس
  • سینا کاظمیان* صفحات 55-68
    بدلیل رشد و پیشرفت روز افزون جمعیت درشهرها، استفاده از تکنولوژی تزریق در صنعت بهسازی زمین ها، مهندسی عمران - ساختمان و زمین شناسی مهندسی روز به روز در دهه اخیر بیشتر شده است. در این زمینه گروت و افزودنی های آن نقش بسیار مهمی با توجه به شرایط تزریق ایفاد می کند. در این تحقیق معیارهای ویسکوزیتی و رئولوژی گروت با استفاده از دستگاه ویسکوزیمتر مدل (DV-II+Pro) و همچنین معیارهای فیزیکی گروتها از جمله جمع شدگی (انقباض)، توده ویژه، مقدار اسیدیته بر روی گروت پایه سیمان بهمراه سیلیکات سدیم بعنوان ماده افزودنی شیمیائی، کائولینیت، سیمان و آب بررسی شد. در روش این تحقیق، ترکیبات مختلف گروت که درصد های مختلفی از سیلیکات سدیم، کائولینیت و آب را شامل می شوند ساخته شدند و نتایج بدست آمده نشان می دهد که ازدیاد سیمان، کائولینیت و سیلیکات سدیم بر ویسکوزیته گروت اثر معکوس دارد و این مواد در صورتیکه در گروت استفاده شود مقدار توده ویژه خاک در حد قابل قبول و اسیدیته گروت بیش از 11 بدست می آید که بسیار مناسب در عملیات تزریق می باشد. همچنین اثر درصد های مختلف سیلیکات سدیم بر خواص گیرش، توده ویژه و اسیدیته گروت بررسی شد که نتایج برای مهندسین ساختمان و کلیه دست اندرکاران در این زمینه قابل توصیه می باشد.
    کلیدواژگان: گروت، سیلیکات سدیم، کائولینیت، ویسکوزیتی، تزریق
  • سید سعید عسکریانی، فرزاد شهابیان* صفحات 69-84
    خسارت های سازه ای و به دنبال آن خسارت های مالی قابل توجهی که تا کنون در اثر وقوع زمین لرزه های مخرب به وجود آمده است، باعث شده تا محققان و آیین نامه ها به منظور طراحی لرزه ای سازه ها برای محدود کردن سطح خرابی آن ها به تدریج از رویکرد طراحی تجویزی به سمت طراحی بر اساس عملکرد حرکت کنند. تحلیل های شکنندگی لرزه ای یکی از مهمترین ابزارهای لازم در طراحی لرزه ای سازه ها بر اساس عملکرد به شمار می روند که منجر به تولید توابع و منحنی های شکنندگی می شوند. توابع شکنندگی ابزاری توانمند برای ارزیابی احتمالاتی آسیب پذیری لرزه ای سازه ها به شمار می روند. در این پژوهش با هدف ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای دیوارهای برشی فولادی موج دار و به منظور مقایسه ی آسیب پذیری لرزه ای آن ها با دیوارهای برشی فولادی ساده، توابع شکنندگی گسترش یافته و منحنی های شکنندگی تولید شده اند. در این خصوص، اثر زاویه ی موج نیز در نمونه های موج دار مورد بررسی قرار گرفته است. تولید این منحنی ها از طریق انجام تحلیل های دینامیکی افزایشی میسر شده است. به این منظور از تغییرمکان بین طبقه ای به عنوان شاخص خسارت و از بیشینه شتاب زمین به عنوان شاخص شدت تحریک استفاده گردیده است. بررسی منحنی های تولید شده نشان می دهد که در نمونه های موج دار در شدت های پایین لرزه ای با افزایش زاویه ی موج، احتمال خرابی کاهش می یابد. این در حالی است که در شدت های بالای لرزه ای با افزایش زاویه ی موج، احتمال خرابی افزایش یافته است. از سوی دیگر، نتایج بیان گر رفتار لرزه ای مناسب تر نمونه های موج دار نسبت به نمونه ی ساده در شدت های پایین لرزه ای است.
    کلیدواژگان: منحنی شکنندگی، دیوار برشی فولادی، ورق ساده، ورق موج دار، تحلیل دینامیکی افزایشی
  • فهیمه جلالی فر، محمدرضا اصفهانی*، فرزاد شهابیان مقدم صفحات 85-97
    پایش سلامت سازه راهکاری اقتصادی و مطمئن به منظور ارزیابی شرایط سازه های زیر ساختی است. در سالهای اخیر محققان حوزه پایش سلامت سازه کوشیده اند که الگوریتم هایی به منظور تشخیص خرابی بر پایه روش تشخیص آماری الگو ارائه دهند. مطالعات نشان می دهد که این الگوریتم ها می توانند به طور موفقیت آمیزی در شناسایی خرابی سازه ها مورد استفاده قرار گیرند. یکی از مسائلی که باید برای اعمال روش های تشخیص آماری الگو در کاربردهای عملی در نظر گرفت متغیر بودن شرایط محیطی و کاربری در هنگام ثبت داده ها است. در نظر گرفتن این موضوع برای اجتناب از تشخیص نادرست خرابی امری ضروری می باشد. این مقاله به بررسی کارایی روش های تشخیص آماری الگو به کمک تحلیل سری زمانی در شرایط پیرامونی متفاوت می پردازد. داده های حاصل از یک مطالعه آزمایشگاهی شامل سیستم هشت درجه آزادی جرم و فنر مورد استفاده قرار گرفته است. با تغییر ولتاژ سیگنال اعمالی، توانایی این روش ها در تشخیص خرابی در شرایط پیرامونی متفاوت مورد بحث قرار گرفته است. دو رویکرد پرکاربرد تشخیص آماری الگو شامل مدل اتورگرسیو (AR) به همراه استفاده از نمودار کنترل و یا فاصله ماهالانوبیس در تشخیص داده های پرت بررسی شده است. نتایج حاصل اهمیت بررسی توانایی روش های تشخیص آماری الگو در تشخیص درست خرابی سازه در شرایط محیطی و کاربری متفاوت در کاربردهای عملی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: تشخیص آماری الگو، تشخیص خرابی سازه ها، تحلیل سری زمانی، نمودار کنترل، فاصله ماهالانوبیس
  • روح الله راه نورد، مازیار تقی خواجه، اکبر حسنی پور*، نوید سیاهپلو صفحات 98-113
    اتصال پایه به عرشه در پل های فولادی نقش موثری در مقاومت این سازه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله دارد. تقویت اتصال یکی از راهکارهای مورد توجه انتقال مفصل پلاستیک از اتصال به نقطه دیگری از سازه است. در این مطالعه چهار نمونه پل فولادی با اتصال مرکب فولاد و بتن و یک نمونه با اتصال جوش مستقیم با استفاده از روش اجزا محدود و با بکارگیری نرم افزار ABAQUS تحلیل و بررسی گردید. این مدل ها تحت الگوی بارگذاری تناوبی SAC مورد آنالیز قرار گرفته و نتایج با هم مقایسه گردید. نتایج این مطالعه نشان می دهد که استفاده از اتصال کامپوزیت در پل های فولادی باعث افزایش ظرفیت برشی پل فولادی می شود و عملکرد آن را بهبود می بخشد. هم چنین ارزیابی ها نشان می دهد که افزایش طول ناحیه مرکب باعث شکل پذیری کلی قاب می گردد. هم چنین نتایج این پژوهش نشان می دهد که مقاومت بتن پرکننده ی ناحیه مرکب تاثیری بر ظرفیت برشی و استهلاک انرژی پل فولادی ندارد. نتایج این مطالعه نشان می دهد استفاده از اتصال مرکب برای تماس میان پایه و عرشه باعث انتقال تمرکز تنش و پلاستیک شدگی فولاد از ناحیه اتصال به درون پایه می شود. همچنین با نظر به نتایج می توان دریافت که اتصال با طول ناحیه مرکب بلندتر تمرکز تنش و پلاستیک شدگی را به صورت مناسب تری انتقال می دهد. هم چنین با توجه به نتایج این پژوهش در مدل های با اتصال کامپوزیت کمانش خارج از طول ناحیه مرکب اتفاق می افتد، ولی در اتصال مستقیم پایه به عرشه، کمانش در صفحه مشترک اتصال پایه به عرشه اتفاق می افتد.
    کلیدواژگان: نمودار نیرو- تغییرمکان، استهلاک انرژی، اتصال مرکب، مفصل پلاستیک، روش اجزای مجدود
  • میثم امیدعلیزاده، مهدی نعمت زاده*، جواد شایانفر صفحات 114-133
    نقش شکست برشی در رفتار لرزه ای سازه های بتن مسلح از اهمیت فراوانی برخوردار می باشد. معمولا، تحلیل غیرخطی تیرها و ستون ها در سازه های بتنی بر اساس رفتار خمشی اعضا بوده و اثرات برش در آنها نادیده گرفته می شود. در چنین تحلیل هایی تنها رفتار خمشی عضو در نظر گرفته شده است؛ درحالیکه نتایج آزمایشگاهی احتمال شکست اعضای بتن مسلح در حالت های قبل از رسیدن به ظرفیت خمشی نهایی را نشان می دهد. در این مطالعه، مدلی عددی شامل مفاصل چرخشی، برای شبیه سازی اثرات ظرفیت برشی تیرها و ستون ها بر اساس مکانیزم شکست مواد پیشنهاد شده است. به منظور بررسی دقت مدل پیشنهادی در تیرها و ستون ها، نتایج به دست آمده از تحلیل غیرخطی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد؛ به طوریکه نتایج پیش بینی شده توسط مدل پیشنهادی تطابق مناسبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. علاوه بر این، مدل پیشنهادی در سطح سازه مورد ارزیابی عملکردی قرار گرفت و به همین منظور، قابی بتن مسلح در دو حالت مختلف 1- تحلیل با استفاده از مدل پیشنهادی با در نظر گرفتن اثرات برش و 2- تحلیل بر اساس مدل پیشنهادی با صرف نظر کردن از اثرات برش در اعضا بررسی شده است. نتایج حاصل، اهمیت در نظر گرفتن اثر برش در پیش بینی رفتار غیرخطی قاب ها توسط مدل پیشنهادی را نشان می دهد؛ که می تواند روشی جایگزین برای روش های متداول باشد.
    کلیدواژگان: مدل تحلیلی، تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش آور)، اثر برش، شکست برشی، نرم افزار SAP2000، سازه های بتن مسلح
  • محمد جواد طاهری امیری، فرشیدرضا حقیقی*، احساناللهاشتهاردیان، عزیر عابسی صفحات 134-154
    با اعتقاد به این واقعیت که یک فعالیت می تواند از چندین راه یا حالت انجام پذیرد و یا در شرایط واقعی، ممکن است چندین حالت اجرایی برای فعالیت ها با میزان منابع مختلف وجود داشته باشد، نیاز به ارزیابی زمانبندی حاصل از روش های مختلف از ترکیب های مختلف زمان-منابع-کیفیت و بهینه سازی آنها می باشد که از آن به مسائل با عنوان زمانبندی پروژه با منابع چند حالته یاد می شود. از طرفی دیگر کاربرد تئوری محدودیت ها در مدیریت پروژه منجر به ایجاد رویکرد جدیدی در برنامه ریزی و کنترل پروژه ها با عنوان زنجیره بحرانی شده است که مطالعه حاضر استفاده از تکنیک زنجیره بحرانی و موازنه همزمان زمان-هزینه-کیفیت را مدنظر دارد. در این مطالعه با استفاده از توانایی بالای الگوریتم چند هدفه ازدحام ذرات در بهینه سازی، به حل مسئله چند هدفه موازنه زمان-هزینه-کیفیت و با تکنیک زنجیره بحرانی پرداخته شده است تا بتواند مناسب ترین توالی و حالت اجرایی فعالیت ها به نحوی که در آن زمان، هزینه و کیفیت در بهینه ترین حالت ممکن نزدیک به واقعیت و اجرایی خود قرار داشته باشند را بیابد. برنامه نویسی الگوریتم بهینه سازی با نرم افزار متلب کدنویسی شده و نتایج مورد نظر استخراج شد. به منظور ارزیابی مدل پیشنهاد شده، دو مثال موردی با تعداد 7 و 18 فعالیت حل شده است. در ضمن از یک پروژه با 60 فعالیت نیز که موازنه زمان هزینه کیفیت در آن صورت گرفته بود، به منظور صحت سنجی الگوریتم پیشنهادی استفاده شده است و نتایج جدیدی استخراج شده است. نتایج نشان داد الگوریتم توسعه داده شده عملکرد صحیح و خوبی داشته است به طوریکه قابلیت ایحاد چندین جواب پارتو با مقادیر مختلف زمان، هزینه و کیفیت را دارد و همچنین نتایج براساس بهترین زمان، هزینه و کیفیت به طور محزا گزارش شده است که این امر به مدیران پروژه این امکان را می دهد تا با توجه به اولویت خود در پروژه جواب بهتر را برگزیند.
    کلیدواژگان: زنجیره بحرانی، پروژه های ساخت، موازنه ی هزینه، زمان و کیفیت، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات چندهدفه، جواب های پارتو
  • علی کارگران، علی خیرالدین* صفحات 155-171

    ملاحظات معماری از قبیل قرارگیری پیلوت و واحدهای تجاری در همکف، جلوگیری از تجمع ورودی های مختلف در مجتمع های آپارتمانی، سازه های دوبلکسی را پدید می آورد که در آن ها کف های طبقات با اختلاف ترازی نسبت به هم در دو یا چند تراز ارتفاعی مختلف ایجاد می شوند. در سازه های دوبلکسی عمده مشکلات ناشی از عدم پیوستگی دیافراگم کف می باشد که باعث تغییرات چشم گیری در دوره تناوب، سختی و پخش نیروی زلزله می گردد. در این مقاله با آنالیز استاتیکی خطی و غیرخطی به بررسی موقعیت مکانی و زمانی وقوع اولین مفصل پلاستیک در تیرها و ستون های کوتاه، دوره تناوب، تغییر مکان، نیروی برشی، نقطه عملکرد و طیف ظرفیت و... در پنج سازه دوبلکسی 2، 4، 6، 8 و 10 طبقه پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که اثر اختلاف تراز در سازه های کوتاه مشهودتر بوده و با افزایش ارتفاع اثر پدیده ستون کوتاه در سازه های دوبلکسی کاهش و نقطه عملکردی آن افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: قاب دوبلکسی (با اختلاف تراز ارتفاعی)، بتن آرمه، آسیب پذیری لرزه ای، الگوی مفصل پلاستیک، ستون کوتاه، نقطه عملکرد، استاتیکی غیرخطی
  • حسینعلی رهدار*، منصور قلعه نوی صفحات 172-201
    امروزه استفاده از مصالح نوین نظیر بتن فوق توانمند و میلگردهای GFRP در صنعت ساختمان دارای گسترش روز افزونی می باشد. معمولا از این نوع مصالح در ساخت سازه های بتن مسلح و یا ترمیم این نوع سازه ها استفاده می شود. با توجه به اینکه به دلیل ویژگی های میلگرد الیاف شیشه و همچنین نوع متفاوت سطح جانبی این نوع میلگرد، رفتار باند -لغزش بین بتن و میلگرد در اعضای بتن مسلح ساخته شده از میلگرد GFRP در مقایسه با اعضای مسلح شده با میلگردهای فولادی متفاوت می باشد، از اینرو شناخت و بررسی رفتار اعضای بتنی مسلح شده با میلگردهای GFRP در قبل و بعد از ترک خوردگی در عضو برای تحلیل غیر خطی رفتار این نوع اعضا ضروری می باشد.از آنجائیکه بتن فوق توانمند به دلیل ویژگی های آن نظیر مقاومت فشاری بالا، نفوذپذیری کم، مقاومت در برابر سیکلهای یخبندان و... به منظور کاهش ابعاد اعضای سازه و یا استفاده در سازه های خاص نظیر پل ها، نیروگاه های اتمی و...کاربرد زیادی دارد، در این پژوهش رفتار قبل و پس از ترک خوردگی نمونه های مسلح کششی ساخته شده از بتن فوق توانمند و میلگردGFRP مورد بررسی قرار گرفته است. برای دست یافتن به این هدف با انجام آزمایش کشش بر روی نمونه های استوانه ای به طول 850 میلی متر که با یک میلگردGFRP در مرکز مسلح شده اند تاثیر نوع میلگرد، قطر میلگرد و نسبت ضخامت پوشش بتن روی میلگرد به قطر میلگرد بر رفتار ترک خوردگی بتن فوق توانمند در کشش برای اعضای بتن مسلح بررسی شده است و برای حداقل،حداکثر و متوسط فاصله ترک ها و همچنین تنش کششی ترک-خوردگی در اعضای کششی با توجه به عوامل موثر بر آنهاروابط مناسب و کاربردی ارائه شده است.
    کلیدواژگان: بتن فوق توانمند، میلگرد الیاف شیشه، مقاومت کششی، ترک خوردگی، عضو کششی
  • فرهود کلاته*، امیر قامتلو صفحات 202-221
    در مقاله حاضرتاثیرنیروی آپلیفت (زیرفشار) برپاسخ دینامیکی غیرخطی سد بتنی وزنی تحت زمین زلزله های حوزه نزدیک و حوزه دور از گسل با استفاده مدل عددی مورد مطالعه قرار گرفته است.با توجه به اینکه نیروی فشار آپلیفت به عنوان یکی از بارگذاری های تاثیرگذار برپایداری سدهای بتنی وزنی همواره مطرح می باشد، لذا درمطالعه حاضر تاثیر این نوع بارگذاری در شرایط مختلف با فرض سه نوع توزیع محتمل بررسی شده است. همچنین جهت بررسی دقیق تر موضوع شتاب نگاشت های حوزه نزدیک و دور در سه، زلزله متفاوت بر سازه سیستم سد -مخزن -فونداسیون اعمال گردیده است. مدل خرابی پلاستیک بتن(CDP) که شامل رفتار سخت شوندگی و نرم شوندگی کرنشی بتن می باشد در تحلیل دینامیکی غیرخطی بکار رفته است. بعنوان مطالعه موردی تحلیل دینامیکی غیرخطی و آنالیز خرابی لرزه ای سد بتنی وزنی شفارود واقع در استان گلستان تحت زمین لرزه های حوزه دور و نزدیک باهمراه لحاظ اثرات نیروی زیرفشار مورد ارزیابی قرار گرفته است. اندیس خرابی کلی بعنوان یکی از پارامترهای پاسخ لرزه ای سد مورد بررسی ارائه گردیده است. نتایج بدست آمده از تحلیل سد بتنی وزنی تحت تاثیر هر یک از زمین لرزه های حوزه نزدیک و دور به همراه سه توزیع متفاوت نیروی آپلیفت مقایسه شده بطوریکه نتایج بدست آمده از تحلیل حاکی از تاثیر نسبی نیروی آپلیفت در زمین لرزه های حوزه نزدیک بر رفتار دینامیکی سد بتنی وزنی می باشد بطوریکه در این شرایط تخریب بدنه سد بطورنسبی افزایش می یاید.
    کلیدواژگان: سد بتنی وزنی، نیروی آپلیفت، آنالیز دینامیکی غیرخطی، خرابی لرزه ای، مدل خرابی پلاستیک بتن، زلزله حوزه نزدیک و دور
  • محمد مهدی صداقت، رضا رازانی* صفحات 222-237
    با توجه به اینکه ایران بر روی کمربند زلزله آلپ- هیمالیا واقع گردیده است، هر از چند گاهی زلزله های مخربی در مناطق مختلف ایران اتفاق می افتد که خسارات جانی و مالی فراوانی را به بار می آورند. به همین دلیل مقاوم سازی جهت حفظ بناهای تاریخی و مذهبی به دلیل قدمت زیاد تاریخی و میراثی آن ها بسیار ضروری می باشد. هدف از این پژوهش بررسی رفتار گنبد ارچین امامزاده جعفر بروجرد به عنوان نمونه ای از چند گنبد ارچین موجود در جهان تحت زلزله 1385 دشت سیلاخور و ارائه طرح مقاوم سازی این گنبد با استفاده از یک لایه اندود بتن مسلح (شاتکریت) در سطح داخلی گنبد می باشد. در این پژوهش جهت مدل سازی و آنالیز از نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS استفاده شده است. پس از انجام مطالعات میدانی سازه، گنبد با دقت در این نرم افزار مدل گردیده است. این مدل تحت آنالیز فرکانسی و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی قرارگرفته و رفتار لرزه ای گنبد قبل و بعد از مقاوم سازی مدل با یکدیگر مقایسه گردیده اند. درنهایت با توجه به تحلیل های انجام شده و نتایج به دست آمده از این پژوهش علت خرابی گنبد در زلزله 1385 دشت سیلاخور شتاب زیاد قسمت فوقانی گنبد و ضعف و تردشکنی مصالح بنایی در برابر نیروهای برشی شناخته شد. پس از مقاوم سازی گنبد با اندود بتن مسلح در سطوح داخلی این ضعف و آسیب پذیری به خوبی برطرف خواهد گردید.
    کلیدواژگان: گنبد ارچین، بتن مسلح، شاتکریت، زلزله، بروجرد
|
  • Seyed Mohammadreza Farooghimehr, Mohammad Soheil Ghobadi * Pages 5-23
    Regarding the importance of seismic performance and also the problems of moment connections, representing an accurate and efficient scheme to reinforcing could be useful to eliminate these problems. Assuming that (CJP) welds between top flange plate and column face have poor quality or strengthened like fillet welds, the need of reinforcing becomes obvious. For that reason, by using triangular stiffener plate for joining to column face and top flange plate, the seismic behavior could be improved and possible to opt as a reinforcing scheme. To prove that, the experimental specimen was created and investigated. Then, validation was employed with the numerical model of one. By applying the basic concepts of the mechanic of materials, the design of triangular plate was expressed. Along with that, sensitivity analysis with studying on several numerical models carried out to show the accuracy of the proposal procedure design. Moreover, some factors effect on the seismic behavior of this scheme including numbers of stiffener plate, the thickness of stiffener plate, and the width to thickness ratio of box column. While using the box column in literature is rare, it replaces with H-shape column mostly in some countries like Iran. So, this paper tries to consider these cases to cover all aspects of this reinforcing scheme. The results showed this procedure could enhance the seismic behavior of defective moment connections.
    Keywords: Triangular stiffener plate, Reinforcing, seismic behavior, Hysteresis diagram, Box column
  • Atefeh Soleymani, Mohammad Reza Esfahani * Pages 24-40
    Designing structures against progressive collapse is an important part of the building design. However, some guidelines such as GSA and UFC holds implications for reducing the risk of progressive collapse of structures, but because the nature of the loads or events that cause damage are not well defined and the performance of building components during progressive collapse is not well understood, It is difficult to predict the trend of increasing damage. In this study, using the membrane action of the slabs, the effect of concrete strength and slab thickness on preventing the progressive failure of RC concrete slabs is investigated after the sudden removal of an internal column. Progressive collapse in the designed slabs was simulated by the sudden removal of an internal column and the slab capacity was calculated in the presence of compressive membrane force for different concrete strengths and slab thicknesses. Load carrying capacity for an enlarged span of the slab due to the sudden removal of the middle column has been investigated for various models. The results of this study showed that the membrane action of the slab, which is often not considered in design, can greatly prevent progressive failure of the slab and structure. By increasing the strength of the concrete and the thickness of the slab as well as the minimum recommendation of the regulation, the capacity of the slab can be considerably increased after the sudden removal of the middle column.
    Keywords: Progressive collapse, slab, membrane action, reinforced concrete, Strength, thickness
  • Mehdi Khodadad Saryazdi *, Hamed Rabiei, Reza Morshed Pages 41-54
    Researchers in the construction industry have shown great interest in rheological and mechanical properties as well as durability of fiber reinforced self-compacting concrete (FRSCC), however, its behavior under torsional cyclic loading, has rarely been studied. In the present experimental research, behavior of fiber reinforced self-compacting concrete under cyclic torsional loading was studied. T-shaped samples consisting of a horizontal beam made of FRSCC and a vertical shaft were made. horizontal beam was fixed at both ends to a rigid base and cyclic loading was applied to the end of the vertical shaft causing a cyclic torque around the horizontal axis of the beam. The vertical shaft was reinforced by longitudinal and transverse bars so that it could not collapse at the time of loading. By plotting the hysteresis diagrams, the torsional strength and energy dissipation of each sample specimen were investigated. Self-compacting concrete C50 class and Hooked End Steel Fibers with length to diameter ratio of 62.5 and different amount of 0, 0.25, 0.5 and 0.75 percent by volume were used. Results showed that the mixture containing 0.5% fibers had the highest energy dissipation of 3.87 times that of control mix with no fibers, and maximum torsional strength of 2.46 times that of control mix.
    Keywords: Self Compacting Concrete, Steel Fibers, Torsional behavior, Cyclic loads, Hysteresis diagrams
  • Sina Kazemian * Pages 55-68
    Due to the growing population growth in cities, the use of injection technology in the ground improvements, construction industry, geotechnical and geological engineering is increasing day by day. In this regard, the grout and its additive play a very important role in terms of injection conditions. In this research, viscosity and rheological measurements of grout using the viscosimeter of the model (DV-II + Pro) as well as the physical criteria of the grout, including shrinkage, specific gravity (Gs), acidity (pH) on the cement base grout with the chemical additive like sodium silicate, kaolinite as mineral additive, cement and water were investigated. In this research, various grout compounds containing various percentages of sodium silicate, kaolinite and water were prepared. The results show that cement, kaolinite and sodium silicate have a reverse effect on the viscosity of the grout. If the amount of soil specific soil is acceptable and the soil acidity is more than 11, which is very suitable for injection operations. Also, the effect of various sodium silicate percentages on the binding properties, specific mass and gravity of acidity were investigated, and the results are recommended for geological and geotechnical engineers especially people who are working ans studying in this field.
  • Seyed Saeed Askariani, Farzad Shahabian * Pages 69-84
    Structural damages and subsequently considerable economic losses that ever made in catastrophic seismic events caused reaserchers and codes gradually move from prescriptive design to performance-based design. Seismic fragility analyses are one of the most important tools in performance-based seismic design of structures that lead to production of fragility curves and functions. Fragility function is a capable tool for probabilistic assessment of the seismic vulnerability of the structures. In this study, in order to assess seismic vulnerability of corrugated steel shear walls and compare their seismic vulnerability with simple steel shear walls, fragility functions have been developed and fragility curves have been constructed. In this regard, the effect of the corrugation angle has been studied in corrugated models. Construction of these curves has became feasible through conducting incremental dynamic analyses. For this purpose, inter-story drift and peak ground acceleration have been used as damage measure and ground motion intensity measure, respectively. Assessment of resulted curves show that in low seismic intensity, probability of damage in corrugated models is reduced by increasing the corrugation angle; while, in high seismic intensity, probability of damage in corrugated models has been increased by increasing the corrugation angle. On the other hand, results indicate that corrugated models have more appropriate seismic performance than simple model in low seismic intensity.
    Keywords: Fragility curve, Steel Shear Wall, Simple plate, Corrugated plate, Incremental Dynamic Analysis
  • Fahimeh Jalalifar, Mohammad Reza Esfahani *, Farzad Shahabian Pages 85-97
    Structural health monitoring is an economical and reliable strategy for infrastructure condition assessment. In recent years, researchers have tried to propose algorithms based on statistical pattern recognition techniques. Studies show these algorithms can be successfully used to detect structural damage. Variability of operational and ambient conditions during data acquisition should be considered as an important factor in applying statistical pattern recognition methods in practical applications. This paper studies the efficiency of statistical pattern recognition methods on the damage detection of structures under various operational and ambient conditions. The data is obtained from an experimental study on an eight degrees of freedom mass spring system. Ambient vibration is applied to the mass spring system using random excitation. In order to simulate various ambient conditions, the amplitude level of the input force has been varied. By applying the statistical pattern recognition methods, the ability of these methods to damage detection under various ambient conditions is discussed. Two common approaches of statistical pattern recognition are considered. These approaches are autoregressive model accompanied with using control chart and Mahalanobis distance for outlier analysis. Results show the importance of considering the statistical pattern recognition methods for structural damage detection under various operational and ambient conditions.
    Keywords: Statistical pattern recognition, Structural damage detection, time history analysis, Control chart, Mahalanobis distance
  • Rohola Rahnavard, Maziyar Taghikhajeh, Akbar Hassanipour *, Navid Siahpolo Pages 98-113
    Connections pipe pile to cap beam in steel bridges have important roles on structure strength affecting lateral loads such as earthquake. One of the most important strategies are to translate plastic hinge from connections to the other places in structure. In this study four types of composite steel connections and a direct welded connection modeled and analyzed in finite element ABAQUS software. After verification of the real model using available experimental data, the other models are made. The models under cyclic loading protocol SAC was analyzed and the results were compared. The results of this study indicated that the using composite connections, increased shear capacity and improved its performance. In addition, the obtain results show that infill concrete strenght doesn’t have effects on shear capacity and ductility of steel bridge. The results indicated that using composite connection between pipe pile and cap beam translate plastic hinge from connection to pile area. Also, the results show that increasing composite length improved the ductility of total steel bridges. Also, regarding to results of this study, it seen that buckling in model with welded connection occur on surface between pipe pile and cap beam. However, in the models with composite connections the buckling translated from connection to pile area.
    Keywords: Force-Displacement curve, Dissipated energy, Composite connection, Plastic hinge, Finite element method
  • Meysam Omidalizadeh, Mehdi Nematzadeh *, Javad Shayanfar Pages 114-133
    Shear failure plays a significant role in the seismic behavior of reinforced concrete (RC) structures. Generally, nonlinear analysis of the beams and columns in concrete structures is based on the flexural behavior of the members, and shear effects are generally ignored. Although in such an analysis, only the flexural behavior of members is considered, experimental results reveal the likelihood of the failure of RC members before reaching the ultimate flexural capacity. In this paper, a numerical model including rotational springs was developed to simulate the effects of the shear capacity of beams and columns based on material failure mechanisms. In order to evaluate the accuracy of the proposed model for beams and columns, the results gained by the nonlinear analysis were compared with the experimental results, which revealed a good agreement of the results predicted by the proposed model with those of experiments. Furthermore, the proposed model was assessed at the structural level in terms of performance, and to do so, an RC frame was investigated in two different modes: a) analysis using the proposed model considering shear effects and b) analysis based on the proposed model ignoring shear effects in the members. The obtained results suggest the importance of taking the effect of shear into account in predicting the nonlinear behavior of frames by the proposed model which may present an alternative to common methods.
    Keywords: Analytical model, Non-linear static (pushover) analysis, Shear effect, Shear failure, SAP2000 software, RC structures
  • Mohammad Javad Taheri Amiri, Farshidreza Haghighi *, Ehsan Eshtehardian, Ozeair Abessi Pages 134-154
    Believing in the fact that an activity can be performed through several methods or states, or that there may be several executive states for activities with different numbers of resources in real conditions, the scheduling obtained from different methods with different combinations of time, resources, and quality need to be evaluated and optimized. These are referred to as project scheduling problems with multistate resources. On the other hand, application of the theory of constraints to project management has led to the development of a novel approach in project planning and control known as the critical chain. The present paper seeks to use the critical chain technique and simultaneous time-cost-quality trade off. In this study, the multi-objective problem of time-cost-quality trade off has been solved using the high capability of the multi-objective particle swarm algorithm in optimization and the critical chain technique, so that the most appropriate sequence and executive state of activities is found such that time, cost, and quality are optimized and close to reality. The optimization algorithm programming was coded in the MATLAB software, and the target results were extracted. For evaluation of the proposed model, two case studies with 7 and 18 activities have been solved. Furthermore, a project with 60 activities where the time-cost-quality trade off had been established were used for validation of the proposed algorithm, and new results were extracted. The results demonstrated that the developed algorithm has had correct, proper performance, in such a way that it is capable of generating several Pareto solutions with different time, cost, and quality values. Furthermore, the results have been reported separately based on the best time, cost, and quality, which makes it possible for the project managers to select the better solutions given their priorities in the project.
    Keywords: project management, Time-Cost-Quality trade-off, Multi-Objective Optimization, Particle Swarm Optimization, Pareto
  • Ali Kheyroddin * Pages 155-171

    Civil engineering structures as well as office or apartment building are affected by earthquakes. In some buildings, few or no walls are provided at the first story (pilot). In the structures with difference in story level, major problems is due to discontinuity of floor diaphragm that causes significant changes in period, stiffness and distribution of earthquake force. In this paper, using linear and nonlinear static analysis, time history and location of plastic hinge in short columns and beams, period, displacement, shear force, performance point and capacity spectrum and…, in 2, 4, 6, 8, and 10 story structures with story level difference are studied. The results show that the effect of level difference in short structures is obvious and by increasing the height difference, the effect of short column phenomenon is decreased and the performance point is increased.

    Keywords: Frame with different floor, reinforced concrete, Seismic vulnerability, Plastic hinge pattern, Short column, Nonlinear static analysis
  • Hossein Ali Rahdar *, M. Ghalehnovi Pages 172-201
    Since it is very important to know the material's behavior to evaluate the nonlinear behavior of structures, it is necessary to know the tension stiffening phenomenon and its effect on the behavior of the reinforced concrete members to examine their behavior in tension. For a reinforced concrete member, the reinforcement confined concrete affects the member's behavior after being cracked in the spacing between two cracks, and the reinforcement rebar in the concrete member shows less strain than the bare rebar. This affects the width of cracks and the stiffness of the member under tension. In this research the experimental method is used to tensile behavior of concrete members reinforced by GFRP rebar therefore the effect of rebar type, reinforcement ratio and c/d ratio on the cracking behavior of ultra high performance concrete (UHPC) is evaluated.The results show that increasing the rebar cover to diameter ratio of all specimens, their initial stiffening increases before the cracking stage in concrete. Also, the tension stiffening effect does not change as the type of the rebar changes. Finally, the spacing of cracks, the way they are distributed and their behavior are discussed.Keywords:Ultra High performance concrete, tensile strengthGFRP rebar,Tensile member. Cracking
    Keywords: UHPC, tensile strength, GFRP, Tensile member, Cracking
  • Farhoud Kalateh *, Amir Ghamatloo Pages 202-221
    Uplift force has significant role on dynamic response of concrete gravity dams and also seismic response of dams in near field motion can be considerably different from those observed in the far field and the near –fault ground motions can cause considerable damage during an earthquake. This paper presents results of study aimed at evaluating the uplift force effects in the near-fault and far-fault ground motions on nonlinear dynamic response and seismic damage of concrete gravity dams including dam-reservoir-foundation interaction. For this purpose, 3 as-recorded earthquake records which display ground motions with an apparent velocity pulse are selected to represent the near-fault ground motion characteristics. The Shafaroud gravity dam, which is selected as a numerical application, is subjected to a set of as-recorded near-fault and far-fault strong ground motion records and three different distribution of uplift force are assumed. The results obtained from the analysis of the dam subjected to each fault effect are compared with each other. It is seen from the analysis results that the uplift force, which has influence on the dynamic response of concrete gravity dam-reservoir-foundation systems subjected to near-fault ground motion, as has the potential to increase damage in the dam body but at far-fault motion uplift force can be neglected.
    Keywords: Gravity dam, Uplift force, Nonlinear dynamic analysis, Seismic damage, Near fault motion, Far fault motion
  • Mohammadmehdi Sedaghat, Reza Razani * Pages 222-237
    Iran is located on Alpine-himalayan earthquake belt. Every few years destructive earthquakes happen in Various region of Iran which causes significant amount of material and human losses. Therefore seismic strengthening of buildings especially historical and old religious building, because of their cultural, historical, heritage and touristic values are of great national importance. The objective of this paper is to study the seismic behavior of a special method of retrofit of Urchin domes. This type of semi-conical masonry dome which are found in southern regions of Iran has not been structurally investigated before. As a model for this study the damaged Urchin dome of Imamzade Jafar shrine in Borujird under 2006 A.D (1385 A.H) Silakhor-Lorestan earthquake was investigated. The strengthening method used is by applying a layer of reinforced concrete (Shot-Crete) to the interior surface of the Urchin dome which was evaluated in this study. After sufficient field studies and measurement, the composite structure of the: Urchin dome, lower double layer spherical dome and the masonry supporting walls and pears were modeled using ABAQUS FEM software. The models were analysed and their frequency and dynamic behavior using time-history analysis (THA) were obtained and compared before and after the application of strengthening Shot-Crete layer. Finally by evaluating the results obtained from these studies, the causes of the failure of the tip of this dome was found to be the excessive acceleration at the tip of the dome and weakness and brittleness of the masonry material due to shearing forces. After strengthening the interior of the dome by a Shot-Crete layer the weakness and vulnerability of the dome under the applied earthquake will be significantly reduced.
    Keywords: Orchin dome, reinforced concrete, shotcrete, Earthquake, boroojerd