فهرست مطالب

  • سال شانزدهم شماره 4 (زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/09/27
  • تعداد عناوین: 6
|
  • اشکان خدابنده لو*، علی اصغر اکبری برگشادی صفحات 1-7
    با توجه به اینکه بتن یکی از مصالح اصلی بکار رفته در صنعت ساختمان می باشد و در ضمن روش متداول استفاده از فولاد که باعث کاهش تردشکنی و گسیختگی بتن می شود دارای معایبی می باشد. امروزه گسترش علم استفاده از مواد پلیمری در رفع این معایب سریعا جای خود را در مواد تشکیل دهنده بتن  باز نموده است. با استفاده از این مواد می توان بتن مستحکم تر با انعطاف پذیری بیشتر و سطحی صافتر و با مقاومت بیشتر در مقابل فرسایش، ضربه و خورندگی تولید کرد. در این تحقیق با استفاده از ژئوگرید که از خانواده ژئوسنتتیک ها می باشد، افزایش مقاومت کششی بتن به مقدار 15% محقق می شود. چون بصورت جامد بکار گرفته می شود با ریسک بسیار کم، ژئوگرید در فواصل مختلف از تار خنثی قرار داده شده است. در نتایج آزمایشهای انجام داده شده و با توجه به نمودار حاصل از آزمایشات، ژئوگریدها اگر به صورت نیمه جامد در ناحیه کششی به کار گرفته شوند باعث توزیع یکسان تنش ها گردیده و تاثیر خود را در افزایش مقاومت کششی بهتر نشان خواهند داد. البته با استفاده از ترکیب فولاد و ژئوگرید در ناحیه کششی و با توجه به خصوصیات ژئوگرید، دسترسی به شکست نرم (شکست کششی) که بهترین نوع شکست برای سازه های بتنی می باشد آسانتر می شود.
    کلیدواژگان: ژئوگرید، ترد شکنی، ناحیه کششی، انعطاف پذیری بتن، مصالح پلاستیکی، توزیع تنش
  • مهرداد موحدنیا، محمدرضا تابش پور* صفحات 9-19

    با توجه به بررسی های انجام شده استفاده از مصالح ضعیف و شکننده ای مانند آجر سنتی به علت وزن زیاد، مقاومت و شکل پذیری پایین در اثر وقوع زلزله با بیشترین خسارات و تلفات جانی همراه خواهند بود. در مقاله حاضر رفتار نوعی پانل مسلح کامپوزیت نوین در ساختمان مورد مطالعه و مزایای آن در مقایسه با مصالح سنتی بکار رفته در ساختمان های معمول مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. مواد کامپوزیت قابل دسترس و ارزان قیمت استفاده شده در این پانل علاوه بر افزایش مقاومت فشاری و کششی باعث یکپارچگی این قطعات شده به نحوی که در هنگام خرابی، ذرات آن متلاشی نشده و هیچگونه آواری نخواهد داشت. به منظور دستیابی به مشخصات مکانیکی و رفتاری این محصول نوین آزمایشات متعدد کششی، فشاری و برشی روی نمونه های مختلف در آزمایشگاه مصالح دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی شریف انجام شده است. شکل پذیری، مقاومت کششی و فشاری بسیار خوب، وزن پایین، حداقل هزینه و زمان در اجرا، افزایش جذب انرژی و... از مزایای این محصول نوین در مقایسه با مصالح بنایی موجود می باشد. در ادامه به منظور بررسی دقیق رفتار پانل های گچی مرکب به عنوان دیوارهای باربر و نیز مقایسه ی رفتار لرزه ای آن ها با رفتار دیوار بنایی متناظر با بازشو ، به مدل سازی و تحلیل چندین دیوار با بازشو با نرم افزار اجزای محدود پرداخته شده است. نتایج آزمایشات انجام شده نشان داد که مقاومت کششی و فشاری این پانل به ترتیب 3/4 و 18 کیلوگرم بر سانتی متر مربع بوده که در مقایسه با مصالح بنایی مورد استفاده دیگر قابل ملاحظه می باشد.

    کلیدواژگان: تکنولوژی نوین، پانل پیش ساخته مسلح، کامپوزیت، شکل پذیری، مقاومت، المان محدود
  • سیدعلی موسوی داودی*، مرتضی نقی پور صفحات 21-32

    امروزه نیازهای موجود در طراحی سازه ها از جمله وزن کم و استحکام بالا در علم مهندسی سازه، امکان ایجاد ارتعاشات ناخواسته و مخرب را در این سیستم ها افزایش داده است. همچنین استفاده از نرم افزار های کامپیوتری برای مدل سازی نمی تواند به تنهایی به طور دقیق رفتار دینامیکی سازه ساختمانی را پیش بینی نماید. به همین دلیل رویکردی اساسی به تکنیک های تجربی ایجاد شد و سبب ایجاد پیشرفت در زمینه آنالیز مودال گردید. در سال های اخیر آنالیز مودال به عنوان ابزاری جهت تعیین و ارتقا مشخصات دینامیکی سازه ها استفاده شده است: مدهای ارتعاشی بدست آمده از تحلیل مودال برای فهم صحیح رفتار سازه مفید می باشد. همچنین از مدهای بدست آمده از آنالیز مودال در تحلیل های تاریخچه زمانی مودال و تحلیل شبه دینامیکی طیف پاسخ نیز استفاده می گردد. نکته قابل توجه در تحلیل مودال این مطلب می باشد که در هنگام استفاده از تحلیل مودال دو نوع حالت تحلیلی با نام های حالت بردار ویژه و حالت بردار ریتز وجود دارد. یافتن بهترین روش بین دو حالت در تحلیل مودال بر روی پاسخ های سازه ها بسیار مهم می باشد، تا به امروز مطالعاتی گسترده و جامع در این زمینه صورت نگرفته است. با توجه به اهمیت این موضوع، در این پژوهش به بررسی ارزیابی دقت بین دو حالت بردار (ریتز) و (ایگن) در تحلیل مودال پرداخته خواهد شد. در انتها مشاهده شد که تحلیل مودال ناشی از بردار ایگن دقت بیشتری نسبت به بردار ریتز دارد و نتایج حاصل از تحلیل مودال ایگن به واقعیت نزدیکتر است.

    کلیدواژگان: تحلیل مودال، تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی، بردار ریتز، بردار ایگن
  • سیداحمد اشتاء، علی سلیقه زاده* صفحات 33-43

    در سال‏های اخیر خوردگی آرماتورهای فولادی در بتن به عنوان یکی از مهمترین دلایل اصلی خرابی‏های زودرس در سازه های بتن آرمه شناخته شده است. در محیط های دریایی معمولا انتشار یون کلراید و یون سولفات به داخل بتن و خوردگی ناشی از آن ها عامل اصلی خرابی‏ها و کاهش عمر مفید سازه‏های بتن آرمه می‏باشد. از آنجا که بتن در کشش ضعیف بوده و به علت بارهای بهره‏برداری ترک می‏خورد لذا یون های کلر براحتی از طریق این ترک‏ها وارد بتن می‏شوند و موجب خوردگی میلگردها خواهند شد. الیاف با به تاخیر انداختن ترک خوردگی یا کاهش عرض ترک و پوزولان دوده سیلیسی با کاهش نفوذ مایعات می‏توانند به کاهش خوردگی میلگردها در بتن کمک کنند. بر همین اساس در تحقیق حاضر 5 ترکیب بتن ساخته شد. پوزولان دوده سیلیسی با مقدار جایگزینی 10 درصد وزنی سیمان و الیاف بارچیپ با مقادیر 5/2، 5/3 و 5 کیلوگرم بر مترمکعب، به مخلوط‏های بتن اضافه گردید. جهت بررسی خواص مکانیکی، آزمایشات مقاومت فشاری و خمشی و جهت بررسی دوام بتن آزمایشات مقاومت ویژه الکتریکی و جذب آب نیم‏ساعته انجام گرفت. نتایج نشان می‏دهد که دوده سیلیسی در کاهش جذب آب نیم‏ساعته و افزایش مقاومت ویژه الکتریکی، فشاری و خمشی بتن موثر بوده و با استفاده توام از دوده سیلیسی و الیاف بارچیپ مقاومت خمشی بتن تا 65 درصد افزایش می‏یابد. همچنین افت مقاومت ویژه الکتریکی و افزایش مقاومت فشاری و جذب آب نیم‏ساعته با افزودن الیاف بارچیپ به ترکیب بتن حاوی دوده سیلیسی مشهود است.

    کلیدواژگان: بتن، دوده سیلیسی، الیاف بارچیپ، خواص مکانیکی، دوام
  • کوروش مهدی زاده*، سیده وحیده هاشمی، عباسعلی صادقی صفحات 45-67
    خرابی پیش رونده پدیده ای است که با خرابی موضعی اولیه در اثر بارگذاری غیرعادی یا خطای طراحی و ساخت، آغاز شده و با فروپاشی بخش وسیعی و یا کل سازه پایان می پذیرد. البته پدیده ی خرابی پیش رونده در طول عمر مفید سازه به ندرت اتفاق خواهد افتاد. با این حال این مسئله می تواند خسارات مالی و جانی زیادی به بار آورد، از این رو به چالشی مهم در مهندسی سازه تبدیل شده است. در این تحقیق، مدل های سازه ای با سیستم های دیوار برشی فولادی با پیکربندی متفاوت و قاب خمشی  با تعداد طبقات 5، 10 و 15 به صورت دو بعدی در نرم افزار SAP2000 V.19  بر اساس ضوابط آیین نامه ای طراحی و سپس در نرم افزار اجزا محدودی ABAQUS  مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی قرار گرفتند. در این ارزیابی از روش مسیر باربری جایگزین (AMP)، بر اساس راهنمای UFC4-023-03  که اقتصادی ترین و منطقی ترین روش است، استفاده شده است. با توجه به مقادیر جابجایی و دوران اعضا در اثر حذف ستون ها و شاخص های خسارت شکل پذیری و گسیختگی قاب ها، مهم ترین نتایج حاصله حاکی از آن است که  احتمال وقوع خرابی پیش رونده در اثر حذف ستون گوشه ی قاب خمشی 5 طبقه نسبت به سایر قاب ها بحرانی تر بوده است و همچنین عملکرد مناسب و مشابهی در اثر حذف ستون گوشه در قاب هایی با دیوار برشی فولادی با پیکربندی های مورد بررسی مشاهده گردیده است.
    کلیدواژگان: خرابی پیش رونده، دیوار برشی فولادی، قاب خمشی فولادی، حذف ستون، شاخص خسارت
  • مهدی قهیه ئی*، سیدعلیرضا مهاجرانی، سعید جعفری مهر آبادی، بهناز قهیه ئی صفحات 69-76

    آسیب ضربه با سرعت کم از مهمترین مسائلی است که در مواد کامپوزیتی صنایع نظامی و عمران بکار گرفته می شود. کامپوزیت های فیبری ورق های محکمی هستند که در معرض تنش های ناشی از بار ضربه استفاده می شوند تا آسیب ضربه را با استفاده از رزین های سخت و مقاوم کاهش دهند. در این مقاله برخورد گلوله با سرعت کم به 6 تیر با لایه بندی FGM که مدول الاستیسیته در ضخامت تیر از سرامیک تا فلز متغیر است و پاسخ تیر در برابر ضربه با سرعت کم به روش اجزای محدود به کمک نرم افزار آباکوس بررسی شده است. تنش ها و خیز و کرنش تیر در دو حالت لایه آخر فلز و سرامیک - فلز تحلیل شده است، نمودارهایی از تنش، خیز و کرنش در طول تیر برای شش تیر بدست آمده و مشاهده گردید در حالتی که درجه خواص فلز نسبت به سرامیک بیشتر باشد، میزان خیز و تنش بالاتر است و کرنش در تیر با افزایش درجه خواص سرامیک نسبت به فلز کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: ماده تابعی مدرج، تیر، آباکوس، ضربه با سرعت کم
|
  • Ashkan Khodabandelou *, Aliasgar Akbari Bargoshadi Pages 1-7
    Concrete is one of the main materials used in the construction industry and there are disadvantages to the conventional method of using steel, which reduces the breakage and concrete failure. Today, the spread of the science of applying polymeric materials to overcome these disadvantages has quickly taken its place in concrete ingredients. These materials can produce stronger concrete with greater flexibility and a smoother surface and can increase concrete resistance to erosion, impact and corrosion. In this research, using Geogrid, which is a family of geosynthetics, the tensile strength of concrete increased by 15%. Because it is used as a solid with very low risk, the geogrid is placed at different distances from the neutral warp. Based on the results of the experiments and according to the diagrams obtained from the geogrid experiments, if utilized as a semi-solid in the tensile region, the geogrids will result in the equal distribution of stresses and will have a better effect on increasing tensile strength. Of course, using a combination of steel and geogrid in the tensile region and according to the geogrid characteristics, it is easier to achieve a soft failure (tensile failure), which is the best type of failure for concrete structures.
    Keywords: geogrid, tensile failure, tensile region, flexibility of concrete, plastic materials, Stress distribution
  • Mehrdad Movahednia, Mohammad Reza Tabeshpour * Pages 9-19

    Based on numerous studies, using weak and fragile building materials such as traditional brick due to their high weight, low strength, and low ductility during earthquake will cause the most casualties and losses. Observations from past earthquakes indicate that many structures have undergone remarkable damage even in moderate earthquakes. Low ductility and strength, high weight and severe strength degradation under seismic loads are responsible for these buildings failures. In this paper, behavior of a modern reinforced composite gypsum panel is evaluated and compared with corresponding panels made with traditional materials. The cheap and accessible basic materials used for making these panels result in favorable performance including a significant increase in the tensile and compressive strength as well as providing panels with integrity. So that when it breaks down, its particles do not disintegrate. In order to determine the basic mechanical properties of such panels, numerous standard tensile, compressive, and shear tests have been performed on various panel specimens at the materials laboratory of the faculty of mechanical engineering, Sharif University of Technology. Considerable ductility, strength, energy dissipation capacity, minimum cost, and fast construction are among the features of the proposed panel. Applying the finite element simulation, the buckling force of these composite gypsum panels were determined, which shows high buckling capacity. Subsequently, parametric studies were performed to evaluate the effects of openings on the behavior of these panels as load-bearing walls. The results of experimental tests for this type of panel presented that tensile strength is 4.3 Kg/Cm2 and compressive strength of panel is 18 Kg/Cm2, which are more considerable in comparison with the other traditional masonry materials.

    Keywords: Modern Technology, Reinforced Panel, Composite, ductility, Strength, Finite Element
  • Seyed Ali Mousavi Davoudi *, Morteza Naghipour Pages 21-32

    Nowadays, the requirements of designing structures based on low weight and high strength in structural engineering science, have increased the possibility of unwanted and destructive vibrations in these systems. Also, using of computer softwares for modeling alone cannot accurately predict the dynamic behavior of structures. For this reason, a fundamental approach to experimental techniques was developed and made progress in the field of modal analysis. In recent years, modal analysis has been applied as a tool to determine and enhance the dynamic properties of structures. The vibrational modes obtained from the modal analysis, are useful for understanding the behavior of the structure correctly. Modal analysis is also used in modal time history analyzes and quasi-dynamic analysis of response spectrum. An important point in modal analysis is that when using modal analysis there are two types of analytical models named special vector state and Ritz vector state. Finding the best method for modal analysis of structural responses is very important in modal analysis, so far no comprehensive studies have been conducted to date. Considering the importance of this issue, in this study the evaluation of the accuracy between the two modes of vectors (Ritz) and (Eigen) in modal analysis is done. It is concluded that the modal analysis of Eigen vector is more accurate than Ritz vector and the results of Eigen modal              analysis are closer to reality.

    Keywords: : Modal analysis, nonlinear time history analysis, Ritz vector, Eigen vector
  • Seyed Ahmad Eshta, Ali Salighehzadeh * Pages 33-43

    In recent years corrosion of steel reinforcement in concrete has been recognized as one of the most important reasons for early damage in reinforced concrete structures. In marine environments, the release of ion chloride and ion sulfate into concrete resulted in corrosion, are the major cause of dameges and shortening the useful life of reinforced concrete structures. Because concrete is weak in tension and it is cracked due to the operation loads, chlorine ions can easily enter concrete through these cracks, causing corrosion of the rebars. Therefore, the fibers can reduce the corrosion of the bars in concrete by delaying of cracking or reducing the crack width as well as silica fume Pozzolan can decrease the rebars corrosion through reduction of  penetration of liquids. Accordingly, in the present study 5 concrete compositions were made. Silica fume pozzolan was added to the concrete mixtures by replacing 10 wt.% of the cement and Barchip fibers with values ​​of 2.5, 3.5 and 5 kg/m3 were added to the concrete mixtures. In order to evaluate the mechanical properties, compressive and flexural strength tests, and for concrete durability, special electrical resistance and half-hour water absorption tests were performed. The results show that silica fume is effective in decreasing of half-hour water absorption and increasing of the specific electrical, compressive and flexural strength of concrete, and the combined application of silica fume and Barchip fibers enhances the flexural strength of concrete up to 65%. There is also a decrease in electrical resistance and an increase in compressive strength and half-hour water absorption by the addition of Barchip fibers to the concrete composition containing silica fume

    Keywords: Concrete, silica fume, Barchip fiber, Mechanical Properties, durability
  • Kourosh Mehdizadeh *, Seyede Vahide Hashemi, Abbasali Sadeghi Pages 45-67
    Progressive collapse is a phenomenon that begins with initial local damage, due to unusual loading or design and construction errors, and leads to collapse of a large part or the entire structure. Of course, the progressive collapse phenomenon will rarely occur during the useful lifetime of the structure. However, this issue can cause a lot of financial and life damage, thus it has become a major challenge in structural engineering. In this study, the structural models were steel plate shear wall with different configuration and moment frame systems with 5, 10 and 15 stories, which were designed in SAP2000 V.19 software two dimensionally according to code regulations and then the nonlinear dynamic analysis was performed in finite element ABAQUS software. The Alternate Path Method (APM) is used according to UFC4-023-03 guideline in this study, which is the most economical and rational method. Considering the displacement and rotation values of the members due to the column removal and the frame ductility, and failure damage indices, the most important results indicate that the probability of occurrence of progressive collapse due to the corner column removal of the 5-story moment frame is more critical than other frames and also, a proper and similar performance was observed due to the corner column removal in steel plate shear walls with the configurations examined
    Keywords: Progressive collapse, Steel Plate Shear Wall, Steel moment frame, Column Removal, Damage Index
  • Mehdi Ghohyeei *, Seyed Alireza Mohajerani, Saeed Jafari Mehr Abadi, Behnaz Ghohyeei Pages 69-76

    Low–velocity foreign object impact damage is one of the most important issues in composite materials used in military and civil structures. Fiber composites are strong sheets, which are subjected to impact loads, to reduce the damage of the impact using hard resins. In this research, low-speed bullet impact to six beams with FGM layering whose modulus of elasticity in the beam thickness varies from ceramic to metal and the response of the beams to low velocity impact has been investigated by finite element method using Abacus software. The strain, displacement and tension of the beam have been analyzed in two modes of the last layer of the metal and ceramic – metal. A comparison of displacement, tension and strain diagrams along the length of the beam for the six beams has been made. It was observed that the higher the properties of the metal than the ceramic, the higher the amount of displacement and tension and the strain in the beam decreased with increasing degree of ceramic properties compared to the metal.

    Keywords: Functionally graded material, Beam, Abacus, Low-velocity Impact