فهرست مطالب

رویکردهای نوین در مهندسی عمران - سال چهارم شماره 4 (زمستان 1399)

فصلنامه رویکردهای نوین در مهندسی عمران
سال چهارم شماره 4 (زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/04/20
  • تعداد عناوین: 5
|
  • وحید صابری*، حمید صابری، مجتبی تراش، عباسعلی صادقی صفحات 1-25
    این تحقیق به بررسی نوع، ضخامت و نحوه شبکه بندی و قرارگیری صفحات FRP با دال بتنی یک طرفه دارای بازشو  می پردازد. شکست های برشی و خمشی، دو حالت عمده شکست در اعضای بتنی می باشد. یکی از راه های تقویت اعضای سازه ای استفاده از صفحات پلیمری می باشد که به دلیل ضخامت کم و تاثیر خوب و قیمت متعادل مورد استفاده قرار می گیرد. در این مطالعه، 9 نمونه دال تقویت شده یک طرفه با کامپوزیت های تقویتی (FRP) به صورت تکی، دوبل و محل قرار گیری مختلف مدل سازی و نتایج بررسی شده، که از این مقدار 2 نمونه به صورت تک، 3 نمونه به صورت دوبل و 3 مورد با شبکه بندی مختلف می باشد که در انتها به مقایسه هریک از آنها پرداخته می شود. دال بتنی مسلح با ابعاد 3400 میلیمتر طول، 2500 میلیمتر عرض و 160 میلیمتر  ضخامت می باشد. میلگرد های طولی و عرضی با نمره 12 و در فاصله 20 میلیمتری از سطح دال قرار گرفته اند . پس از بررسی های صورت گرفته، مشخص شد که به طور کلی دال هایی که با الیاف CFRP تقویت شدند عملکرد بهتری به جهت باربری و شکست داشتند و با دو برابر کردن این صفحات تاثیر بهتری مشاهده می شود. در بحث قرار گیری FRP، هرچه نحوه شبکه بندی منظم و در محل قرار گیری نیرو قرار داده شود، تاثیر به سزایی دارد.
    کلیدواژگان: دال بتنی، بازشو، ضخامت، نحوه شبکه بندی، شکست های برشی و خمشی
  • حمید صابری، وحید صابری*، سید محسن نورانی، عباسعلی صادقی صفحات 26-43
    در این پژوهش به بررسی تاثیر الیاف مسی و پلاستیکی به همراه پودر سنگ و همچنین تغییر در سایز سنگدانه های درشت  بر خصوصیات بتن تازه و پارامترهای مکانیکی یتن خودتراکم پرداخته شده است. بدین منظور الیاف مسی با طول 30 میلی متر و به میزان 1 درصد و الیاف پلاستیکی به میزان 4/0 در صد به بتن طرح شاهد اضافه گردید و پس از آزمایشات بتن تازه از قبیل جریان اسلامپ، قیف V شکل، جعبه  L شکل و جعبه U شکل و همچنین آزماش های بتن سخت شده شامل: اندازه گیری چگالی، مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مدول الاستیسیته انجام گرفت. نتایج نشان می دهد با افزودن الیاف مسی و پلاستیکی به بتن شاهد، جریان اسلامپ 17 درصد  کاهش یافته و همچنین زمان خروج کامل بتن از قیف V شکل ، حدود 30 درصد به تاخیر افتاده است. همچنین وجود الیاف مسی به مقدار 1 درصد و الیاف پلاستیکی به مقدار 4/0 درصد، باعث یهیود مقاومت فشاری در حدود 64 درصد و از طرفی باعث بهبود مقاومت کششی در حدود 50 درصد شده است. در تحقیقات گذشته اثبات شده است که با بکار بردن الیاف فولادی در بتن خودتراکم، با افزایش عمر نمونه باعث افت مقاومت فشاری که دلیل آن را زنگ زدگی الیاف فولادی ذکر گردیده است، در این پژوهش با توجه به حضور الیاف مسی در بتن خودتراکم هیچ گونه زنگ زدگی و افت مقاومت دیده نشده است و باعث بهبود دوام بتن گردید. با افزودن الیاف به بتن خودتراکم باعث افزایش ظرفیت باربری بتن خودتراکم شده است. با بکار بردن الیاف مسی و پلاستیکی و همچنین پودر سنگ در بتن خودتراکم باعث بهبود مقاومت کششی در حدود 28 درصد شده است.
    کلیدواژگان: بتن خودتراکم، الیاف مسی، الیاف پلاستیکی، مدول الاستیسیته، مقاومت کششی، مقاومت فشاری
  • محمد حبیب الهی* صفحات 44-62

    عملکرد لرزه ای در طراحی ساختمان های واقع در مناطق لرزه خیز موضوعی با اهمیت می باشد. یکی از پارامترهای مهم در طراحی سازه ها، شکل پذیری  Ductility می باشد؛ شکل پذیری نقش یک فیوز را در سازه ایفا می کند. شکل پذیری عضو باعث می شود که هنگام زلزله مقداری اتلاف نیروی زلزله ایجاد شود و همچنین کاهش آسیب برای یک عضو مقاوم (مثل دیوارها) که انتظار میرود در سازه بتواند ایستایی خود را در هر حالی حفظ نماید. وجود یک عضو شکل پذیر در سازه باعث می شود تا ساکنین ساختمان فرصت خروج از ساختمان را در هنگام زلزله داشته باشند که این همان انتظار  لرزه ایست که از سازه می رود یعنی سازه بدون هشدار عمل نکند و یک مرتبه فروریزش (Collapse) نکند. در ساختمانهای بنایی شکل پذیری بوسیله شنارژها و در اتصال سقف به شنارژهای افقی و قایم تامین میگردد لیکن اهمیت این اعضا را در ساختمانهای بنایی نشان میدهد. در ساختمان های بنایی پارامتر مقاومت بخصوص مقاومت برشی بسیار با اهمیت می باشد. در این تحقیق برای شناخت هرچه بیشتر مهندسین، به ارایه ضعف های لرزه ای ساختمان های بنایی در هنگام زلزله و روش های رفع آن در هنگام طراحی و اجرا (قبل از اینکه سازه خسارت ببیند و باعث خسارت های جانی شود و نیاز به بهسازی پیدا کند) و نیز تقویت سازه آسیب دیده پس از زلزله پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: بهبود لرزه ای، عملکرد لرزه ای، شکل پذیری، مقاوم سازی لرزه ای
  • محمد امامی کورنده*، سیده نگار نوربخش صفحات 63-77

    بهینه سازی یکی از مهمترین مسایل مهندسی عمران می باشد. در این تحقیق از شبکه عصبی مصنوعی (ANN) به منظور بهینه سازه سازه های فولادی استفاده شده است. از شبکه عصبی چند لایه پرسپترون، یکی از پرکاربردترین شبکه های عصبی، استفاده شده است. ساختارهای متفاوتی از شبکه عصبی مصنوعی با تعداد لایه های پنهان مختلف و تعداد نرونهای متفاوت جهت دستیابی به بهترین معماری مدل شبکه عصبی مصنوعی مدلسازی شده اند. مدلهای شبکه عصبی از موفقیت قابل قبولی در فرآیند بهینه سازی برخوردارند. در تمامی این مدلها از خواص ابعادی سازه ها استفاده شده است. مدلهایی که برای بهینه سازی استفاده شده اند دارای چهار پارامتر ورودی هستند از یک پارامتر خروجی استفاده شده است. به عنوان بانک اطلاعاتی از مجموعه بزرگی از مدلهای سازه ای انجام شده بهره گرفته شده است. در شبکه عصبی پرسپترون از شبکه هایی با معماری مختلف با یک و دو لایه پنهان برای تعیین دقیق ترین شبکه استفاده شده است. استخراج و ارایه روابط حاکم بر یک مدل شبکه عصبی به کاربر اطمینان بیشتری در استفاده از چنین مدلهایی داده، در نتیجه کاربرد چنین مدلهایی را در کارهای مهندسی تسهیل می کند.

    کلیدواژگان: سازه فولادی، بهینه سازی، شبکه عصبی مصنوعی، چند لایه پرسپترون
  • وحید صابری*، حمید صابری، مونا سراجی، عباسعلی صادقی صفحات 78-97
    در این تحقیق به ارزیابی تاثیر طول تیر پیوند بر رفتار لرزه ای قاب های مهاربندی برون محور تحت زلزله های نزدیک و دور از گسل پرداخته شده است. بدین منظور از چهار قاب سازه ای با تعداد طبقات 3، 6، 9 و 12 با در نظر گرفتن سه طول مختلف تیر پیوند استفاده شده است. پس از طراحی سازه های نمونه و تهیه مدل های غیرخطی، این مدل ها تحت مجموعه 10تایی از رکوردهای نزدیک به گسل و مجوعه 3 تایی از رکوردهای دور از گسل تحلیل شدند. تحلیل های دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی با استفاده از رکوردهای مقیاس شده برای این سازه ها انجام شد و مقادیر پاسخ لرزه ای تغییرمکان طبقات، برش پایه و چرخش تیر پیوند برای آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده از این مطالعه مشخص شد که با افزایش طول تیر پیوند و تغییر مد رفتار تیر پیوند از حالت برشی به خمشی، مقدار پاسخ تغییرمکان نسبی طبقات به نحو قابل توجهی افزایش می یابد، اما افزایش در پاسخ تغییر مکانی با کاهش نسبی در برش پایه سازه همراه است. این نتیجه برای رکوردهای دور و نزدیک به گسل مشابه است. بنابراین به نظر می رسد در صورتی که شرایط معماری امکان دهد، استفاده از تیر پیوند کوتاه رفتار بهتری را برای قاب مهاربندی شده به همراه خواهد آورد. همچنین نتایج تحلیل ها نشان داد که در طول بهینه 8/0 متر، پاسخ تغییرمکانی قاب های نمونه تحت رکوردهای نزدیک به گسل تا 15 درصد بزرگتر از پاسخ آنها تحت رکوردهای دور از گسل است. این اختلاف برای پاسخ برش پایه کمتر است.
    کلیدواژگان: مهاربند برون محور، تیر پیوند، طول بهینه، تحلیل دینامیکی غیر خطی، پاسخ لرزه ای
|
  • Vahid Saberi *, Hamid Saberi, Mojtaba Tarash, Abbasali Sadeghi Pages 1-25
    This study examines the type, thickness, and the way of gridding and placement of FRP sheets with concrete slabs. Shear and bending failures are two major failures in concrete members. One of the ways to reinforce structural members is to use polymer plates that are used due to their low thickness, good effect and balanced price. In this study, eight samples of reinforced concrete reinforced slab reinforced single, double and different location of modeling and results were investigated, of which 2 samples were single FRP, 3 samples were double FRP and 3 were grid mode of Reinforced concrete slab. Reinforced concrete slabs with dimensions of 3400 mm in length, 2500 mm in width and 160 mm in thickness. Longitudinal and transverse rebars with a score of 12 and at a distance of 20 mm from the surface of the slab. After reviewing, it was found that in general, slabs reinforced with CFRP fibers performed better in terms of loading and breaking, and by doubling these plates, a better effect is observed. In the discussion of FRP placement, whatever the regular grid mode and the placement of the force, has a great impact.
    Keywords: Concrete Slab, opening, thickness, Grid Mode, Shear, Bending Failures
  • Hamid Saberi, Vahid Saberi *, Sayed Mohsen Noorani, Abbasali Sadeghi Pages 26-43
    In this study, the effects of adding copper and plastic fibres and stone powder on flow parameters and hardening properties of self-compacting concrete have been investigated. The basic disadvantages of concrete include high specific gravity, low tensile strength compared to its compressive strength, low durability, and increasing tensile strength. By The use of fibres is expected to improve tensile strength, as well as reducing stiffness and, on the other hand, increasing the concrete plasticity. Today, self-compacting concrete solves one of the major problems in the implementation of concrete works in urban environments, which includes the noise pollution caused by the use of a vibrator to replacement concrete. Self-compacting concrete is a high-performance modern concrete that distinguishes its characteristics such as the lack need to internal or external density and the cross of dense reinforcement networks from conventional concrete. Another feature of self-compacting concrete is its high viscosity and stability as a result of the addition of fillers and the use of cement materials. But increasing the amount of cement materials and fillers in self-compacting concrete increases the brittleness of the concrete matrix, resulting in a decrease in deformability. Considering the successful experience of using fiber in concrete over the past years, in order to increase the deformability of ordinary, lightweight and high strength concrete, the use of fibres is an appropriate proposal to enhance of deformability of the self-compacting of concrete. Fiber concrete also has high energy absorption capacity and is not easily disassembled under impact loads.
    Keywords: Self-Compacting Concrete, Plastic Fibers, Copper Fibers, modulus of elasticity, tensile strength, Compressive strength
  • Mohammad Habibolahi * Pages 44-62

    Seismic performance is an important issue in the design of buildings located in seismic areas. One of the most important parameters in the design of structures is ductility (ductility; ductility plays the role of a fuse in the structure. Damage to a strong member (such as walls) that is expected to be able to maintain its stability in the structure in any case. The presence of a malleable member in the structure gives the occupants of the building the opportunity to leave the building during an earthquake. This is the same seismic expectation that comes from the structure, meaning that the structure does not act without warning and does not collapse once. In masonry buildings, the parameter of strength, especially shear strength, is very important. In this study, in order to know more engineers, to present the seismic weaknesses of masonry buildings during earthquakes and methods Fixing it during design and execution (before the structure is damaged and causes casualties and needs to be repaired) and also The wit of the damaged structure is addressed after the earthquake.

    Keywords: seismic improvement, Seismic Performance, Ductility, Seismic Retrofitting
  • Mohammad Emamikorandeh *, Negar Nourbakhsh Pages 63-77

    Optimization is one of the most important issues in civil engineering. In this research, artificial neural network (ANN) has been used to optimize the structure of steel structures. The multilayer neural network of perceptron, one of the most widely used neural networks, has been used. Different structures of artificial neural network with different number of hidden layers and number of different neurons have been modeled to achieve the best architecture of artificial neural network model. Neural network models have acceptable success in the optimization process. Dimensional properties of structures have been used in all these models. Models used for optimization have four input parameters, one output parameter is used. A large set of structural models has been used as a database. In the perceptron neural network, networks with different architecture with one and two hidden layers have been used to determine the most accurate network. Extracting and presenting the relationships governing a neural network model gives the user more confidence in using such models, thus facilitating the application of such models in engineering work.

    Keywords: steel structure, optimization, Artificial Neural Network, perceptron multilayer
  • Vahid Saberi *, Hamid Saberi, Mona Seraji, Abbasali Sadeghi Pages 78-97
    In this research, it will be paid to evaluate the effects of the link beam length on seismic behavior of eccentric braced frames under near and far-fault earthquakes. For this purpose, four frame structures with different number of stories such as 3, 6, 9 and 12 have been used. For each of these frames, three different lengths of link beam are considered. After designing structures and preparation of non-linear models, these models are analyzed under a suite of 10 and 3 near and far-fault records, respectively. Nonlinear dynamic time history analyses are performed using scaled records for these structures, and the response values of the stories displacement, base shear and the rotation of link beam are evaluated for them. Based on the results of this study, it is specified that increasing the length of link beam and change the mode of the link beam from the shear to bending, the values of stories drift are considerably increased, but the values of base shear are decreased relatively. This result is similar for near and far-fault records. Therefore, it seems that the use of a short link beam would offer a better behavior to the braced frame if the architectural conditions allow. The results showed that in 0.8 m as an optimal length, the displacement response of frames under near-fault records up to 15 percent larger than the far-fault records. This difference is lower for base shear response.
    Keywords: Eccentric brace, link beam, Optimal length, Nonlinear dynamic analysis, Seismic response