فهرست مطالب

مهندسی سازه و ساخت - سال هشتم شماره 2 (پیاپی 39، اردیبهشت 1400)

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال هشتم شماره 2 (پیاپی 39، اردیبهشت 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/02/01
  • تعداد عناوین: 18
|
  • علی توسلیان، محمد شامخی امیری*، عطیه اسحاقی صفحات 5-24
    زلزله یکی از خطرهایی است که در طول سالیان گذشته تلفات و خسارات مالی زیادی به جای گذاشته است. ایران نیز به دلیل قرارگیری در یکی از مناطق لرزه خیز دنیا یعنی نوار آلپ-هیمالیا در معرض این خطرات واقع است. به همین دلیل مطالعات تحلیل خطر لرزه ای در ایران از اهمیت خاصی برخوردار است. از ملزومات تحلیل خطر، استفاده از روابط کاهندگی پارامترهای لرزه ای است. تابع شدت اریاس بعنوان یکی از پارامترهای مهم جنبش نیرومند زمین، در تجزیه و تحلیل خطر لرزه ای استفاده می شود که به موجب آن می توان پایداری شیب ها در اثر زلزله را تخمین زد. هدف این پژوهش، ارایه رابطه کاهندگی تابع شدت اریاس در فلات ایران با استفاده از روش های هوشمند می باشد. در این پژوهش از 1012 داده شتاب نگاری استفاده شد. در ابتدا داده هایی که نیازمند فیلتر شدن بودن اصلاح گردیدند و سپس تمام داده ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. پارامترهایی از قبیل بزرگای زلزله، فاصله کانونی، سرعت موج برشی خاک و موقعیت جغرافیایی منطقه مورد نظر، بعنوان متغیر برای رابطه کاهندگی استفاده شد. بزرگای زلزله بزرگتر یا مساوی 4 در مقیاس بزرگای گشتاوری (Mw) در این تحقیق بکار گرفته شد. همچنین از نظر موقعیت جغرافیایی ایران به دو ناحیه البرز-ایران مرکزی و ناحیه زاگرس تقسیم شد. در نهایت الگوریتم توسعه ژنی (GEP) که نوعی الگوریتم هوشمند است، بعنوان روش رگرسیون گیری و محاسبه تابع هدف مورد استفاده قرار گرفت. مزیت این روش این است که در ابتدا الگویی برای تابع هدف مشخص نشده و الگو هم توسط روش هوشمند بصورت بهینه ارایه می گردد. تابع برازندگی نیز براساس ریشه حداقل مربعات خطا (RMSE) تعریف گردید. در نهایت رابطه کاهندگی براساس این تابع برازندگی محاسبه شد و نتایج مشاهده شده دارای ضریب تناسب بالا و برازندگی 867 از 1000 می باشد. همچنین رابطه ارایه شده در مقایسه با تحقیقات گذشته، مطابقت خوبی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: رابطه کاهندگی، تابع شدت اریاس، الگوریتم توسعه ژنی، زاگرس، البرز- ایران مرکزی
  • محمود نادری*، علیرضا کبودان، کیمیا کارگرفرد صفحات 25-43

    بتن مسلح متداول ترین مصالح در ساخت و ساز است. دوام بتن مسلح، عمدتا به شرایط قرارگیری و محیط اطراف آن همچون کربناته شدن، خوردگی، انجماد و ذوب شدن بستگی دارد. خوردگی فولاد در بتن، یکی از دلایل عمده زوال زودرس سازه های بتنی مسلح می باشد که منجر به خرابی سازه ای می گردد و به مقدار قابل توجهی تحت تاثیر نفوذپذیری پوشش بتنی می باشد که آرماتورها را در برابر خوردگی حفظ می کند. از این رو، در این تحقیق اثر پوزولان‎های دوده سیلیسی، خاکستر بادی و زیولیت بر مقاومت فشاری، نفوذپذیری و خوردگی میلگردها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج مقاومت فشاری نمونه‎ های 7 و 28 روزه نشان می‎دهد که دوده سیلیسی موجب افزایش مقاومت فشاری نسبت به نمونه کنترل (فاقد پوزولان) شده است. جز برای نمونه‎ های حاوی زیولیت در درصدهای وزنی جایگزینی برابر با 5، 10 و 15 درصد و خاکستر بادی در درصد وزنی برابر با 5 درصد، در سایر موارد مقاومت فشاری نمونه‎ های 28 روزه حاوی خاکستر بادی و زیولیت نسبت به مقاومت فشاری نمونه کنترل کمتر است. نتایج آزمایش”محفظه استوانه‎ای“نیز بیانگر کاهش نفوذپذیری نمونه‎ های 7 روزه حاوی این پوزولان‎ها نسبت به نمونه کنترل می‎باشد. همچنین بر اساس نتایج روش نیم‎پیل، مقاومت نمونه ‎های بتنی مسلح حاوی دوده سیلیسی و زیولیت در برابر خوردگی در اثر استفاده از این پوزولان‎ ها بهبود یافته است.

    کلیدواژگان: نفوذپذیری، دوده سیلیسی، زئولیت، خاکستر بادی، روش محفظه استوانه‎ای، خوردگی آرماتورها، روش نیم‎پیل
  • آزاده قدیمی حمزه کلایی، علیرضا وفایی نژاد*، غلامرضا قدرتی امیری صفحات 44-55
    یکی از اقدام های مهم بعد از رخ داد زلزله، انتقال ساکنین به نقاط اسکان موقت می باشد. این نقاط، مناطقی از شهر هستند که از ضریب ایمنی بالاتری در برابر رخ داد مجدد زلزله برخوردار بوده، دسترسی مناسبی به مراکز مدیریتی و امدادی دارند و با توجه به شرایط بحرانی منطقه بعد از رخ داد زلزله ی اصلی، با انتقال سکنه ی شهر به این مناطق، عملیات امدادرسانی با بیش ترین سرعت و کم ترین خطر قابل انجام خواهد بود. هدف از مطالعه ی حاضر، تعیین نقاط مناسب برای احداث مکان‏هایی به منظور اسکان موقت آسیب دیدگان بعد از رخ داد زلزله در شهر کرج است. برای این منظور، ابتدا معیارهای موثر در انتخاب محل های مناسب برای اسکان موقت، شناسایی و به دو گروه معیارهای اصلی سازگار و ناسازگار، و دوازده زیرمعیار تقسیم می گردند. باتوجه به ماهیت تعیین مکانی مساله و نیز با در نظر داشتن تعداد پارامترهای موثر در تصمیم گیری، از تلفیق سیستم پردازش اطلاعات مکانی و منطق فازی، به همراه روش های تصمیم گیری چند معیاره، جهت تعیین مناسب ترین نقاط استفاده می شود. بعد از فازی سازی معیارها، وزن دهی و اولویت بندی آن ها با کمک روش تحلیل سلسله مراتبی فازی انجام، و نقشه ی مطلوبیت منطقه نسبت به هر کدام از معیارها تهیه می گردد. نهایتا با تلفیق تاثیر معیارهای مطالعه شده با یک دیگر، نقشه ی مطلوبیت منطقه نسبت به نقاط مناسب برای اسکان موقت، ارایه می گردد. از روی این نقشه، 7 نقطه به عنوان نقاط مناسب برای احداث کمپ اسکان موقت انتخاب و با انجام تحلیل سلسله مراتبی با کمک نرم افزار Expert Choice، بهینه ترین نقطه انتخاب می گردد.
    کلیدواژگان: نقاط بهینه ی اسکان موقت، نرم افزار ArcGIS، نرم افزار Expert Choice، تحلیل سلسله مراتبی فازی، شهر کرج
  • مرتضی نقی پور*، سیده مائده مهدوی شلمانی، صالح محمد ابراهیم زاده سپاسگزار صفحات 56-69

    نوع جدیدی از ستونهای پر شده با بتن به صورت دوجداره مزیتهای بهتری در ساخت پایه های پل و ساختمانهای خاص از جمله چگونگی اتصال چندین تیر (حداکثر 6 تیر) به ستون مورد نظر واقع در مرکز ساختمان دارد.  در این پژوهش به شبیه سازی 27 نمونه ستون مرکب دوجداره فولادی با جداره ی داخلی دایره ای و جداره ی خارجی شش ضلعی، به روش اجز ای محدود و به کمک نرم افزار آباکوس پرداخته شده است. اثر تعدادی از پارامترهای موثر در رفتار ستون های مرکب شامل: ارتفاع ستون، نسبت بعد به ضخامت جداره ی فولادی خارجی، نسبت قطر به ضخامت جداره ی فولادی داخلی و برون محوری در نظر گرفته شد. بارگذاری اعمالی به هر یک از نمونه ها به صورت محوری فشاری و به صورت کنترل جابجایی انجام گرفت. نتایج حاصل شده از پارامترهای مورد بررسی نشان داد که با وجود اینکه در آیین نامه های مختلف وقتی که نسبت برون محوری به قطر افزایش می یابد از میزان محصور شدگی کم می گردد، اما در مقاطع دولایه زمانی که این محدوده در بین فضای دو لوله قرار گیرد به دلیل فشار لوله داخلی به بتن، میزان محصور شدگی را حفظ می کند. همچنین درصد افزایش مقاومت سازه وابسته به ارتفاع سازه و برون محوری و نسبت بعد به ضخامت خارجی می باشد. میزان کاهش مقاومت نهایی محوری سازه با افزایش نسبی 50 درصدی در ارتفاع ستون و نسبت قطر به ضخامت ثابت، کاهشی بین 1 تا 15 درصد را به همراه دارد. با ثابت ماندن نسبت قطر به ضخامت داخلی و برون محوری و ارتفاع، تاثیر نسبت بعد به ضخامت خارجی بسیار بیشتر از سه پارامتر دیگر می باشد. با ثابت ماندن ارتفاع و افزایش نسبت بعد به ضخامت خارجی مود چروک شدگی نیز در ستون دولایه ایجاد شده است

    کلیدواژگان: ستون دوجداره مرکب، جداره فولادی شش ضلعی، اثر محصورشدگی، ظرفیت باربری نهایی، مدلسازی عددی
  • محمد قاسمی، محمدرضا قاسمی*، سید روح الله موسوی صفحات 70-86

    در این تحقیق اثر نسبت اب به سیمان و درصد حجمی الیاف فولادی بر روی پارامترهای شکست بتن خو متراکم به دو روش کار شکست و اثر اندازه مورد بررسی قرار گرفته است. در یک برنامه ازمایشگاهی نسبت آب به سیمان و درصد حجمی الیاف فولادی متغیر در نظر گرفته شده ، بدین منظور 5 طرح اختلاط در 2 سری ساخته شده است که در سری اول نسبت اب به سیمان متغیر (شامل مقادیر 42/0 ، 52/0 و62/0) و درصد الیاف فولادی مقدار ثابت 3/0 درصد در نظر گرفته شده و در سری دوم درصد الیاف فولادی متغیر (شامل 1/0 ، 3/0 و 5/0 درصد) و نسبت اب به سیمان مقدار ثابت 52/0 در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش نسبت آب به سیمان انرژی شکست کاهش و بتن تردتر میشود هر چند که در نسبت آب به سیمان کمتر شاهد رفتار متفاوتی می باشیم و همچنین با افزایش درصد الیاف فولادی انرژی شکست افزیش و بتن شکل پذیر تر می گردد، همچنین نتایج نشان می دهد افزایش در صد الیاف فولادی می تواند در کاهش اثر اندازه موثر باشد. انرژی شکست در روش کار شکست نسبت به روش اثر اندازه مقدار بیشتری دارد و نسبت GF/Gf برای تمام طرح اختلاط ها محاسبه شده است.

    کلیدواژگان: بتن الیافی، انرژی شکست، الیاف فولادی، بتن خود متراکم، اثر اندازه
  • نادر هویدایی*، میثم میرزاپور، نازیلا کاردان صفحات 87-105

    آسیب دیدن سازه ها در مقابل زلزله های بزرگ و از دست رفتن ثروت های ملی موجب گردیده است که کاهش ارتعاشات سازه ها در مقابل باد و زلزله از اهمیت ویژه ای برخوردار باشد. یکی از روش های موثر برای کاهش این ارتعاشات استفاده از سیستم میراگر مایع تنظیم شده می باشد. میراگر مایع تنظیم شده سیستم کنترل غیر فعال سازه می باشد که از تعدادی مخازن حاوی سیال تشکیل شده و در بالاترین نقطه ساختمان قرار داده می شود. انرژی ارتعاشی وارده به سازه از طریق تلاطم مایع درون مخازن مستهلک می گردد. این سیستم برای کنترل ارتعاشات ساز ه هایی که به صورت سیستم یک یا چند درجه آزادی هستند به کار گرفته شده است. در پژوهش حاضر از نوع اصلاح شده ی سیستم کنترل غیر فعال سازه ای برای بررثرات میراگر مایع حجمی تنظیم شونده استفاده شده و نتایج آن با داده های موجود برای نوع سنتی مقایسه گردیده است. در این راستا سه ساختمان 4، 8 و 20 طبقه با سه نسبت جرمی میراگر 1، 2 و 3 درصد در نرم افزار ETABS طراحی شدند. در نهایت تحلیل های استاتیکی بار افزون (Pushover) و تاریخچه زمانی بر روی آنها در نرم افزار OPENSEES انجام شده است. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که استفاده از این میراگرها جابه جایی پسماند سازه های با سیستم قاب خمشی را تا حد زیادی کاهش می دهد. همچنین عملکرد میراگر مایع تنظیم شده ی اصلاحی در مقایسه با نوع سنتی خود به لحاظ کاهش پاسخ سازه مطلوب تر می باشد.

    کلیدواژگان: میراگر مایع تنظیم شده، میراگر مایع تنظیم شونده ی اصلاحی، کاهش ارتعاشات، تحلیل پوش آور، تحلیل تاریخچه زمانی
  • سعید فرزین*، مهران منوچهری نیا، حجت کرمی، فرهاد موسوی صفحات 106-118
    استفاده از سیستم بتن متخلخل در مناطق شهری به عنوان یک رویکرد مدیریتی نوین و کاربردی در هنگام بارندگی می تواند با خروج و انتقال سریع رواناب سطحی، از مشکلاتی که در پی خواهد داشت جلوگیری نماید. در این تحقیق تاثیر جایگزین کردن کانی معدنی دولومیت در دو حالت ریزدانه و پودر، به ترتیب به عنوان بخشی از سنگدانه مصرفی و در تیمارهای دیگر به عنوان بخشی از سیمان مصرفی، بر روی خواص سازه ای بتن متخلخل بررسی شده است.به منظور استفاده از بتن متخلخل در سیستم مدیریت رواناب شهری، باید مقاومت فشاری و تخلخل مناسب مد نظر قرارگیرد. جهت انجام آزمایش های سازه ای دو سری نمونه ساخته شده است. نمونه های 15×15×15 سانتی متر برای آزمایش مقاومت فشاری و نمونه هایی با ابعاد 10×10×10 سانتی متر جهت مشخص شدن درصد تخلخل ساخته شد. تحلیل های آماری نتایج آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار SPSS انجام گرفت. برطبق نتایج بدست آمده جایگزین کردن پودر دولومیت به جای سیمان تاثیر قابل ملاحظه ای روی مقاومت فشاری و تخلخل نداشته است. از طرف دیگر استفاده از ریزدانه دولومیت تاحد بسیار خوبی مقاومت فشاری را بهبود داده است. در نمونه هایی که 10٪ ریزدانه جایگزین شده است علاوه بر افزایش مقاومت فشاری، افزایش تخلخل به دلیل ماکانیزم قرار گیری ذرات حاصل شد. همچنین افزودن 30٪ ریزدانه، مقاومت فشاری را 162٪ افزایش داده است. این درحالی است که درصد تخلخل با کاهش شدید مواجه شد.
    کلیدواژگان: رواناب شهری، بتن متخلخل، دولومیت، مقاومت فشاری، ریزدانه
  • یعقوب محمدی*، میثم باقری پوراصیل صفحات 119-140
    در مطالعه حاضر استفاده از مهاربندهای کمانش ناپذیر که به دلیل جلوگیری از کمانش مهاربند، قابلیت جذب انرژی بسیار بیشتری را نسبت به سیستم های رایج مهاربندی همگرا فراهم می آورند، به عنوان نوآوری تحقیق با هدف کاهش پتانسیل خرابی پیشرونده در قاب های فولادی مهاربندی شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور مدل اجزاء محدود سه بعدی ساختمان های 4، 8 و 12 طبقه در دو حالت استفاده از مهاربندهای معمولی و کمانش ناپذیر شبیه سازی شدند و پاسخ آنها در برابر خرابی پیشرونده مورد ارزیابی قرار گرفته است. بررسی خرابی پیشرونده با استفاده از روش مسیر بار جایگزین صورت پذیرفت و پاسخ سازه ها در برابر حذف ستون مورد بررسی قرار گرفت. شبیه سازی مدل ها با استفاده از نرم افزار ABAQUS انجام شد. همچنین صحت روش اجزاء محدود مورد استفاده در شبیه سازی مدل های مورد بررسی ارزیابی شد و تطابق مناسبی بین نتایج حاصل مشاهده گردید. مهم ترین نتایج حاصل نشان می دهد که قاب های فولادی که دارای مهاربندهای کمانش ناپذیر می باشند، در مقایسه با قاب های فولادی دارای مهاربندهای معمولی متحمل تنش های کمتری شده اند؛ بطوریکه در تمامی حالت ها، مهاربندهای کمانش ناپذیر با جذب انرژی ورودی سازه، سبب شده اند که تنش های کمتری به سایر اعضای سازه وارد شود و بدین ترتیب پتانسیل وقوع خرابی پیشرونده کاهش یابد. همچنین استفاده از مهاربند کمانش ناپذیر سبب شده است که دوران محل اتصال تیر به ستون در مقایسه با ساختمان های با مهاربند معمولی کاهش یابد. این اثرگذاری بویژه در ساختمان های با ارتفاع بیشتر مشهودتر می باشد؛ بطوریکه مقدار بیشینه چرخش مفصل متناظر با ساختمان 12 طبقه دارای مهاربند کمانش ناپذیر در مقایسه با مهاربند معمولی به میزان 21 درصد کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: خرابی پیشرونده، مهاربند کمانش ناپذیر، روش اجزای محدود، روش مسیر بار جایگزین، BRB
  • مسعود محمودآبادی*، سید محمدرضا حسنی، رضا اکبری صفحات 141-158

    نیاز به استفاده از اعضای غیریکنواخت در سازه از گذشته تا به حال مطرح بوده است در عین حال موضوعات و مراجع تحقیقی در این مورد زیاد نمی باشند. در مورد این اعضا یکی از مهمترین مسایلی که باید مورد بررسی قرار گیرد کمانش ستون ها است که در صورت رخ دادن، باعث از دست رفتن عضو می گردد که ممکن است منجر به فروپاشی موضعی یا کل ستون و یا سازه شود. در این مقاله روشی دقیق بر اساس اجزای محدود برای بررسی مسئله کمانش ارتجاعی ستون های یکنواخت و غیر یکنواخت با هر سطح مقطع و هر حالت بارگذاری ارایه شده است. این روش برای تمام شرایط مرزی تکیه گاهی قابل کاربرد است. در ابتدا ستون را به تعداد جزء دلخواه تقسیم-بندی کرده و سپس ماتریس سختی و ماتریس سختی هندسی را بر اساس روابط موجود برای هر جزء و سپس برای کل ستون تشکیل شده است و پس از اعمال شرایط تکیه گاهی با استفاده از رابطه ی مقدار مشخصه بار بحرانی کمانش بدست آمده است. نتایج این روش با روش سایر محققین که به صورت تقریبی محاسبه شده اند مقایسه شده است. روش ارایه شده علاوه بر دقت بالا دارای جامعیت نیز می-باشد و با کمک برنامه کدنویسی شده Matlab می توان از آن بهره گرفت.

    کلیدواژگان: کمانش ارتجاعی، ستون های یکنواخت و غیریکنواخت، بار محوری، مقدار مشخصه، روش اجزای محدود
  • رمضانعلی ایزدی فرد*، مهرداد عبدی مقدم صفحات 159-176

    یکی از عوامل آسیب و تخریب سازه های بتنی آتش سوزی میباشد. سازه های بتنی علاوه بر داشتن مشخصات مکانیکی مناسب، میبایست خواص دوام قابل قبولی نیز داشته باشند تا در طول عمر مفید سازه از ظرفیت خود استفاده نمایند. در این مطالعه تاثیردرصدهای حجمی مختلفی از الیاف فلزی در بهبود مشخصات مکانیکی و دوام بتن در دماهای مختلف بررسی شده است. مشخصات مکانیکی شامل مقاومت فشاری و مقاومت کششی بتن در حالت داغ و مشخصات دوام بتن حرارت دیده شامل جذب آب سطحی، عمق نفوذ آب، مقاومت الکتریکی و افت وزنی در آزمایشگاه بررسی شده اند. این مطالعه مقادیر 0.25 و 0.50 درصد حجمی الیاف فلزی و دماهای 28 تا 800 درجه سانتیگراد را پوشش میدهد. نتایج نشان داده است که افزایش مقاومت فشاری و کششی ناشی از افزایش سن نمونه ها، در بتن الیافی بیش از بتن بدون الیاف بوده است. همچنین ملاحظه گردید که افزودن الیاف فلزی به میزان 0.25 و 0.5 درصد حجمی مقاومت فشاری را به در محدوده 10 تا 27 درصد و مقاومت کششی را در محدوده 8 تا 200 درصد در دماهای بررسی شده بهبود داده است. از طرف دیگر کاربرد الیاف فلزی در بتن توانسته است موجب کاهش جذب آب سطحی، عمق نفوذ آب و مقاومت الکتریکی بتن شده و از افت وزنی بتن ناشی از حرارت بکاهد. جمع بندی نتایج این مطالعه نشان داده است که در دماهای کم تر و بیش تر از 500 درجه سانتیگراد، به ترتیب افزودن 0.25 و0.5 درصد حجمی الیاف بهترین عملکرد را در بهبود مشخصات مکانیکی و دوام بتن معمولی داشته است.

    کلیدواژگان: مشخصات مکانیکی، مشخصات دوام، الیاف فلزی، بتن، حرارت بالا
  • مریم محمدی فتیده، ملک محمد رنجبر* صفحات 177-187
    از آنجا که تولید سیمان پرتلند فرآیند بسیار انرژی بری است و آثار مخرب زیست محیطی به همراه دارد، محققین همواره در صدد یافتن راهکاری برای کاهش مضرات و بهینه سازی این فرآیند می باشند. ژیوپلیمرها از جمله موادی هستند که جهت جایگزینی سیمان در بتن مورد استفاده قرار می گیرند. ژیوپلیمر از ترکیب یک یا چند ماده پایه که حاوی آلومینوسیلیکات است با فعال ساز قلیایی حاصل می شود.این بررسی به منظور ارزیابی زمان گیرش و مقاومت فشاری خمیر ژیوپلیمری بر پایه سرباره کوره آهنگدازی و زیولیت انجام گرفته است. بدین منظور اندازه گیری زمان گیرش خمیر ژیوپلیمر بر پایه سرباره کوره آهنگدازی و زیولیت فعال سازی شده با هیدروکسید سدیم 6، 8، 10 و 12 مولار و سیلیکات سدیم با مدول سیلیکاتی 2 انجام شد. در مرحله بعد مقاومت فشاری نمونه های خمیر ژیوپلیمری عمل آوری شده در دمای محیط آزمایشگاه و نیز دمای 60 درجه سانتی گراد اندازه گیری شد.نتایج نشان داد که افزایش غلظت هیدروکسید سدیم زمان گیرش را افزایش می دهد، همچنین مقاومت فشاری نمونه خمیر ژیوپلیمر حاوی سرباره و زیولیت با بالارفتن غلظت هیدروکسید سدیم افزایش یافته است. نمونه های خمیر بر پایه سرباره با بالا رفتن غلظت هیدروکسید سدیم در غلظت های 6، 8 و 10 مولار با افزایش مقاومت فشاری مواجه شدند اما با افزایش غلظت هیدروکسید سدیم به 12 مولار مقاومت فشاری کاهش یافته است. همچنین با بالارفتن درصد جایگزینی زیولیت در ماده پایه زمان گیرش افزایش و مقاومت فشاری کاهش یافت. نمونه های عمل آوری شده در دمای 60 درجه سانتی گراد نیز مقاومت بهتری از خود نشان دادند.
    کلیدواژگان: آلومینوسیلیکات، ژئوپلیمر، سیلیکات سدیم، هیدروکسید سدیم، عمل آوری
  • محمدعلی دشتی رحمت آبادی، فرزاد شهابیان مقدم*، حسن حاجی کاظمی صفحات 188-200

    بتن پودری (RPC) از جمله بتن های فوق توانمند (UHPC) با ویژگی های فیزیکی و مکانیکی برتر است.RPC با بهره گیری از سیمان و مصالح پودری بسیار ریز دانه شامل ماسه کوارتزی، میکروسیلیس، مقادیر کم نسبت آب به سیمان و استفاده از فوق روان کننده تولید می-شود. نتایج آزمایش های انجام شده به منظور استخراج طرح اختلاط بهینه برای بتن پودری نشان می دهد که نسبت آب به مصالح پودری (W/B) که متناظر با حداکثر مقاومت فشاری است برابر با 15/0 بوده که مربوط به طرح اختلاط با نسبت فوق روان کننده به سیمان (SP/C) برابر با 3 درصد است. دیر زمانی است که ایده اضافه کردن الیاف به انواع مختلف بتن به منظور بهبود ویژگی های فیزیکی و مکانیکی آن مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش تاثیر افزودن الیاف فولادی بر مقاومت فشاری و کششی RPC با انجام آزمایش هایی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از آزمایش بیانگر آن است که میانگین مقاومت فشاری نمونه های با 1، 2 و 3 درصد حجمی از الیاف، به ترتیب افزایشی در حدود 6، 20 و 5 درصد نسبت به نمونه های بدون الیاف را نشان می دهد. این افزایش در مقاومت کششی به ترتیب مشابه برابر 46، 73 و 66 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: بتن پودری، بتن فوق توانمند، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، الیاف فولادی
  • جواد مرادلو*، حسین بیات، احسان تیموری صفحات 201-223

    در این تحقیق اثر مولفه های دورانی ناشی از زمین لرزه بر رفتار دینامیکی خطی دودکش های فولادی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. بدین منظور در این مطالعه ابتدا مولفه های دورانی ناشی از چهار زمین لرزه با استفاده از مولفه های انتقالی و در نظر گرفتن سرعت امواج وابسته به فرکانس به دست آمده است. در ادامه برای بررسی اثرات این مولفه ها بر پاسخ دینامیکی دودکش های فولادی، شش مدل دودکش فولادی با ارتفاع های مختلف تحت بارگذاری مولفه های چهار زلزله متفاوت در حالات اعمال مولفه های دورانی و انتقالی بصورت همزمان و اثر تنها مولفه های انتقالی تحت تحلیل و بررسی قرار گرفته است. نتایج عددی تحلیل های لرزه ای حاکی از آن است که مقادیر بیشینه تغییرمکان ها، تنش ها و برش پایه دچار تغییرات بسزایی شده و محل رخداد ماکزیمم پاسخ ها دچار تغییر شده است. همچنین نتایج نشان از تاثیر مولفه های دورانی بر پاسخ سازه ها با افزایش ارتفاع، و نزدیکی فرکانس غالب مولفه دورانی و فرکانس غالب سازه دارد به طوریکه در برخی موارد اعمال مولفه های دورانی باعث کاهش میزان پاسخ ها شده و در مواردی با نزدیک تر شدن فرکانس این مولفه ها و فرکانس غالب سازه و نیز افزایش ارتفاع سازه مقدار پاسخ ها بصورت قابل توجهی افزایش می یابد. این نتایج نشانگر اهمیت احتساب مولفه های دورانی زمین لرزه در آنالیز و طراحی این نوع از سازه ها می باشند.

    کلیدواژگان: تحلیل لرزه ای، دودکش فولادی، مولفه های دورانی، زمین لرزه، روش اجزا محدود
  • آرش توتونچی*، الله داد احمدی صفحات 224-243

    در این مقاله رفتار سازه ای پانلهای ساندویچی پیش ساخته تحت خمش بررسی شده است. تحلیل اجزاء محدود پانل های ساندویچی بتنی پیش ساخته کامپوزیت جهت امکان استفاده آنها در ساخت و سازهای صنعتی مطالعه شده است. این پانل ها متشکل ازسه لایه می باشند,لایه ها عبارتند از: یک لایه بتن مسلح پرمقاومت به عنوان لایه فوقانی، یک لایه ضخیم از بتن سبک به عنوان لایه میانی یا هسته و یک صفحه فلزی نازک مسطح یا کنگره ای و یا یک لایه بتن مسلح مقاوم در مقابل کشش به عنوان لایه تحتانی. در این پژوهش ابتدا 8 مدل پانل های یک طرفه و دو طرفه ساندویچی پیش ساخته بتنی با هسته بتن سبک در نرم افزار ABAQUS مدل-سازی شده و از لحاظ عملکرد سازه ای مورد بررسی قرار گرفته اند. تاثیرسختی اتصال دهنده های برشی که با توجه به قطر آنها اندازه گیری می شود بر روی مقاومت نهایی و میزان عملکرد مرکب پانل بررسی شده است. همچنین تاثیر جهت گیری اتصالات برشی در یک و دو جهت نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مدل اجزا محدود پانل ها در نرم افزار ABAQUS رفتاری منطقی از منحنی بار- تغییر مکان دراتصال دهنده های برشی بدست آمده است. مقاومت نهایی و درجه عملکرد کامپوزیت به میزان بسیار زیادی به سخت کننده های اتصالات برشی استفاده شده بستگی دارد.

    کلیدواژگان: آنالیز المان محدود، هسته، بتن سبک، پانل ساندویچی، پیش ساخته، اتصالات برشی، کامپوزیت
  • رضا وهدانی*، محسن خزائی، علی خیرالدین صفحات 244-263

    میراگر جرمی تنظیم شده نوع جدیدی از سیستمهای کنترل سازه می باشد که باعث افزایش اتلاف انرژی میرایی تحت نیروهای خارجی در سازه می گردد. تاکنون در بیشتر موارد تنها یک میراگر جرمی تنظیم شده TMD (Tuned Mass Damper) در بام ساختمان و یا چند میراگر محدود در چندین نقطه در ارتفاع ساختمان نصب می شد، که این مستلزم در نظرگرفتن جرم قابل توجه در نقاطی از سازه به عنوان سربار و همچنین درنظر گرفتن فضایی قابل توجه برای نصب این جرم و از آن مهمتر پیش بینی جسمی که جرم مورد نیاز را تامین کند می باشد. لذا در این تحقیق کارایی میراگر جرمی تنظیم شده توزیعی در طبقات (MTMD) در ساختمان بلند مورد بررسی قرار گرفته و به اثرات میراگر جرمی چندگانه بر روی ساختمان های بلند قاب خمشی فولادی منظم و دارای نامنظمی در پلان پرداخته شده است. مدلهای 10،15،20 طبقه با پلان های منظم و دارای نامنظمی به شکل L,U در نرم افزار SAP2000 مورد تحلیل و طراحی قرار گرفته، سپس در نرم افزار OPENSEES مجهز به میراگر جرمی چندگانه شده و تحت رکوردهای دور و نزدیک از گسل تحلیل دینامیکی غیرخطی شده و مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهد که میراگر جرمی که در طبقات بام قرار گرفته اند از نظر برش حدود 40 درصد کاهش، از نظر جابجایی مطلق طبقات حدود 30 درصد کاهش و از نظر شتاب طبقات حدود 35 درصد کاهش بوده که باعث افزایش کارایی مدل ها شده و وضعیت لرزه ای آنها را بهبود بخشیده اند.

    کلیدواژگان: میراگر جرمی چندگانه، قاب خمشی فولادی، ساختمان بلند، نامنظمی در پلان، تحلیل دینامیکی غیرخطی
  • مجید مرادی، حمیدرضا توکلی*، غلامرضا عبدالله زاده صفحات 264-279

    بارهای متوالی می تواند تهدیدی جدی برای ایمنی سازه ها باشد. حذف ناگهانی المان های باربر مانند ستون یکی از عوامل ایجاد خرابی پیش رونده در سازه ها می باشد. خرابی موضعی ناشی از حذف ناگهانی ستون می تواند بر رفتار سازه دربارهای متوالی تاثیرگذار باشد.یکی از بارهایی که ایمنی سازه را در طول عمر سازه تهدید می کند بار آتش است. زمانی که یک سازه می تواند در برابر بار آتش مقاومت کند یکی از فاکتورهای اصلی در ایمنی سازه ها در برابر بارهای حرارتی است. خرابی های موضعی موجود در سازه ازجمله حذف ناگهانی المان های باربر می تواند بر پایداری سازه ها در برابر بار آتش به عنوان دو رویداد متوالی تاثیرگذار باشد. در این تحقیق سعی شده است حساسیت زمان پایداری قاب فولادی در بارگذاری متوالی حذف ناگهانی ستون و آتش سوزی پس ازآن نسبت به متغیرهای تصادفی بررسی شود. قاب بتن آرمه 7 طبقه پس از طراحی به صورت مکانیکی-حرارتی مدل سازی شده و در معرض حذف ناگهانی ستون در موقعیت های مختلف قرارگرفته است. چندین پارامتر به عنوان متغیر تصادفی در نظر گرفته شده است و دو روش مونت کارلو و تحلیل حساسیت مرتبه اول ممان دوم (FOSM) برای انجام تحلیل حساسیت بکار گرفته شده است. تحلیل حساسیت در قاب بتن آرمه برای تحلیل پوش دان دینامیکی و تحلیل حرارتی پس ازآن به صورت مجزا انجام شده است. نتایج نشان داده است در سناریوی حذف ناگهانی ستون، بار مرده و در سناریوی آتش سوزی پس از آن، بار مرده و پوشش آرماتورها بیشترین حساسیت را نسبت به سایر پارامترها ایجاد کرده اند. همچنین حداکثر خطای تحلیل حساسیت به روش FOSM نسبت به روش مونت کارلو برابر با 11% محاسبه شده است.

    کلیدواژگان: خرابی پیش رونده، آتش سوزی، زمان گسیختگی، تحلیل حساسیت، عدم قطعیت
  • سهراب میراثی*، حسین رهنما صفحات 280-300

    آگاهی از خصوصیات زیرسطحی همواره مورد توجه مهندسان بوده است به خصوص زمانی که احتمال وجود مخاطرات ناشی از ناهنجاری های زیرسطحی همچون فروچاله یا حفره مدنظر باشد. شناسایی موقعیت این ناهنجاری ها در اعماق بیشتر به خاطر کاهش وضوح و دقت داده های برداشت شده هنوز موضوعی چالش برانگیز و نیازمند مطالعات بیشتر می باشد. در این مقاله با استفاده از روش اجزا محدود، تاثیر انواع بارهای لرزه ای به منظور شناسایی حفرات زیرسطحی مورد ارزیابی واقع شده است بارهای لرزه ای شامل ضربه چکش، ضربه سینوسی، ضربه کوتاه و بار ریکر با فرکانس های حداکثر 100، 50 و 20 هرتز می باشند. به علاوه اینکه با روش های فیلتر کردن و جداسازی امواج در فضای میدان موج، توانایی امواج طولی و رایلی جهت شناسایی حفرات در اعماق 2، 6، 10 و 20 مورد مقایسه قرارگرفته است. نتایج حاصله نشان دادند که محتوای فرکانسی و فرکانس غالب بار ارتعاشی، تاثیر قابل توجهی بر وضوح تصاویر و عمق نفوذ دارند. به عنوان مثال، بارهای لرزه ای ریکر100 هرتز، ضربه چکش و ضربه کوتاه با محتوای فرکانسی بالا برای شناسایی حفرات در عمق 2 متر دارای وضوح خوب، عمق 6 متر دارای وضوح متوسط، عمق 10 متر دارای وضوح ضعیف تر می باشند و برای حفره در عمق 20 متر امواج رایلی برگشتی به سختی قابل مشاهده بوده ولی در مقابل امواج طولی دارای وضوح و دقت بهتری هستند؛ حال آنکه بار لرزه ای با محتوای فرکانسی پایین همچون بار ریکر 20 هرتز نتایج مناسب تری از وضعیت امواج طولی و رایلی بازگشتی از حفره در اعماق بیشتر را فراهم نموده است. به طورکلی می توان این گونه اظهار داشت که استفاده ترکیبی از امواج طولی رایلی و طولی و اعمال بار لرزه ای متناسب با عمق شناسایی حفره منجر به نتایج قابل قبولی می گردد.

    کلیدواژگان: حفره، امواج لرزه ای، موج رایلی، موج طولی، بار لرزه ای، محتوای فرکانسی
  • علی پروری*، بهزاد رستمی صفحات 301-318

    سرمایه گذاری در صنعت ساختمان با عدم قطعیت های فراوانی مواجه می باشد لذا انبوه سازی ساختمان و تامین هزینه های آن غالبا بر عهده بخش دولتی بوده است. یکی از راهکارهای تامین هزینه های انبوه سازی ساختمان مشارکت دولتی - خصوصی می باشد که در مسیر اجرای آن چالش ها و موانع فراوانی وجود دارد. لذا هدف این تحقیق، بررسی و اولویت بندی موانع و چالش های مدیریت ریسک در پروژه های ساختمانی به روش مشارکت دولتی - خصوصی می باشد. بدین منظور از ر وش پیمایشی و مطالعات کتابخانه ای استفاده شد. نمونه آماری این تحقیق، متشکل از افراد خبره شامل اعضای هییت علمی دانشگاه و همچنین پیمانکاران، مشاوران و کافرمایان شاغل در یک پروژه ساختمانی مشارکت دولتی - خصوصی بود. پس از بررسی و تایید روایی و پایایی و گردآوری پرسشنامه های توزیع شده میان افراد نمونه آماری این تحقیق، داده ها با استفاده از روش FMEA فازی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که از مهمترین موانع و چالش های مدیریت ریسک در پروژه های ساختمانی با مشارکت دولتی - خصوصی می توان به عدم آگاهی و درک ضعیف سیاستمداران و تصمیم گیرندگان از مشارکت دولتی - خصوصی، سخت گیر و زمان بر بودن تملک بر اراضی مورد نیاز برای احداث پروژه های مشارکت دولتی - خصوصی و عدم تمایل بانک ها به منظور سرمایه گذاری در ترتیبات مشارکت دولتی - خصوصی اشاره نمود.

    کلیدواژگان: ریسک، مدیریت ریسک، ساختمان سازی، مشارکت دولتی - خصوصی، FMEA فازی
|
  • Ali Tavassolian, Mohammad Shamekhi Amiri *, Attieh Eshaghi Pages 5-24
    The earthquake is one of the natural hazards that have caused many casualties and financial losses throughout the world over the years. This has been the reason why the earthquake hazard analysis studies should be studied more seriously. Iran is also located in one of the seismically active regions of the world, the Himalayan- Alpine belt, which experiences many earthquakes every year. The Arias intensity function, as one of the important earthquake strong motion parameters, contributes greatly to the analysis of seismic hazard, which can be used to estimate the stability of slopes during the earthquake. The purpose of this research is to develop a new attenuation relationship for Arias intensity function in the Iranian plateau using intelligent methods. In this research, 1012 strong motion data were used. Initially, the data required to be filtered were corrected and then all data was analyzed. In this study, parameters such as magnitude of earthquake, focal depth, shear wave velocity and geographic position of the region were used as a variable for the attenuation relationship. Moment magnitude (Mw) was used as earthquake magnitude and earthquakes with magnitudes of above 4 were used in this research. The geographic location of Iran was divided into two regions of Central Alborz and the Zagros region. Gene Expression Programming (GEP), a kind of intelligent algorithm, was used as a method for regression and calculation of the objective function. The advantage of this method is that at first the model for the objective function is not specified and the model is presented optimally by the intelligent method. The fitness function is also defined based on the root least squared error (RMSE). Finally, the attenuation relation based on this fitness function was calculated and the observed results have a high fitness.
    Keywords: attenuation relationship, Arias Intensity, GEP, Zagros, Alborz-Central Iran
  • Mahmood Naderi *, Alireza Kaboudan, Kimiya Kargarfard Pages 25-43

    Reinforced concrete is the most commonly used construction material. The durability of reinforced concrete mostly depends on the surrounding environmental and exposure conditions such as carbonation, corrosion, and freezing and thawing. Corrosion of steel in concrete is one of the major causes of premature deterioration of reinforced concrete structures, leading to structural failure and is largely controlled by the permeability of the concrete cover to protect the steel reinforcement from corrosion. Therefore, the effect of silica fume, fly ash and zeolite pozzolans on the compressive strength, permeability and reinforcement corrosion is evaluated in this investigation. The compressive strength of 7 and 28-day concrete samples results show that silica fume results in compressive strength increase with respect to the control sample (without any pozzolans). Except for the samples containing zeolite with replacement weight percentages equal to 5, 10 and 15 percentage and fly ash with replacement weight percentage equal to 5 percentage, in other cases the compressive strength of 28-day samples containing fly ash and zeolite are lower than that of the control sample. The results of cylindrical chamber test also represent the permeability reduction of the 7-day samples containing these pozzolans with respect to the control sample. Based on the half-cell method test results, it is also observed that the resistance to corrosion of reinforcement concrete containing silica fume and zeolite is improved by using these pozzolans.

    Keywords: Permeability, Silica fume, Zeolite, Fly ash, Cylindrical chamber method, Reinforcements corrosion, Half-cell method
  • Azadeh Ghadimi Hamzehkolaei, Alireza Vafaeinezhad *, Gholamreza Ghodrati Amiri Pages 44-55
    One of the important issues after an earthquake occurrence is to transfer residents to temporary accommodations. These points are areas of the city that have a higher safety factor against earthquake reoccurrence and have good access to management and relief centers. Due to the critical condition in the area after the earthquake, with the transfer of the township to these areas, relief procedure can be achieved with the highest speed and minimum risk. The purpose of this study is to determine the suitable locations for the construction of temporary accommodation facilities for injured people after earthquake occurrence in Karaj. To this end, firstly, the main controlling parameters in selection of the appropriate places for temporary accommodation are determined, and are classified into two groups of the main criteria of compatibility and incompatibility. The total number of the sub-criteria are twelve. Due to the spatial nature of this problem, fuzzy logic system with multi-criteria decision-making method is used to determine the most suitable points. After fuzzification of the criteria, their participation weight is determined and then, they are prioritized using fuzzy hierarchical analysis method. In the next step, desirability map of the region is prepared for each of the criteria. Eventually, by combining the impact of the studied criteria, a descriptive map of the region relative to the points of interest for temporary accommodation is generated. Based on this map, seven points are selected as suitable points for the construction of a temporary accommodation camp, and by employing the analytical hierarchy procedure with Expert Choice software, the optimal point is chosen.
    Keywords: Optimal Temporary accommodation points, ArcGIS, expert choice, Fuzzy hierarchy analysis, Karaj city
  • Morteza Naghipour *, S. Maedeh Mahdavi, Saleh M .Ebrahimzadeh Pages 56-69

    A new kind of double skin CFT has more benefits in construction of bridge and especial buildings due to easily multi beam connections for central columns. In this study 27 double skin specimens filled with concrete, consist of internal circular tube and external hexagonal tubes have been studied using ABAQUSE finite element software. The effects of some parameters on behavior of CFT consists of: height of column, width to thickness ratio of external steel tube, diameter to thickness of internal tube and eccentricity were considered. Loading was applied as an axially compression in a displacement control state. The results show that whenever the eccentricity is matched through gap of two skins, the concrete confinement does not reduce, which is not the same as some codes of practice recommendations. The increase on strength of column depends on height, eccentricity and width to thickness ratio of external tube. The strength reduction of columns is up to 15% when height increases 50%. When the diameter to thickness, eccentricity and height of specimens remain constant, it was considered through the results that, the effects of width to thickness ratio of models is more significant than other parameters. The results also show that, when the height is constant and the width to thickness of external tube increases some outward foldings on columns were existed.

    Keywords: Double skin CFT, Hexagonal tube, Confinement effect, Ultimate Capacity, Numerical modeling
  • Mohammad Ghasemi, MohammadReza Ghasemi *, Seyed Roohollah Mousavi Pages 70-86

    In this research, efforts were made to study the effects of water to cement ratio (W/C) and steel fiber volume fraction (V_f (%)) on the fracture parameters of self-compacting steel fiber-reinforced concrete using both Work Fracture and Size Effect Methods. In an experimental program, a variety of water to cement ratio and volume of steel fibers were considered and five mix designs were prepared in two series. In the first, water to cement ratio were altered (Includes values :W/C=0.42, 0.52, and 0.62) with a constant volume of steel fiber (V_f=0.3%), and in the second, varied volume of steel fibers (Includes values: V_f=0.1, 0.3, and 0.5%) with a constant water to cement ratio (0.52) were considered. Results have shown that an increase in the water to cement ratio reduces the fracture energy, However, we see a different behavior in the lower water to cement ratio, while an increase in the volume of steel fiber not only increases the fracture energy causing the concrete to become more ductile, but it can also reduce the size effect greatly. G_F⁄G_f has been found for all mix designs about 11.81 and it has been concluded that the work fracture method yields more fracture energy than the Size effect method.

    Keywords: Fiber reinforced concrete, fracture energy, Steel Fiber, Self-Compacting Concrete, size effect
  • Nader Hoveidae *, Meysam Mirzapoor, Nazila Kardan Pages 87-105

    Severe damages of structures during large earthquakes and the loss of national wealth has made it extremely important to reduce the vibrations of structures against wind and earthquake. One of the efficient ways to reduce these vibrations, is to use the tuned liquid damper (TLD). The tuned liquid damper is the passive control system of the structure, which is made up of several fluid-containing reservoirs placed at the highest point of the building. The vibrational energy entangled to the structure is dissipated due to the turbulence of the liquid inside tanks. This system is used to control the vibrations of structures that have one or more degrees of freedom. In this research, the modified passive structural control system is used for checking the effects of the volumetric tuned liquid damper out and its results are compared with the traditional one. In this regard, three buildings including 4, 8 and 20 story moment resisting frames with three different mass ratio of 1, 2 and 3 percent were designed in ETABS software. Finally, Pushover analysis and nonlinear time history analyses were conducted in OPENSEES software results of the analysis show that the use of these dampers greatly reduces the peak drifts and peak residual drift demands of structures. On the other hand, the ability of the modified tuned liquid damper (MTLD) to reduce the residual and inter-story drift is greater in comparison to TLD.

    Keywords: tuned liquid damper, Modified Tuned Liquid Damper, Vibration Reduction, Pushover analysis, time history analysis
  • Saeed Farzin *, Mehran Manoochehri, Hojat Karami, Farhad Mousavi Pages 106-118
    The use of porous concrete system in urban areas as a modern and applied management approach during rainfall can prevent the problems by rapid outflow of the surface runoff. In this research, effect of replacing dolomite minerals in two modes of fine-grained and powder, as part of the aggregates or part of the cement, respectively, is investigated on the structural properties of porous concrete. In order to use porous concrete in urban runoff management system, the compressive strength and porosity should be considered. Two series of samples were made for structural experiments. The 15×15×15 cm samples were designed to test the compressive strength and the 10×10×10 cm samples were made to determine the porosity percentage. Statistical analyses of the laboratory results were performed using SPSS software. According to the results, replacement of dolomite powder for cement did not have significant effect on compressive strength and porosity. On the other hand, fine-grained dolomite has greatly improved the compressive strength. In addition to increasing the compressive strength, the porosity was increased due to the mechanism of particle placement in samples receiving 10% fine aggregates. Also adding 30% fine grained, increased compressive strength by 162%. This is while the porosity percentage has fallen sharply.
    Keywords: urban runoff, porous concrete, dolomite, compressive strength, fine-grained
  • Yaghoub Mohammadi *, Meysam Bagheripourasil Pages 119-140
    In the present study, the use of buckling-restrained braces (BRBs) has been evaluated as a research innovation aimed at reducing the potential of progressive collapse in steel braced frames. These braces prevent the overall buckling of brace and provide much more energy absorption than conventional convertible bracing systems. For this purpose, three-dimensional finite element models of 4, 8, and 12-story buildings were simulated in two modes using ordinary and buckling braces and their response against progressive collapse was evaluated. The progressive collapse analysis was carried out using an alternative load path method and the response of the structures to column removal was investigated. Simulation of models was done using ABAQUS software. Also, the accuracy of the finite element method used in simulating the models was evaluated and a suitable agreement between the results was observed. The most significant results show that in steel frames that have BRBs, less stresses have been created compared with conventional steel braces. In all cases, BRBs with internal energy absorption of the structure have caused lower stresses to other structure member, thereby reducing the potential of progressive collapse. Also, the use of BRBs has reduced the rotation of the beam to column connection, compared to conventional bracing. This effect is especially noticeable in buildings with higher altitudes; the maximum amount of joint rotation corresponding to the 12-story building with BRBs has been reduced by 21% compared with the conventional braces. The reason for this is that, in buckling-restrained braces, the members are able to withstand a pressure above the tensile yield strength, and, unlike ordinary systems, the inherent ductility is due to the occurrence of yield in pressure before it begins to buckle.
    Keywords: Progressive collapse, Buckling-restrained brace, Finite element method, Alternate load path method, BRB
  • Masooud Mahmoudabadi *, Seyed MohammadReza Hasani, Reza Akbari Pages 141-158

    The need to use non-uniform members in the structures from the past till now had been proposed although the subjects and research references in this case are insufficient. Therefore the use of non-uniform members is inevitable and should be carefully examined. About this members the main subject that should be investigated is buckling that if it occures it leads to member failure which may leads to collapse of the local or entire structure. So the exact solution of buckling load of non-uniform columns is available only for simple cases. In this paper a method based on finite element method is used for studing the problem of elastic buckling load of non-uniform columns with general cases of cross-section and axial loading. In first the column is devided to arbitrary numbers of finite elements. Then the stiffness matrix and geometric stiffness matrix is obtained based on existing relationship for each element and then for overall column. After applying boundary conditions using the eigenvalue equation to obtain the critical buckling load .It is clear that the effects of changes in cross-section of a column appear in stiffness matrix and changes in axial loading in geometric stiffness matrix. The proposed method in addition to high accuracy is general and could be used by th Matlab codes. Results obtained from this method are compared to ones that presented by Serna et al. The procedure in this paper is rating as a exact solutions but Serna’s method is a closed form method that is from approximated solutions. The results are presented for uniform columns under non-uniform axial loading and non-uniform columns under non-uniform axial loading. Different non-uniform columns contain single web-tapered columns, double web-tapered columns and web-tapered & flange-tapered columns. Also results are presented for various end boundary conditions that contain hinged-hinged, clamped-clamped, hinged-clamped and clamped-free

    Keywords: Elastic buckling, Uniform, Non-Uniform columns, Axial load, Eigenvalue, Finite Element
  • RamezanAli Izadifard *, Mehrdad Abdi Moghadam Pages 159-176

    One of the factors of damage and destruction of concrete structures is fire. Concrete structures, in addition to having the proper mechanical characteristics, they must have durability properties to use their capacity over their lifetime. In this study, the effect of various volume fraction of steel fibers on improving the mechanical and durability properties of concrete at various temperatures has been investigated. Mechanical properties including compressive and tensile strength of concrete in the hot condition and the durability characteristics of the concrete after cooling, including surface water absorption, the penetration depth of water, electrical resistance and weight loss have been investigated. This study covers 0.25 and 0.50% volume fraction of steel fibers and temperatures of 28 to 800 ° C. The results show that the increase in compressive strength and tensile strength due to the age of the samples was higher in fiber concrete than non-fibrous concrete. It was also observed that the addition of 0.25 and 0.5% of steel fibers at the tested temperatures improved the compressive and tensile strength in the range of 10 to 27% and 8 to 200%, respectively. In addition, application of these fibers has reduced the sorptivity coefficient, the penetration depth of water, the electrical resistance of concrete and the weight loss of concrete owing to the high temperature. The results of this study showed that, at temperatures below 500 °C specimens containing 0.25% of steel fiber and 500 °C onwards, specimens containing 0.50% of steel fiber had the best performance on the improvement of the mechanical and durability properties of normal concrete at high temperatures.

    Keywords: Mechanical Properties, Durability specifications, Steel fiber, Concrete, High temperatures
  • Maryam Mohammadi Fatideh, Malek Mohammad Ranjbar * Pages 177-187
    Production of Portland Cement (PC) is a highly energy-intensive process and causes significant environmental damages. Thus scientists are always after ways to reduce these negative effects and find a more efficient process of producing cement. Geopolymers are amongst materials that are used as a substitute for cement in concrete. Geopolymer consists of one or more source materials containing alumino-silicate with an alkali activator.This study is done for the purpose of evaluating the setting time and compressive strength of geopolymer paste containing blast furnace slag and zeolite. Hence the setting time of geopolymer paste based on blast furnace slag and zeolite activated with sodium hydroxide solution of concentrations 6, 8, 10 and 12 molar and sodium silicate modulus of 2 was measured. In the next step, compressive strength of geopolymer paste samples under curing were gauged in the lab ambient temperature and also in the 60°C temperature.Results showed that with an increase in sodium hydroxide concentration, the setting time increased. Also compressive strength of geopolymer paste containing slag and zeolite rose with the raise of sodium hydroxide concentration. Geopolymer paste samples based on slag, showed increase in compressive strength in sodium hydroxide concentrations 6, 8 and 10 molar. Though with an increase in concentration of sodium hydroxide to 12 molar, compressive strength decreased. Also with an increase in the percentage of zeolite substitute in the source material, setting time increased but compressive strength decreased. Samples cured in 60°C temperature showed better strength, too.
    Keywords: Alumino-silicate, Curing, Geopolymer, Sodium Hydroxide, Sodium silicate
  • MohammadAli Dashti Ramatabadi, Farzad Shahabian *, Hasan Haji Kazemi Pages 188-200

    Reactive powder concrete (RPC) is one of the ultra high performance concrete ( UHPC ) with superior physical and mechanical properties . Reactive powder concrete is produced using cement and very fine powdered materials including crushed quartz , silica fume and low water to cement ratio using super plasticizer . In this study , an optimum mixing ratio of RPC has been used , in which water / binder ratio ( W / B ) was equal to 0.15 and the ratio of super plasticizer to cement ( SP / C ), was equal to 3 % . For a long time , the idea of adding fibers to various types of concrete has been considered to improve its physical and mechanical properties . In this research , by performing several experiments, the influence of adding steel fibers on the compressive and tensile strength of RPC has been investigated . The results show that the average compressive strength of samples with 1 , 2 and 3 percent volumetric fibers increases about 6 , 20 and 5 percent , respectively , compared to non - fibrous specimens. This increase in tensile strength is 46 , 73 and 66 percent , respectively for the same amounts of steel fibers .

    Keywords: Reactive powder Concrete, ultra high performance concrete, Compressive strength, tensile strength, Steel Fibers
  • AmirJavad Moradloo *, Hoseyn Bayat, Ehsan Teymoori Pages 201-223

    The present study deals with dynamic analysis of steel chimney taking rotational components of earthquake into account. The translational components of the earthquake have been used in order to obtain the rotational components of the earthquake, based on the intersecting isotropic elastic wave propagation. For this purpose, a transitional component of ground motion using frequency discrete Fourier transformed to discrete frequency and G value for each frequency determined. Then, the incident angle of the wave was calculated for each frequency then, fourier spectrums of rocking and torsion components of ground motion were calculated. Finally, the inverse of Fourier conversion were calculated to evaluate time history of rocking and torsion components of ground motion .In order to verify the proposed methodology, the rotational components of San Fernando Earthquake were determined based on the proposed model and compared to Li and Liang's results. In Li's model, the incident angle and apparent wave velocity was supposed to be constant while in the present study the incident angle and apparent wave velocity were variable based on each frequency Then, the rotational components of San Fernando, Tabas and Taft were calculated based on the proposed model and the results were used in dynamic analysis of the steel chimneys. Finally, dynamic analyses of three model of steel chimney are presented to evaluate the effects of combined translational and rotational components on the seismic response of the chimney. The deduced results show that the maximum values of displacement, stresses and shear force and also, the distribution of them have changed significantly. On the other hand, the magnitudes of these responses for different earthquakes with respect to the frequency content of rotational components of the earthquake are different. The results indicate that the effects of earthquake rotational components on the dynamic response of steel chimneys are very significant.

    Keywords: seismic analysis, Steel chimney, Rotational components, earthquake, Finite element method
  • Arash Totonchi *, Allahdad Ahmadi Pages 224-243

    In this paper, the structural behaviour of precast concrete sandwich panels (PCSP) under flexure is studied. Finite element analyses (FEA) were carried out to study the behavior of composite precast concrete sandwich panels (PCSP) in order to examine feasibility of their usage as slab elements in the construction industry. The panels are composed of three layers; A high strength reinforced concrete top layer. A thick layer of light-weight concrete as the intermediate layer or core, and a thin, flat or corrugated steel plate and or a tensile resistant reinforced concrete bottom layer. In this research, at first eighth model of one-and two-way sandwich panels with the ABAQUS software was modeled and in terms of structural performance have been studied. In addition, the effect of steel shear connector’s stiffness as measured by its diameter on the ultimate strength and the compositeness of the panels was investigated. The effect and orientation of the shear connectors in one or two directions were also investigated. The results of finite element analysis by ABAQUS software show a logical behavior of load-deflection curves in shear connectors. The ultimate strength and the degree of composite action desired were found to depend to a large extent upon the stiffness of the shear connector used.

    Keywords: finite element analysis, lightweight concrete core, Sandwich Panel, precast, shear connectors, Composite
  • Reza Vahdani *, Mohsen Khazaei, Ali Kheyroddin Pages 244-263

    The tuned mass damper is one of the latest structural control system that helps the structure to damp the dynamics loads. So far using the Tuned Mass Damper (TMD) on the roof or a few dampers was installed at several points at the height of the building or other levels of the building was popular, but this system has some disadvantages like considering a significant mass as overhead which requires special material and enough space to install. Therefore, in this research the efficiency of Multiple Tuned Mass Damper (MTMD) in tall building is investigated. Also the effects of MTMD on regular and irregular tall moment resisting buildings are studied. The 10,15 and 20 story buildings with regular and irregular U and L shapes are modelled,analysed and designed, using the SAP 2000. Then the models equipped with MTMD and analysed in nonlinear dynamic mode under the earthquake records of the near and far fault , using OPENSEES. Afterwords, the models compared considering different earthquake records.finally the results showed the MTMD on the roof had seismic performance with 40% reduction of the base shear , 30% reduced absolute displacement of the stories and 35% smaller acceleration, which increased the efficiency of the models and the situation have improved their seismicity.

    Keywords: Multiple Tuned Mass Damper, steel structure, Tall building, Irregularity on plan, Nonlinear dynamic analysis
  • Majid Moradi, Hamidreza Tavakoli *, Gholamreza Abdolahzade Pages 264-279

    Consecutive loads can be a serious threat to the safety of structures. Abrupt removal of elemental elements such as columns is one of the causes of progressive failure in structures. The local breakdown caused by the sudden removal of the column can affect the behavior of the structures of successive courts. One of the loads that threatens the safety of the structure over the life of the structure is the fire.When a structure can withstand the load, one of the main factors in the safety of structures against thermal loads. Local loopholes in the structure, including the sudden removal of barrier elements, can affect the stability of structures against fire load as two successive events. In this research, the susceptibility of the RC frame to the stability of the continuous loading of the column and the subsequent fire is compared to the random variables.The 7-story concrete frame is modeled after mechanical design and is subject to the sudden removal of the column in different situations. Several parameters have been considered as random variables, and two methods of Monte Carlo and second-order second-order sensitivity analysis (FOSM) have been used for sensitivity analysis.  Sensitivity analysis in a concrete frame for the analysis of dynamic duct and thermal analysis has been done separately. The results show that in the sudden removal of the column, the dead load, and in the subsequent fire scenario, the dead load and reinforcement coatings have the most sensitivity to other parameters. Also, the maximum sensitivity error of the FOSM method was calculated to be 11% compared to the Monte Carlo method.

    Keywords: Progressive collapse, Fire, failure time, Sensitivity analysis, Uncertainty
  • Sohrab Mirassi *, Hossein Rahnema Pages 280-300

    Subsurface characterization has always been an interesting issue in Geotechnical and geological engineering, especially when there is a potential risk of subsurface anomalies such as cavities and sinkholes. Due to the low resolution and accuracy of seismic recorded data at higher depths, anomalies identification has become more difficult. In this paper, the effect of various types of seismic source loads such as hammer impact, short-time impact, sinusoidal source and Ricker wavelet with a peak frequency of 100, 50 and 20 Hz is evaluated to identify the subsurface cavities by using the Finite Element Method in Abaqus 6.14 software. In addition, The ability of R and P waves are compared after the filtering the waves to detect cavities at different depths of 2, 6, 10 and 20 m. The results show that the frequency content and peak frequency of source load have a significant effect on the penetration depth and wave field resolution. Furthermore, filtering methods and separating R and P waves could be more helpful to identify the shallow and high depths cavities. Also, Ricker seismic source with a central frequency of 100 Hz, hammer impact and short-time impact indicate suitable results for cavities located at depths of 2, 6 and 10 meters. Whereas, it is difficult to identify the backscattered R waves from the cavity at the depth of 20 meters. However, low-frequency seismic load, such as 20 Hz Ricker source load, provides backscattered R and P waves from the cavity at the depth of 20 m. In general, the acceptable results can be obtained by using a combination of P and R waves and applying seismic load proportional to the depth of identification.

    Keywords: Cavity, Seismic Source load, Frequency content, Rayleigh wave, P-waves, Wave field
  • Ali Parvari *, Behzad Rostami Pages 301-318

    Investment in construction industry is facing with many uncertainties. So, mass housing and its financing has been mostly performed by public sector. One of the mechanisms to finance in mass housing is the partnership of public-private that for its realization many challenges and obstacles have to be removed. Therefore, the research has been performed to the aim of study and prioritize the obstacles and challenges of risk management in building projects with public-private partnerships. To do so, library studies and survey method of research have been used. Statistical sample of the research includes faculty members and experts from among contractors, consultants, and employers active in the public-private sector partnership projects. After review and verification of questionnaire’s validity and reliability, answered questionnaires distributed among statistical samples have been collected and related data have been analyzed through fuzzy FMEA method. The research results showed that, from among the most important obstacles and challenges in implementing risk management in partnership projects of public-private sector, reference could be made to lack of knowledge and poor understanding of politicians and decision makers regarding concept of partnership between the two sectors, as well as time consuming and difficult procedure of acquisition and possession of lands required for construction projects to be performed upon partnership of public and private sectors and banks reluctance to invest in public-private partnership arrangements.

    Keywords: Risk, Risk Management, Building construction, Public private partnership, Fuzzy FMEA