فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران
سال پنجاه و سوم شماره 4 (تیر 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/04/23
  • تعداد عناوین: 25
|
  • نادر صولتی فر* صفحه 1

    مدل های اضمحلال از اجزای مهم هر سیستم مدیریت روسازی (PMS) می باشند که امکان پیش بینی وضعیت روسازی را در زمان بهره برداری آن فراهم می کنند. اضمحلال روسازی فرآیندی بسیار پیچیده بوده و دارای عدم قطعیت زیادی است. مدل های احتمالاتی پیش بینی اضمحلال در مقایسه با مدل های قطعی امکان در نظر گرفتن این عدم قطعیت را دارا هستند. یکی از مهم ترین مدل های احتمالاتی پیش بینی اضمحلال، مدل منحنی روند است که مبتنی بر شاخص ناهمواری به عنوان یکی از مهم ترین شاخص های عملکردی روسازی می باشد. در این پژوهش از داده های ناهمواری روسازی قطعات GPS-1 و GPS-2 از پایگاه داده LTPP، که در واقع روسازی های آسفالتی در حال بهره برداری به ترتیب با اساس دانه ای و اساس تثبیت شده هستند، جهت تحلیل عدم قطعیت فرآیند اضمحلال روسازی استفاده شده است. برای این منظور از دو آزمون برازندگی مجذور کای (χ2) و کولموگروف - اسمیرنف (K-S) جهت تعیین توزیع احتمال وضعیت آینده روسازی نسبت به وضعیت فعلی آن در سال های مختلف استفاده شده و توزیع لاگ نرمال بیشترین مقدار همبستگی با توزیع واقعی داده ها را در بلندمدت ارایه کرده است. با داشتن این توزیع، مدل پیش بینی احتمالاتی اضمحلال روسازی مبتنی بر شاخص ناهمواری با استفاده از مدل منحنی روند توسعه یافته است. با بهره گیری از مدل توسعه داده شده، سیستم مدیریت روسازی می تواند وضعیت آینده روسازی را با ملاحظه عدم قطعیت فرآیند اضمحلال پیش بینی نماید و با تخصیص بودجه بهینه، وضعیت شبکه روسازی را در سطح ریسک معینی نگهداری کند و از تحمیل هزینه های گزاف ناشی از در نظر نگرفتن ریسک های احتمالی متاثر از عدم قطعیت وضعیت اضمحلال روسازی جلوگیری نماید.

    کلیدواژگان: سیستم مدیریت روسازی (PMS)، اضمحلال روسازی، شاخص ناهمواری بین المللی (IRI)، عدم قطعیت، LTPP
  • الهه رحیمی، جلیل شفائی*، محمدرضا اصفهانی صفحه 2

    خوردگی آرماتور در سازه های بتن مسلح منجر به کاهش ظرفیت باربری و شکل پذیری اعضای بتن مسلح می گردد. استفاده از الیاف در بتن برای بهبود خواص مکانیکی بتن مدتهاست که مورد توجه مهندسان قرار گرفته است. در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر الیاف پلیمری و الیاف فلزی بر عملکرد خمشی تیرهای بتن مسلح دارای خوردگی و بدون خوردگی یک مطالعه آزمایشگاهی انجام گرفت. دو نوع الیاف پلیمری ماکرو و الیاف فلزی قلابدار با درصدهای حجمی 0% و 0.5% در سه سطح خوردگی تقریبی 0% و 7% و 9% مورد آزمایش قرار گرفتند. برای انجام آزمایش خوردگی تسریع شده از یک استخر با 3% نمک، استفاده شد. در نهایت تیرهای بتن مسلح تحت آزمایش بارگذاری خمشی قرار گرفتند. رفتار سازه ای تیرهای بتن مسلح در تیرهای دارای خوردگی و تیرهای بدون خوردگی و با الیاف و بدون الیاف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. بر اساس نتایج آزمایشگاهی، خوردگی آرماتور باعث کاهش شکل پذیری نمونه ها گردید و استفاده از الیاف فلزی و پلیمری در نمونه های بدون خوردگی و با خوردگی سطح یک و دو باعث افزایش دو برابری شکل پذیری می گردد. الیاف پلیمری ماکرو در مقایسه با الیاف فلزی قلابدار در نمونه های دارای خوردگی تاثیر بیشتری در افزایش شکل پذیری نمونه ها دارند. افزایش درصد خوردگی در نمونه های بدون الیاف باعث کاهش حداکثر مقاومت نمونه ها گردید اما در نمونه های با الیاف با افزایش درصد خوردگی تغییر محسوسی در ظرفیت باربری نمونه ها مشاهده نگردید.

    کلیدواژگان: بتن مسلح الیافی(FRC)، الیاف فلزی قلابدار، الیاف پلیمری ماکرو، خوردگی آرماتور، خوردگی تسریع شده
  • مهدی سردار، سید احسان سیدی حسینی نیا* صفحه 3

    آزمون های نفوذی یکی از مهم ترین آزمایش های برجا هستند که با کمک آن ها، پارامترهای ژیوتکنیکی متنوعی را می توان تخمین زد. از ویژگی های آزمون های نفوذی، سرعت و سهولت انجام و تکرارپذیر بودن نتایج این آزمون ها است. در این پژوهش، با استفاده از یک ابزار نفوذی به نام «دستگاه نفوذگر ضربه ای دستی»، آزمایش هایی بر روی ماسه فیروزکوه با تراکم نسبی های مختلف انجام شده است. اساس کار این دستگاه مشابه دستگاه های نفوذی موجود در مهندسی ژیوتکنیک بوده و تفاوت آن در ابعاد و انرژی است. هدف از این پژوهش، بررسی اثر هندسه مخروط نفوذ و انرژی های کوبش مختلف بر نتایج آزمون بوده است. بدین منظور، از سه قطر مختلف مخروط، سه زاویه راس مختلف و سه جرم مختلف چکش استفاده شد. جهت مطالعه عملکرد دستگاه از شاخص نفوذ دینامیکی و مقدار میانگین وزنی آن نسبت به عمق نفوذ بهره گرفته شد. بررسی نتایج نشان می دهد که زاویه راس مخروط نقشی در نفوذ دستگاه نداشته، بلکه قطر مخروط است که می تواند مقدار نفوذ را تغییر دهد. همچنین، مشاهده شد رابطه ای خطی مستقیمی میان انرژی ضربات و میانگین شاخص نفوذ وجود دارد. بر اساس مشابهت مکانیزم نفوذ مخروط به زمان با شمع کوبشی، از رابطه مایرهوف جهت تخمین زاویه اصطکاک داخلی خاک استفاده شد. از مقایسه نتیجه حاصل شده با مقدار حاصل از آزمون برش مستقیم، می توان گفت که با آزمون نفوذی می توان با دقت مناسبی، این پارامتر را بدست آورد.

    کلیدواژگان: انرژی کوبش، هندسه مخروط نفوذی، خاک ماسه ای، زاویه اصطکاک داخلی خاک، دستگاه نفوذگرضربه ای
  • میثم نوری*، فرزین سلماسی صفحه 4

    به علت بارندگی های شدید، سطح آب زیرزمینی و فشار آب منفذی هر ساله افزایش می یابد که این عامل می تواند باعث شکست شیب های خاکی شود. دیوار حایل یکی از سازه هایی است که جهت افزایش پایداری شیب های خاکی مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار SLOPE/W پایداری شیب ها نسبت به شرایط هیدرولوژیکی بحرانی و با استفاده از نرم افزار SEEP/W فشار حفره ای مازادی که باعث ناپایداری دیوار حایل با ارتفاع 10 متر می گردد، مورد بررسی قرار گرفت. پارامتر های مورد مطالعه عبارت اند از: شدت بارش ها، جنس خاک، موقعیت قرارگیری زهکش ها و قطر زهکش ها. هم چنین نوع زهکش ها نیز به عنوان متغیر واقع شد و از دو نوع زهکش افقی و دودکشی استفاده شد. بر اساس نتایج حاصله، در شرایط بارش شدید در خاک های ریزدانه، استفاده از یک زهکش افقی نمی تواند پایداری دیوار حایل را تامین کند. این در حالی است که در شرایط مشابه و در خاک های درشت دانه، پایداری دیوار حایل توسط یک زهکش افقی تامین می شود و زهکش قادر به تخلیه آب مازاد از پشت دیوار خواهد بود. هم چنین نتایج بدست آمده برای زهکش های دودکشی نشان دهنده پایدارسازی دیوار حایل توسط این زهکش ها در بحرانی ترین شرایط می باشد. در رابطه با محاسبه فشار منفذی و گشتاورهای واژگونی روابط بی بعد خطی و غیرخطی رگرسیونی ارایه گردید. روابط رگرسیونی از لحاظ دقت در سطح بالایی قرار دارند و می توان از آنها نتایج قابل قبولی را انتظار داشت.

    کلیدواژگان: سیستم زهکش، فشار آب منفذی، بارندگی های شدید، شیب خاکی، پایداری
  • حکیمه شریفی فرد*، راضیه حیاتی، سولماز حیاتی صفحه 5

    یکی از مهمترین مسایل دنیای امروز، آلودگی آب در اثر فلزات سمی و خطرناک می باشد. از جمله فلزات سمی که از طریق صنایع مختلف وارد آبهای سطحی و زیرزمینی می شود، کادمیم است. در این مقاله، سیلیکا مونولیت بر پایه پلی اتیلن اکساید، با ساختار تخلخلی یکنواخت سنتز شد و برای حذف یونهای کادمیم از محیط آبی استفاده شد. خواص شیمیایی و فیزیکی سیلیکا مونولیت با تکنیکهای SEM، BET و FTIR شناسایی شد. نتایج آنالیزهای BETو SEM نشان داد که مونولیت دارای ساختار مزو حفره می باشد و مساحت سطح ویژه 543 مترمربع بر گرم است. سیلیکا مونولیت سنتز شده به عنوان جاذب برای حذف کادمیم در یک فرآیند جذب سطحی ناپیوسته استفاده شد و اثر پارامترهای عملیاتی از جمله pH، غلظت اولیه فلز، میزان جاذب، و زمان تماس بررسی شد. از روش طراحی آزمایش مرکب مرکزی به منظور بهینه سازی اثر پارامترهای عملیاتی استفاده شد. نتایج طراحی آزمایش نشان از اهمیت پارامتر pH و مقدار جاذب داشتند. تحلیل داده های تعادلی نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب مونولیت سنتز شده برابر با 153 میلی گرم کادمیم بر گرم مونولیت می باشد. داده های سینتیکی با مدل های مختلف آنالیز شدند و نتایج حاصل نشان از اهمیت جذب شیمیایی دارند. نتایج احیاء جاذب و استفاده مجدد از آن به عنوان جاذب نشان داد که مونولیت سنتزشده توانایی بالای برای جذب یونهای فلزی سنگین از یک محلول آبی دارد و می تواند به عنوان یک گزینه مناسب برای تصفیه آب در ابعاد صنعتی باشد.

    کلیدواژگان: سیلیکامونولیت، مزوحفره، کادمیم، جذب سطحی، بهینه سازی
  • بشیر موحدیان*، بیژن برومند، امین برجی صفحه 6

    در این مقاله، فرمول بندی یک روش باقیمانده وزنی زمانی برای تحلیل ارتعاش تیر تیموشنکو تحت اثر بار متحرک توسعه داده شده است. ایده اصلی این روش، که اولین بار در مرجع [1] برای حل مساله انتشار موج اسکالر معرفی شد، استفاده از روابط پیش انتگرال گیری در کنار معادلات تعادل است. در گام نخست روش پیشنهادی، بازه ی زمانی به تعدادی زیر بازه افراز و سپس میدان شتاب در هر زیر بازه، به صورت ترکیب یک تابع مجهول و یک سری نمایی با ضرایب ثابت، تعریف می شود. در ادامه ضابطه بارگذاری بار متحرک به صورت سری فوریه کاهش یافته بازنویسی شده و به این ترتیب جواب خصوصی دستگاه معادله دیفرانسیل حاکم نظیر بار متحرک، به صورت سری مرکب از توابع پایه نمایی تعیین می شود. در نهایت نیز پاسخ دستگاه معادله دیفرانسیل حاکم با روش باقیمانده وزنی زمانی همراه با ارضاء دقیق شرایط اولیه و شرایط مرزی در دو انتهای تیر برآورد می شود. مهم‎ترین امتیاز این روش، ذخیره سازی اطلاعات هر گام زمانی بر روی ضرایب پایه های نمایی است، به گونه ای که پیشروی حل در زمان بدون نیاز به گسسته سازی تیر و تنها با استفاده از یک رابطه بازگشتی مناسب برای اصلاح ضرایب پایه های نمایی انجام می شود. به منظور بررسی دقت و کارایی روش پیشنهادی، نتایج حاصل در حل سه مثال نمونه از مساله بار متحرک سرعت ثابت و شتابدار بر روی تیر با شرایط مرزی متفاوت، با نتایج روش اجزا محدود مقایسه شده است. این مقایسه بیانگر سرعت و دقت بیشتر روش پیشنهادی در برآورد نیروهای داخلی تیر نسبت به روش المان محدود است.

    کلیدواژگان: تیر تیموشنکو، بار متحرک، روش باقیمانده وزنی زمانی، توابع پایه نمایی، روش گام به گام زمانی
  • وهب توفیق*، سیما صمدیان فرد، مریم فانی صفحه 7

    روند فزاینده ی مصرف انرژی در صنعت ساخت و ساز، مهندسان و طراحان سازه را به سمت بررسی روش هایی سوق داده است که در طی چرخه ی ساخت تا تخریب، میزان انرژی کمتری را مصرف می کنند. تقویت ویژگی های رسانش حرارتی المان های سازه ای در کنار ویژگی های مکانیکی و مقاومتی علاوه بر گسترش زمینه های کاربردی این مصالح، موجب کاهش قابل ملاحظه ی میزان انرژی مصرفی و کاهش پیامد های مخرب زیست محیطی می شود که این خود هم سو با اهداف توسعه پایدار می باشد. در این پژوهش، پارامترهای حرارتی بر روی ملات های تعریف شده در استاندارد آمریکا به صورت آزمایشگاهی اندازه گیری می شود. با توجه به محدودیت ها و فرضیات ساده کننده ی روش های اندازه گیری رایج پیشین، در این مطالعه، با به کارگیری سیستم اتاقک کنترل انرژی که روش جدیدی بر مبنای قانون فوریه جهت اندازه گیری ضریب هدایت حرارتی اجسام متخلخل می باشد، ضرایب مدت زمان تاخیر، ضریب کاهشی و ضریب رسانش حرارتی ملات های ساختمانی محاسبه شده است. نتایج پژوهش حاکی از عملکرد مناسب حرارتی ملات نوع O با ضریب رسانش حداقلی 264/0 وات بر کلوین- متر و حداکثر مدت زمان تاخیر 66 دقیقه می باشد. با این وجود، به دلیل کم بودن سیمان، این نوع ملات مقاومت فشاری بالایی ندارد. در نتیجه، می بایست حالت بهینه ای برای ملات در نظر گرفته شود تا علاوه بر تامین ویژگی های مکانیکی مصالح، خواص رسانش انرژی آن نیز بهبود یابد.

    کلیدواژگان: ملات، مصالح بنایی، کاهش مصرف انرژی، پارامترهای رسانش حرارتی، آیین نامه ASTM
  • احسان درویشان* صفحه 8

    امروزه روش های پایش سلامتی که بتوانند خسارت را در مراحل اولیه شناسایی کنند اهمیت زیادی پیدا کرده اند. برای این کار لازم است که روش های مذکور بتوانند خسارت های جزیی را شناسایی کنند. با این حال بسیاری از روش هایی که تاکنون برای شناسایی خسارت سازه ها معرفی شده اند در شناسایی خسارت های کوچک دچار ضعف هستند. یکی از راهکارهای نیل به این هدف استفاده از رویکرد فراکتالی است. در این مقاله یک روش شناسایی خسارت بر مبنای تلفیق تحلیل چندفراکتالی نوسانات روند زدایی شده و جداسازی کور منبع ارایه شده است. در بخش اول، سه روش جداسازی کور منبع با یکدیگر مقایسه شده و کارامدترین آنها برای تجزیه سیگنالهای سازه ای انتخاب شده است. این روش های عبارتند از روش شناسایی کور مودال، روش ترکیبی و روش با استفاده از برنامه نویسی تنک. از سه مدل سازه ای برای سنجش کارایی این روش ها استفاده شده است که بازه مدل های عددی با درجات آزادی محدود تا سازه واقعی را شامل می شود. در بخش دوم، یک شاخص خسارت بر مبنای عرض طیف چند فراکتالی ارایه شده است. نتایج نشان می دهد که روش مذکور می تواند با دقت بالایی الگوهای مختلف خسارت را تشخیص داده و خسارت های جزیی را شناسایی کند.

    کلیدواژگان: شناسایی خسارت، پایش سلامت سازه ها، شاخص خسارت، جداسازی کور منبع، تحلیل چند فراکتالی
  • محمدرضا پزشکیان، علی دلنواز*، محمد دلنواز صفحه 9

    بتن فوق توانمند (UHPC) بتنی با مشخصات مکانیکی و دوام فوق العاده مناسب می باشد. علیرغم هزینه بالای تولید این بتن ها، به دلیل کاهش مصرف آرماتور، کاهش ضخامت و وزن قطعات بتنی، افزایش عمر مفید سازه ای و کاهش هزینه های نگهداری، قابل رقابت با بتن های اجرایی می باشند در این تحقیق با بکارگیری نسبتهای مختلف زیولیت طبیعی (25% و 50% و 75% و 100%) به جای میکروسیلیس هدف بر کاهش جمع شدگی خودزای بتن فوق توانمند می باشد. نتایج آزمایش ها نشان دادند با جایگزینی درصدهای مختلف میکروسیلیس با زیولیت طبیعی، رطوبت نسبی داخلی در محدوده بالاتری قرار می گیرد و میزان جمع شدگی خودزا کاهش می یابد. نتایج آزمایش وزن سنجی گرمایی و آنالیز ریزساختار نشان دادند زیولیت طبیعی فعالیت پوزولانی مناسبی دارد. با توجه به نتایج آزمایش مقاومت فشاری مشاهده گردید با جایگزینی درصدهای مختلف میکروسیلیس با زیولیت طبیعی مقاومت فشاری کاهش پیدا می کند. با جایگزینی 50% میکروسیلیس با زیولیت طبیعی نتایج آزمایش مقاومت فشاری اختلاف اندکی با نمونه های شاهد داشتند. همچنین به منظور کاهش هزینه ساخت بتن فوق توانمند ماسه شیشه ای جایگزین ماسه کوارتزی گردید. با جایگزینی ماسه کوارتزی با ماسه شیشه ای مقاومت فشاری کاهش یافت ولی نسبت هزینه به مقاومت نمونه ها کاهش داشته است. در تمامی طرح ها که از زیولیت طبیعی و ماسه شیشه ای استفاده شد، هزینه ساخت نسبت به هزینه ساخت نمونه شاهد پایین تر بود.

    کلیدواژگان: بتن فوق توانمند، محیط زیست، جمع شرگی، مفاومت، دوام
  • علی قمری*، وحید بروجردیان صفحه 10

    مطالعات آزمایشگاهی و عددی انجام شده بر روی دیوار برشی فولادی و همچنین عملکرد موفق آن در زلزله های گذشته، این سیستم را به عنوان یک سیستم کارا در برابر بارهای جانبی معرفی کرده است. هر چند مطالعات وسیعی (به جز مطالعات در خصوص تاثیر ترک بر رفتار دیوار برشی فولادی) بر روی این سیستم انجام شده است اما همچنان ناشناخته هایی در خصوص این سیستم وجود دارد. تاثیر ترک بر رفتار دیوار برشی فولادی یکی از ناشناخته ها در خصوص دیوار برشی فولادی است که به دلیل پیچیدگی های تحلیل غیرخطی ترک و گسترش آن حتی با استفاده از نرم افزارهای المان محدود، به طور جامع مورد بحث بررسی قرار نگرفته است. از طرفی با توجه ضخامت کم ورق فولادی و ماهیت جوش، وجود ترک در این سیستم غیرقابل انکار و اجتناب ناپذیر است. بنابراین در این مقاله، تاثیر ترک های میانی و کناری و گسترش آنها بر رفتار لرزه ای دیوار برشی فولادی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که ترکهای میانی در ورق فولادی اثر مخرب تری نسبت به ترکهای کناری دارد. وجود ترک های میانی با طول زیاد باعث می شود که سیستم رفتار غیرالاستیک را تجربه نکند و در ناحیه الاستیک گسیخته شود. همچنین گسترش ترک تاثیر کمی بر سختی الاستیک دارد. با توجه به پیچیدگی های ترک بر رفتار دیوار برشی فولادی، معادلات لازم برای دستیابی به نمودار پوش آور آن ارایه شده است که بدون نیاز به مدلسازی المان محدود، رفتار سیستم با دقت بسیار بالا قابل پیش بینی است.

    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی، ترک، رفتار لرزه ای، سختی، مقاومت
  • شهرام مقصودیان، فرشید جندقی علایی، مهدی نعمت زاده* صفحه 11

    یکی از مودهای گسیختگی نامطلوب در تیرهای بتن مسلح ایجاد مود خرابی برشی بدون علایم اخطاردهنده قبل از رخداد گسیختگی خمشی است. یکی از روش های جلوگیری از آن در سطح کم نیروهای برشی تامین خاموت حداقل است. یکی از راهکارهای جایگزین برای تامین خاموت حداقل به دلیل مشکلات اجرایی آن در بعضی مواقع استفاده از الیاف می باشد. این تحقیق به بررسی تاثیر ترکیب الیاف فولادی موج دار با قلاب انتهایی و پلی‏پروپیلن اصلاح شده بر رفتار برشی تیرهای بتن آرمه با مقاومت معمولی پرداخته است. نتایج بدست آمده با رفتار برشی مقطع مسلح شده به آرماتور برشی حداقل در شرایط مشابه مقایسه شده و امکان جایگزینی آن با الیاف فوق، بر اساس دستورالعمل ASTM C1609 و شرایط پذیرش الیاف فوق مبتنی بر ACI 318-2011 مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور 16 تیر بتن آرمه با مقیاس و نسبت دهانه برش به ارتفاع موثر برابر 6/2 در سه گروه ساخته شد. چهار نمونه اول فاقد الیاف و خاموت برشی بوده، چهار نمونه دوم فاقد الیاف و مسلح به خاموت برشی حداقل بوده و هشت نمونه دیگر بدون خاموت برشی با بتن الیافی ترکیبی با نسبت 75/0% الیاف فولادی (موج دار با قلاب انتهایی) و 25/0% الیاف پلی‏پروپیلن و همچنین 1% الیاف فولادی و 25/0% الیاف پلی‏پروپیلن می باشد. در ادامه تاثیر آرماتور طولی با درصدهای 5/2 و 4 بر رفتار برشی تیرها مورد بررسی قرار گرفت. بعد از اعمال بارگذاری چهار نقطه ای مشاهده شد که الیاف ترکیبی فولادی و پلی‏پروپیلن می تواند جایگزین مناسبی برای آرماتور برشی حداقل در تیرهای بتن مسلح باشد.

    کلیدواژگان: بتن الیافی، الیاف فولادی موج دار، مقاومت برشی، الیاف ترکیبی، آرماتور برشی حداقل
  • اکبر واثقی*، محمد کرمانی، محمد ارزانی شهنی، محمد حیدری خواص صفحه 12

    خطوط انتقال گاز در زمان بهره برداری تحت تاثیر افزایش دما و فشار منبسط می گردند. حرکت ناشی از این انبساط، برای لوله های قطور خطوط انتقال گاز قابل ملاحظه است. این لوله ها باید در مجاورت تجهیزات ایستگاه های تقویت فشار مهار شوند تا از آسیب به این تجهیزات جلوگیری شود. معمولا برای مهار حرکت خطوط لوله مدفون در نزدیکی ایستگاه های تقویت فشار از بلوکهای حجیم بتنی که بلوک مهار نامیده می شوند استفاده می گردد. در این تحقیق رفتار بلوکهای مهار خطوط انتقال گاز برای چهار سایز لوله (16 اینچ تا 56 اینچ) و در چهار نوع خاک مورد مطالعه قرار گرفته است. این مطالعه با مدلسازی بلوک مهار، خط لوله و خاک اطراف و انجام تحلیلهای استاتیکی غیر خطی با لحاظ نمودن تغییر فشار و دما در هنگام راه اندازی و بهره برداری انجام شده است. نتایج این تحلیلها نشان می دهد که نیروی محوری وارد بر بلوک مهار به میزان قابل توجهی از نیرویی که از روابط کلاسیک محاسبه می شود کمتر است. بر اساس نتایج این تحلیلها روش جدیدی برای طراحی بهینه بلوک مهار تدوین شده است که در آن نیروی محوری خط لوله بر اساس حداکثر جابجایی مجاز بلوک مهار محاسبه می شود. با استفاده از این روش می توان ابعاد بلوک مهار را به میزان قابل توجهی نسبت به روش متداول طراحی کاهش داد.

    کلیدواژگان: بلوک مهار، خط لوله، روش طراحی، تحلیل اجزاء محدود، اندرکنش خاک و سازه
  • مهرداد تاج آبادی پور، مسعود دهقانی*، بهزاد کلانتری، سید حمید لاجوردی صفحه 13

    در این مقاله با استفاده از آزمایش های بیرون کشش بزرگ مقیاس (8/0×8/0×4/1متر) به ارزیابی عملکرد نوارهای لاستیک فرسوده با اعضای عرضی افقی (ژیو اسکرپ تایر) به عنوان المان های تسلیح در دیوارهای خاک مسلح پرداخته شده است. در این راستا نتایج آزمایشگاهی ژیو اسکرپ تایر با مقادیر تیوری و سه مسلح کننده ی متداول نوار ژیوسینتتیکی، نوار فولادی و نوار فولادی آجدار مقایسه شده است. نتایج آزمایش های بیرون کشش نشان می دهند که مسلح کننده ی پیشنهادی عملکرد بهتری نسبت به سایر مسلح کننده های متداول داشته و مقاومت بیرون کشیدگی را نسبت به نوار فولادی، نوار ژیوسینتتیکی و نوار فولادی آجدار بیش از 3، 5/2 و 5/1 برابر افزایش می دهد. افزایش مقاومت بیرون کشیدگی با افزودن تعداد اعضای عرضی متاثر از پارامتر S/B (نسبت فاصله به عرض اعضای عرضی) بوده است و افزودن سه عضو عرضی مقاومت بیرون کشیدگی را نسبت به نوار فولادی، نوار ژیوسینتتیکی و نوار فولادی آجدار بیش از9/5، 9/4 و2/3 برابر افزایش داده است. بنابراین با استفاده از المان تسلیح ژیو اسکرپ تایر با سه عضو عرضی افقی نیاز به طول کمتری (کمتر از 30 درصد) نسبت به سایر المان های تسلیح نواری متداول (نوار فولادی، نوار ژیوسینتتیکی و نوار فولادی آجدار) بوده است. لذا با بهره گرفتن از این سیستم می توان افق جدیدی را در حل معضل لاستیک های فرسوده گشوده و مهندسین ژیوتکنیک را در دستیابی به سیستم های برتر و اقتصادی تر دیوارهای خاک مسلح مطمین ساخت.

    کلیدواژگان: مقاومت بیرون کشیدگی، ژئواسکرپ تایر، دیوار خاک مسلح، اعضای عرضی، آزمایش بزرگ مقیاس بیرون کشش
  • مسعود رئیسی دهکردی، هادی سروری* صفحه 14

    پژوهش حاضر با هدف ارزیابی عوامل موثر بر افزایش ظرفیت تامین کنندگان در شرکت آب و فاضلاب اصفهان، در سال 1398 به روش توصیفی از نوع پیمایشی و با هدف کاربردی انجام شد. جامعه آماری پژوهش از سه گروه عوامل کارفرما، مشاور و پیمانکار است که تعداد آنها 50 نفر گزارش گردید، تشکیل شده است که با استفاده از روش نمونه گیری سرشماری کلیه این افراد به عنوان نمونه آماری انتخاب شدند. پرسشنامه مورد استفاده، پرسشنامه محقق ساخته بود که توسط پژوهشگر، ذیل 50 گویه و 4 مولفه (حقوقی- قانونی، قرارداد، مدیریت و مالی) بر مبنای مقیاس 5 درجه لیکرت تدوین گردید. روایی صوری، محتوایی و سازه پرسشنامه، تایید شد. ضریب پایایی پرسشنامه با استفاده از آلفای کرونباخ در بعد حقوقی-قانونی (711/0)، در بعد قرارداد (889/0)، در بعد مدیریت (946/0) در بعد مالی (871/0) و کل پرسشنامه (961/0) برآورد شد. یافته ها حاکی از آن بود که وضعیت فرآیند برون سپاری به منظور ظرفیت سازی تامین کنندگان، در سطح بالاتر از متوسط قرار دارد. علاوه بر این در رتبه بندی عوامل موثر بر افزایش ظرفیت تامین کنندگان در فرآیند برون سپاری، مولفه مالی با میانگین رتبه ای (78/2) رتبه اول، مولفه حقوقی-قانونی با میانگین رتبه ای (49/2) رتبه دوم، مولفه قرارداد با میانگین رتبه ای (43/2) رتبه سوم و مدیریت با میانگین رتبه ای (30/2) رتبه چهارم را به خود اختصاص داده اند.

    کلیدواژگان: برون سپاری، حقوقی-قانونی، ظرفیت سازی، قرارداد، آب و فاضلاب
  • معصومه تقی پور، مهدی دهستانی* صفحه 15

    خوردگی آرماتور، فرآیندی پیچیده و از مهم ترین عوامل شکست سازه های بتن مسلح است که باعث کاهش مقاومت و خدمت پذیری سازه می گردد. عرض ترک یک پارامتر مهم برای طراحی و ارزیابی عملکرد سازه های بتنی است. در این مقاله ابتدا مدلی تحلیلی برای محاسبه عرض ترک ناشی از خوردگی ارایه گردید. پیش بینی ترک در مراحل مختلف در طول انتشار ترک از سطح میلگرد تا سطح پوشش بتن مورد بررسی قرار می گیرد. از جمله ویژگی بارز این مدل این است که به طور مستقیم به فاکتورهای بحرانی موثر بر عرض ترک مربوط می شود. در ادامه ضمن در نظر گرفتن عرض ترک به عنوان متغیر تصادفی در محاسبه احتمال ترک خوردگی سازه های بتنی که بر اساس فرآیند تصادفی گاما صورت می پذیرد، به بررسی هزینه های چرخه عمر و تعیین بازه بهینه تعمیر از طریق فرآیند تجدید، پرداخته می شود. همچنین اثر پارامترهای سازه ای شامل قطر میلگرد و نرخ خوردگی، بر احتمال گسیختگی سازه و هزینه های ناشی از خرابی در چرخه عمر بررسی می شود. نتایج حاکی از آن است که از بین این پارامترها، نرخ خوردگی بیشترین تاثیر را بر عرض ترک و هزینه چرخه عمر دارد. مادامی که نرخ خوردگی 16 برابر افزایش می یابد، زمان بهینه تعمیر 32 درصد کاهش می یابد. همچنین حدود مجاز خرابی که تعیین کننده آستانه انجام تعمیرات در سازه ها می باشد، تاثیر بسزایی در زمان بهینه تعمیر دارد به طوری که با افزایش 10 درصدی حدود مجاز، زمان بهینه تعمیر حدودا 2 برابر می شود.

    کلیدواژگان: خوردگی میلگرد، قابلیت اعتماد، چرخه عمر، احتمال شکست، نرخ خوردگی
  • فریبرز معصومی*، سعید نجار قابل، اکبر صفرزاده صفحه 16

    شبیه سازی ریاضی سیستم منابع آب زیرزمینی یکی از ابزار های ضروری در مدیریت این منابع ارزشمند به حساب می آید و کالیبراسیون این مدل های شبیه ساز یکی از مراحل وقت گیر و پیچیده در این فرآیند است. کالیبراسیون خودکار که در سال های اخیر توسط محققان با الگوریتم های مختلفی توسعه داده شده است، یکی از روش های موثر در غلبه بر این مشکلات محاسباتی است. از طرف دیگر، کمبود داده های صحرایی از لحاظ زمانی و مکانی و پیچیدگی های هیدرولوژیکی و هیدروژیولوژیکی، عدم قطعیت های زیادی را به نتایج کالیبراسیون وارد می کند. الگوریتم SUFI-II یک روش کالیبراسیون خودکار مبتنی بر عدم قطعیت است که توانایی کالیبراسیون و تحلیل عدم قطعیت مدل های شبیه سازی عددی را دارد. در این مقاله، برای اولین بار، از این الگوریتم برای کالیبراسیون و تحلیل عدم قطعیت پارامترهای هیدرودینامیکی (هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه) مدل MODFLOW استفاده شده است. نتایج اجرای مدل برای آب های زیرزمینی دشت اردبیل (شمال غربی ایران)، نشان دهنده قرار گرفتن به طور متوسط 62 درصد مقادیر مشاهداتی سطح ایستایی در محدوده بازه اطمینان 95 درصد است. درنهایت، با رویکرد پیشنهادی، مناسب ترین مقدار برای بازه پارامتر های هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه تعیین شده است. همچنین کالیبراسیون مدل شبیه سازی آب زیرزمینی با استفاده از PEST نیز صورت گرفته است. مطابق نتایج، مقدار مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) در این حالت (37/3= RMSE) بیشتر از مقدار به دست آمده از روش SUFI-II (86/1 =RMSE) است که نشان دهنده ی عملکرد بهتر الگوریتم SUFI-II نسبت به مدل PEST است.

    کلیدواژگان: آبخوان دشت اردبیل، کالیبراسیون خودکار، MODFLOW، تحلیل عدم قطعیت، الگوریتم SUFI-II
  • عبدالرضا سروقد مقدم*، سارا نقوی، محمدرضا منصوری صفحه 17

    به طور سنتی، طراحی لرزه ای ساختمان ها بر اساس معیارهای نیرو می باشد. به رغم طراحی با استفاده از آیین نامه های الاستیک، مقدار خسارت بسیار زیاد بوده زیرا روش الاستیک طراحی لرزه ای نتوانسته است بینشی در مورد چگونگی رفتار سازه در طول زلزله ارایه دهد. رویکرد اصلی این پژوهش نشان دادن این موضوع است که با توزیع مناسب مقاومت برشی با استفاده از تحلیل غیرخطی در اجزاء، طبقات و کل ساختمان می توان شرایطی را فراهم نمود که خرابی ساختمان در زلزله های قوی به حداقل ممکن برسد. همچنین نشان داده می شود که انتخاب نوع تحلیل در دست یافتن به توزیع مقاومت بهینه مناسب نقش به سزایی خواهد داشت. برای رسیدن به چنین الگویی از یک قاب اصلی با سیستم قاب خمشی ویژه استفاده شده است، که در ابتدای امر به وسیله تحلیل استاتیکی خطی طراحی شد، سپس الگوی توزیع مقاومت بهینه قاب مذکور به کمک تحلیل دینامیکی غیرخطی مکرر بر روی ساختمان، برای طراحی قاب اصلی با دقت مناسبی تخمین زده شد و مقاطع ساختمان تعیین شد. سپس ساختمان های طراحی شده با توزیع مقاومت تخمین زده شده و توزیع پیشنهادی آییننامه با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی تحت مجموعه 22 تایی از حرکات دور و نزدیک گسل مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند و در نهایت بهترین نوع تحلیل در طراحی لرزهای ساختمان های بتنی با شکلپذیری زیاد در مناطق دور و نزدیک گسل انتخاب شد.

    کلیدواژگان: قابهای خمشی بتن مسلح با شکل پذیری زیاد، تحلیل خطی، تحلیل غیرخطی، الگوی بهینه توزیع مقاومت، حرکات دور و نزدیک گسل
  • جلال الدین بهمئی، نوید سیا ه پلو* صفحه 18

    تشکیل مفصل پلاستیک در پای ستون های اطراف دیوار برشی می تواند به خرابی کلی سازه منجر شود. برای رفع این نقیصه دیوار برشی فولادی نیمه مقید (SSSWs) پیشنهادشده است. در این دیوار ستون های فرعی در طرفین آن نسبت به ستون اصلی فاصله داشته و صرفا وظیفه تحمل بارهای جانبی را بر عهده دارند. درنتیجه در صورت پلاستیک شدگی، به ستون های اصلی قاب آسیبی وارد نمی شود. بررسی رفتار سیستم SSSW به تعداد محدودی مطالعه آزمایشگاهی خلاصه می شود. ازآنجاکه مطالعه آزمایشگاهی تاثیر عواملی چون ضخامت ورق جان، سخت کننده جان (یک یا دو طرف)، مقطع ستون مرزی پرهزینه است در این مقاله تاثیر متغیرهای مذکور بر سختی ارتجاعی، ظرفیت اتلاف انرژی، مقاومت نهایی و شکل پذیری به کمک مدل سازی اجزا محدود بررسی شده است. ضمنا تاثیر ستون فرعی میانی در بهبود احتمالی رفتار سیستم SSSW پیشنهاد گردید. ابتدا اعتبار مدل عددی اثبات و مابقی مدل ها بر اساس مدل صحت سنجی تولید گردید. آنگاه بازتاب خطی و غیرخطی سیستم SSSW در برابر بارگذاری تک آهنگ و محاسبه و مقایسه شده است. در محدوده فرض های تحقیق نتایج نشان می دهد که تغییر مقطع ستون فرعی (مرزی) بر بازتاب سیستم SSSW بی تاثیر است؛ اما با نصب سخت کننده های افقی و قایم در یک یا دو طرف جان و اضافه کردن ستون فرعی میانی دیوار، مقاومت نهایی، ظرفیت اتلاف انرژی ، سختی اولیه افزایش و شکل پذیری سیستم به دلیل افزایش سختی خارج از صفحه ورق دیوار کاهش می یابد. بعلاوه افزایش ضخامت ورق جان از 2 به 4 میلی متر سختی اولیه، شکل پذیری و ظرفیت اتلاف انرژی و مقاومت نهایی مدل را افزایش می دهد.

    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی نیمه مقید، رفتار چرخه ای، اتلاف انرژی، سخت کننده، ستون فرعی میانی
  • علی رضا یزدانی، خسرو حسینی*، حجت کرمی صفحه 19

    یکی از پارامترهای مهم در طراحی پایه و تکیه گاه پل ها، محاسبه عمق آب شستگی می باشد. روابط اولیه مربوط به تخمین عمق آب شستگی در دهه های اخیر غالبا برای جریان ماندگار ارایه شده اند در حالی که در زمان عبور سیلاب، جریان در رودخانه در شرایط غیرماندگار رخ می دهد که دبی جریان بین یک مقدار پایه و اوج متغیر می باشد. پس انتظار نمی رود مقدار آب شستگی محاسبه شده از این روابط با مقدار واقعی که در زمان عبور سیلاب رخ می دهد تطابق زیادی داشته باشد. در این تحقیق به اندازه گیری عمق آب شستگی تکیه گاه مستطیلی پل در شرایط مختلف جریان ماندگار و همچنین جریان های غیرماندگار به ازاء سیلاب هایی با هیدروگراف های مثلثی و پله ای معادل در یک کانال با سطح مقطع مرکب در شرایط آب زلال پرداخته شده است. سپس با استفاده از مقادیر آب شستگی اندازه گیری شده در جریان های ماندگار، رابطه ای برای تخمین حداکثر عمق آب شستگی برحسب پارامتر بدون بعد زمان و شرایط جریان تعیین گردیده است. با تغییر زمان وقوع دبی اوج، میزان تاثیر شیب در دو قسمت بالارونده و پایین رونده هیدروگراف مثلثی بر آب شستگی مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه آب شستگی در دو هیدروگراف پله ای با زمان تداوم یکسان و تعداد پله های مختلف نشان داد که اختلاف بین مقادیر آب شستگی حاصل در حد 1.5% می باشد. همچنین نتایج حاصل از اندازه گیری عمق آب شستگی در هیدروگراف های مثلثی و پله ای مقایسه گردید.

    کلیدواژگان: عمق آب شستگی، هیدروگراف پله ای، گام زمانی، تکیه گاه پل، جریان غیر ماندگار
  • مازیار فهیمی فرزام*، بابک علی نژاد، سید علی موسوی گاوگانی صفحه 20

    به دلیل مزایای روش های کنترل نیمه فعال نسبت به روش های غیرفعال و فعال، توسعه و بررسی عملکرد این روش ها در کنترل پاسخ سازه تحت بارهای جانبی دینامیکی به صورت گسترده ای مورد توجه قرار گرفته است. یکی از توسعه یافته ترین ابزارهای کنترل نیمه فعال میراگر سیال مغناطیسی می باشد که مدل های مختلفی جهت شبیه سازی رفتار دینامیکی آن ارایه شده است. در این مقاله مدل خطی یک ساختمان 10 طبقه برشی در محیط متلب تحت تحریک 28 رکورد زلزله حوزه دور و نزدیک مورد بررسی قرار گرفته و به منظور کنترل ارتعاش آن از میراگر سیال مغناطیسی همراه با الگوریتم کنترل قطع و وصل بهینه ولتاژ بهره برده شده است. در شبیه سازی انجام شده علاوه بر در نظر گرفتن اثر اشباع عملگر، دینامیک عملگر نیز با استفاده از مدل بوک- ون اصلاح شده در نظر گرفته شده است. همچنین در این مطالعه اثر موقعیت قرارگیری این میراگر برای سه حالت مختلف (طبقات پایینی، میانی و بالایی) مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه با استفاده از نتایج بدست آمده از این الگوریتم، تحت انواع مختلف رکوردهای حوزه نزدیک و دور عملکرد آماری این کنترل کننده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که قرارگیری میراگر سیال مغناطیسی در طبقه اول بهترین عملکرد را دارد. همچنین این سیستم کنترلی بهترین عملکرد را تحت رکوردهای حوزه نزدیک بدون ضربه دارا است و پاسخ سازه را تحت این مجموعه رکورد به مقدار متوسط 21 درصد کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: کنترل نیمه فعال، میراگر سیال مغناطیسی، الگوریتم قطع و وصل بهینه، زلزله های حوزه نزدیک، زلزله های حوزه دور
  • جواد غفاری*، رضا بینای صفحه 21

    رفتار مقاومتی خاک متاثر از پارامترهای مقاومتی از جمله چسبندگی خاک و زاویه اصطکاک داخلی آن است. این پارامترها تحت تاثیر عواملی نظیر تراکم خاک، جنس خاک، سرعت بارگذاری، درصد رطوبت، تنش محدود کننده و غیره می باشند. در این مقاله تاثیر سرعت بارگذاری بر رفتار مقاومت برشی خاک های مخلوط رس- ماسه با استفاده از آزمایش سه محوری بررسی شده است. در این تحقیق از 8 نوع مصالح ترکیبی "رس:ماسه" با نسبت های وزنی 0:100، 20:80، 40:60، 60:40،70:30، 80:20، 90:10 و 100:0 استفاده شده است. برای بررسی تاثیر سرعت بارگذاری، نمونه ها تحت سرعت های بارگذاری غیریکنواخت شامل 1/0، 1 و 5 میلی متر بر دقیقه با الگوی بار تعریف شده قرار گرفته اند. همچنین از سه تنش محدود کننده 100، 300 و 500 کیلوپاسکال استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که تغییر ناگهانی سرعت بارگذاری با توجه به مقدار تنش محدوده کننده، تاثیر مختلفی بر روی مقاومت نمونه های با ترکیب های مختلف رس-ماسه دارد. تغییرات تنش انحرافی و همینطور شیب منحنی تنش- کرنش، در لحظه ی تغییر ناگهانی سرعت بارگذاری به مقدار مصالح دانه ای (درصد ماسه) موجود درخاک مخلوط بستگی دارد. بعبارتی دیگر، تغییرات تنش انحرافی و شیب منحنی تنش-کرنش با مقدار ماسه از یک حد به بعد رابطه ی مستقیم دارد. این مقدار حدی ماسه برای تنش های محدود کننده کم (100 کیلو پاسکال)، 40 درصد و برای تنش های محدود کننده بیشتر (300 و 500 کیلو پاسکال)، 20 درصد است

    کلیدواژگان: رفتار مقاومتی خاک، سرعت بارگذاری، آزمایش سه محوری، مخلوط رس-ماسه، تنش محدود کننده
  • امیرهوشنگ صادقی فاضل، جعفر بلوری بزاز* صفحه 22

    در بعضی از سازه ها مانند دکل های نفتی و توربین های بادی با توجه به نوع کاربری، پی سازه تحت بارگذاری ترکیبی بار قایم، بار افقی و لنگر خمشی (V-H-M) قرار می گیرد. در این پژوهش با استفاده از مدلسازی آزمایشگاهی، رفتار پی های حلقوی به عنوان نوعی ویژه از پی های دایره ای تحت بارگذاری ترکیبی (V-H-M) واقع بر خاک ماسه ای مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا با انجام 100 آزمایش در شش مسیر بارگذاری متفاوت اثر نسبت قطر 0/2، 0/4، 0/6 و نیز پی دایره ای (نسبت قطر صفر) بر ظرفیت باربری در مسیرهای مختلف بارگذاری ارزیابی گردید. سپس بر اساس نمودارهای بار- نشست، نقاط گسیختگی تعیین شده و با استفاده از مجموعه این نقاط، پوش گسیختگی در فضاهای بار قایم-بار افقی، بار قایم-لنگر خمشی و لنگر خمشی-بار افقی رسم گردید. این پوش در فضای V-H و V-M/B از یک منحنی درجه دوم تبعیت می کند که بیشینه آن وابسته به نسبت قطر می باشد. در ادامه با استفاده از پوش های گسیختگی ترسیمی در فضا دوبعدی، معادلات پوش های گسیختگی و ضرایب مربوطه تعیین گردید. بررسی نتایج نشان می دهد استفاده از پی های حلقوی با نسبت قطر 0/2 تا 0/4 هنگامی که تحت بارگذاری خارج محور یا مایل یا هردو قرار دارد دارای بازدهی بیشتری نسبت به سایر حالات است.

    کلیدواژگان: پی حلقوی، مدل سازی آزمایشگاهی، ماسه، بارگذاری ترکیبی، پوش گسیختگی
  • رضا معتمدی، محمد غلامی* صفحه 23

    سیستم دیوار برشی فولادی همبسته با اتصال دو طرفه در حالت برگشت پذیر سیستم دوگانه ای می باشد که شامل دیوار برشی همبسته و قاب برگشت پذیر می باشد، که توسط المان های خرپایی در تراز طبقات به صورت مفصلی به همدیگر متصل شده ند. در این سیستم، تیرهای همبند و صفحات جان وظیفه اتلاف انرژی را داشته و قاب برگشت پذیر، وظیفه برگشت پذیری را بر عهده دارد. در این مقاله به بررسی مطالعات عددی بر روی عملکرد لرزه ای دیوار برشی فولادی همبسته با اتصال دوطرفه در حالت برگشت پذیر با نیروی پیش کشیدگی اولیه و بدون نیروی پیش کشیدگی با سختی های پس از تسلیم تحت شیب های 12 ، 16 و 20 درصد در نرم افزار آباکوس پرداخته شده است؛ بنابراین 9 نمونه 6 طبقه دیوار برشی فولادی همبسته به صورت برگشت پذیر با نیروی پیش کشیدگی اولیه و بدون نیروی پیش کشیدگی به روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد طراحی شده و این نمونه ها تحت تحلیل بار افزون، چرخه ای و تاریخچه زمانی قرارگرفته اند. نتایج نشان داده سیستم دیوار برشی فولادی همبسته با اتصال دوطرفه در حالت برگشت پذیر با نیروی پیش کشیدگی اولیه با شیب سختی پس از تسلیم 20 درصد نسبت به دیگر سختی های پس از تسلیم، دارای دریفت پسماند کمتر، توزیع تغییر مکان جانبی نسبی کمتر، مرکزگرایی بهتر و اتلاف انرژی کمتر می باشد. همچنین توزیع تغییر مکان جانبی نسبی طبقات و دریفت پسماند در نمونه های برگشت پذیر با نیرو پیش کشیدگی اولیه و بدون نیروی پیش کشیدگی در طبقات یکسان می باشد.

    کلیدواژگان: عضو شکل پذیر، قاب برگشت پذیر، سختی پس از تسلیم، تحلیل بار افزون، طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد
  • زهرا علی عرب، سید علی اصغر حسین زاده* صفحه 24

    در تحقیق حاضر، تاثیر سه جنس متعارف از مصالح فولادی (فولاد ضدزنگ، فولاد نرمه ساختمانی و فولاد با تنش تسلیم پایین) و دامنه وسیعی از نسبت های لاغری در ویژگی های رفتار غیرخطی و قابلیت جذب انرژی صفحات فولادی تحت شرایط بارگذاری برشی با استفاده از روش المان محدود و بهره گیری از تحلیل های خطی/غیرخطی استاتیکی و سیکلی مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به نتایج تحلیل ها، صفحات فولادی مختلف با توجه به نسبت لاغری شان در پنج محدوده پیشنهادی بسیار لاغر، لاغر، متوسط، ضخیم و بسیار ضخیم طبقه بندی شدند. ویژگی های رفتار کلی، زمان نسبی وقوع کمانش یا تسلیم و روند توسعه تنش ها در طول بارگذاری برای هر یک از محدوده ها مورد بحث و مقایسه قرار گرفت. با تحلیل آماری نتایج، روابط تیوری اصلاح شده ای جهت تعیین مرزهای محدوده های پنج گانه لاغری برای هر یک از مصالح فولادی ارایه شد. همچنین، روابط جدیدی جهت تخمین بار کمانشی در محدوده غیرارتجاعی و خمیری ارایه گردید که قادر است تخمین دقیقتری از ظرفیت کمانشی صفحات نسبت به روابط تیوری موجود در آشتو ارایه دهد. به طورکلی با افزایش نسبت لاغری، تدریجا از قابلیت جذب انرژی صفحات (به دلیل وقوع کمانش و پدیده تنگ شدگی) و توسعه تسلیم در سطح ورق کاسته می شود. در محدوده صفحات بسیار ضخیم، قابلیت جذب انرژی صفحات صرفا تحت تاثیر تنش تسلیم مصالح است، درحالی که در محدوده های لاغر، متوسط و ضخیم، علاوه بر آن تحت تاثیر نسبت لاغری نیز است. قابلیت جذب انرژی صفحات فولادی مختلف در محدوده بسیار لاغر، بدون توجه به نسبت لاغری و تنش تسلیم، کم و بیش مشابه است.

    کلیدواژگان: خصوصیات رفتاری صفحات، کمانش، تسلیم، بارگذاری برشی، المان محدود
  • سید فتح الله ساجدی*، مصطفی اژدری زاده صفحه 25

    پژوهش حاضر به مطالعه تاثیر جایگزینی درصدهای مختلف درشت دانه های بنایی بازیافت شده بر خواص مکانیکی بتن های بازیافتی پرداخته است. در بتن های ساخته شده، سنگدانه های طبیعی در %25، %50 و %100 با درشت دانه های بنایی بازیافت شده جایگزین شدند. جهت ارتقاء خواص مکانیکی بتن های بازیافتی تحقیق، پوزولان زیولیت طبیعی در %10، %20 و %30 با سیمان جایگزین گردید. در مجموع، 195 نمونه بتنی استاندارد مکعبی و استوانه ای در قالب 16 طرح اختلاط ساخته شده و آزمایش مقاومت فشاری در سنین 7، 28 و 91 روزه، آزمایش های مقاومت کششی دونیم شدن، ضریب ارتجاعی استاتیکی و سرعت امواج فراصوت در سن 28 روزه بر روی نمونه ها انجام شدند. نتایج به دست آمده بیانگر این است که جایگزینی 20% زیولیت طبیعی به جای سیمان، بیش ترین بهبود در خواص مکانیکی بتن های طبیعی را داشته ولی در ترکیب با سنگدانه های بازیافتی، جایگزینی 10% زیولیت طبیعی به جای سیمان، خواص مکانیکی بتن های بازیافتی را بهبود بخشیده است. هم چنین نتایج نشان داد که در سطوح جایگزینی %10 زیولیت طبیعی، کاربرد تا %50 درشت دانه های بنایی بازیافت شده، نزدیکی خواص مکانیکی بتن بازیافتی در مقایسه با بتن طبیعی بدون پوزولان را نتیجه داد، ولی جایگزینی %100 درشت دانه های طبیعی با نوع بنایی بازیافت شده، خواص مکانیکی بتن بازیافتی در مقایسه با بتن طبیعی بدون پوزولان را با افت قابل توجهی روبرو کرده است.

    کلیدواژگان: بتن بازیافتی، درشت دانه بازیافتی، مصالح بنایی، خواص مکانیکی، زئولیت طبیعی
|
  • Nader Solatifar * Page 1

    Pavement deterioration models are the most important components of any Pavement Management System (PMS). These models could predict pavement condition at any time in its service life. Pavement deterioration is a very complicated and uncertain process. Probabilistic deterioration models in comparison with deterministic ones could take into account these uncertainties. One of the most important probabilistic pavement deterioration models, is the trend curve model that is based on pavement roughness. In this research, roughness data of GPS-1 and GPS-2 pavement sections, which are in-service asphalt pavements respectively with granular base and stabilized base layers, have been extracted from Long-Term Pavement Performance (LTPP) database. These data then were used for analyzing pavement deterioration uncertainties. For this purpose, Chi-square (χ2) and Kolmogorov-Smirnov (K-S) statistical tests were used to determine probability distribution of pavement future condition over its current condition ratio in different years. Results showed that lognormal distribution is more fitted with actual data in long-term pavement life. Having this distribution, pavement deterioration model was developed based on roughness index using trend curve model. Utilizing proposed model, the pavement management system could predict pavement future condition taking into account uncertainties of deterioration process and with optimal budget assignment, could maintain the network condition at a specified risk level. This could prevent of any future risk regarding the pavement deterioration uncertainties.

    Keywords: Pavement Management System (PMS), Pavement Deterioration, International Roughness Index (IRI), Uncertainty, LTPP
  • Elahe Rahimi, Jalil Shafaei *, Mohammadreza Esfahani Page 2

    Corrosion in reinforced concrete structures reduces the strength capacity and ductility of members and concrete elements. The use of fibers to improve mechanical properties of concrete has long been considered by engineers. In this study, an experimental study was conducted to investigate the effect of macro-polymeric fibers and hooked metal fibers on corrosion-free, non-corrosive reinforced concrete beams. Two types of macro-polymeric fibers and hooked metal fibers with 0% and 0.5% volume percentages were tested at three levels of corrosion of 0%, 7% and 9%. An accelerated corrosion test was used from a 3% salt pool. Finally, the reinforced concrete beams were subjected to bending loading tests. Structural behavior of reinforced concrete beams in corrosion beams and non-corrosion beams and with fibers and non-fibers were evaluated and compared. Based on experimental results, corrosion reduces the ductility of the specimens and the use of metallic and polymeric fibers in non-corrosion and corrosion specimens of the first and second surfaces causes a two-fold increase in ductility. Macro polymer fibers are more effective in increasing the shape of the samples compared to the hook metal fibers in corrosion samples. Increasing the percentage of corrosion in non-fibrous specimens decreased the maximum resistance of the specimens, but in specimens with fibers, no significant change was observed in the bearing capacity of the samples with increasing corrosion percentage.

    Keywords: Fiber reinforced concrete (FRC), hooked metal fibers, macro polymer fibers, reinforcement corrosion, accelerated corrosion
  • Mahdi Sardar, Ehsan Seyedi Hosseininia * Page 3

    Penetration tests are one of important geotechnical insitu tests by which, different soil parameters can be estimated. The advantages of these tests are easiness, high speed, and repeatability. In this research, a penetrometer called as “Manual Dynamic Penetrometer (MDP)” is utilized to perform tests on dry Firoozkuh Sand with three different relative densities. The MDP is similar to other penetrometers used in geotechnical engineering, but the dimension is different which causes to generate more power to penetrate into the soil with deeper layers. The aim of this research is to investigate the effect of cone geometry as well as applied energy on test results. To do so, three different cone diameters and cone apex are considered. In addition, the mass of the hammer is also changed in three different values. The comparison of results indicate that the come apex does not influence the penetration value; however, the cone diameter plays the role. It is also seen that the applied energy has direct relationship with the penetration. Since the mechanism of the cone penetration is similar to that of pile driving, it was also shown that it is possible to estimate the residual internal friction angle of the soil by using empirical formula proposed by Meyerhof.

    Keywords: applied energy, cone geometry, Sand, Internal Friction Angle, Manual dynamic penetrometer
  • Meysam Nourighanli *, Farzin Salmasi Page 4

    Due to heavy rainfall, underground water level and pore water pressure increase each year, which can cause failure of the earthen slopes. Retaining wall is one of the main structures that is used to increase the earthen slopes stability. In the present study, the stability of earthen slopes relative to the critical hydrological cases was simulated by Slope/w software and the pore pressure behind the retaining walls over 10 meter height which causes to instability was simulated using Seep/w software. The studied parameters are: precipitation intensity, soil type, position and the diameter of drainage. Also the kind of drainage has been considered as a variable parameter and horizontal and chimney drainages were used. Results showed that for fine grained soils with intensive rains condition, using of one horizontal drainage could not provide the stability of retaining wall. While in the same conditions, for coarse grained soils, the retaining wall will be stable by using of one horizontal drainage and drainage will be able to discharge all of the excess water behind the retaining wall. Also the chimney drainage system provided the best results and the stability of the retaining wall did not face any danger under the worst circumstances. For overturning moment and water pore pressure behind the wall, linear and non-linear regression relations were produced in dimensionless form. The accuracy of the regression relations were proper and the acceptable results could be expected.

    Keywords: Drainage system, Pore Water Pressure, Heavy rainfall, Soil slope, stability
  • Hakimeh Sharififard *, Raziyeh Hayati, Solmaz Hayati Page 5

    One of the most important issues in today's world is the pollution of water with toxic and dangerous metals. Cadmium is one of the toxic metals that enter the surface and groundwater through various industrial wastewaters. In this paper, polyethylene oxide-based silica monolith was synthesized with a uniform porous structure and was used to remove cadmium ions from the aqueous medium. The chemical and physical properties of silica monolith were characterized by SEM, BET, and FTIR techniques. The results of BET and SEM analysis showed that the monolith has a mesopore structure with a specific surface area of 543 m2g-1. The synthesized silica monolith was used as an adsorbent for cadmium removal in a batch adsorption process and the effects of operating parameters including pH, adsorbent concentration, cadmium initial concentration, and contact time were investigated. The Central Composite Design method was used to optimize the effects of operating parameters. The results of the experimental design showed the importance of pH and adsorbent concentration parameters. The analysis of equilibrium data indicated that the maximum adsorption capacity of the monolith for cadmium is 153 mg g-1. The kinetic data were analyzed with various models and results indicated the importance of chemical adsorption. The results of regeneration and reuse of monolith as an adsorbent showed that the synthesized monolith has a high ability to adsorb heavy metal ions from an aqueous solution and can be an option for water treatment at industrial scale.

    Keywords: Silica monolith, Mesopores, Cadmium, Adsorption, optimization
  • Bashir Movahedian *, Bijan Boroomand, Amin Borji Page 6

    In this paper, formulation of a recently proposed time-weighted residual method has been developed for the vibration analysis of Timoshenko beams under moving loads. Employing pre-integration relations as well as equilibrium equations, is the main idea of this method. In the first step of the proposed method, the time interval is subdivided into a number of sub-intervals and then the acceleration field in each sub-interval is defined as the combination of an unknown function and an exponential series with constant coefficients. Finally, the solution of the problem is estimated by the time-weighted residual method along with exact satisfaction of the initial and the boundary conditions at the two ends of the beam. Storing the information of solution at each time step on the exponential coefficients, is the most important advantage of this method, so that the solution is progressed in time without the need to discretize beams and only by using an appropriate recursive relation to update the exponential coefficients. In order to investigate the accuracy and efficiency of the proposed method, the results of solving three sample problems of constant and accelerated moving load on the beams with different boundary conditions, are compared with the results of finite element method. This comparison illustrates the speed and accuracy of the proposed method in estimating the internal shear forces and bending moments rather than those obtained by the finite element method.

    Keywords: Timoshenko beam, Moving load, Time-weighted residual method, Exponential Basis Functions, Time marching method
  • Vahab Toufigh *, Sima Samadianfard, Maryam Fani Page 7

    Increasing rate of energy consumption in building sector has led the constructors towards the low-energy consuming methods. The enhancement of thermal performance of structural elements in conjunction with mechanical properties yields to the decrease in environmental impacts. In this paper, thermal performance of ASTM mortars has been investigated. Considering the limitations of typical methods in the measurement of thermal parameters, in this investigation, the parameters of lag time, decrement factor and thermal conductivity of mortars have been measured using the method of hygrothermal chamber. Results show that type O mortar with the minimum thermal conductivity of 0.264 (watt per kelvin-meter) and the maximum lag time of 66 minutes, had the significant thermo-buffering capacity among the ASTM mortars. However, due to the low cementitious materials in the mixture of the mortar, type O lacks of the acceptable strength features. Consequently, the optimum type of mortar must be produced in which the thermal performance has the same value of the mechanical properties. KEYWORDS Mortars, Masonry structures, energy consumption, thermal performance, ASTM standard

    Keywords: Mortars, Masonry structures, energy consumption, Thermal performance, ASTM standard
  • Ehsan Darvishan * Page 8

    Today, structural health monitoring techniques that can detect damage in early stages have become very important. For these reason, such techniques must be able to detect slight damages. However, a large number of algorithms that have proposed so far for damage detection are unable to identify early-stage damages. One of the approaches that can be employed is multifractal method. In this paper, a damage detection technique is proposed based on multifractal detrend fluctuation analysis and blind source separation. In the first stage, the accuracy of three methods of blind source separation is compared and the most efficient method in decomposing structural vibration signals is selected. These methods include blind modal identification, combined method, and sparse coding. Three structural models are employed to investigate efficiency of the procedures which consists of a range of numerical MDOF model with limited degree of freedom to real structures. In the second stage, a damage index is proposed based on the width of multifractal spectrum. Results show that the aforementioned method is able to identify various damage patterns and can detect slight damages.

    Keywords: Structural health monitoring, damage detection, signal processing, Cross wavelet transform, Support Vector Machine
  • Mohammadreza Pezeshkian, ALI DELNAVAZ *, Mohammad Delnavaz Page 9

    The aim of this study is to decrease the silica fume (SF) content of UHPC by using natural zeolite (NZ) with different levels of replacement (25%, 50% ,75% and 100% by volume), in order to mitigate autogenous shrinkage with almost equivalent mechanical performance. The results demonstrated that addition of NZ as replacement of SF had a positive effect on maintaining internal RH in the higher range as well as in reducing the autogenous shrinkage of UHPC. The mixtures with 25%, 50%, 75% and 100% replacing SF by NZ had lower autogenous shrinkage compared to reference mixtures containing 100% SF. The results of Thermogravimetric and microstructure analysis indicated that NZ had appropriate pozzolanic activity. The results of the compressive strength test showed that by replacing 50% SF with NZ, the 90 days compressive strength of 164.37 MPa could be achieved, which was only slightly lower than the reference mixture with a 90 days compressive strength of 169.07 MPa. replacing SF with NZ yielding a cost-effective solution. By replacing 50% NZ replacement of SF, UHPC mix with 90 days compressive strength over 150 MPa, with low autogenous shrinkage and relatively low cost can be produced.

    Keywords: autogenous shrinkage, UHPC, Mechanical Properties, recycled material, strength
  • Ali Ghamari *, Vahid Broujerdian Page 10

    Experimental and numerical studies on Steel Plate Shear Wall (SPSW) and its successful performance under last earthquakes have introduced this system as a lateral bearing system. There are lots of unknown information about SPSW despite of numerous studies that have were done. The effect of crack on the SPSW behavior is one of unknowns about SPSW that due to its complicity in nonlinear analysis, it has not been evaluated comprehensively. Because of thin steel plate and inherent of welding, emerging of crack on SPSW is deniable. So, in this paper the effect of central and edge crack and their growth on the behavior of SPSW have been studied. Results showed that the central crack are more destructive than edge cracks. The crack with long length lead the SPSW to fracture in elastic zone. Due to difficulty of crack modeling and crack analysis, the necessary relations have been proposed to obtain pushover diagram that without FE modeling the proposed relation estimate the pushover diagram of system in good agreement with FE results.

    Keywords: steel shear wall, Crack, Seismic behavior, stiffness, strength
  • Shahram Maghsoodian, Farshid Jandaghi Alaee, Mahdi Nematzadeh * Page 11

    One of the undesirable modes of failure in reinforced concrete (RC) beams is the shear failure prior to bending one. One of the methods to prevent the occurrence of shear failure at a low level of shear forces is to provide the minimum shear reinforcement in RC beams. This paper investigates the effect of crimped end-hooked steel and modified polymeric fibers on the shear behavior of RC beams with normal strength. The experimental results of this study are then compared whit the shear behavior of the cross-section having the minimum shear reinforcement under similar conditions and the possibility to replace the minimum shear reinforcement by the fibers according to ASTM C1609 along with the fiber acceptance requirements based on ACI 318-2011, is evaluated. For this purpose, 16 half-scale reinforced concrete beam specimens with the shear span-to-effective depth ratio of 2.6 were made in three groups. The first four specimens were without the shear reinforcement and fibers, the other four specimens were without the fibers and reinforced with the minimum shear reinforcement and, eight other specimens were without shear reinforcement containing a hybrid of steel fiber (0.75%, 1%) and polypropylene fiber (0.25%). Moreover, the effect of longitudinal reinforcement ratio (2.5%, 4%) on the shear behavior of the beam specimens was investigated. After using the four-point loading test, it was observed that the combination of the crimped end-hooked steel and modified polymeric fibers would improve the shear behavior of RC beams and could be a good substitute for the minimum shear reinforcement.

    Keywords: Reinforced Concrete Beam, Crimped steel fiber, Shear Strength, hybrid fiber, minimum shear reinforcement
  • Akbar Vasseghi *, Mohammad Kermani, Mohammad Arzani Shahni, Mohammad Heydari Khavas Page 12

    Natural gas transmission pipelines transport the natural gas at elevated temperature and high internal pressure. The pipelines will expand when they are put into operation under the influence of increased internal pressure and temperature. The movement due to such expansion is significant for large diameter pipelines which operate at high pressure and elevated temperature. The pipeline needs to be restrained near compressor stations in order to prevent the transmission of such movement to equipment and facilities within the station. Concrete anchor blocks are commonly used to restrain the movement of buried pipelines on both sides of compressor stations. Anchor blocks for transmission pipelines are usually massive because of the high axial stress in the pipe which results in large thrust force. Current design procedures are usually based on providing an adequate margin of safety against block sliding, block overturning and soil bearing pressure. This paper presents the results of an analytical study on the response of soil, pipeline and anchor block at different operating pressure and temperatures. Nonlinear finite element analyses which include modeling of soil-pipe and soil-block interactions are carried out to evaluate the design procedures. The results indicate that the concept used in current design procedures is fundamentally flawed because it is based on controlling forces rather displacements. Based on the results of these analyses a more rational design procedure which is based on controlling the displacements is introduced. The proposed design procedure results in a substantial reduction of the size of anchor blocks.

    Keywords: Anchor Block, pipeline, Design Method, Finite element analysis, Soil-structure interaction
  • Mehrdad Tajabadipour, Masoud Dehghani *, Behzad Kalantari, Seyed Hamid Lajevardi Page 13

    In this paper, the performance of the strip of scrap tires (Geo Scrap Tire(GST)) with horizontal transverse members evaluates as reinforcement elements in mechanically stabilized earth walls (MSEWs) by large scale pullout test (i.e. 1.4 m × 0.8 m × 0.8 m). In this regards, the experimental pullout results of GST reinforcement compared with theoretical equations and conventional reinforcement of Geosynthetic Strip (GS), Steel Strip (ST) and Steel Strip with Rib (STR). The experimental pullout results showed that the innovative suggested reinforcement element performed better than the other strips so that the GST strip was capable of increasing pullout resistance by more than 3, 2.5 and 1.5 times compared to the steel strip, the geosynthetic strip and the ribbed steel strip. The results show maximum pullout resistance of GST affected by the S/B ratio and with adding three horizontal transverse members can be increasing pullout resistance by more than 5.9, 4.9 and 3.2 times compared to ST, GS and STR. Thus, using GST reinforcement with three horizontal transverse member needs a smaller length (less than 30%) comparing to conventional strip reinforcement (ST, GS, STR). Therefore, using Geo Scrap Tire reinforcement can open a new horizon in solving the problem of scrap tires and assure geotechnical engineers in achieving superior and more economical systems of reinforced soil walls.

    Keywords: Pullout resistance, Geo Scrap Tire, Mechanically stabilized earth walls, Transverse member, Large-scale pullout tests
  • Masoud Raiesi Dehkordi, Hadi Sarvari * Page 14

    This study aimed to Evaluation of Factor Affecting Suppliers’ Capacity Building at Isfahan Water and ‎Wastewater Company in 2019 ‎by descriptive method of survey type and with applied purpose. The statistical ‎population ‎consisted of three groups including employer, ‎consultant, contractor factors, all of whom were ‎reported 50 ‎persons were selected by using census sampling method. The used questionnaire was a researcher-‎made questionnaire developed ‎by the researcher, based on 50 items and 4 components (legal-‎formal, contract, management and financial) ‎based on a 5-point Likert scale. The face, content and construct validity of the questionnaires are confirmed. ‎‎Questionnaire reliability coefficient by use of Cronbach's alpha was (0.711) in ‎the legal-formal dimension, ‎‎(0.889) in the contract dimension, (0.946) in the management ‎dimension (0.871) in the financial dimension and ‎the total reliability of the questionnaire was ‎estimated as (0.961). The findings of the study indicated that ‎the status of the outsourcing process for the ‎suppliers’ capacity building is above average. In addition, in the ranking of ‎effective factors in the increase of the suppliers’ ‎capacity in the outsourcing process, the financial component ‎with the mean rating of (2.78) ‎was the first rank; the legal-formal component with the mean rating of (2.49) was ‎the second ‎rank; contract component with the mean rating of (2.43) was the third rank and management ‎‎component with the mean rating of (2.30) was the fourth rank

    Keywords: Outsourcing, Legal-formal, Capacity Building, Contracting, Water, Wastewater
  • Masoumeh Taghipour, Mehdi Dehestani * Page 15

    Corrosion of rebar is a complex process and one of the most important factors of failure of reinforced concrete structures which reduces the strength and serviceability of the structures. The crack width is an important parameter for designing and evaluating the performance of concrete structures. This paper presents an analytical model to calculate the crack width caused by corrosion. Crack propagation due to corrosion product expansion was investigated at different stages across the concrete cover starting from the reinforcing bar-concrete interface through to the surface. A merit of this model is that it is directly related to the factors that affect the corrosion induced cracking process. Then, the predicted crack width was chosen as a random variable in the calculation of structural failure probability using a stochastic gamma process, after which life cycle costs and the optimum repair period were determined using a renewal process. Furthermore, the effects of structural parameters, including rebar diameter and corrosion rate, on the probability of failure and maintenance costs were investigated, indicating that crack width and life cycle costs are most significantly affected by corrosion rate. That is, a 16-times increase in corrosion rate results in 32 percent reduction in repair time. Moreover, it is to be noted that increasing the allowable fracture limit by 10 percent resulted in the doubling of optimum repair time. In other words, the optimum repair period is significantly affected by the allowed fracture limit which indicates the threshold for structural repair.

    Keywords: Corrosion of reinforcement, Reliability, life cycle, probability of failure, corrosion rate
  • Fariborz Masoumi *, Saeid Najjar Ghabel, Akbar Safarzadeh Page 16

    Mathematical simulation of groundwater resource systems is one of the essential tools in managing these valuable resources and calibration of the groundwater simulation models is the time-consuming, and complicated step of these systems. Automated calibration, developed in recent years by researchers with different algorithms, is one of the effective methods to overcome these computational problems. On the other hand, lack of field data in terms of time and space and the hydrological and hydrogeological complexities leads to many uncertainties in the calibration results. The SUFI-II algorithm is an uncertainty-based automatic calibration method that is capable of calibration and uncertainty analysis of numerical simulation models. In this paper, for the first time, this algorithm is used to calibrate and analyze the uncertainty of hydrodynamic parameters (hydraulic conductivity and specific yield) of the MODFLOW model. The results of model implementation for the Ardabil plain groundwater model (Northwestern Iran), indicate an average of 62 percent of the observation data within the 95 percent confidence interval. Finally, the best intervals of parameters are determined for the hydraulic conductivity and specific yield by the proposed approach. Also, the calibration of the groundwater model has been carried out using PEST. According to the results, the root-mean-squared error (RMSE) value in this case (RMSE = 3.37) is higher than the SUFI-II method (RMSE = 1.86), which indicates better performance of the SUFI-II algorithm than the PEST model.

    Keywords: Automatic calibration, MODFLOW, Uncertainty analysis, SUFI-II algorithm, Ardabil plain aquifer
  • Abdolreza Sarvghad Moghadam *, Sara Naghavi, Mohammadreza Mansoori Page 17

    Traditionally, the seismic design of buildings has been based on strength criteria. In spite of the design using elastic codes, the damage was very high because the elastic method of seismic design has failed to provide insight into how the building behaves during earthquakes. The current study demonstrates that conditions can be created to minimize building failure in a strong earthquake by the use of nonlinear analysis to properly distribute the strength in the components, stories, and the entire building. It is also shown that the type of analysis will play a significant role in achieving the proper optimal strength distribution. To achieve this, a main 3D reinforced concrete special moment frame was designed using static linear analysis. The optimal strength distribution pattern of the frame was estimated using repetitive nonlinear dynamic analysis (nonlinear response history analysis, in chapter 16 of FEMA P-1050-1) for accurate design of the frame and the building sections were determined. The estimated strength distribution and proposed distribution of the code for the designed building were compared using nonlinear dynamic analysis under an ensemble of 22 near-fault and far-fault ground motions. The best type of analysis for the seismic design of reinforced concrete special moment frame in far-fault and near-fault zones was identified.

    Keywords: High ductility RC frames, Linear analysis, Nonlinear Analysis, Optimal strength distribution pattern, Near- fault, far-fault ground motions
  • Jalaodin Bahmaei, Navid Siahpolo * Page 18

    The formation of a plastic hinge at the bottom of steel shear wall columns can lead to a total collapse of the structure. To overcome this defect, Semi-supported Steel Shear Wall systems (SSSWs) are introduced. In these systems, boundary columns are separated from the mainframe columns with a specific distance and only tolerate the lateral seismic forces. So, even these columns experience the plasticity, the mainframe does not experience any damages. Evaluating the behavior of SSSW is restricted to some limited laboratory studies. Since experimental evaluation of the effects of factors such as wall web thickness, web stiffness (one or both side), and the shape of boundary element is too much expensive, in this paper the effect of aforementioned parameters on elastic stiffness, energy absorption capacity, ultimate strength and ductility is evaluated by finite element simulation. First, the numerical model verified and the other models have been produced based on the verification model. Based on numerical simulation the results show that changing the shape of boundary columns does not affect the linear and non-linear response of SSSWs. But using vertical and horizontal web stiffness in one or both sides of the shear wall plus using mid-span secondary column increases the elastic stiffness, energy absorption capacity, ultimate strength while decreases the ductility due to increasing the out of plane stiffness of shear web plate. Moreover, increasing web panel thickness from 2 to 4 mm, increases the elastic stiffness, energy absorption capacity, ultimate strength, and ductility.

    Keywords: Semi-supported steel shear walls, cyclic behavior, energy dissipation, stiffeners, middle secondary Column
  • Alireza Yazdani, Khosrow Hoseini *, Hojjat Karami Page 19

    One of the most important parameters in the design of bridge abutments and piers is to calculate the depth of scouring. The previous relationships for measuring the scour depth were based on steady flow, and it is not expected that the amount of scour depth computed from these relationships is accommodated to the actual value during a flood wave. Inasmuch as in this condition, the flood hydrograph occurs in an unsteady state in which the discharge is variable between base and peak values. In this study, experiments were conducted to measure the clear-water scour depth of a rectangular abutment under steady and unsteady flow conditions by approaching flood waves with triangular hydrographs and equivalent stepped hydrographs in a compound channel. Then, by using the measured scour depths values in steady flows, a relationship is calculated to estimate the maximum scour depth in terms of dimensionless time parameter and flow intensity. By changing the peak discharge time parameter, the effect of slope at ascending and descending part of the triangular hydrograph on the scouring was investigated. A comparison of the scouring of two stepped hydrographs with the same time duration showed that the difference between the scouring values was 1.5%. Moreover, the results of the scour depth measurements of triangular and stepped hydrographs were compared.

    Keywords: Scour Depth, Stepped Hydrograph, Time Step, bridge abutment, Unsteady flow
  • Mazyar Fahimi Farzam *, Babak Alinejad, Seyyed Ali Mousavi Gavgani Page 20

    Due to the advantages of semi-active control methods over passive and active methods, the development and performance of these methods to control the structural response under dynamic lateral loads has been widely considered. One of the most developed devices for semi-active control is Magneto-Rheological (MR) Dampers, for which various models have been proposed to simulate its dynamic behavior. In this paper, a 10-story linear shear building is studied under twenty-eight far and near-field earthquakes in MATLAB. In order to control the vibration of the structure, a Magneto-Rheological Damper with Clipped Optimal Control Algorithm is used. In this simulation, in addition to considering the effect of actuator saturation, the actuator’s dynamics is also considered using the Modified Bouc-Wen model. In addition, the effect of the damper’s position is investigated in the current study for three different configurations (lower, middle and upper stories). Furthermore, using the obtained results from this algorithm, a statistical study was carried out under different types of near and far-field records. The results indicate that placing a Magneto-Rheological damper on the first floor shows the best performance. Results show that the current control system has the best performance under near-field records without pulse, with an average reduction of 21 percent in the structural response.

    Keywords: Semi-Active Control, Magneto-Rheological Damper, Clipped optimal control algorithm, near-fault earthquake, Far-Fault Earthquake
  • Javad Ghaffari *, Reza Binay Page 21

    The strength behavior of soil is affected by strength parameters including soil cohesion and its internal friction angle. These parameters are influenced by factors such as soil density, soil type, loading rate, moisture content, confining pressure and Etc. In this paper, the effect of loading rate on shear strength behavior of clay-sand mixtures is investigated using triaxial test. In this research, 8 types of "clay:sand" composite materials with weight ratios of 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 30:70, 20:80, 10:90 and 0:100 were used. To investigate the effect of loading rate, samples were subjected to non-uniform loading rates of 0.1, 1 and 5 mm/min with defined load pattern. In this study, three confining pressures of 100, 300 and 500 kPa were used. The results of this study show that, depending on the amount of confining pressure, the sudden change in loading rate has different effects on the strength of samples with different percentage of clay-sand combination. Deviator stress variations as well as the slope of the stress-strain curve depend on the amount of sand at the moment of sudden change in loading rate. In other words, changes in deviator stress and slope of the stress-strain curve are directly related to the amount of sand from one limit to the next. This limit of sand is 40% for low confining pressure (100 kPa) and 20% for higher confining pressure (300 and 500 kPa)

    Keywords: The strength behavior of soil, Loading rate, Triaxial Test, clay-sand mixture, Confining pressure
  • AmirHoushang Sadeghi Fazel, Jafar Bolouri Bazaz * Page 22

    In some structures, such as oil platforms and wind turbines, depending on the type of utilization, the footing is subjected to combined vertical load, horizontal load and bending moment (V-H-M). In this study, the behavior of the ring footings resting on sand subjected to combined V-H-M loading is experimentally investigated by conducting 100 tests using six load paths. Three values for the diameter ratio of the ring footing models are assumed, including n = 0.2, 0.4, and 0.6, along with a circular foundation (n = 0). The failure points were determined, on the basis of load-settlement diagrams, and by using the set of these points, the failure envelope was plotted in the vertical load-horizontal load, vertical load-bending moment and horizontal- bending moment spaces. This failure envelope follows a parabolic curve in V-H and V-M / B space, The results indicate a parabolic curve for the failure envelope in V-H and V-M/B spaces which is dependent upon the diameter ratio. Moreover, the most efficiency of a ring footing during eccentric or inclined loading takes place when n is within a range from 0.2 to 0.4.

    Keywords: Experimental modelling, Ring footing, combined loading, Sandy Soil, Rupture surface
  • Reza Motamedi, Mohammad Gholami * Page 23

    coupled shear wall with two-side connection and self-centering is a dual System, Including shear wall with Coupling and Self centering Which are joined together by truss elements in the alignment of the floors. In this dual system, beams coupling and plates have the function of energy dissipation and the self-centering frame has the function of reversibility. In this study, we investigate numerical studies on seismic performance of coupled shear wall and self-centering Primary pre-tensioning force and without pre-tensioning force with post-yield hardness under 12, 16 and 20% slope in ABAQUS software discussed. Therefore, 9 samples of 6 story coupled shear wall and self-centering Primary pre-tensioning force and without pre-tensioning force are designed in way performance-based plastic design and these samples have been subjected to and analyzed with push-over, cyclic, and time history analyzes. The results show that the coupled shear wall with two-side connection and self-centering Primary pre-tensioning force state with 20% slope stiffness compared to post-yield hardness, less residual drift, less relative lateral displacement distribution, Self-centering Better, less energy dissipation. Also, the distribution of relative lateral displacement and residual drift in self-centering Primary pre-tensioning force samples is less than without pre-tensioning force And in performance-based plastic design on relative lateral displacement distribution and residual drift performance is the same as force based design method, also, The distribution of the relative lateral displacement of the stories and the residual drift are the same in the self-centering Primary pre-tensioning force and without pre-tensioning force.

    Keywords: Ductile member, self-centering frame, post-yield hardness, pushover analysis, Performance-based plastic design
  • Zahra Aliarab, Seyed AliAsghar Hosseinzadeh * Page 24

    In the present study, the effect of material properties and slenderness ratios on the nonlinear behavior characteristics and energy dissipation behavior of steel plates (including stainless steel, mild structural steel and low yield point steel) under shear loading is studied using FEM. First, the steel shear plates with respect to their slenderness ratio and nonlinear behavior are qualitatively and quantitatively classified into very slender, slender, moderate, stocky and very stocky. To quantitatively determine the slenderness classes for each steel materials, modified theoretical relationships are presented separately using statistical analyses of the obtained results for various steel plates. Also, new relationships for assessment of inelastic (moderate plates) and plastic (stocky plates) buckling loads are proposed, that can estimate buckling loads for moderate and stocky plates more accurately compared to the available theoretical relationships in AASHTO. In general, with increasing slenderness ratio, the capability of steel plates for energy dissipation, due to the occurrence of buckling and the resulted pinching in the hysteresis loops, is gradually decreased. In the case of very stocky plates, the capability of plates for energy dissipation is only dependent on the material yield stress, while in the class of slender, moderate and stocky plates, it is dependent to both of the slenderness ratio and material yield stress. In the case of very slender steel plates, the capability of different steel plates for energy dissipation, disregarding the material yield stress and the plate slenderness ratio, seems to be similar, less or more, for various steel materials.

    Keywords: Plate behavior, Buckling, Yielding, Shear loading, finite element
  • Seyed Fathollah Sajedi *, Mostafa Azhdarizadeh Page 25

    The present investigation is studied the effect of the replacement of different percentages of natural zeolite (Ze) pozzolan powder on the mechanical properties of recycled concrete made from coarse masonry recycled aggregates. In made concretes, natural aggregates were replaced with recycled coarse masonry aggregates at 25%, 50% and 100% levels. For improve the mechanical properties, natural zeolite was replaced by cement at 10%, 20% and 30% levels. In total, 195 standard cubic and cylindrical concrete samples in the 16 mixing designs were made and compressive strength tests at 7, 28 and 91 days, splitting tensile strength, modulus of elasticity and ultrasonic pulse velocity at 28 days of age were evaluated. the results showed that, at replacement levels of 20% natural zeolite with cement was had the greatest improvement in the mechanical properties of natural concrete but in combination with recycled aggregates, the replacement of 10% natural zeolite by cement was improved the mechanical properties of recycled concrete. also the results showed that, 10% of natural zeolite, using up to 50% of coarse masonry recycled aggregates, Improvement some mechanical properties of recycled concrete was showed relative to conventional concrete without pozzolan, but replace 100% coarse natural aggregates with recycled masonry, mechanical properties of recycled concrete have significantly decreased compared to natural concrete without pozzolan.

    Keywords: Recycled concrete, Coarse recycled aggregates, Masonry, Mechanical Properties, Natural zeolite