فهرست مطالب

مصالح و سازه های بتنی - سال ششم شماره 1 (پیاپی 11، بهار و تابستان 1400)

نشریه مصالح و سازه های بتنی
سال ششم شماره 1 (پیاپی 11، بهار و تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/10/12
  • تعداد عناوین: 11
|
  • احسان کریمی*، وحیدرضا کلات جاری صفحات 5-19

    در این تحقیق به شبیه سازی مود برشی (مود دوم) مکانیک شکست در اتصال سرد بتنی پرداخته شده است. شبیه سازی با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی مصالح و هندسه انجام شده است. نمونه های استفاده شده جهت مدل سازی، نمونه های S شکل مورد استفاده در آزمایش پوش-آف می باشند. مدل سازی نمونه ها در سه وضعیت با 2، 4 و 6 آرماتور دوخت انجام شده و با نتایج حاصل از نمونه های آزمایشگاهی نظیر، صحت سنجی شده است. نتایج تحلیل بیانگر این است که روش پیشنهاد شده به خوبی توانایی شبیه سازی رفتار مود دوم مکانیک شکست در اتصال سرد بتنی را دارا می باشد. روش شبیه سازی پیشنهادی می تواند جهت بررسی رفتار قاب های بتن آرمه دارای اتصال سرد و همچنین قاب ها و اعضای بتن آرمه ای که مورد تقویت، تعمیر یا ترمیم قرار گرفته اند، مفید باشد.

    کلیدواژگان: مود برشی مکانیک شکست، آزمایش پوش-آف، اتصال سرد، برش-اصطکاک، آرماتور دوخت
  • اشکان خدابنده لو*، هادی پوریان صفحات 20-37

    اندرکنش خک و سازه یکی از عامل های مهم و تاثیرگذار بر رفتار لرزه ای سازه ها به ویژه سازه های بتن آرمه است. در این تحقیق اثر اندرکنش خاک-سازه بر یک سازه 9 طبقه بتن آرمه با سیستم قاب خمشی که بر اساس الزامات لرزه ای با سطح خطر پایین طراحی شده است و برای تحلیل غیرخطی با نرم افزار اجزای محدود OpenSees در دو حالت مختلف با پایه صلب بدون در نظر گرفتن اندرکنش و با پایه منعطف با در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک-سازه مدل سازی و مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در اثر اندرکنش، برش پایه، برش درون طبقات و مقدار تغییرمکان نسبی کاهش یافته درحالی که دوره تناوب واقعی ساختمان و تغییرمکان مطلق طبقات افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: اندرکنش خاک-سازه، رفتار لرزه ای، پاسخ دینامیکی، برش پایه، پایه صلب، پایه منعطف
  • بابک منصوری*، اشکان ترابی، آرش توتونچی صفحات 38-54

    متداول ترین روش مقاوم سازی تیرهای بتن مسلح، تقویت خمشی این تیرها با مصالح کامپوزیت می باشد. در مقاله حاضر چهار تیر با مقیاس واقعی به ابعاد 4200*250*250 میلیمتر ساخته شده است. ابتدا یک تیرتقویت نشده در آزمایشگاه تحت بارگذاری چهارنقطه ای قرار گرفت. سپس برای تقویت تیر در ناحیه ی خمشی، از سه تیر مشابه با استفاده از یک لایه ورق CFRP، یک لایه ورق فولادی ومیلگرد GFRP در ناحیه ی خمش تقویت و مقاوم سازی شد. تقویت تیرها در محدوده ی میانی صورت گرفته که بعد از بارگذاری در همه ی تیرها شکست خمشی اتفاق می افتد. نتایج نشان داد که تقویت تیربتن مسلح به صورت موضعی در ناحیه ی خمشی تاثیر چندانی برظرفیت باربری تیر نداشته اما باعث خارج شدن خرابی از محدوده ی خمشی محض تیر می شود. همچنین نتایج نشان می دهد با انجام تقویت موضعی در ناحیه خمشی، در بعضی از تیرها پیدایش اولین ترک ها در خارج از محدوده خمشی اتفاق می افتد در حالیکه شکست خمشی نهایی در محدوده میانی تیر اتفاق می افتد.

    کلیدواژگان: مقاوم سازی، تیرهای بتنی مسلح، ورق CFRP، ورق فولادی و میلگرد GFRP
  • محسن پرویز*، یاسر آریان پور، سید محمدرضا مهیمنی موسوی صفحات 55-69

    با توجه به اهمیت مخازن بتنی مسلح و همچنین با توجه به اینکه حملات تروریستی روبه رشد می باشد، در این تحقیق به بررسی عملکرد مخزن بتنی مسلح حاوی سیال با تی ان تی و فواصل مختلف با لحاظ اندرکنش آب و سازه تحت اثر بارگذاری ناشی از موج انفجار پرداخته شده است. از مهمترین اهداف این تحقیق می توان به بررسی عملکرد مخزن بتنی مسلح حاوی سیال با تی ان تی و فواصل مختلف اشاره نمود. در این پژوهش از روش LBE برای بارگذاری انفجار استفاده شده است. مدل سازی مخزن با نرم افزار اجزای محدود LS-DYNA انجام شده است. مقادیر 20، 40، 60 و 80 کیلوگرم تی ان تی در فواصل مختلف 3، 5/4، 6 و 5/7 متری از مخزن بتنی در دو حالت مدفون با غیرمدفون شبیه سازی شده و بیشینه تنش و فشار اعمالی به مخزن بتنی در دو حالت مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. از مهمترین نتایج این تحقیق می توان به افزایش 14%، 33%، 35% و 41% فشار وارده به مخزن به ترتیب با 2/1 ، 4/1، 6/1 و 8/1 برابر کردن مقدار تی ان تی در حالت غیرمدفون در فاصله 3 متری اشاره نمود. همچنین حداکثر فشار وارده به مخزن در حالت مدفون در فاصله 3 متری نیز به ترتیب با افزایش 13%، 23%، 30% و 36% همراه بوده است. در حقیقت نتایج بدست آمده از شبیه سازی بیانگر تاثیر خاک به عنوان پوشش محافظتی در کاهش فشار وارده به مخزن می باشد.

    کلیدواژگان: سیال، مخزن بتنی، بتن مسلح، اندرکنش، انفجار، LS-DYNA
  • علیرضا مردوخ پور، رامتین صبح خیز فومنی*، سید علی اصغری فر صفحات 70-86

    زلزله ها از عمده ترین پدیده های تاثیر گذار بر روی سازه ها هستند و مهندسان معیارهای طراحی را در راستای مقابله با اثرات آن بکار می گیرند. به لحاظ درجه ایمنی خاص برای سدهای ، لازم است که طرح سدهای بزرگ، بزرگترین زلزله قابل باور را در تحلیل مخاطرات و بررسی احتمالات با صرفه نظر از میزان زمان بازگشت آن در طراحی وارد نماید . سد های سنگریزه ای عمدتا پوشش بتنی یا آسفالتی دارند که این پوشش علاوه بر نفوذناپذیری در مقابل آب، باعث افزایش پایداری سد می شود. از آنجاییکه تعدادی سد سنگریزه ای در ایران احداث شده و چندین سد سنگریزه ای دیگر نیز در دست احداث می باشند ، بررسی و تحلیل این نوع از سدها برای مطالعات حال و آینده مهندسی سد بسیار مهم و حایز اهمیت می باشند. در این پژوهش مدلسازی سد سنگریزه ای در نرم افزار آباکوس و همچنین صحت سنجی مدل انجام خواهد گردید. ابتدا مدل ارایه شده در مقاله مرجع مدلسازی و صحت سنجی می گردد.مدل مورد استفاده در صحت سنجی و این پژوهش سد مسوچورا در یونان می باشد. پس از اطمینان از صحت مدلسازی و تحلیل ، تاثیر مقاومت بتن روکش سد تحت اثر شتابنگاشت های انتخابی و با تغییر مقاومت بتن و همچنین تاثیر در نظر گرفتن میرایی بتن سنجیده شد و در نهایت نتایج مقایسه گردیدند. شتابنگاشت های مورد استفاده در این تحقیق نورثریج ،بم ، سن فرناندو و طبس می باشد. تغییرات در مقاومت بتن در سه نوع C20،C25 و C30 با مقاومت اسمی نمونه فشاری استوانه 20،25 و 30 مگاپاسکال انجام شد و این افزایش مقاومت حدود 8 تا 10 درصد در کاهش تغییر مکان جانبی تحت شتابنگاشت های انتخابی در تاج سد را در بر دارد. با لحاظ نمودن اثر میرایی در بتن با مقدار 0325/0 ، تحت شتابنگاشت های انتخابی تغییری در حدود 3 درصد در تغییر مکان جانبی تاج سد دارد در عین حال که در تخریب کششی رویه بتنی تاثیر ناچیزی دارد.

    کلیدواژگان: شبیه سازی عددی، سد سنگریز، زلزله، روکش بتن، مقاومت
  • سید محمدامین قطبی*، مهیار پورلک، مرتضی اسماعیلی صفحات 87-103

    روش پایه برای تعیین خصوصیات مهندسی خاک و سنگ دانه های بتن، طبقه بندی آن ها به روش مکانیکی آنالیز الک است که روندی زمان بر و گاهی پر هزینه دارد. در این مقاله با کاربرد روش پردازش تصویر مبتنی بر یادگیری عمیق، عملا نیاز به دخالت کاربر برای پردازش تصاویر به حداقل و سرعت و دقت طبقه بندی مصالح افزایش یافته است که این موضوع می تواند به افزایش بهره وری در پروژه ها کمک نماید. بدین منظور نمونه های مصالح از پروژه های مختلف در سطح شهر تهران جمع آوری شده و از آن ها عکس هایی در شرایط مشخص تهیه گردید. برای تعیین دقیق طبقه بندی مصالح، نمونه ها به روش آنالیز الک دانه‎ بدی شدند. با این اطلاعات، شبکه های یادگیری عمیق AlexNet و GoogleNet بررسی، تنظیم و آموزش داده شده اند. برای تعیین پارامترهای مدل از حساسیت سنجی استفاده شد. بر این اساس استفاده از حدود 80-90 درصد تصاویر گرفته شده برای آموزش مدل و سایر تصاویر برای بررسی دقت آن مناسب تشخیص داده شد. نتایج آنالیز نشان داد که با استفاده از این روش دقت صحت سنجی به حدود 100% می رسد. همچنین درصد توانایی مدل برای شناسایی طبقه بندی تصاویر نمونه های جدید در حدود 85% است. با افزایش داده های ورودی برای آموزش مدل می توان به دقتی به مراتب بالاتر نیز دست یافت.

    کلیدواژگان: طبقه بندی مصالح، خاک و سنگ دانه بتن، پردازش تصویر، یادگیری عمیق
  • علی یاری، محمدکاظم شربتدار*، علی خیرالدین صفحات 104-120

    یکی از معایب مهم ساختمان های بتنی وزن بسیار زیاد ساختمان می باشد که با میزان تخریب ساختمان در اثر زلزله نسبت مستقیم دارد، لذا به کارگیری مصالح نوین سبک با رویکرد مقاومتی از زمینه های تحقیقاتی می باشد. در این مقاله، تاثیر جایگزینی پلی استایرن به جای سنگ دانه ها در وزن مخصوص بتن و همچنین افزودن میکروسیلیس و زیولیت و تاثیر آن در مقاومت بتن بررسی می گردد. سه طرح اختلاط شامل زیولیت، میکروسیلیس و پلی استایرن به صورت نمونه های مکعبی و استوانه ای جهت آزمایش مقاومت فشاری و نمونه های تیرهای منشوری جهت آزمایش مقاومت خمشی و تعیین مدول خمشی ساخته شدند. پس از انجام آزمایش ها و تجزیه و تحلیل نتایج در ترکیب 20 درصد زیولیت و 5 درصد میکروسیلیس، بتنی با وزن مخصوص حدود 1756کیلوگرم بر مترمکعب (جمع مولفه ها) و مقاومت فشاری 28 روزه با نمونه استوانه ای برابر 27 مگاپاسکال بدست آمد که نوعی بتن سبک سازه ای مطابق آیین نامه های معتبر است. ضمنا مقایسه هزینه های ساختمان مسکونی بتن معمولی و بتن سبک طراحی شده براساس خروجی ها نشان دهنده اثرپذیری سازه ای و اقتصادی بتن پیشنهادی و کاهش تا حدود 10 درصدی هزینه های کل مصالح بتنی و میلگردها و اجرای اسکلت بتنی مسلح بود.

    کلیدواژگان: بتن سبک سازه ای، زئولیت، میکروسیلیس، پلی استایرن، مقاومت فشاری
  • رضا مرادی، ابراهیم خلیل زاده وحیدی* صفحات 121-137

    هدف اصلی در این تحقیق، بررسی آزمایشگاهی نوعی از میراگرهای اصطکاکی-دورانی با دو بار لغزش و بررسی عددی رفتار قاب بتن مسلح دارای این نوع میراگرها تحت بارگذاری چرخه ای می باشد. برای این منظور پس از مقدمه به توضیح سازوکار عملکرد میراگر پیشنهادی پرداخته خواهد شد. در گام بعدی دو نمونه میراگر اصطکاکی دورانی دارای دو بار لغزش متفاوت مورد بررسی آزمایشگاهی قرار می گیرد. سپس مدل رفتاری ای برای آن پیشنهاد و با استفاده از نتایج آزمایشگاهی اعتبار سنجی می شود. در گام آخر قاب بتن مسلح یک طبقه-یک دهانه در چهار حالت بدون میراگر، با میراگر اصطکاکی-دورانی دارای یک بار لغزش (RFD)، با میراگر اصطکاکی-دورانی دارای دو بار لغزش از نوع S01 و با میراگر اصطکاکی-دورانی دارای دو بار لغزش از نوع S02 ، تحت بارگذاری چرخه ای تحلیل و نتایج آن مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج بررسی های آزمایشگاهی نشان می دهد که، مقدار سختی موثر در چرخه آخر برای نمونه S01 و S02 به ترتیب 109 و 128 تن بر متر بوده است، در حالیکه مقدار میرایی موثر آنها در چرخه آخر حدودا 48/0 می باشد، که این مقادیر به معنی توانایی مناسب نمونه های آزمایشگاهی در جذب انرژی زلزله و کاهش خسارات سازه ای، می باشد. همچنین نتایج بررسی های عددی قاب بتن مسلح نشان می دهد که قاب بتن مسلح دارای میراگر S02 عملکرد لرزه ای بهتری داشته، زیرا مقاومت نهایی آن 15 درصد و انرژی میرا شده آن در چرخه آخر 164 درصد بیشتر از مقاومت نهایی و انرژی میرا شده چرخه آخر قاب بدون میراگر بوده است.

    کلیدواژگان: میراگر اصطکاکی، بار لغزش، انرژی مستهلک شده، سختی موثر، میرایی موثر
  • علیرضا خالو*، هاتف عبدوس، محمد طبیعی صفحات 138-161

    در طی سال های اخیر به علت افزایش کاربرد دیوارهای برشی بتن آرمه غیرمستطیلی در سازه ها، مطالعات آزمایشگاهی و عددی بسیاری به منظور بررسی رفتار این دیوارها صورت پذیرفته است. نتایج این پژوهش ها نشان می دهد که بسیاری از ضوابط و مقررات آیین نامه های معتبر در خصوص طراحی دیوارهای برشی بتنی، در تحلیل و برآورد رفتار دیوارهای غیرمستطیلی ناکارآمد و بعضا غیرمحافظه کارانه است. از جمله این موارد می توان به روابط پیشنهادی آیین نامه ها برای عرض موثر بال در دیوارهای برشی غیرمستطیلی اشاره کرد. از همین رو، محققان بسیاری در این سال ها به مطالعه پارامتری عرض موثر بال به کمک روش های عددی پرداخته و روابط پیشنهادی گوناگونی را برای تخمین آن ارایه کرده اند. با توجه به حجم محاسباتی قابل توجه روش های عددی و زمان بر بودن فرآیند انجام آن ها، پژوهشگران با دو چالش اساسی روبه رو می شوند. نخست آن که به علت تعداد اندک نمونه های عددی معمولا دقت روابط حاصله نیز چندان مطلوب نبوده و دربرگیرنده همه شرایط ممکن نیست. مورد دیگر آن که محققان به دلیل کمبود داده های عددی عموما در تشخیص پارامترهای اثرگذار و وارد نمودن آن ها در روابط پیشنهادی خود با مشکل مواجه می شوند. در این مقاله به منظور رفع این چالش ها از یک رویکرد تحلیلی جهت مطالعه پارامتری و مشخص نمودن پارامترهای اثرگذار در مقدار عرض موثر بال در دیوارهای برشی بتن آرمه غیرمستطیلی استفاده شده است. در این راستا، ابتدا یک رابطه تحلیلی به منظور برآورد عرض موثر یک دیوار برشی غیرمستطیلی با هندسه کلی پیش از ترک خوردگی و در ناحیه الاستیک حاصل شده است. سپس با تکیه بر این رابطه، میزان تاثیر پارامترهای به کار رفته در آن، بر روی عرض موثر بال ارزیابی می شود که بر اساس آن، طول بال مقطع و نیروی محوری وارده اثرگذارترین پارامترها در تعیین عرض موثر مقطع محسوب می-شوند. سپس با استفاده از آنالیز ابعادی، عرض موثر به صورت تابعی از کمیت های بی بعد ارایه شده است. در پایان، نیز با توجه به نتایج به دست آمده، بر روی کارایی هریک از روابط پیشنهادی توسط آیین نامه های معتبر برای عرض موثر بال، بحث و مقایسه ای صورت گرفته است.

    کلیدواژگان: دیوار برشی بتن آرمه غیرمستطیلی، عرض موثر بال، مطالعه تحلیلی، مطالعه پارامتری، پدیده تاخیر برشی
  • رضا محمدپور*، شفیع الدین جوادی صفحات 162-179
    یکی از مسایل بسیار مهم در طراحی سازه های بتنی که در معرض آب قرار دارند کاهش نفوذپذیری و آب بند کردن بتن است. نوآوری این تحقیق استفاده از کنسانتره آهن به عنوان یک ماده ارزان قیمت جهت کاهش نفوذپذیری می باشد. جهت بررسی آزمایشگاهی ضریب نفوذپذیری و مقاومت فشاری بتن، تعداد 140 نمونه مکعبی با 7 طرح اختلاط و درصدهای مختلف کنسانتره مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن کنسانتره تاثیر بسزایی در کاهش نفوذ پذیری بتن دارد و به ازاء 5% الی10% کنسانتره، میزان ضریب نفوذپذیری به ترتیب 76/78% الی 44/96% کاهش می یابد. از طرفی، با افزایش کنسانتره، میزان مقاومت فشاری بتن کاهش می یابد. مقایسه همزمان نمودارهای مقاومت فشاری و نفوذپذیری نشان داد که بهینه ترین میزان مصرف کنسانتره آهن بین 5 الی 15 درصد وزنی سیمان می باشد. نتایج شکست نمونه های نشان میدهد که میزان درصد کنسانتره تاثیری بر نحوه شکست بتن نخواهد داشت.
    کلیدواژگان: کنسانتره آهن، نفوذ پذیری بتن، مقاومت فشاری، سازه های هیدرولیکی، نرخ نفوذ
  • علی دوستی*، سهراب ویسه صفحات 180-199

    سنگدانه ها به عنوان یکی از اجزاء اصلی بتن، تاثیر بسزایی بر مقاومت و دوام بتن خواهند داشت. یکی از مشکلات مهم سنگدانه های برخی نقاط کشور، احتمال واکنش زایی قلیایی سیلیسی بین سیلیس سنگدانه ها و قلیایی های موجود سیمان در آب حفره ای بتن در طول زمان است. به دلیل استفاده این سنگدانه ها در ساخت و سازهای مختلف به ویژه سازه های هیدرولیکی، ارزیابی دقیق این مصالح از نظر واکنش زایی با قلیایی های سیمان از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. در پژوهش حاضر ، به مطالعه و ارزیابی پتانسیل سنگدانه های تعدادی از معادن استان زنجان، کرمانشاه و کردستان پرداخته شده است. در این مطالعه جهت ارزیابی پتانسیل واکنش زایی مصالح از آزمون های پتروگرافی بر روی سنگدانه مطابق استاندارد ASTM C295، آزمون تسریع شده منشور ملات طبق استاندارد ASTM C1260 و آزمون تعیین تغییر طول منشور بتنی طبق استاندارد ASTM C1293 استفاده شد. بر اساس نتایج ، مشاهده گردید که پتانسیل واکنش زایی در برخی از معادن سطح هر سه استان وجود دارد و می بایست جهت استفاده از این سنگدانه ها در سازه های بتنی در تماس با رطوبت از اقدامات پیشگیرانه همچون استفاده از سیمان های کم قلیا یا پوزولان با مقدار مشخص و بهینه استفاده نمود.

    کلیدواژگان: دوام بتن، سنگدانه، سازه بتنی، سازه هیدرولیکی، واکنش قلیایی سیلیسی
|
  • Ehsan Karimi *, Vahid Reza Kalatjari Pages 5-19

    This paper presents a model to simulate shear mode (mode II) of fracture mechanics in concrete cold-joint. The simulation is performed using nonlinear static analysis of materials and geometry. The specimens used for modeling are S-shaped specimens used in the push-off test. The specimens modeled in three situations with 2, 4, and 6 steel connectors and validated with the results of corresponding the experimental specimens. The results of the analysis show that the proposed method has a good ability to simulate the behavior of the shear mode of fracture mechanics in concrete cold-joint. The proposed simulation method can be useful to investigate the behavior of reinforced concrete frames with cold-joint and repair, retrofitting, and strengthening reinforced concrete structures.

    Keywords: Cold-Joint, shear mode of fracture mechanics, push-off test, shear-friction, steel connectors
  • Ashkan Khodabandehlou *, Hadi Pouryan Pages 20-37

    Soil-structure interaction is one of the important and influential factors on the seismic behavior of structures, especially reinforced concrete structures. In this study, the effect of soil-structure interaction on a 9-story reinforced concrete structure with a flexural frame system designed based on low-risk seismic requirements and for nonlinear analysis with OpenSees finite element software in two different modes with rigid base without considering the interaction And with a flexible base, the effect of soil-structure interaction has been modeled and evaluated. The results show that due to the interaction, the base shear, the shear within the floors and the amount of relative displacement are reduced, while the actual periodicity of the building and the absolute displacement of the floors is increased.

    Keywords: Soil StructureInteraction, Dynamic Response, base shear, Fixed base, FlexibleBase
  • BABAK MANSORI *, Ashkan Torabi, ARASH Totonchi Pages 38-54

    One of the conventional retrofitting methods for reinforced concrete beams is flexural strengthening of beams with CFRP materials. In this study, a full scale reinforced concrete beam is constructed and evaluated under four-point flexural test. Afterward, a same beam is retrofitted in flexural region by monolayer of CFRP. These experimental tests are carried out to be the basis of verification for numerical specimens. The first, an unreinforced beam is subjected to four-point loading in the laboratory. Then, to strengthen the beam in the flexural zone, three similar beams is reinforced and reinforced in the flexural zone using a layer of CFRP sheet, a layer of steel sheet and GFRP rebar. The reinforcement of the beams is done in the middle range, and after loading, bending failure occurred in all the beams. The results show that the reinforced concrete beam has much impact on carrying capacity, but would crash out of the range of the bending beam will be soon. The results also show that by performing local reinforcement in the flexural zone, in some beams, the first cracks occur outside the flexural range, while the final flexural failure occurs in the middle range of the beam.

    Keywords: Retrofit, Reinforced concrete beam, CFRP Sheet, GFRP bar, Steel Sheet
  • Mohsen Parviz *, Yaser Arianpour, Seyed Mohammad Reza Moheymani Mousavi Pages 55-69

    In light of the importance of reinforced concrete reservoirs, as well as the increasing number of terrorist attacks, this study attempts to evaluate the performance of reinforced concrete reservoirs containing a fluid with response to TNT explosion at different distances while considering the Fluid-structure interaction (FSI) in relation to the loading impact from the blast wave. The LBE method in the LS-DYNA software was used for this research. The amounts of TNT used are 20, 40, 60, and 80 Kg at distances of 3, 4.5, 6 and 7.5 meters from the top of a concrete reservoir in simulated buried and non-buried situations. One of the most important results of this research is an increase of 14%, 33%, 35% and 41% of pressure in the blast impact on the reservoir with respectively 1.2, 1.4, 1.6 and 1.8 times of the TNT amount in the buried situation at a distance of 3 meters. Furthermore, the maximum pressure on the reservoir in the buried state at a distance of 3 meters was associated with an increase of 13%, 23%, 30% and 36%, respectively. The simulation results also illustrate the effect of soil as a protective cover in reducing the blast impact on the reservoir.

    Keywords: Fluid, Concrete reservoir, reinforced concrete, FSI, Explosion. LS-DYNA
  • Alireza Mardookhpour, Ramtin Sobhkhiz *, Seyed Ali Asgharifar Pages 70-86

    Earthquakes are one of the major phenomena affecting structures and engineers use design criteria to deal with their effects. In terms of the specific degree of safety for dams ‌, it is necessary that the design of large dams include the largest believable earthquake in hazard analysis and probability consideration regardless of the amount of time it returns in the design. Pebble dams have mainly concrete or asphalt coating, which in addition to impermeability to water, increases the stability of the dam. Since a number of gravel dams have been constructed in Iran and several other gravel dams are under construction, the study and analysis of this type of dam is very important for current and future studies of dam engineering. In this research, pebble dam modeling will be done in Abacus software as well as model validation. First, the model presented in the reference article is modeled and validated. The model used in validation and this research is Musouchura Dam. After ensuring the accuracy of modeling and analysis, the effect of concrete strength of dam cover under the effect of selected accelerometers and by changing the strength of concrete and also the effect of considering the damping of concrete were measured and finally the results were compared. The accelerometers used in this study are Northridge, Bam, San Fernando and Tabas. Changes in concrete strength in three types C20, C25 and C30 with nominal strength of cylindrical compression specimens of 20, 25 and 30 MPa were made and this increase in strength is about 8 to 10% in reducing lateral displacement under selected accelerometers in the dam crown has it. Considering the damping effect in concrete with a value of 0.0325, under selected accelerometers, there is a change of about 3% in the lateral displacement of the dam crown, while it has little effect on the tensile degradation of the concrete surface.

    Keywords: numerical simulation, CFRD Dam, earthquake, Concrete Coating
  • S. M. Amin Ghotbi *, Mahyar Pourlak, Morteza Esmaeili Pages 87-103

    Mechanical sieve analysis is a common method for determining concrete aggregates and soil classification. For facilitation and acceleration of this method, this paper reviews image processing and deep learning methods used in geotechnical and civil engineering applications. Combination of deep learning with image processing can result in a robust, human-independent approach (in terms of experience and recognition power), resulting in faster and accurate results. To better understand the performance of such methods, two convolutional neural network (CNN) architectures (e.g. AlexNet or GoogleNet) were evaluated for their capability in automatic feature extraction and image classification. It was observed that the accuracy of these networks in prediction of aggregate class is dependent on ratio of the number of training samples to the whole dataset size, epoch number and mini batch size. The number of training images between 80-90% of the total dataset was found to be suitable and a minimum of 10 epoch is required to obtain the maximum validation accuracy. Using this model, a validation accuracy of up to 100% was reachable. Furthermore, the model was capable to predict about 85% of new images correctly. The future improvement of this method can be associated to increasing its efficiency in training process by using optimization approaches.

    Keywords: soil, aggregate classification, image processing, Deep Learning
  • Ali Yari, Mohammad Kazem Sharbatdar *, Ali Kheyroddin Pages 104-120

    The high weight is one of the most important deficient of any building that has a direct role at damages caused during an earthquake, so the application of new lightweight material is one of the attractive research issues. The effectiveness of replacing Polystyrene instead of regular aggregates on its density and also adding silica fume and zeolite and its effectiveness on concrete strength were investigated in this paper. Three mix designs consisting of zeolite, silica fume, and polystyrene on cubic, cylinder compressive specimen, and flexural beam specimens were cast and tested. The test results indicated that the mix design with 20% zeolite and 5% silica fume gave concrete with a special density equal 1756 kilogram per cubic meter and cylinder compressive strength equal 27 MPa, indicating one special structural high-strenght lightweight concrete. In addition, the complete structural design results showed that the total costs of building cast with structural lightweight concrete (concrete, steel bars, and casting cost) was almost 40% less than of regular reinforced concrete building.

    Keywords: Structural Light Weight Concrete, Zeolite, Silica fume, Polystyrene, Compressive strength
  • Reza Moradi, Ebrahim Khalilzadeh Vahidi * Pages 121-137

    This study experimentally examines types of rotational-friction dampers with two slip load and numerically analyze the behavior of a reinforced concrete frame with these dampers under cyclic loading. To this goal, the study will explain the mechanism of proposed damper’s action after the introduction. In the next step, two specimens of rotational-friction dampers with two different slip load are investigated in the laboratory. Using OpenSees software, the proposed behavioral model is validated by experimental results. In the final step, a frame of one-story reinforced concrete that had one bay was analyzed under cyclic loading in four states including (1) without damper, (2) with a rotational-friction damper that had one slip load (RFD), (3) with a rotational-friction damper that had two slip load type S01, and (4) with a rotational-friction damper that had two slip load type S02. The obtained results were discussed and examined after these analyses. The results of the numerical analysis also show that the concrete frame with S01 damper has better seismic performance. This is because its ultimate strength and dissipated energy are respectively 15% and 164% more than the ultimate strength and dissipated energy of the frame without damper, at the last cycle.

    Keywords: Slip Load, rotational-friction, Damper, Dissipated energy, effective stiffness, effective damping
  • Alireza Khaloo *, Hatef Abdoos, Mohammad Tabiee Pages 138-161

    A paucity of parametric study does exist that has investigated the influential parameters affecting the effective flange width of non-rectangular reinforced concrete (RC) shear walls. Therefore, this paper attempts to present a novel approach to parametrically study the effective flange width of non-rectangular RC shear walls. In this regard, an analytical formulation has been established in the elastic region to estimate the effective flange width of a non-rectangular RC shear wall with a general geometry. Based on the proposed analytical formulation and by considering the shear-lag phenomenon, the influential parameters have then been determined which affect the stress distribution, and in turn, the effective width of the section. Moreover, a dimensional analysis has been carried out employing the Buckingham's Pi Theorem to derive the effective flange width of the section as a function of dimensionless parameters. The findings indicate that the influential parameters are respectively the flange width, axial as well as lateral force, and height of the wall which appear in the predictive formulations. Nevertheless, the exciting codes neglect the effect of the applied loading to the wall structure which fail to accurately predict the effective flange width of the wall section.

    Keywords: Non-rectangular Reinforced Concrete Shear Wall, Effective Flange Width, Analytical Study, Parametric study, Shear Lag
  • Reza Mohammadpour *, Shaffiodin Javadi Pages 162-179
    One of the most important issues in the design of concrete structures that are exposed to water is the reduction of permeability and water proofing. The innovation of this research is using iron concentrate as an inexpensive material for reduction of permeability. To determine permeability coefficient and compressive strength of concrete, 140 cubic samples with 7 mixing plan and different concentrate percentage have been studied in the laboratory. The results showed that the addition of concentrate has a significant effect on permeability reduction where for 5% to 10% concentrate, the permeability coefficient decreases from 78.76% to 96.44%, respectively. On the other hand, the compressive strength of concrete decreases with increasing concentrate. A comparison between the compressive strength and permeability diagrams showed that the optimal value of concentrate is between 5 to 15% by weight of cement. The failure results of the samples show that the percentage of concentrate has no effect on the failure of concrete.
    Keywords: Iron concentrate, Concrete permeability, Compressive strength, Hydraulic structures, penetration rate
  • Ali Dousti *, Sohrab Veiseh Pages 180-199

    The aggregates as a prominent part of concrete mixture have significant impact on durability and strength of concrete. One of the most important problems attributed to some part of aggregates in Iran are reported to possibly deleterious alkali silica reaction between the hydroxyl ions (OH−) in the pore solution and reactive silica in the aggregate over the time. So, investigation of alkali-silica reaction potential for aggregate in this area is so invaluable because of high consumption of these suspicious materials in the construction of varied hydraulic structures.In present study, alkali silica reactivity of aggregate in a number of mines in West of Iran including Zanjan, Kermanshah and Kordestan province has been investigated comprehensively. In this regard, in order to evaluate alkali silica reactivity of aggregates, petrography examination of aggregate according to ASTM C295, alkali silica reactivity mortar bar testing according to ASTM C1260 and determination of length change of concrete due to alkali silica reaction according to ASTM C1293 was used. Based on results obtained in present study, it was concluded that alkali silica reactivity was observed at a number of aggregates placed in every three studied province and in order to using of these aggregate at concrete structures exposed to water, preventive action including using low alkali cement or pozzolan could be useful.

    Keywords: Concrete Durability, Aggregate, Concrete Structures, Hydraulic structure, Alkali silica reaction