فهرست مطالب

پژوهش های زیرساخت های عمرانی - سال هفتم شماره 2 (پیاپی 13، پاییز و زمستان 1400)

مجله پژوهش های زیرساخت های عمرانی
سال هفتم شماره 2 (پیاپی 13، پاییز و زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/10/11
  • تعداد عناوین: 12
|
  • عباس اسکندرس، فریدون امیدی نسب*، احمد دالوند صفحات 1-19

    با توجه به اینکه در یکی دو دهه اخیر، تحقیقات در خصوص بتن های الیافی گسترش خوبی داشته و در حال حاضر به عنوان یکی از محورهای تحقیقاتی مهم در تکنولوژی بتن به حساب می آید. همچنین استفاده از بتن های با سنگدانه بازیافتی که تحقیقات در مورد آنها در حال افزایش است. بدلیل استفاده از سنگدانه بازیافتی برخی مشخصات مکانیکی آنها نسبت به بتن با سنگدانه طبیعی ضعیف تر بوده و لذا استفاده از الیاف در ساخت بتن باعث تقویت برخی مشخصات مکانیکی بتن شده و ضعف های بتن در این مشخصات مکانیکی تا حدود زیادی مرتفع نموده است. در تحقیق حاضر از الیاف مختلف از نظر مصالح و بصورت مجزا و ترکیبی در بتن های با سنگدانه بازیافتی مورد استفاده قرار گرفته و پارامترهای رفتار خمشی این تیرهای ساخته شده با آنها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. برای این منظور از الیاف فولادی و کورتا بصورت مجزا و ترکیبی در ساخت تیرهایی با ابعاد واقعی (سه نمونه تیر) مورد استفاده قرار گرفت. همچنین برای مقایسه نتایج، دو نمونه تیر بدون الیاف و با سنگدانه طبیعی و مصنوعی ساخته شده و نتایج تیرهای الیافی با سنگدانه بازیافتی با آنها مورد مقایسه قرار گرفت. آزمایش مقاومت خمشی چهار نقطه ای بر روی نمونه ها انجام شد. مود شکست و پارامترهای رفتار خمشی تیرهای با سنگدانه های بازیافتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزودن الیاف ترکیبی نسبت به الیاف مجزا تاثیر بسیار بهتری در بهبود رفتار خمشی تیرهای بتن مسلح داشته و ضعف استفاده از سنگدانه های بازیافتی را در رفتار خمشی تیر برطرف می کند.

    کلیدواژگان: الیاف مجزا، الیاف هیبریدی، رفتار خمشی، تیر بتن مسلح، سنگدانه بازیافتی
  • فاطمه صفری هنر، اسماعیل محمدی ده چشمه، وحید بروجردیان*، مهران ترابی صفحات 21-31

    خرابی پیشرونده شاخه ای از تحقیقات است که در چند سال اخیر موردتوجه محققین قرارگرفته است. در این تحقیق به بررسی پتانسیل تخریب پیشرونده سازه فولادی چهار طبقه تحت اثر برخورد کامیون دارای وزن 8 تن نیرو با ستون های طبقه همکف پرداخته شده است. سرعت وسیله نقلیه برابر با 20 متر بر ثانیه در نظر گرفته شد. این سازه فولادی 4 طبقه (در یک جهت دارای سیستم قاب خمشی فولادی متوسط و مهاربند همگرای ویژه فولادی و جهت دیگر دارای سیستم قاب خمشی فولادی متوسط) در نرم افزار ETABS مدل سازی و طراحی شد. برای شبیه سازی سازه تحت سناریوهای برخورد از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS استفاده شده است. مدل سازی ها به صورت سه بعدی در نظر گرفته شد. در این تحقیق، 6 سناریوی برخورد کامیون به ستون های مجاور مختلف سازه با انجام تحلیل های دینامیکی غیرخطی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد که ستون های گوشه نسبت به ستون های پیرامونی در برابر برخورد آسیب پذیرتر هستند. همچنین وجود مهاربندها باعث کاهش خرابی و تغییر شکل در سناریوی موردنظر می شود. به طوری که جابجایی افقی در ستون گوشه مورد ضربه در سناریو 4 (در جهت قاب خمشی) حدود 3 برابر سناریو 1 (در جهت سیستم دوگانه) است. این موضوع تاثیر مثبت مهاربند را در کاهش پاسخ های سازه در مقابل ضربه را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تخریب پیشرونده، ضربه، برخورد کامیون، تحلیل دینامیکی غیرخطی، ABAQUS
  • محمدتقی اعلمی*، رامین وفایی پور سرخابی، علیرضا ناصری، علیرضا مجتهدی صفحات 33-49

    تقویت موج شکن ها می تواند میزان آسیب های منجر به ناپایداری هیدرولیکی را کاهش دهد. در این تحقیق، با هدف ارتقای پایداری موج شکن های شکل پذیر، مدلی برای کنترل و کاهش آسیب سازه در مواجهه با امواج ، با الحاق یک مانع مستغرق متصل به پنجه ی سازه و یک موج گیر شناور در فاصله ی معین، ارایه و به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. در روند انجام آزمایش ها، موج شکن در معرض تعداد 3000 موج تصادفی تحت طیف جانسواپ، قرار گرفته و با ساخت مدل رقومی و سه بعدی یکپارچه ی سازه به وسیله ی فتوگرامتری برد کوتاه، تغییر مکان مصالح آرمور و تغییر شکل موج شکن در آزمایش های مختلف، ثبت و پارامتر آسیب محاسبه شده است. در تحلیل اثر امواج بر سازه، مشاهده گردید که با افزایش ارتفاع نسبی موج و رشد پریود نسبی موج، پارامتر آسیب افزایش می یابد. همچنین مقایسه ی نتایج آزمایش مدل های تقویت شده نسبت به موج شکن ساده، نشان داد که پارامتر آسیب با الحاق مانع متصل، به میزان 19/37 درصد و با به کارگیری موج گیر شناور، معادل 14/34 درصد کاهش می یابد که موید عملکرد خوب مدل های پیشنهادی است. تقویت موج شکن به وسیله ی مانع مستغرق و موج گیر شناور به طور همزمان نیز، مقدار پارامتر آسیب را 79/51 درصد کاهش داده و بهترین عملکرد را در بین مدل ها ثبت نموده است. همچنین بررسی رفتار شاخص پایداری و پارامتر آسیب، روند همسو و افزایشی تغییرات این دو پارامتر را نشان می-دهد و رصد عملکرد متقابل تیزی موج و پارامتر آسیب، نشان دهنده ی کاهش عدد آسیب با افزایش مقادیر تیزی موج می باشد.

    کلیدواژگان: امواج تصادفی، عدد آسیب، پایداری، موج شکن توده سنگی، مانع مستغرق
  • حر خسروی*، محمدحسین حاجی محمدی، رضا دزواره رسنانی صفحات 51-60

    در تحلیل سازه، اثر پی-دلتا به تغییرات نیروهای داخلی ناشی از لنگر حاصلضرب بار ثقلی (پی) در تغییرمکان جانبی سازه در اثر زلزله (دلتا) گفته می شود. اهمیت اثر پی-دلتا هنگامی که پاسخ سازه در ناحیه خطی است می تواند قابل چشم پوشی باشد، اما این اثر با ورود پاسخ سازه به ناحیه غیرخطی اهمیت بیشتری پیدا می کند. از طرف دیگر مدت دوام زمین لرزه زمانی اهمیت بیشتری پیدا می کند که در تحلیل های غیرخطی اثر پی-دلتا نیز لحاظ شود. در این تحقیق جهت بررسی میزان تاثیر مدت دوام زلزله و اثر پی-دلتا به طور هم زمان، الگوریتمی در نرم افزار متلب پیاده سازی شد که با بکارگیری نرم افزار اپن سیس، سیستم های الاستوپلاستیک را تحت شرایط بار ثقلی مختلف مدل سازی نموده و سپس آن ها را تحت تحلیل های دینامیکی خطی و غیرخطی، تحت نگاشت های با مدت دوام طولانی و کوتاه قرار می دهد. نتایج این مطالعه نشان داد که در تمام موارد تعداد فروریزش ها تحت نگاشت های با مدت دوام طولانی نسبت به جفت نگاشت های با مدت دوام کوتاه، حدود 2 برابر است. همچنین تعداد فروریزش ها با افزایش شکل پذیری و شاخص پایداری افزایش ولی با افزایش دوره تناوب سازه کاهش می یابد. علاوه بر این، افزایش مدت دوام زلزله تاثیر چندانی بر افزایش تغییرمکان پسماند سازه نداشته است ولی در اثر غیرخطی شدن سازه و اثر ثقل، فراوانی مقادیر تغییرمکان های پسماند بزرگ، افزایش پیدا می کند.

    کلیدواژگان: اثر پی- دلتا، مدت تداوم زلزله، تغییر مکان پسماند، ظرفیت فروریزش، سیستم یک درجه آزاد الاستوپلاستیک
  • سجاد عبدالهی، غلامحسین حامدی، بابک گلچین*، رامین مشک آبادی صفحات 61-75

    در تحقیقات گذشته، اثر پلی اتیلن های مختلف، بر تعدادی از رفتارهای مخلوط های آسفالتی مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق، طرح اختلاط مخلوط های آسفالتی حاوی پلی اتیلن با چگالی بالا به روش متداول و نیز به روش سطح پاسخ برای مصالح سنگ آهک و گرانیت تحلیل و مدل سازی شده است. بدین منظور رفتار حجمی و مقاومتی نمونه های آزمایشگاهی اندازه گیری شده و مورد تحلیل آماری قرارگرفته اند. در فرایند بهینه سازی، مقدار بهینه قیر و پلی اتیلن لازم مطابق با معیارهای آیین نامه روسازی آسفالتی راه های ایران و با رویکرد تابع مطلوبیت استخراج شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد، مخلوط آسفالتی بهینه برای مصالح آهکی با قیر 6.1 و پلی اتیلین 4 درصد و در مطلوبیت 0.909 تولید می شود، در حالیکه این مقدار برای مصالح گرانیتی با قیر 5.9 و پلی اتیلن 4 درصد و در مطلوبیت 0.962 تعیین می گردد. افزودنی پلی اتیلن استقامت مارشال و وزن مخصوص نمونه ها را برای هر دو مصالح سنگی افزایش می دهد. درصد افزودنی بیشتر، اثر افزایشی بیشتری بر این پارامترها دارد. تحلیل واریانس نشان می دهد پلی اتیلن، اثر معنی دار بر روانی مارشال داشته و افزایش آن از صفر به چهار درصد، مقدار روانی مارشال را کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: پلی اتیلن با چگالی بالا، طرح اختلاط، بهینه سازی، تحلیل واریانس
  • ایرج رحمنی، احمد ملکی*، محمدعلی لطف اللهی یقین صفحات 77-91

    بتن مسلح با الیاف فولادی به منظور بهبود بخشیدن به خواص بتن، کاربرد وسیعی را در سازه های بتنی و بتن مسلح پیدا کرده است. دلیل این کاربرد گسترده مزایای بیشمار فنی و اقتصادی در استفاده از الیاف فولادی در جسم بتن می باشد. با توجه به این مزایای مهم در خواص بتن، تولید و کاربرد الیاف فولادی در کشورهای صنعتی جهان از طیف وسیعی برخوردار شده است، بطوریکه در حال حاضر انواع الیاف فولادی با مشخصات فنی و کاربری های گوناگون بطور صنعتی تولید انبوه می گردد. بتن مسلح با الیاف فولادی شامل یک کالبد بتنی مرکب از سیمان، مصالح سنگی، آب و همچنین درصدی از الیاف فولادی کوتاه می باشد که بطور درهم و کاملا اتفاقی و در جهات مختلف در مخلوط پراکنده شده که وجود الیاف فولادی مشخصات بتن را نسبت به حالت خالص بهبود می بخشد. تعیین درصد بهینه الیاف یکی از فاکتورهای مهم از لحاظ اقتصادی و کارایی بتن است. در این پژوهش برای تعیین درصد الیاف بهینه در رده های مقاومتی مختلف 24 طرح اختلاط تهیه و آزمایشگاه مکانیکی و بتن تازه انجام شد. مقاومت خمشی نمونه های حاوی 9/0 درصد الیاف فولادی برای رده های C40، C50 و C60 به ترتیب به مقدار 91/1، 86/3 و 14/5 برابر نسبت به نمونه شاهد بیشتر شده است.

    کلیدواژگان: الیاف فولادی، خواص مکانیکی، بتن خودتراکم، مقاومت فشاری، درصد بهینه
  • علی قنبری*، سید علیرضا موسوی معلم صفحات 93-105

    با توجه به نیاز بیش از پیش به گودبرداری در مناطق شهری، حفظ پایداری و جلوگیری از آسیب به ساختمان ها و تاسیسات مجاور عملیات گودبرداری با استفاده از سیستم های پایدارساز جداره ی گود ضروری است. یکی از روش های محبوب جهت پایداری جداره های گود، سیستم میخ کوبی است. در این روش به منظور بسیج شدن نیروی کششی در المان های فولادی، جابجایی دیواره اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش از تحلیل های عددی مبتنی بر روش المان محدود با استفاده از نرم افزار MIDAS GTS NX جهت بررسی پاسخ ساختمان بتنی مجاور گود سوده برده شده است. در ادامه اثر شرایط مختلف ساختمان اسکلت بتنی از جمله تعداد طبقات و فاصله ی آن از عملیات گودبرداری و گود پایدارشده به روش میخ کوبی با عمق های مختلف بر وضعیت ساختمان مجاور گود مورد مطالعه قرار گرفته است. نمودارهای ارایه شده در این مقاله بیانگر میزان نشست فونداسیون، چرخش ساختمان، اضافه تنش محوری به وجود آمده در ستون های بتنی و کرنش برشی ناشی از گودبرداری در دیوارهای میان قابی از جنس مصالح بنایی هستند. این مطالعه نشان داد که اضافه تنش محوری ستون ساختمان مجاور گود در اثر عملیات گودبرداری کمتر از 5 درصد مقاومت فشاری بتن بوده و قابل صرف نظر است. بیشترین تغییرمکان در ساختمان های مجاور گود به ترتیب در شرایطی رخ می دهد که ساختمان در لبه ی گود و در فاصله ای به اندازه ی عمق گود قرار گرفته باشند. نشست در فاصله ای به اندازه ی 2 برابر عمق گود از لبه آن کمتر از 10 درصد نشست حداکثر و در فاصله ی 4 برابر عمق گود از لبه آن ناچیز است.

    کلیدواژگان: گودبرداری، میخ کوبی، ساختمان بتنی، مدلسازی عددی، میداس
  • رضا اسدیان، کیارش ناصراسدی، مهدی اقبالی* صفحات 107-128

    کاربرد بهینه مصالح در ساخت سازه ها از اهداف اصلی در هر طراحی محسوب می گردد. از آنجا که ساخت سازه های ساختمانی برای سازندگان آنها دارای هزینه های زیادی است، بنابراین، سازه ها و ساختمان هایی که از نظر اقتصادی توجیه پذیر و مناسب بوده و الزامات آیین نامه ها را تامین می نمایند، مورد استقبال بیشتری قرار می گیرند. از طرف دیگر، حفظ عملکرد سازه ها در زلزله ها نقش مهمی در تامین ایمنی و کاهش خسارات ناشی از زلزله دارد. بهینه سازی قاب ها باعث کاهش مقاطع، سختی و مقاومت اجزا می گردد و در نتیجه عملکرد این قاب ها در برابر زلزله مورد تردید محققان قرار گرفته است. در این پژوهش، سطح عملکرد قاب های خمشی بهینه سازی شده با الگوریتم های فرا کاوشی مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این موضوع، عملکرد لرزه ای قاب های خمشی فولادی پنج طبقه با مشخصات متفاوت هندسی با استفاده از الگوریتم های ژنتیک، ازدحام ذرات، کلونی مورچگان، و سیستم ذرات باردار بهینه سازی شده و مورد ارزیابی لرزه ای قرار گرفته است. نتایج مطالعات نشان می دهد که قاب بهینه شده بر اساس الگوریتم سیستم ذرات باردار دارای وزن کمتر و مقاطع سبک تری بوده و پاسخ های رفتار لرزه ای قاب ها سریع تر بدست آمده است. از نظر سطوح عملکردی نیز، مجموع تعداد مفاصل آستانه فروریزش در الگوریتم ازدحام ذرات از سایر روش ها بیشتر بوده است. بنابراین این الگوریتم نیز به عنوان یک پیشنهادی مناسب برای طراحی بهینه قاب های مشابه می تواند پیشنهاد گردد.

    کلیدواژگان: ارزیابی لرزه ای، سطوح عملکردی، قاب خمشی فولادی، بهینه سازی، الگوریتم های فراکاوشی
  • علی قربانی* صفحات 129-143

    امروزه لزوم به کارگیری دانش مدیریت پروژه به عنوان عامل اصلی موفقیت در سازمان های پروژه محور آشکار است. به منظور افزایش اثربخشی در مدیریت پروژه ها و نیز افزایش سطح بلوغ مدیریت پروژه و نهایتا افزایش نرخ موفقیت سازمان، استقرار واحدی با کارکرد مرکزیت بخشی و هماهنگ سازی پروژه ها ضروری است که این وظیفه در قالب دفتر مدیریت پروژه نقش می بندد. اتخاذ این رویکرد یکی از اقداماتی است که در متمرکز نمودن و یکپارچه سازی فرآیندهای مدیریت پروژه سازمان موثر است. با عنایت به این موارد، امروزه سازمان ها به منظور غلبه بر مشکلات و نیز بالا بردن اثربخشی مدیریت پروژه ها، ضرورت و اهمیت پیاده سازی دفاتر مدیریت پروژه را دریافته اند. در این راستا در مقاله پژوهشی حاضر، چالش های پیاده سازی دفتر مدیریت پروژه در شرکت ها و پروژه های صنایع نفت و گاز به همراه بررسی موردی که در شرکت مهندسی و توسعه نفت صورت گرفته، شناسایی و اولویت بندی شده است. برای این منظور در مرحله اول جهت شناسایی چالش ها، مصاحبه هایی با خبرگان این حوزه صورت گرفت که منجر به شناسایی 36 چالش گردید و به سه دسته چالش های سازمانی، مدیریتی و منابع انسانی تقسیم گردیدند. نهایتا در مرحله دوم، این چالش ها با استفاده از توزیع پرسشنامه میان متخصصان و تحلیل سلسله مراتبی صورت گرفته، اولویت بندی شدند که در این راستا عدم ثبات مدیریتی، عدم حمایت مدیران و شناخت کافی و مناسب آن ها، نگرانی ها از دخالت های اجرایی و واگذاری اختیارات و وجود مدیران با تفکرات سنتی، برخی از موارد اصلی و چالش برانگیز در پیاده سازی دفتر مدیریت پروژه در شرکت ها و پروژه های اجرایی صنایع نفت و گاز می باشند.

    کلیدواژگان: دفتر مدیریت پروژه، چالش های پیاده سازی، صنایع نفت و گاز، تحلیل سلسله مراتبی
  • محمدجواد حمیدیا*، فاطمه توزنده جانی، عباس مهدویان صفحات 145-156

    امروزه سازه های زیادی در نزدیکی گسل با استفاده از جداساز لرزه ای احداث می گردند. در این مقاله، تخمین روش ساده سازی شده آیین نامه ASCE7-16 برای جابه جایی حداکثر سازه های جداسازی شده توسط جداساز آونگی اصطکاکی مورد بررسی قرار گرفته و با نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی برای زلزله های حوزه نزدیک پالس گونه و غیرپالس گونه مقایسه گردیده است. این بررسی برای خاک نوع دو و در منطقه با خطر نسبی خیلی زیاد شهر تهران صورت گرفته است. برای بررسی این موضوع، در ابتدا طبق روابط ساده سازی شده آیین نامه، ظرفیت جابه جایی 16 جداساز آونگی اصطکاکی با چهار شعاع موثر و چهار ضریب اصطکاک مختلف محاسبه شده است. سپس با انتخاب هفت شتابنگاشت زلزله حوزه نزدیک پالس گونه و هفت شتاب نگاشت زلزله حوزه نزدیک غیر پالس گونه با استفاده از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی، ظرفیت جابه جایی برای جداسازهای آونگی اصطکاکی تعیین شده است. در نرم افزار OpenSees جداساز مدل شده است و سپس هر شتابنگاشت به سازه اعمال می شود و جابه جایی حاصل از هر شتابنگاشت ثبت می گردد. نتایج نشان می دهند که روابط ساده سازی شده آیین نامه برای تعیین ظرفیت حداکثر جداساز آونگی اصطکاکی در زلزله های حوزه نزدیک نسبت به نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی، مقدار کمتری را نشان می دهند. در نتیجه نیاز به طراحی مجدد جهت کاهش جابه جایی حداکثر به میزان مجاز آیین نامه ای می باشد. نسبت جابه جایی حداکثر حاصل از روش های ساده سازی شده آیین نامه ای برای زلزله های حوزه نزدیک پالس گونه برابر 2.2 و این نسبت برای زلزله های حوزه نزدیک غیرپالس گونه مقدار 2 دارد و به صورت محافظه کارانه برای تمام زلزله های حوزه نزدیک می توان 2.2 در نظر گرفت.

    کلیدواژگان: جداسازی لرزه ای، جداساز آونگی اصطکاکی، حوزه نزدیک، پالس گونه، روش های ساده سازی شده آیین نامه ای
  • امیرعلی زاد*، میکائیل کاظم زاده، مریم یزدی صفحات 157-168

    حمل ونقل ریلی دارای مزایای منحصر به فردی نسبت به سایر روش های حمل و نقل است که به عنوان مثال می توان به آسیب پذیری کمتر زیست محیطی و ایمنی بیشتر نسبت به سایر روش های حمل ونقل اشاره کرد. با توجه به کمبود زمین های دارای ظرفیت باربری مناسب قسمتهایی از مسیر راه آهن بر روی خاکهای نرم ساخته می شود که امکان ایجاد ناپایداری و نشست خطوط آهن دراین نوع خاکها از دغدغه های اصلی مهندسان می باشد. قطارهای با سرعت بالا این روزها در کشورهای پیشرفته در جهت کاهش زمان سفر مورد استفاده قرار می گیرند که می توانند باعث افزایش قابل توجه پاسخ های دینامیکی اجزا در خطوط راه آهن شوند به خصوص زمانی که قطار در سرعت بحرانی حرکت می کند. یکی از روش هایی که برای بهسازی رسوبات نرم و خاک های ریزدانه سست مورد استفاده قرار میگیرد، روش ستون سنگی می باشد. هدف اصلی از انجام این پژوهش، بررسی و کنترل میزان نشست و پایداری بستر رس نرم و خاکریز راه آهن تحت عبور قطار پرسرعت به عنوان دو فاکتور مهم در بهره برداری و استفاده از مجموعه راه آهن می باشد. در این مقاله نحوه عملکرد ستون های سنگی در بستر حرکت قطار های پر سرعت به منظور کاهش نشست خاک و جلوگیری از وقوع نشست های نامتقارن در شرایط مختلف و تحت تاثیر عوامل مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که با افزایش طول ستون سنگی و کاهش قطر آن، نشست و نشست نامتقارن ناشی از عبور قطار پرسرعت کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: قطار پر سرعت، ستون سنگی، مدلسازی عددی، خاک نرم
  • مسعود شمقدری، محمدکاظم شربتدار*، امید رضایی فر صفحات 169-183

    یکی از مصارف انرژی در بخش‏ ساختمان ‏های در حال بهره‏ برداری و بخصوص ساختمان‏ های با زیرساخت های آموزشی مانند مدارس می ‏باشد. از جمله روش های موثر کاهش مصرف انرژی در این ساختمان ‏ها، قبل از ساخت می ‏باشد. لیکن بسیاری از ساختمان ‏ها در حال حاضر ساخته ‏شده و می ‏بایست راهکاری برای کاهش مصرف انرژی در این ساختمان‏ ها پیدا‏نمود. از جمله راهکارهای مهم، پیش ‏بینی میزان انرژی مصرفی در این ساختمان‏ ها است. دراینصورت می‏ توان انرژی مصرفی را قبل و بعداز بعضی تغییرات در ساختمان مورد ارزیابی قرارداد. در این مقاله، به موضوع پیش ‏بینی انرژی در ساختمان‏ های وضع‏ موجود در مدارس که از زیرساخت های مهم کشور هستند پرداخته ‏شده ‏است. بدین منظور ابتدا تعدادی از مشخصات مهم فیزیکی ساختمان و میزان مصرف انرژی آن براساس قبوض مصرفی، بصورت میدانی جمع ‏آوری شده ‏است. برداشت اطلاعات میدانی از ساختمان‏ های وضع موجود مدارس جهت ارایه مدل پیش ‏بین انرژی تجربه نو در این زمینه بوده و در پژوهش ها کمتر به آن پرداخته شده است. مدلسازی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی انجام شده و نتایج، یک ضریب همبستگی بسیار خوب 992/0 را برای اعتبار سنجی مدل نشان می دهد. در انتها نیز اثرات کاهش دی ‏اکسید‏کربن با توجه به میزان صرفه‏ جویی در انرژی مصرفی مورد بحث قرارگرفته ‏است.

    کلیدواژگان: پیش‏ بینی انرژی، شبکه عصبی مصنوعی، ساختمان مدارس، دی‏ اکسید‏کربن
|
  • Abas Eskandari, Fereydoon Omidinasab *, Ahmad Dalvand Pages 1-19

    Due to the fact that concrete is one of the most widely used construction materials and concrete has low ductility, tensile strength and flexural strength along with good compressive strength. To this end, in recent years, by adding fibers to concrete and making reinforced fiber concrete, these weaknesses have been greatly improved. In this study, four samples of reinforced concrete beams were made with recycled aggregate and one sample of beams was made with natural aggregate and in real scale with dimensions of 150×50×20 centimeters. Separate and hybrid types of steel and Kortta fibers were used in the manufacture of beams. In three beam specimens, steel and Kortta fibers were used separately and hybrids and no fibers were used in the beam specimen. In fiber beams and one of the beams without fibers, recycled aggregate was used in their concrete and in one of the fabricated beams, neither fiber nor recycled aggregate was used and it was used as a reference sample in the performed studies. Four-point flexural strength test was performed on the samples. Fracture mode, flexural behavior parameters of beams made with recycled aggregates were investigated. The results showed that the addition of hybrid fibers has a very positive effect on improving the flexural behavior of reinforced concrete beams and eliminates the weakness of recycled aggregates in flexural behavior compared to beams made with natural aggregates.

    Keywords: Separate fibers, Hybrid fibers, Flexural behavior, Reinforced concrete beam, Recycled aggregate
  • Fateme Safari Honar, Esmaeil Mohammadi Dehcheshmeh, Vahid Broujerdian *, Mehran Torabi Pages 21-31

    In this study, the potential of progressive collapse of a four-story steel structure due to the collision of an 8-ton truck with the ground floor columns was investigated. For this purpose, a 4-story steel structure ( with intermediate steel moment frame system and special concentric steel bracing in the x-direction and intermediate steel moment frame system in the y-direction ) was modeled and designed in ETABS software. ABAQUS finite element software was used to simulate the structure under collision scenarios. In this research, 6 scenarios of truck collision with adjacent columns of the structure have been considered by performing nonlinear dynamic analyzes. The vehicle speed is assumed to be 20 meters per second. The results showed that corner columns are more vulnerable to impact than perimeter columns. The presence of braces reduces the collapse and deformation in the desired scenario. The horizontal displacement in the impacted column in the direction of the moment frame was about 3 times that of in the direction of the dual system. this shows the positive effect of bracing system in reducing the structural responses to impact.

    Keywords: Progressive collapse, Impact, Truck Collision, Nonlinear Dynamic Analysis, ABAQUS
  • Mohammad Taghi Alami *, Ramin Vafaeipour Sorkhabi, Alireza Naseri, Alireza Mojtahedi Pages 33-49

    Strengthening breakwaters can reduce the damages that lead to hydraulic instability. Aiming to enhance the stability of reshaping breakwaters, this experimental study presents a method for controlling and reducing structural damages against waves by attaching a submerged obstacle to the structure toe and installing a floating wave barrier at a certain distance. In the tests, the breakwater was exposed to a total of 3000 random waves based on the JONSWAP spectrum. By generating an integrated 3D digital model of the structure using close-range photogrammetry, the displacement of armour units was recorded, and the damage parameter was calculated. Moreover, a comparison of the results between reinforced and simple breakwater indicated that the damage parameter was reduced by 37.19 and 34.14 percent by, respectively, attaching the submerged obstacle and installing the floating wave barrier, which confirms the good performance of the proposed models. Breakwater reinforcement with the submerged obstacle and the floating wave barrier simultaneously reduced the damage parameter by 51.79 percent, which was the highest efficiency among the different models. Also, the results show that with increasing the stability number, the damage parameter also increases, and the interaction between the wave steepness and the damage parameter indicates that the damage parameter decreases with increasing the wave sharpness values.

    Keywords: Random Waves, Damage Parameter, Stability, Rubble-Mound Breakwater, Submerged Obstacle
  • Horr Khosravi *, Mohammadhosein Hajimohammadi, Reza Dezvareh Pages 51-60

    In structural analysis, P-Delta effect refers to the changes in internal forces due to P-Delta moment which can be found by multiplying gravity load (P) by the lateral displacement of structure for earthquake lateral load (Delta). The influence of P-Delta in elastic response of structures is ignorable, but P-Delta effect should be given more attention when the structure responds in inelastic range. On the other hand, the influence of ground motion duration is magnified when P-Delta effect is considered in the structural analysis. In this paper, to consider the simultaneous effect of ground motion duration and P-Delta effect, an algorithm is implemented in MATLAB which employs OPENSEES for linear and nonlinear dynamic analysis of elasto-plastic systems subjected to long- and short-duration records. The analysis results indicate that the frequency of structural collapse for long-duration ground motions is about twice of short-duration ground motions. The frequency of collapse also increases when ductility and stability index increase, but decreases when the period of structure increases. Furthermore, the increase of ground motion duration has no influence on the residual displacement of structures, but nonlinear behavior of structures and gravity load effect increase the residual displacements.

    Keywords: P-Delta effect, Strong motion duration, Residual displacement, Collapse capacity, Elasto-plastic system
  • Sajad Abdollahi, Gholam Hossein Hamedi, Babak Golchin *, Ramin Meshkabadi Pages 61-75

    In previous studies, the effect of different types of polyethylene on the performance of asphalt mixtures has been investigated. In this research, the mixing design of asphalt mixtures containing high density polyethylene has been analyzed and modeled based on the conventional and the response surface methods for limestone and granite aggregates. For this purpose, the volumetric and strength behavior of laboratory-made samples have been measured and statistically analyzed. In the optimization process,, the optimal amount of binder and polyethylene has been extracted according to the criteria of the asphalt pavement regulations for Iranian roads and with the desirability approach. Experimental results show that the optimal conditions for limestone aggregate are 6.1% binder and 4% polyethylene with a desirability of 0.909. However, these values for granite aggregate are 5.9% binder, 4% polyethylene with a desirability of 0.962. The polyethylene additive increases the Marshall strength and specific weight of the samples for both materials. The higher percentage of additive has the greater effect on these parameters. Analysis of variance shows that polyethylene percentage has a significant effect on Marshall flow. By increasing the amount of additive from zero to four percent, the flow value decreases.

    Keywords: High Density Polyethylene, mixing design, optimization, Analysis of Variance
  • Iraj Rahmani, Ahmad Maleki *, Mohammadali Lotfolahieyaghin Pages 77-91

    Reinforced concrete with steel fibers has been widely used in concrete and reinforced concrete structures in order to improve the properties of concrete. The reason for this widespread use is the myriad technical and economic benefits of using steel fibers in a concrete body. Due to these important advantages in concrete properties, the production and application of steel fibers in the industrialized countries of the world has a wide range, so that currently various types of steel fibers with various technical specifications and applications are mass-produced industrially. Reinforced concrete with steel fibers includes a concrete body composed of cement, stone materials, water as well as a percentage of short steel fibers that are mixed in a completely randomly and in different directions in the mixture that the presence of steel fibers determine the characteristics of concrete compared to pure Improves. Determining the optimal percentage of fibers is one of the important factors in terms of economics and efficiency of concrete. In this study, to determine the percentage of optimal fibers in different strength classes, 24 mixing designs were prepared and a mechanical laboratory and fresh concrete were performed. The flexural strength of samples containing 0.9% of steel fibers for categories C40, C50 and C60 was 1.91, 3.86 and 5.14 times higher than the control sample, respectively.

    Keywords: steel fibers, Mechanical properties, Self-compacting concrete, Compressive Strength, optimum percentage
  • Ali Ghanbari *, S.Alireza Mousavi Moallem Pages 93-105

    Excavation-induced displacements may cause damage to buildings and urban facilities. The displacement of walls is inevitable in soil nailing method to mobilize the tensile force in steel elements. FEM-based numerical analyses in MIDAS GTS NX were used to evaluate the response of a concrete building adjacent to deep excavation. The effect of various parameters of the concrete frame building, including the number of stories, distance to excavation, and the excavation stabilized by soil nailing at different depths was investigated in the building adjacent to the excavation. The design charts represent the foundation settlement, building rotation, excess axial stress in the concrete columns, and the excavation-induced shear strain in masonry infill walls. According to the results, the presence of a building can cause significant changes in the deformation profile of the ground surface. Results showed the adjacent buildings that are located at the excavation edge and a distance equal to the excavation depth experience the maximum displacement. The excess axial stress in the concrete columns of the building adjacent to the excavation was negligible. Furthermore, with increasing foundation depth, settlement and rotation of the building decreases. This study showed that the axial stress of the building column adjacent to the excavation due to excavation is less than 5% of the compressive strength of concrete. Most displacement in buildings adjacent to the pit occurs when the building is on the edge of the excavation. At a distance of 4 times the depth of the excavation from the edge, the settlement is insignificant.

    Keywords: R.C. Frame Building, Deep Excavation, Soil-Nailing, Deformation, Midas
  • Reza Asadian, Kiarash Naser Asadi, Mahdi Eghbali * Pages 107-128

    Optimal use of materials in the construction of structures is one of the main goals in any design. Because the construction of building structures is costly for their builders, therefore, structures and buildings that are economically justifiable and appropriate and meet the requirements of the criteria are more welcome. On the other hand, maintaining the performance of structures in earthquakes plays an important role in ensuring safety and reducing earthquake damage. Optimization of frames reduces sections, stiffness, and strength of components, and as a result, the performance of these frames against earthquakes has been questioned by researchers. In this research, the performance level of optimized steel moment frames with metaheuristic algorithms has been evaluated. For this purpose, the seismic performance of five-story steel moment frames with different geometric characteristics has been optimized and seismically evaluated using Particle Swarm Optimization (PSO), Charged System Search (CSS)Ant Colony Algorithm (ACO) and Genetic Algorithm (GA). The results of studies show that the optimized frame based on the Charged System Search algorithm has lower weight and lighter sections, and the seismic behavior responses of the frames are obtained faster. In terms of performance levels, the total number of collapse plastic joints in the Particle Swarm Optimization (PSO) was higher than other methods. Therefore, this algorithm can also be proposed as a suitable proposal for the optimal design of similar frames.

    Keywords: Seismic evaluation, performance-based, steel moment frame, optimization, metaheuristic algorithms
  • Ali Ghorbani * Pages 129-143

    Today, the need to apply project management knowledge as a key factor in success in project-based organizations is obvious. In order to increase the effectiveness of project management, increase the level of maturity of project management, and ultimately increase the success rate of the organization, it is necessary to establish a unit with centralization and project coordination function, which plays a role in the project management office (PMO). Adopting this approach is one of the effective measures in centralizing and integrating the organization's project management processes. With this in mind, organizations today have realized the need and importance of implementing project management offices to overcome problems and increase project management effectiveness. In this regard, in the present research, the challenges of implementing a project management office in the companies and projects of the oil and gas industries, with a case study conducted in the Oil Engineering and Development Company, have been identified and prioritized. For this purpose, in the first stage, to identify the challenges, interviews were conducted with experts in this field, which led to the identification of 36 challenges and were divided into three categories: organizational, managerial, and human resources challenges. Finally, in the second stage, these challenges were prioritized using the distribution of questionnaires among experts and the analytic hierarchy process (AHP). Managers with traditional thinking are some of the main and challenging issues in implementing project management offices in companies and executive projects of oil and gas industries.

    Keywords: Project Management Office (PMO), Challenges of Implementing, Oil, Gas Industries, Analytic Hierarchy Process (AHP)
  • Mohammadjavad Hamidia *, Fatemeh Toozandejani, Abbas Mahdavian Pages 145-156

    Seismic base isolation is a practical solution to reduce the seismic demand on civil infrastructures. In this paper, the maximum displacements of friction pendulum isolators resulting from simplified method pre-scribed by ASCE7-16 are compared with the results from nonlinear response history dynamic analyses for near-field pulse-like and non-pulse-like earthquakes. The maximum displacements of the friction pendulum isolators with four different coefficients of friction and four effective radii have been determined using simplified methods pre-scribed by ASCE7-16. Nonlinear response history dynamic analyses are then performed for the 16 aforementioned cases using OpenSees under seven near-field pulse-like earthquake records and seven near-field non-pulse-like earthquake. Adjustment factors are finally developed for the simplified method of ASCE7-16 to update the predictions. The results show that the values predicted by the code are less than the values obtained from nonlinear time history analysis. In addition, the adjustment factors obtained for pulse-like near-field motions are larger than adjustment factors for non-pulse-like near-field motions.

    Keywords: Seismic Isolation, Friction Pendulum Isolator, Simplified Method, Near-field Ground Motion, Pulse-like Earthquake
  • Amirali Zad *, Michael Kazemzadeh, Maryam Yazdi Pages 157-168

    Rail transport has unique advantages over other modes of transport, such as less environmental vulnerability, less pollution and more safety than other modes of transport. Due to the lack of lands with adequate load-bearing capacity, parts of the railway route are built on soft soils, which the possibility of creating instability and subsidence of railway lines in this type of soil is one of the main concerns of engineers. High-speed trains are now used in developed countries to reduce travel time, which can significantly increase the dynamic responses of components on railroad tracks, especially when the train is traveling at a critical speed. One of the ground improvement methods that has been widely used recently for the improvement of soft sediments and loose fine-grained soils is the rock column method. High-speed trains are two important factors in the operation and use of the railway complex. In this research, the performance of stone columns in the bed of high-speed trains to reduce soil subsidence and prevent the occurrence of asymmetric subsidence in different conditions and under the influence of various factors has been investigated. The results showed that with increasing column length Stone and its diameter decreases, asymmetric settling and subsidence due to high-speed train passage is reduced. Also, increasing the hardness of the geogrid reduces the subsidence.

    Keywords: High Speed Trian, Stone Columns, Numerical Modeling, Soft Soil
  • Masoud Shamaghdari, Omid Rezaifar Pages 169-183

    One of the major uses of energy is in residential, commercial, and infrastructure such as educational buildings. One of the effective ways to reduce energy consumption in these buildings is before construction. But many buildings are already under construction and a solution must be found to reduce energy consumption in these buildings. One of the important solutions is to predict the amount of energy in these buildings. In this case, the energy consumption can be evaluated before and after some changes in the building. This article addresses the issue of energy prediction in existing school buildings in Mashad. For this purpose, a number of important physical characteristics of the building and its energy consumption based on consumption bills have been collected in the field. Then an artificial neural network is used for modeling. Using the results of the model, the energy of buildings in schools can be predicted. Finally, the effects of reducing carbon dioxide with respect to energy savings are discussed.

    Keywords: energy prediction, artificial neural network, school building, carbon dioxide