فهرست مطالب

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال هشتم شماره 8 (پیاپی 47، آبان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/08/01
  • تعداد عناوین: 17
|
  • علیرضا فاروقی*، عبدالرضا سروقد مقدم، محمد قانونی بقا صفحات 5-20

    نامعینی عبارت است از تعداد اعضا یا قیود اضافه ای که در یک سیستم سازه ای وجود دارد. این مفهوم نامعینی «استاتیکی» است و یکی از محاسنش این است که هرچه بیشتر باشد، معمولا ضریب اطمینان سازه برای جلوگیری از فروپاشی بلافاصله بعد از اولین شکست یا انهدام عضو باربر جانبی افزایش می یابد. ممکن است بسیاری از درجه های نامعینی (استاتیکی) در برخی زلزله ها و با توجه به ویژگی های ذکرشده اصلا در سیستم تاثیرگذار نباشند (پلاستیک نشوند) که به این مقوله نامعینی غیرفعال می گویند؛ بنابراین در یک زلزله تعداد نامعینی دینامیکی فعال است که اهمیت دارد. در سیستم های دوگانه معمولا درجه نامعینی استاتیکی به ویژه به دلیل تعدد قاب خمشی بالاست، اما تعداد و چیدمان دهانه مهاربندی می تواند در فعال یا غیرفعالشدن درجه های نامعینی قاب خمشی و توزیع آن موثر باشد. در این نوشتار رابطه ای برای محاسبه درجه نامعینی در سیستم های دوگانه با استفاده از نتایج تحلیل استاتیکی غیرخطی ارایه شده است. همچنین ضمن معرفی و محاسبه ضریب نامعینی در ضریب رفتار، به بهترین الگو برای چیدمان مهاربند در سازه های منظم 5 و 8 طبقه مطابق با نامعینی دست یافته ایم. بنا بر نتایج تحقیق مشخص می شود که موقعیت مهاربند بر ضریب نامعینی موثرتر از تعداد آن است و همچنین توصیه می شود مهاربندها در سیستم های دوگانه تنها در پیرامون سازه نباشند

    کلیدواژگان: موقعیت، نامعینی، افزونگی، سیستم دوگانه، قاب خمشی، مهاربند برون محور فولادی
  • فاطمه رحیمی، رضا آقایاری*، بیژن ثمالی صفحات 21-48

    در طول سالیان اخیر کاربرد میراگرهای جرمی برای سازه های در برابر بارهای محیطی یا لرزه ای افزایش پیدا کرده است. یک گام مهم در طراحی و کاربرد میراگرهای جرمی، تخمین پارامترهای مودال است که همواره با مشکلاتی همراه بوده است. در این مقاله تلاش شده چارچوبی برای تخمین پارامترهای مودال میراگر جرمی؛ با ترکیب مدلهای آزمایشگاهی روی میز لرزه و تکنیک آنالیز مودال، به عنوان مثال روش تجزیه فرکانسی؛ ارایه شود. برای این منظور مطالعات آزمایشگاهی روی قاب پنج طبقه فولادی دارای میراگرهای جرمی با نسبت جرمی 01/0 و1/0 که در معرض تحریک دو زلزله مقیاس شده کوبه (Kobe) و ایمپریال ولی (Imperial valley) قرار گرفته اند، صورت گرفته است. همچنین پاسخهای سازه در حین زلزله با کمک سنسورهای که روی سازه نصب شده، ثبت شده و با کمک پاسخهای به دست آمده، مشخصات دینامیکی سازه دارای میراگر جرمی با کمک روش آنالیز مودال آزمایشگاهی (Operational Modal Analysis) تخمین زده می شود. در این مقاله از روش تجزیه فرکانسی (Frequency Domain Decomposition) برای تخمین پارامترهای دینامیکی میراگر استفاده شد. همچنین نسبت میرایی به دست آمده از روش تجزیه فرکانسی با مقادیر روش کلاسیک عددی مقایسه گردیده و مشاهده شد که روش مذکور توانایی مناسبی در برآورد پارامترهای دینامیکی میراگر دارد. این مقاله همچنان نشان میدهد که تحریک سازه آزمایشگاهی روی میز لرزه چنانچه همراه با تحلیل مودال آزمایشگاهی باشد، میتواند موفقیت زیادی در طراحی میراگرهای جرمی داشته باشد. همچنان محققان میتوانند با دقت بالایی پاسخهای سازه را در شرایط واقعی سازه و زلزله تخمین زده و در عین حال با صرف هزینه کم برای ساخت مدلهای آزمایشگاهی میراگر جرمی، میتوان پارامترهای بهینه میراگر جرمی را به دست آورد.

    کلیدواژگان: میراگر جرمی، پاسخ، فرکانس طبیعی، نسبت میرایی، تجزیه فرکانسی
  • سعید حجازی راد، سهیل قره*، ابوالفضل اسلامی، نوید گنجیان صفحات 49-68

    با توجه به توسعه شهرها، بنادر، مراکز تجاری و لزوم بهره گیری حداکثری از زمین های ساحلی و فراساحلی، استفاده از پی های عمیق در انتقال بارهای روسازه به بستر مناسب و یا تامین ظرفیت باربری به طرق ممکن ناشی از باربری کف و یا جداره امری بدیهی و غیرقابل اجتناب است. در همین راستا استفاده از شمع های کوبشی و درجاریز مرسوم بوده که سروصدا و ارتعاش زیاد ناشی از کوبش و همینطور سختی ها و محدودیت های اجرایی شمع های درجاریز موجب شده است تا گونه جدیدی از شمع ها که با استفاده از نیروی گشتاور و مقدار اندکی نیروی محوری فشاری در خاک نصب می گردند، مورد استفاده قرار بگیرند. شمع پیچشی - پره ای و جابجایی- جایگزینی را می توان از این نوع شمع های نوین دانست. با توجه به افزایش روزافزون استفاده از این شمع ها هنوز مطالعات انجام شده بر روی آنها اندک بوده و نیاز به انجام بررسی های بیشتر بر روی رفتار آنها در خاک ها و شرایط مختلف احساس می شود. از این رو در تحقیق حاضر در دو بخش میدانی و آزمایشگاهی با انجام آزمایش های بارگذاری کششی و فشاری به ارزیابی رفتار این شمع ها پرداخته شده است. سه مدل شمع Helical،Subasa و Drilled displacement pile در بخش آزمایشگاهی در دستگاه فشار همه جانبه مخروطی دانشگاه امیرکبیر اجرا و مورد بارگذاری قرار گرفته و با مطالعات در بخش میدانی مقایسه شده اند. شمع جابجایی- جایگزینی تحقیق در کشش و فشار عملکرد بهتری از بقیه شمع ها داشته و این شمع در هر دو زمینه آزمایشگاهی و شرایط میدانی رفتار سخت تر و ظرفیت بهتری نسبت به دو شمع دیگر اتخاذ کرده است. همچنین گشتاور مورد نیاز این شمع در مقایسه با سایر شمع ها مقادیر بالاتری را داشته است.

    کلیدواژگان: شمع های جابجایی-جایگزینی، شمع های پیچشی - پره ای، مدل سازی فیزیکی، بارگذاری استاتیکی، دستگاه فشار همه جانبه مخروطی دانشگاه امیرکبیر
  • محمدرضا سیفی اسگ شهر* صفحات 69-84

    در این مطالعه یک رویکرد ساده شده برای بهینه سازی طراحی قاب بتن آرمه با ملاحظه اثرات خوردگی ناشی از نفوذ یون کلراید ارایه شده است. تابع هدف در بهینه سازی قاب کمینه سازی وزن آن بوده و بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام خواهد یافت. قیود مسئله بهینه سازی به صورت عدم فراگذشت لنگر خمشی تیرها و نیروی محوری ستونها از مقادیر مقاوم متناظر و همچنین عدم فراگذشت مقدار دریفت بیشینه قاب از مقدار مجاز دریفت آیین نامه ای تنظیم می شوند. به منظور ملاحظه اثرات خوردگی، قاب بتن آرمه 5 طبقه در دو نقطه زمانی مختلف صفر و 50 سال در عمر سرویس دهی آن مورد بهینه سازی قرار گرفته است. نقطه زمانی صفر نشان دهنده قاب سالم خورده نشده است. در ادامه تحلیل نمونه گیری به روش مونت کارلو در نرم افزار Rt برای تخمین زمان شروع خوردگی با ملاحظه عدم قطعیت های درگیر در مسئله استفاده شده است. بر اساس زمان شروع خوردگی بدست آمده، در نقطه زمانی 50 سال سطح مقطع آرماتورهای فولادی مقاطع تیرها و ستون ها ناشی از اثر خوردگی کاهش داده شده اند. چارچوب پیشنهاد شده برای بهینه سازی قاب در نرم افزار MATLAB پیاده سازی شده و برای تعیین پاسخ سازه در حین فرآیند بهینه سازی از تحلیل استاتیکی خطی سازه توسط نرم افزار OpenSees استفاده شده است. نتایج نشان دهنده کارایی روش پیشنهاد شده برای بهینه سازی طراحی قاب های بتن آرمه با ملاحظه اثر خوردگی در طول عمر مفید آن است.

    کلیدواژگان: بهینه سازی، قاب بتن آرمه، خوردگی کلرایدی، الگوریتم ژنتیک، نرم افزار MATLAB، نرم افزار OpenSees، نرم افزار Rt
  • سید مرتضی سلیمی، سپیده رحیمی، محمد حسین زاده، مهدی عبادی جامخانه* صفحات 85-101

    اکثر اتصالات خمشی تا به امروز با رعایت ضابطه ی تیر ضعیف-ستون قوی طراحی می شوند که این امر موجب تحمیل شدن هزینه های اجرایی و مصالح و جوش های نفوذی در محل پروژه می شود. از این رو در راستای برطرف نمودن این موارد، اتصال خمشی نسبتا جدیدی که تنها با اتصال یک ورق در راستای صفحه ی جان تیر و ستون، این دو عضو را به یکدیگر متصل می نماید، در قالب مطالعات پارامتریک بررسی می شوند. معیار طراحی ورق اتصال به گونه ای بود که ظرفیت خمشی پلاستیک آن کمتر از ظرفیت خمشی تسلیم تیر باشد تا بدین ترتیب ورق اتصال همانند میراگر تسلیمی عمل کند و سایر المان ها در ناحیه ی الاستیک باقی بمانند. پارامترهایی از قبیل ضخامت، ارتفاع، شیب و جنس ورق در تحلیل های استاتیکی غیرخطی و ساخت 12 مدل عددی المان محدود در برنامه ی آباکوس تحت بارگذاری چرخه ای در نظر گرفته شدند. در ابتدا مدل عددی با نمونه ی آزمایشگاهی مقایسه شد و رفتار دو نمونه از جنبه های مود تسلیم و منحنی های هیسترزیس لنگرخمشی-دوران با یکدیگر انطباق خوبی داشت. سپس مدل های عددی متعددی برای در نظر گرفتن تاثیر پارامترها بر رفتار کلی اتصال شبیه سازی شدند. نتایج تحلیل ها نشان داد که محدوده ی مناسب ضخامت ورق اتصال برای اینکه به عنوان فیوز و جاذب انرژی عمل کند باید بین یک تا دو برابر ضخامت جان تیر باشد. همچنین فاصله ی آزاد ورق اتصال باید بین 4 تا 6 برابر ضخامت ورق باشد.

    کلیدواژگان: اتصال خمشی، ورق اتصال، منحنی لنگرخمشی-دوران، سختی الاستیک، ظرفیت خمشی پلاستیک
  • بهاران خیزآب، عباسعلی صادقی، سیده وحیده هاشمی، کوروش مهدی زاده*، حمیدرضا ناصری صفحات 102-127

    امروزه با گسترش حملات تروریستی در بسیاری از نقاط جهان، رویکرد طراحی سازه ها در مقابل بارگذاری های غیرمتعارف ازجمله انفجار نیز مورد توجه آیین نامه های طراحی قرارگرفته است. در سال های اخیر، از سیستم دوگانه ی قاب خمشی با دیوار برشی فولادی در طراحی سازه ها به عنوان سیستم باربر مقاوم در برابر بارهای جانبی استفاده شده و مزایای متعددی مانند هزینه ی ساخت کم، نصب سریع، پتانسیل جذب انرژی بالا، شکل پذیری مناسب، افزایش سختی و کاهش تغییرمکان، دیوار برشی فولادی را به عنوان یک سیستم مناسب جهت مقاوم سازی سازه های موجود تبدیل کرده است بنابراین مطالعه ی رفتار این سیستم در برابر بارهای انفجاری نیز ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق، سازه های فولادی قاب خمشی با و بدون دیوار برشی فولادی (3، 6 و 9 طبقه) به صورت سه بعدی در نرم افزار ETABS بر اساس ضوابط آیین نامه ای طراحی و سپس قاب دو بعدی کناری استخراج و تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی تحت بارگذاری انفجاری در دو سناریو داخل و خارج صفحه ی قاب در نرم افزار اجزا محدودی ABAQUS انجام شده و در نهایت امکان رخداد فروریزش پیش رونده بررسی و مقایسه شده است. نتایج این تحقیق نشان داد که در سناریوی بارگذاری انفجار داخل صفحه ی قاب، سیستم دوگانه ی دیوار برشی فولادی عملکرد مناسبی در مقایسه با سیستم قاب خمشی داشته و باعث محدود شدن فروریزش پیش رونده گردیده درحالی که در سناریوی بارگذاری انفجار خارج از صفحه ی قاب به دلیل انتشار موج انفجار بر دیوار برشی فولادی، سیستم قاب خمشی عملکرد بهتری داشته است. همچنین بر اساس مقایسه ی شاخص تنومندی (RI) در سناریوهای بارگذاری انفجار داخل و خارج قاب به ترتیب سازه های دارای دیوار برشی فولادی و قاب خمشی عملکرد مطلوب تری داشته اند.

    کلیدواژگان: بار گذاری انفجاری، سیستم دوگانه، قاب خمشی فولادی، دیوار برشی فولادی، فروریزش پیش رونده، نرم افزار ABAQUS
  • واحد قیاسی*، اسماعیل موسی پور، رحمت مدندوست صفحات 128-143

    در این مقاله با استفاده از روش مدلسازی ماکرو، آنالیز دینامیکی ساختمان های دال تخت به منظور ارزیابی مقاومت خرابی پیش رونده آن ها ارایه شده است. در این آنالیزها رفتار پس پانچ اتصالات دال-ستون مدنظر قرار گرفته است. وجود قید جانبی، به دلیل ایجاد نیروی غشایی فشاری در دال، باعث افزایش سختی و مقاومت خمشی دال و درنهایت افزایش مقاومت برش پانچ می شود. در دال های پیوسته، قید جانبی توسط خود دال تامین می شود. همچنین در تحقیقات آزمایشگاهی به دلایل کاهش هزینه و محدودیت فضای آزمایش، معمولا بخشی از سازه دال تخت، جداشده و برای شبیه سازی اثر دال های اطراف در لبه های پیش آمدگی ها یک بار افزایش یافته اعمال می شود. با استفاده از مدل ماکروی اعتبارسنجی شده، اثر عمل غشایی فشاری و دال های اطراف بر پاسخ سازه دال تخت بررسی شده است. نتایج تحلیل ها نشان داد که نیروی غشایی فشاری دال ظرفیت باربری نهایی سازه را در سناریوی حذف ناگهانی ستون افزایش می دهد. البته این افزایش ظرفیت باربری سازه متناسب با افزایش مقاومت پانچ در اتصالات دال- ستون نیست. همچنین نتایج نشان داد که نادیده گرفتن اثر قید جانبی ناشی از دال های اطراف، ظرفیت بازتوزیع بار سازه دال تخت جداشده را کمتر از واقیت تخمین می زند. پیشنهاد می شود به منظور شبیه سازی اثر دال های اطراف بر رفتار سازه دال تخت جداشده، قیدهای دورانی در لبه های پیش آمدگی های دال قرارگیرد.

    کلیدواژگان: نیروی غشایی فشاری، مقاومت پس پانچ، دال تخت، برش پانچ، خرابی پیش رونده
  • جلال بازرگان*، علیرضا معظمی صفحات 144-154

    انحلال کانی های انحلال پذیر در ساختگاه سدهای ساخته شده سبب توسعه ی ترک ها و شکاف ها، افزایش نفوذپذیری پی و تکیه گاه ها، تخریب پرده ی تزریق و بروز مشکلاتی در زمینه ی پایداری سد خواهد شد. افزایش میزان انحلال با توسعه ترک ها و شکاف ها به افزایش نفوذپذیری پی سنگ منجر می شود و در ادامه جریانهای عبوری از درزه ها مشابه جریانهای زیرزمینی نبوده و رفتار جریان مشابه جریانهای سطحی خواهد بود در این تحقیق با استفاده از آزمایش گردش آب با دبی و دماهای مختلف و با عبور دادن جریان از روی سطح مصالح حاوی ژیپس و انیدریت، مکانیزم رفتار مصالح ژیپس و انیدریت در برابر جریانهای سطحی مورد بررسی قرار گرفته است و در ادامه با استفاده از تجربیات بدست آمده از تحقیقات گذشتگان، در نهایت روابطی برای برآورد میزان ثابت سرعت انحلال K در این دو مصالح استخراج گردیده است. در رابطه K بیشترین همبستگی با دبی جریان و دما بصورت خطی و پارامتر زمان بصورت نمایی می باشد. همچنین ضریب انحلال پذیری مصالح ژیپسی در شرایط وقوع جریانهای سطحی بیشتر از انیدریت می باشد. به ازای یک دمای ثابت، ضریب K ژیپس در حدود 10000 برابر انیدریت و در دمای ثابت این ضریب برای ژیپس معادل 1000 برابر انیدریت می باشد. بطور کلی تاثیرگذاری دبی بر روی انحلال ژیپس بیشتر از انیدریت می باشد.

    کلیدواژگان: مصالح ژیپس و انیدریت، کانی های انحلال پذیر، آزمایش گردش آب، نفوذپذیری سنگ، سنگ های درزه دار، ثابت سرعت انحلال
  • افشین بهرامی راد، مهدی نوری، جواد کاتبی*، سید آرش موسوی قاسمی صفحات 155-173

    کنترل پیش بین یک الگوریتم کنترل بهینه ای می باشد که نیروی کنترلی به دست آمده از این روش با حل یک مسئله بهینه یابی در حضور محدودیت های سخت و نرم حاصل می شود. به دلیل وجود عدم قطعیت در معادله فرآیند و همچنین ساختار حسگرهای حالت و از طرفی وجود محدودیت هایی در ظرفیت عملگرهای کنترلی نیاز به ایجاد یک فرآیند کنترلی می باشد که همه این شرایط و محدودیت ها را به نحو مطلوبی در خود بگنجاند. به همین جهت، در این پژوهش، یک روش کنترل پیش بین گسسته مبتنی بر فیلتر کالمن و ملاحظه اثر اشباع عملگر ارایه می شود. فیلتر کالمن به عنوان یک تخمین زننده حالت قادر است، حالت های نزدیک تر به واقعیت را ارایه نماید. از سویی اعمال محدودیت های عملکردی در فرآیند کنترل باعث می شود تا اشباع عملگرها نیز به صورت بهینه ملاحظه گردند. در تحقیق حاضر، برای بررسی کارایی روش کنترلی پیشنهادی در کاهش پاسخ های لرزه ای از یک سازه نه طبقه فولادی مبنا (SAC) تحت بارگذاری لرزه ای استفاده شده است. سپس، نتایج به دست آمده از روش ارایه شده با ملاحظه سه سناریوی محدودیت نیروی کنترلی مختلف با نتایج حالت کنترل نشده مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج مطالعات عددی حاکی از عملکرد مناسب فرآیند کنترلی پیشنهادی در کاهش پاسخ های لرزه ای بودند. همچنین جایگزینی عملگرهای با ظرفیت پایین به جای عملگرهای با ظرفیت بالا ضمن اقتصادی تر کردن فرآیند کنترل، از لحاظ پاسخ ها تغییر قابل توجهی در کاهش نسبت پاسخ های سیستم کنترل شده به کنترل نشده ایجاد نکردند. برای نمونه بیشترین تغییرات شاخص عملکردی نسبت دریفت (J1) برای حالت کنترل شده با محدودیت کنترلی به حالت کنترل شده بدون محدودیت کنترلی برای زلزله السنترو برابر با 4درصد بود، در حالیکه همین شرایط برای شاخص حداکثر نیروی کنترلی (J12) برابر با 78 درصد بود.

    کلیدواژگان: کنترل پیش بین، فیلتر کالمن، اشباع عملگر، سازه مبنا (SAC)، حسگر حالت
  • نیما امانی*، میثم علیپور صفحات 174-188

    یکی از مهم ترین مسایل کارفرمایان و مدیران ارشد سازمان های پروژه محور، ارزیابی عملکرد پروژه های سازمان و رتبه بندی پروژه ها براساس شاخص های کاربردی در طول اجرای پروژه است. نبود نظام ارزیابی و کنترل در یک سیستم به معنای عدم شناخت عیوب عملکرد پیمانکاران در حین اجراست که خود باعث ضررهای زمانی، کیفی و اقتصادی است. هدف از این پژوهش شناسایی و مقایسه راهبردهای رایج عملیاتی جهت استاندارد سازی تصمیمات پیمانکاران در پروژه های ساخت می باشد. این ارزیابی از طریق اولویت بندی راهبردهای عملیاتی پیمانکاران ساخت در راستای بهبود عملکرد آنها صورت میگیرد. در این تحقیق با مطالعه و برسی مقالات علمی از پایگاه های معتبر و مصاحبه با مدیران شرکتهایی که راهبردهای عملیاتی پیمانکاران را تدوین و اجرا می کنند، پرسشنامه طراحی می شود. سپس پرسشنامه میان عوامل اجرایی شرکت های پیمانکاری پخش شده و آنها بر اساس طرح 2 فرضیه، فاکتورهای مورد نظر را نمره دهی می کنند. جواب بدست آمده با استفاده های از نرم افزارهای آماری وزن دهی و تحلیل خواهد شد. سپس فاکتورهای منتشر شده پیرامون راهبردهای عملیاتی اولویت بندی می شوند. نتایج نشان می دهد که راهبرد حوزه مدیریت کارهای اضافی پیش آمده در پروژه در رتبه اول و در رتبه های بعد به ترتیب سایر راهبردها شامل عملکرد پیمانکاران، مدیریت منابع و مدیریت ذینفعان قرار دارند. همچنین تمامی فاکتورهایی که در پرسشنامه طراحی شد، ویژگی های منتشر شده پیرامون راهبردهای عملیاتی رایج از نظر دسته بندی تصمیم گیری می باشد. در تحلیل های صورت گرفته فاکتورها دارای ارزش مورد قبولی بوده و نمیتوان هیچ کدام از آنها را حدف نمود.

    کلیدواژگان: راهبردهای عملیاتی، پیاده سازی استاندارد تصمیمات، عملکرد پیمانکاران، ارزیابی فاکتورها، مدیریت پروژه
  • پوریا رشوند*، علی دلنواز، علی مدقالچی صفحات 189-207

    امروزه تمامی مدیران در همه سازمانها خواستار استفاده بهینه از امکانات و ظرفیتهای موجود در بخشهای مختلف می باشند. بنابراین وجود مدلی به منظور ارایه بازخورد های عوامل مخرب در پلها با هدف بهبود مدیریت پلهای بتنی و دستیابی به ابزاری جهت برآوردن این نیاز مدیران، بسیار ضروری و منطقی به نظر می رسد. در راستای ضرورت فوق، پلهای بتنی جاده ای تحت نظر سازمان راهداری و حمل و نقل جاده ای کشور به عنوان نمونه آماری انتخاب و با استفاده از روش تحلیل پوششی داده ها (DEA) کارایی پلهای بتنی در مقایسه با هم مورد بررسی قرار خواهد گرفت تا ضمن ارزیابی عملکرد پلها، پلهای کارا و نا کارا تعیین و عوامل موثر در ناکارایی آنها مشخص شود. جهت بررسی کارایی نهاده های مانند شرایط جوی و ترافیکی استفاده وستاده هایی شامل فاکتور خرابی سازه ای و بهره برداری با استفاده از مدل CCR ورودی محور از طریق نرم افزار DEA-Master مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که 35 پل از 384 پل بتنی جاده ای مورد سنجش در محورهای اصلی استان زنجان کارایی قوی دارند و متوسط کارایی این384 پل 0.98 از 1 است. همچنین پل کیلومتر 8 آزادراه زنجان قزوین از لحاظ تهداد دفعات مرجع شدن، کاراترین پل می باشد.

    کلیدواژگان: مدیریت پلها، کارایی، ارزیابی عملکرد، تحلیل پوششی داده ها، استان زنجان، پلهای بتنی جاده ای
  • علی صابری ورزنه*، محمود نادری صفحات 208-228

    پدیده خشک شدن ملات و به دنبال آن به وجود آمدن جمع شدگی از دلایل اصلی در کاهش مقاومت چسبندگی بین ملات های تعمیری و بستر بتنی می باشد. یکی از راه کارهای کاهش جمع شدگی، استفاده از الیاف داخل ملات می باشد. لذا در این مقاله جهت بهبود چسبندگی بین ملات تعمیری و بستر بتنی از الیاف پلی پروپیلن در مخلوط ملات استفاده گردیده و بدین منظور مقدار جمع شدگی حاصل از خشک شدن ملات ها کنترل گردیده است. برای تعیین مقدار مقاومت چسبندگی بین ملات تعمیری و بستر بتنی از روش های "انتقال اصطکاک" و "کشیدن از سطح" استفاده شده است. همچنین علاوه بر تعیین مقدار جمع شدگی و مقاومت چسبندگی، مقدار مقاومت فشاری ملات های حاوی الیاف با به کارگیری روش های فوق و با مدل سازی اجزا محدود با نرم افزار ABAQUS مورد بررسی قرار گرفته و نحوه شروع و توزیع ترک ها و تنش ها نشان داده شده است. برای ارزیابی مقاومت فشاری درجای ملات های مسلح به الیاف پلی پروپیلن، با استفاده از تحلیل رگرسیون خطی و توانی، همبستگی بین قرایت های به دست آمده از روش های نیمه مخرب "انتقال اصطکاک" و "کشیدن از سطح" با آزمون های آزمایشگاهی تعیین گردید. سپس با استفاده از نمودارهای کالیبراسیون، معادلات مورد نیاز جهت تبدیل نتایج آزمون های درجا به مقاومت فشاری ملات های مسلح به الیاف پلی پروپیلن ارایه شدند. نتایج به دست آمده نشان دهنده تاثیر مثبت الیاف بر جمع شدگی، مقاومت چسبندگی برشی و کششی و مقاومت فشاری ملات ها می باشد. همچنین شدت همبستگی به دست آمده از روش های "انتقال اصطکاک" و "کشیدن از سطح" بیانگر رابطه قوی خطی بین این دو روش می باشد که در نتیجه می توان به جای استفاده از دستگاه گران قیمت Pull-off از دستگاه ساده و ارزان "انتقال اصطکاک" استفاده نمود.

    کلیدواژگان: الیاف، مقاومت چسبندگی، جمع شدگی، روش های درجا، روش اجزا محدود
  • عرفان القاصی، مهشاد جمع دار، افشین مشکوه الدینی*، جعفر کیوانی قمصری صفحات 229-248

    یک سازه در طول عمر مفید خود با تهدیدهای بسیاری رو برو است. این تهدیدها می توانند ناشی از پدیده های طبیعی و یا عوامل انسانی باشند. پدیده خرابی پیشرونده، به هر صورت برخاسته و متاثر از عوامل فوق می تواند بر پایداری سازه ها تاثیرگذار باشد. بدین ترتیب، مشخصات رفتار سازه تحت شرایط ایجاد آسیب، خرابی و حذف اعضای بحرانی می تواند به عنوان رویکردی در جهت تخمین پتانسیل خرابی پیشرونده و نیز ارزیابی پایداری اسکلت مقاوم، مورد بررسی قرار گیرد. بارگذاری دینامیکی ناشی از زلزله نیز مانند بارهای ایجاد شده توسط انفجار، ضربه و آتش سوزی به عنوان عامل ایجاد خرابی پیشرونده محسوب می شود. سازمان علمی این پژوهش دربرگیرنده مطالعه رفتار غیرخطی یک سازه فولادی20 طبقه قاب خمشی دسته شده، با اعمال زوایای تابش رکوردهای حوزه نزدیک و تاثیر آنها بر پایداری سازه ها تحت اثرات خرابی پیشرونده است. اسکلت مقاوم سازه مطالعاتی بر اساس ضوابط آیین نامه طرح لرزه ای ایران (استاندارد 2800- ویرایش چهارم) و نیز مباحث ششم و دهم مقررات ملی ساختمان، طراحی شده است. نتایج این پژوهش بر اساس انجام تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی بدست آمده است. به منظور بررسی این فرآیند، چهار زوایای تابش به همراه سه موقعیت حذف المان تحت مجموعه رکوردهای سه مولفه ای انتخابی اعمال شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که پارامترهای پاسخ در سازه با حذف ستون گوشه نسبت به دو حالت حذف ستون در ارتفاع و نیز در دهانه میانی قاب بیرونی، دارای دامنه بزرگتری است. این موضوع نیز با افزایش زاویه تابش از صفر به °45 دچار تغییرات چشمگیری نشده است. شایان ذکر است که سازه مطالعاتی تحت حذف المان و با اعمال رکوردهای نیرومند حوزه نزدیک، دارای عملکرد لرزه ای مناسب بوده و دامنه رفتاری از حدود ایمنی جانی فراتر نرفته است.

    کلیدواژگان: پاسخ لرزه ای، قاب محیطی دسته شده، زلزله حوزه نزدیک، خرابی پیشرونده، زاویه تابش زلزله
  • محمدحسین رزمخواه، محمد شامخی امیری*، حسین پهلوان صفحات 249-265

    زمین لرزه پدیده ای است که همواره احتمال وقوع آن در نقاط مختلف دنیا وجود دارد و تاکنون موجب خسارات جانی و مالی فراوانی شده است. وقوع پس لرزه ها پس از زلزله های متوسط و بزرگ امری طبیعی است که با توجه به اهمیت آن باید بیشتر موردمطالعه قرار گیرد و اثر آن ها بر روی سازه های مختلف ارزیابی گردد، اما در آیین نامه های کنونی اثر پس لرزه در محاسبات لحاظ نگردیده است. از دیگر عوامل موثر بر رفتار ساختمان در هنگام وقوع زلزله، وجود نامنظمی پیچشی بوده که ممکن است به علت محدودیت های معماری در پلان سازه ایجاد و به خسارات بیشتر در هنگام زلزله منتهی گردد.در این مقاله به این منظور بررسی اثر هم زمان نامنظمی پیچشی و پس لرزه در سازه های فولادی قاب خمشی تحت زلزله حوزه نزدیک از مدل های سه، پنج و هشت طبقه منظم در پلان و نامنظم پیچشی زیاد در پلان توسط منحنی های شکنندگی استفاده شده است. این مدل ها ابتدا با استفاده از آیین نامه های ایران طراحی و پس از طرح مقاطع در نرم افزار OpenSees به صورت سه بعدی مدل سازی گردیده اند، سپس با استفاده از شتاب نگاشت های مناسب و سازگار با شرایط منطقه، سازه ها تحت تحلیل دینامیکی افزایشی IDA قرارگرفته و بیشترین دریفت طبقات به عنوان پارامتر تقاضا تعیین گردید. همچنین با انتخاب ظرفیت تغییر مکان نسبی بر اساس آیین نامه Hazus آمریکا برای چهار سطح عملکرد لرزه ای آسیب جزیی، متوسط، گسترده و کامل و با استفاده از روابط مربوط به قابلیت اعتماد سازه ها، منحنی های شکنندگی برای سازه های موردنظر ترسیم شده است.نتایج حاصل از تحلیل های دینامیکی غیرخطی نشان می دهد در اثر وقوع زلزله نامنظمی پیچشی تاثیر بیشتری را بر روی مدل های پنج و هشت طبقه به نسبت سه طبقه در افزایش آسیب پذیری دارد. ضمنا بررسی مقادیر میانه شکنندگی لرزه ای در مدل های موردبررسی گویای افزایش قابل توجه میزان آسیب پذیری لرزه ای به واسطه وقوع پس لرزه در سازه های با سیستم قاب خمشی فلزی دارای نامنظمی پیچشی در پلان است.

    کلیدواژگان: پس لرزه، نامنظمی پیچشی در پلان، منحنی شکنندگی، نرم افزار OpenSees، تحلیل دینامیکی افزایشی
  • مهرداد حجازی*، فاطمه آمره صفحات 266-288

    در این تحقیق رفتار چرخه ای میراگر پانل برشی تسلیمی سوراخ دار در قاب فولادی مهاربندی با مهاربند به شکل 8 مورد بررسی قرار گرفته است. تعداد نمونه های بررسی شده 48 عدد است. در 40 عدد از نمونه ها اثرات ضخامت و درصد سطح سوراخ و درصد سطح بریدگی لبه ها، در دو نمونه طول جان میراگر و در 6 نمونه اثرات تغییر در اجزای قاب و شرایط تکیه گاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل سازی و تحلیل با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS انجام شده است. نوع بارگذاری چرخه ای و براساس پروتکل FEMA 461 و محل اعمال بار در دوسر تیر و به صورت کنترل تغییر مکان بوده است. از آنالیز غیرخطی و معیار تسلیم فون میزز استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که در صورتی که ضخامت جان میراگر از حد مشخصی تجاوز کند میراگر تسلیم نخواهد شد. نمونه با طول متوسط جان کمتر انرژی را کمتر جذب می کند. افزایش مدول مقطع تیر و سطح مقطع مهاربند تاثیر محسوسی بر روی افزایش میرایی ندارد . بریدن سوراخ از داخل جان و ایجاد بریدگی لبه ها تا حدی مشخص موجب بهبود اتلاف انرژی می شود، و از آن پس اثر معکوس دارد. مقدار عددی درصدی از سطح سوراخ که در آن حداکثر میرایی اتفاق می افتد با افزایش ضخامت افزایش می یابد. بنابراین درصد سطح سوراخ مطلوب با افزایش ضخامت، و تقریبا متناسب با آن زیاد می شود. به عنوان مثال درصد سطح سوراخ مطلوب با در نظر گرفتن میرایی قاب به عنوان پارامتر مورد بررسی در نمونه با لبه های صاف در ضخامت mm 10 تقریبا برابر 10%، در نمونه mm 15 تقریبا برابر 20% و در نمونه mm 30 تقریبا برابر 30% می باشد. در نمونه با 20% سطح بریدگی لبه ها این مقادیر به 10%، 10% و 30% تغییر می یابند.

    کلیدواژگان: میراگر پانل برشی تسلیمی سوراخ دار، قاب فولادی، رفتار چرخه ای، جذب انرژی، روش اجزاء محدود
  • محتشم خان احمدی، امید رضائی فر*، مجید قلهکی صفحات 289-309
    بسیاری از سازه ها در طول بهره برداری از آن ها دچار خسارت هایی جزیی در برخی از المان ها می باشند و در نتیجه گسترش این نوع خسارت ها، عمر مفید سازه ها کاهش و در برخی موارد دچار تخریب کلی می گردند. به همین دلیل امروزه اطمینان از وضعیت سلامت سازه ها و عملکرد آن ها به عنوان یکی از مهم ترین مسایل مهندسی مطرح می باشد. با توجه به محدودیت های روش های سنتی عیب یابی، روش های بر پایه تغییرات در مشخصه های ارتعاشی سازه شکل گرفته اند. در این مقاله با در نظر گرفتن شکل مودهای دیوار پیش ساخته پانلی در قبل و بعد از خرابی به عنوان یک سیگنال پردازشی دو بعدی، با استفاده از تبدیل موجک گسسته دو بعدی به شناسایی ناحیه خرابی پرداخته شده است. در ابتدا دیوار پیش ساخته پانلی در نرم افزار المان محدود ABAQUS مدل سازی و جهت استخراج پاسخ های مودال، مورد تحلیل فرکانسی واقع شد و با پاسخ های مودال نمونه آزمایشگاهی نظیر صحت سنجی گردید. تغییرات در مقادیر فرکانس های طبیعی و همچنین، عدم سازگاری شکل مودها بر اساس معیار اطمینان مودال (MAC) و زاویه بین شکل مودها، وجود خرابی در سازه را تایید می نماید. نیز، جزییات قطری حاصل از تحلیل تبدیل موجک تفاضل یا مجموع شکل مودهای سالم و معیوب درون یابی شده (بسته به زاویه بین شکل مودها، اگر تقریبا صفر درجه باشد، تفاضل و اگر تقریبا 180 درجه باشد، مجموع شکل مودها تحلیل می گردد) نشان دهنده نامنظمی بیشتری از ضرایب موجک در نواحی خرابی نسبت به سایر نواحی می باشد؛ به طوری که ماکزیمم ها و مینیمم های نسبی پرش در ضرایب موجک، در محل وقوع خرابی ها اتفاق افتاده است.
    کلیدواژگان: پایش سلامت سازه، دیوار پیش ساخته، شکل مود، معیار اطمینان مودال، تبدیل موجک، شناسایی خرابی
  • الهام قندی*، شیرین اسماعیلی نیاری، نیر محمدی رعنا صفحات 310-329
    ستون های فولادی پرشده با بتن (CFT) گروهی از مقاطع مرکب هستند که به دلیل ظرفیت باربری بیشتر، شکل پذیری خوب و مقاومت مناسب، مورد توجه بوده است. این مقاطع به طور گسترده ای در ساختمان های بلند مرتبه، سازه های دریایی، ایستگاه های مترو و پایه های پل ها کاربرد دارند. بنابراین این سازه ها ممکن است در معرض بارهای دینامیکی مانند بار ضربه محوری قرار بگیرند. یکی از تکنیک های مهم در کاربرد ستون های CFT استفاده از ستون های فولادی جزیی پر شده با بتن می باشد که به دلیل مقرون به صرفه بودن و به دلیل کاهش وزن سازه به خصوص در پایه های پل ها و اسکله ها مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به افزایش کاربرد ستون های فولادی جزیی پرشده با بتن در سازه های مختلف شناخت رفتار آنها در برابر بارگذاری ضربه ای محوری ضروری است. در این مقاله به بررسی پاسخ دینامیکی ستون های فولادی سرد نورد شده جزیی پر شده با بتن در مقابل بارگذاری هم زمان بار محوری فشاری استاتیکی و بارگذاری ضربه ای محوری با استفاده از نرم افزار عناصر محدود ABAQUS با انجام تحلیل های دینامیکی غیر خطی پرداخته می شود.مطالعات پارامتریکی برای بررسی تاثیر پارامترهای سرعت ضربه وارده، نسبت ارتفاع بتن پر شده به ارتفاع کل ستون، ارتفاع سقوط ضربه زننده، نسبت جرم ضربه زننده به جرم کل ستون، نسبت بار محوری فشاری استاتیکی و خروج از مرکزیت بار ضربه ای محوری بر پاسخ ضربه ای ستون های مورد نظر با مقطع مستطیلی انجام می شوند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که با افزایش پارامترهای نسبت بار محوری فشاری، نسبت پرشدگی و خروج از مرکزیت ضربه محوری و ارتفاع سقوط ضربه زننده، بار ضربه ای کاهش می یابد. همچنین افزایش نسبت جرم و سرعت ضربه باعث افزایش بار ضربه ای می شود.
    کلیدواژگان: بار ضربه ای محوری، ستون فولادی جزئی پر شده با بتن، فولاد سرد نورد شده، مدلسازی عناصر محدود، تحلیل دینامیکی غیرخطی
|
  • Alireza Faroughi *, Abdolreza Sarvghad Moghadam, Mohammad Ghanooni Bagha Pages 5-20

    Steel braced frames are among the most effective lateral load resisting systems. The eccentrically braced frame has a higher ductility, less stiffness, and a better serviceability (limited retrofitting needed after the seismic excitations) compared to concentrically braced ones. Static indeterminacy is generally considered as the number of extra constraints or members in a structural system. In other words, redundancy is the ability of a structure to keep its stability after the onset of the failure or removal of its lateral load resisting elements, preventing it from collapse in the initial stages of loading. The redundancy of a system depends on the “dynamic” characteristics of its structure and properties of the applied earthquake excitations as well as its structural geometric features and details. This indeterminacy is called dynamic redundancy.In this study, the effects of the number and location of braced bays on redundancy were investigated to obtain the best pattern for regular 5 and 8-story buildings using nonlinear analysis. It also develops a relationship for the redundancy factor of the dual structural systems. Results show that position of braced bays is more effective on redundancy than the number of bays. It is also concluded that the building’s height affects the required number of bracing bays. The study also showed that the dynamic redundancy is different from the over-strength. According to the results of this research, for dual structural systems, it is recommended not to arrange the braces only in the perimeter of the plan

    Keywords: Location, indeterminate, redundancy, eccentrically braced frames, Dynamic
  • Fatemeh Rahimi, Reza Aghayari *, Bijan Samali Pages 21-48

    Tuned mass dampers (TMDs) are being increasingly used for protection of structures against seismic and environmental loads. An important step in design and application of TMDs is the evaluation of TMD parameter which can cause be associated with serious difficulties. In this paper, we attempt to provide a framework to evaluate the modal parameters of TMDs using a combination of experimental test on shake table and a relatively recent modal analysis technique, namely Frequency Domain Decomposition (FDD). In order to achieve this, a series of test were conducted on a 5-storey steel frame was subjected to excitations from two scaled earthquakes (Imperial Valley and Kobe) ) while damped using two TMDs with mass ratios of 0.01 and 0.1.Mounted instrumentations recorded the structural response during the earthquakes and the recorded response was then used for an operational modal analysis (OMA) in order to estimate the dynamic characteristics of the TMDs. The FDD technique was used in this paper which was employed to estimate the parameters of TMDs. The damping ratios obtained from FDD method was compared with classical methods to verify its accuracy and capabilities in extraction of the modal parameters of TMDs. This paper shows that the use of shake table experiments coupled with the post-experiment modal analysis can be successfully used in TMD design and enables the researchers and practitioners to accurately estimate and test the response of the structures under relatively realistic conditions, which consequently allows low-cost testing of TMDs for optimum TMD selection.

    Keywords: Tuned mass damper, Response, Natural frequency, Damping Ratio, Frequency Domain Decomposition
  • Saeed Hejazirad, Soheil Ghareh *, Abolfazl Eslami, Navid Ganjian Pages 49-68

    Deep foundation are used to transfer loads of large and high rise building to subsurface layers that have sufficient strength. Piles are one of the most common deep foundations which are installed in the form of driven an bored for many years, the high noise and variation by the driving and the hardness and the limitations of the performance of the bored piles caused to use a new type of pile which installed to the soil using torque and a small amount of axial compressive load, Helical pile can be considered as such piles. Drilled displacement piles are another type of this piles. Due to the increasing use of these piles, there are still limit studies on them and there is a need to study their behaviour in different soils and conditions. Three models of piles in the laboratory section were implemented and loaded in FCV-AUT and compared with studies in the field. Compressive and tensile static load were performed according to ASTM D1143 and ASTM D3689 standard and rapid loading test.Drilled displacement pile in tensile and compressive performance was better than other torque driven pile. Because of concrete is cheaper than steel, these piles can be a good alternative for driven and bored pile in urban areas.

    Keywords: FCV-AUT, Drilled Displacement piles, Helical Piles, Static loading, Physical Modeling
  • Mohammadreza Seify Asghshahr * Pages 69-84

    In this study, a simplified approach is proposed for design optimization of the reinforced concrete frame considering the effects of chloride-induced corrosion. The objective function is to minimize the frame weight, and optimization will be conducted utilizing the genetic algorithm. The constraints of the optimization problem are set in a manner that bending moment of beams and axial force of columns are not exceeding the respective resistant values, and the maximum drift of the frame is not exceeding the code-defined allowable drift. In order to examine the corrosion effects, a 5-story reinforced concrete frame is optimized in two different time points 0 and 50 years in its service life. The zero time point indicates the sound uncorroded frame. Monte Carlo sampling method in Rt software is utilized to estimate the corrosion initiation time incorporating the involved uncertainties. At time point of 50 years, a cross-sectional area of steel bars in beam and column sections is reduced due to the corrosion effects. The proposed framework for the frame optimization is implemented in MATLAB software; and for computing the structural response during the optimization process, the linear static analysis of the structure in OpenSees software is conducted. Results indicate an ability of the proposed framework for design optimization of reinforced concrete frames considering the corrosion effects in their service life.

    Keywords: optimization, Reinforced concrete frame, Chloride-induced Corrosion, Genetic Algorithm, MATLAB software, OpenSees Software, Rt Software
  • Seyed Morteza Salimi, Sepideh Rahimi, Mohammad Hosseinzadeh, Mehdi Ebadi Jamkhaneh * Pages 85-101

    Up to date, most of the bending moment connections are designed to follow a weak beam-strong column rule, which imposes extensive fabricated and material costs and welding applications at the project site. Therefore, in order to eliminate these shortcomings, a relatively new bending moment connection that connects steel beam and column to each other only by connecting a plate in the direction of the beam and column web are studied as the parametric studies. The design criterion for the connection sheet was such that its flexural bending capacity was less than the bending capacity of the beam so that the connection plate would act as a metallic yielding damper and other elements would remain in the elastic state. Parameters such as thickness, height, slope, and plate material were considered in nonlinear static analyzes and the simulation of 12 numerical models of finite element in the Abaqus program under cyclic loading. Initially, the numerical model was compared with the test sample, and the behavior of the two samples in terms of failure mode and the hysteresis curves of the bending moment-rotation were well matched. Numerous numerical models were then simulated to consider the effect of parameters on the overall behavior of the connection. The results of the analysis showed that the appropriate range for the thickness of the connection plate to act as a fuse and energy absorber must be between one and twice the thickness of the beam web. Also, the free distance should be between 4 and 6 times the thickness of the plate.

    Keywords: Moment connection, Connection Plate, Moment-rotation curve, Elastic stiffness, Plastic moment capacity
  • Baharan Khizab, Abbasali Sadeghi, Seyede Vahide Hashemi, Kourosh Mehdizadeh *, Hamidreza Nasseri Pages 102-127

    Nowadays, with the spread of terrorist attacks in many parts of the world, the design approach to abnormal loadings, such as a blast load, has also become noted of design regulations. In recent years, the dual moment-resisting frame system with steel plate shear wall has been used in the design of structures as a load-bearing system and has several advantages such as low construction cost, rapid installation, high energy absorption potential, suitable ductility, Increasing stiffness and decreasing displacement have made the steel plate shear wall as a proper system for retrofing existing structures, so it is necessary to investigate the behavior of this system against blast loads. In this study, moment-resisting frame structures with and without steel plate shear wall (3, 6 and 9-story) were designed in 3D by ETABS software based on code guidelines and then two-dimensional side frame was extracted in order to be analyzed under the effect of blast loading in 2 scenario such as in-plane and out-plane frame with finite element ABAQUS software and finally the possibility of occurrence progressive collapse were investigated and compared. The results of the present study showed that steel plate shear wall dual system has a suitable performance in comparison to moment-resisting frame in the scenario "in-plane blast loading". It restricted the progressive collapse potential while in the scenario "out-of-plane blast loading" because of the blast load wave propagation in steel plate shear wall, then the moment frame has a better performance. Also, according to the Robustness Index (RI) comparison, with regarding to the in-plane and out-of-plane blast loadings, the steel plate shear wall and moment-resisting frame structures had the best performance, respectively.

    Keywords: Blast loading, Dual system, Steel Moment-Resisting Frame, steel plate shear wall, Progressive collapse, ABAQUS software
  • Vahed Ghiasi *, Esmaeil Mousapoor, Rahmat Madandoust Pages 128-143

    This paper presents the dynamic analysis of flat slab buildings using macro modeling method to evaluate their progressive collapse resistance. In these analyzes, the post-punching behavior of slab-column connections is considered. The presence of lateral restraints, by development compressive membrane force in the slab, increases the stiffness and flexural strength of the slab and ultimately increases the punching shear strength. In continuous slabs, the lateral restraint is provided by the slab itself. In experimental testing, part of the flat slab structure is typically extracted in the tests due to cost reduction and limited test space, and an additional load is applied to the slab edges to simulate the influence of the surrounding slabs. The effect of compressive membrane action and surrounding slabs on the response of flat slab structures was investigated using a validated macro-model. The findings of the study indicate that the slab 's compressive membrane force enhances the ultimate load bearing capacity in the column removal scenario. This increase in bearing capacity of the structure is, of course, not proportional to the increase in punching resistance in slab-column connections. The results also indicate that ignoring the lateral restraint effect of the surrounding slabs underestimates the capacity of the substructure for load redistribution. It is suggested that rotational restraints be placed on the slab edges in order to simulate the effect of surrounding slabs on the behavior of the substructure.

    Keywords: Compressive membrane action, Post-punching resistance, Flat slab, Punching shear, Progressive collapse
  • Jalal Bazargan *, Alireza Moazzami Pages 144-154

    Dissolution of soluble minerals in the construction site of dams will lead to the development of cracks and increase the permeability of foundations and abutments, destruction of injection molding and problems in the stability of dams. Increasing the dissolution rate with the development of cracks and fissures leads to increasing the permeability of the foundation and then the currents passing through the joints will not be similar to groundwater flows and the flow behavior will be similar to surface currents. The passage of current through the surface of gypsum and anhydrite-containing materials, the mechanism of behavior of gypsum and anhydrite materials against surface currents have been investigated, and then, using the experiences gained from past research, finally relations to estimate the constant rate of dissolution K It has been extracted in these two materials. the highest correlation with flow and temperature flow is linear and time parameter is exponential. Also, the solubility coefficient of gypsum materials is higher than anhydrite in the presence of surface currents. For a constant temperature, the gypsum K coefficient is about 10,000 times that of anhydrite, and at a constant temperature, K for gypsum is equivalent to 1000 times that of anhydrite. In general, the effect of discharge on the dissolution of gypsum is greater than anhydrite.

    Keywords: Gypsum, anhydrite materials, soluble minerals, circulation test, rock permeability, joint stones, constant rate of dissolution
  • Afshin Bahrami Rad, Mahdi Nouri, Javad Katebi *, Seyyed Arash Mousavi Ghasemi Pages 155-173

    Model predictive control is one of the optimal control methods for systems based on their behavior on future horizons. One of the salient features of this control method is the optimal consideration of control constraints in the system control process. Accurate states are required to perform an optimal control performance with this technique. On the other hand, state sensors are unable to provide accurate states due to the uncertainty in their structures. This shortcoming causes problems in the optimal control process. In this study, a discrete-time Kalman filter-based model predictive control scheme with actuator saturation consideration is presented. As a state estimator, the Kalman filter is able to provide more accurate states. On the other hand, the application of performance constraints in the control process causes the saturation of the actuators to be optimally regarded. In the present study, to investigate the effectiveness of the proposed control method in reducing seismic responses, a nine-story benchmark steel structure (SAC) under seismic excitation is utilized. Then, the results obtained from the proposed method considering three different control force constraint scenarios are compared with the results of the uncontrolled case. The results of numerical studies demonstrate the appropriate performance of the proposed control process in reducing seismic responses. Also, the replacement of low-capacity actuators with high-capacity ones, while making the control process more economical, do not significantly change the other responses quantity. For example, the highest change in the Drift Ratio Index (J1) for the controlled case with control force constraints to the controlled case without control force constraints for the Elcentro earthquake is by up to 4%, while the same conditions for the maximum control force index (J12) is 78%.

    Keywords: Model predictive Control, Kalman Filter, Actuator Saturation, Benchmark Building (SAC), State Sensor
  • Nima Amani *, Meysam Alipour Pages 174-188

    In One of the most important issues of project-oriented employers and senior managers is evaluating the performance of the organization's projects as well as ranking the projects based on applied indicators during project implementation. The lack of a system of method in a system means not knowing the contractors' work defects during execution, which in itself causes time, quality and economic losses. The purpose of this study is to identify and compare current operational strategies to standardize contractors' decisions in construction projects. In this research a questionnaire is designed by studying and reviewing scientific articles from databases and interviewing executives of companies that formulate and execute contractors' operational strategies. Then, the questionnaire is distributed among the executives of the contractor firms and they score the factors according to the two hypotheses. The answer will be weighted and analyzed using statistical software. The published factors are then prioritized around operational strategies. The results show that the strategy of managing the additional work done in the project is in the first place and in the next rankings respectively of the other strategies including contractor performance, resource management and stakeholder management.Also, all the factors that were designed in the questionnaire are the published characteristics regarding the common operational strategies in terms of decision categorization. In the analysis, the factors have an acceptable value and none of them can be ruled out.

    Keywords: operational strategies, implementation of standard decisions, contractors' performance, factor evaluation, project management
  • Poorya Rashvand *, Ali Delnavaz, Ali Medghalchi Pages 189-207

    Nowadays, all managers in all organizations want to make optimal use of facilities and capacities in various departments. Therefore, the existence of a model to provide feedback on destructive factors in bridges with the aim of improving the management of concrete bridges and obtaining a tool to satisfy the needs of managers, seems very necessary and logical. In line with the above necessity, concrete road bridges under the supervision of the Highway and Road Transportation Organization of the country will be selected as a statistical sample and the performance of concrete bridges will be compared with each other using data envelopment analysis (DEA) method. In order to evaluate the performance of bridges, efficient and inefficient bridges are determined and the effective factors in their inefficiency are determined. In order to evaluate the efficiency of inputs such as weather and traffic conditions, and the outputs including structural failure factor and serviceability were examined using the input-axis CCR model through DEA-Master software. The results showed that 35 bridges out of 384 concrete road bridges measured in the main axes of Zanjan province have strong performance and the average efficiency of these 384 bridges is 0.98 out of 1.Also, the 8 km bridge of Zanjan-Qazvin freeway is the most efficient bridge in terms of threat of reference times.

    Keywords: Bridge Management, Efficiency, Performance Evaluation, Data Envelopment Analysis, Zanjan Province, concrete road bridges
  • Ali Saberi Vaezaneh *, Mahmood Naderi Pages 208-228

    The dry shrinkage of mortars is one of the primary causes for the reduction of bond strength between repair mortars and concrete substrates. Utilizing fibers in the mortars is one of the methods used to reduce shrinkage. The current study used polypropylene fibers in mortars to improve the bond between repair mortar and concrete substrate, and also to control the dry shrinkage of mortars. The “friction-transfer” and "pull-off” methods were used to determine the bond strength between the repair mortar and concrete substrate. In addition to determining the amount of shrinkage and bond strength, the amount of compressive strength of fiber reinforced mortar by using the above methods and by modeling finite element with ABAQUS software has been investigated. In addition, the methods of initiation and distribution of cracks and stresses were shown. In order to assess the in-situ compressive strength of polypropylene fiber-reinforced mortars, the correlation of records obtained from semi-destructive methods of “friction-transfer” and “pull-off” with those of laboratory tests was determined, using the linear and exponential regression analyses. Then, using calibration curves, the equations required to convert the results of in situ methods to the compressive strength of polypropylene fiber-reinforced mortars were presented. The results demonstrate the positive effect of fibers on shrinkage, shear and tensile bond strength and compressive strength of mortars. The correlation coefficients of the “friction-transfer” and “pull-off” methods are indicative of a strong linear relationship between the two methods that instead of using an expensive “pull-off” device, a simple and inexpensive "friction-transfer" device can be used.

    Keywords: Fiber, Bond strength, .Shrinkage, In-situ Methods, Finite element method
  • Erfan Alghasi, Mahshad Jamdar, Afshin Meshkat-Dini *, Jafar Keyvani Ghamsari Pages 229-248

    In this study, the nonlinear behavior of a studied 20story steel bundled tube frame structure is evaluated under applying the assumed incidence angles to the imposed directions of near-field records. Additionally, the related effects on the stability of the studied structure subjected to the probable forming of progressive collapse, have been studied too. The results of this research were obtained based on conducting nonlinear dynamic time history analyses. Four assumed incidence angle case studies were considered to an ensemble of three-component earthquake records. Moreover, three-member removal situations were also assumed for the selective column elements of the studied structure subjected to all chosen ground motions.The results of this study show that the structural response parameters have a relatively larger amplitude under removing of the corner column at the first story, than the other two cases of column removal which to be assumed at 10th story and also for the middle column of the outer frame. Furthermore, the structural responses did not change significantly with the increase of the incidence angle from 0° to 45°. The obtained results show that the formation of plastic hinges and inelastic zones in the structure would indicate high deformation demands at the middle stories and also the induced demand variation decreases along upward of the height. Additionally, removing of the corner column would result in the formation of more plastic hinges, which cause relatively greater structural damages and gradually reduces the stability of the studied structure. It is worth noting that the structural response parameters under each element removal and subjected to strong near-field records, remains in a relatively stable domain. Furthermore, the variation of response parameters did not exceed the life safety limit.

    Keywords: Seismic response, Bundled Tube Structure, Near-Field Record, Progressive collapse, Incidence Angle
  • Mohammad Hossein Razmkhah, Mohammad Shamekhi Amiri *, Hossein Pahlavan Pages 249-265

    The earthquake is a phenomenon that is likely to occur all over the world and so far it has caused a lot of human and financial losses. During earthquake events, it is not uncommon to observe after-shocks following a mainshock, aftershocks have the potential to cause severe damage to buildings and threaten life safety even when only minor damage is present from the mainshock, but in the current regulations, the effect of aftershocks is not considered.Another factor affecting the behavior of the building during the earthquake is a torsional irregularity that may be due to architectural constraints in the building and, if accompanied by aftershock, results in further damage to the structure.In this article, for assessing the effects of torsional irregularity and also the aftershocks, 3,5 and 8 story models with steel moment frame seismic system, first regular in plan and then with torsional irregularity are carried out according to the Iranian seismic code and then 3-dimensional analytical models analyzed based on Incremental Dynamic Analysis (IDA) in OpenSees. The maximum inter-story drift ratio is obtained for 20 sets of ground motion records with aftershocks compatible with the conditions of the region and the capacity is determined according to HAZUS-MH limit states and finally, the corresponding fragility curves for seismic performance levels of slight, moderate, extensive and complete are developed.The resulting seismic fragility curves revealed the destructive effect of torsional irregularity in 5 and 8 story is more than 3 story and the aftershock outputs illustrated that the effect of aftershock on the damage level increase when building have torsional irregularity.

    Keywords: After Shock, Torsional Irregularity, Fragility curve, OpenSees, Incremental dynamic analysis (IDA)
  • Mehrdad Hejazi *, Fateme Amere Pages 266-288

    In this research, the cyclic behaviour of a perforated yielding shear panel device in an inverted v- braced steel frame has been studied. In 40 samples the effects of web thickness, amount of cut-out and amount of cut sector, in two samples the web length, in seven samples the variation of frames components and boundary conditions, and in two samples the centre to centre distance of the cut-outs have been studied. Non-linear analysis has been performed using the finite element ABAQUS code. Cyclic displacement control loading based on FEMA 461 protocol has been applied to the two sides of the beam. The von Mises yield criterion has been used. Obtained results show that if the web thickness of the yielding shear panel exceeds a certain value, the panel will not yield. Making cut-outs in the web and cutting sectors at the two sides of the web up to a certain amount increases the dissipation of energy, and thereafter it has an opposite effect. The amount of cut-outs for which the maximum damping occurs increases with the increase of the web thickness. Therefore, the favourable amount of cut-outs increases approximately proportional to increase of the web thickness. For instance, the favourable percentage of cut-outs without cut sectors with a web thicknesses of 10 mm, 15 mm and 30 mm are approximately 10%, 20% and 30%, respectively. These values for samples with cut sectors of 20% are respectively 10%, 10% and 30%. A yielding shear panel with a shorter web length absorbs more energy. Increasing the beam moment of inertia and the bracing cross-sectional area does not have a significant impact on increasing the damping.

    Keywords: Perforated yielding shear Panel device, Steel frame, Cyclic behaviour, Energy dissipation, Finite element method
  • Mohtasham Khanahmadi, Omid Rezayfar *, Majid Gholhaki Pages 289-309
    A large number of structures experience minor damage in some elements during operation, therefore, the development of this type of damage reduces the service life of the structures and in some cases leads to total destruction. That's why, today, being assured of the health status of structures and their performance is proposed as one of the most important engineering issues. Considering the limitations of traditional damage detection methods, the methods based on changes in the vibrational characteristics of the structure have been formed. In this paper, given the modes shape of the panel prefabricated wall before and after destruction as a 2-D signal processing, the damaged zone was detected using discrete 2-D wavelet transform. At first, the panel prefabricated wall was modeled in the ABAQUS finite element software, and the frequency analysis was done to extract modal responses and was validated using modal responses of the corresponding laboratory sample. Changes in the values of natural frequencies, as well as the incompatibility of the modes shape based on the Modal Assurance Criterion (MAC) and the angle between the modes shape confirm the damage in the structure. Additionally, diagonal details from differential or summation wavelet transform analysis of the interpolated healthy and damaged modes shape (depending on the angle between the modes shape, if it approximately equals zero degree, the differential of modes shape is analyzed, and if it approximately equals 180 degree, the summation of modes shape is analyzed) indicate more irregularity of the wavelet coefficients in the damaged zone compared to other zones such that the jump relative maxima and minima in the wavelet coefficients have occurred in the damage occurrence zone.
    Keywords: Structural health monitoring, Prefabricated Wall, Mode shape, Modal Assurance Criterion, Wavelet transform, Damage detection
  • Elham Ghandi *, Shirin Esmaeili Niari, Nayer Mohammadi Rana Pages 310-329
    Concrete-filled tubular (CFT) steel columns are a group of composite sections that are considered due to their higher load-bearing capacity, good ductility and good strength. These sections are widely used in a variety of high-rise buildings, offshore structures, subway stations and bridge piers. Therefore, these structures may be exposed to dynamic loads such as axial impact loads (due to accidents or intentional impacts such as falling and releasing various devices, military or terrorist activities). One of the most important techniques in the application of CFT columns is the use of partially concrete-filled steel columns, which are now available due to their cost-effectiveness and weight reduction of the structure, especially in bridge piers and docks. Due to the increasing use of partially concrete-filled steel columns in various structures, it is necessary to know their behavior against axial impact loading, which has not been considered to date. In this paper, the dynamic response of partially concrete-filled cold-formed steel columns against simultaneous loading of static axial compressive load and axial impact load using finite element modeling in ABAQUS software by performing nonlinear dynamic analysis are discussed. Parametric studies to investigate the effects of impact speed, the ratio of the height of the filled concrete to the total height of the column, the height of the impact hammer falling, the ratio of the impact mass to the total mass of the column, the ratio of static axial compressive load and eccentricity of axial impact load are performed. The desired columns have rectangular cross section. The results of this study show that with increasing the parameters of static axial compressive load, filling ratio, eccentricity of axial impact load and the height of the impact hammer falling, the impact load decreases. Also, with increasing the mass ratio and impact speed, the impact load increases.
    Keywords: Axial impact loading, Partially concrete-filled steel column, cold-formed steel, Finite element modelling, Nonlinear dynamic analysis