فهرست مطالب

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال هشتم شماره 12 (پیاپی 52، اسفند 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/24
  • تعداد عناوین: 18
|
  • شقایق واثقی امیری، محمدعلی قناد* صفحات 5-29

    در این مطالعه، اهمیت نحوه مدل سازی سازه در تخمین میزان مشارکت خاک در پاسخ سیستم های خاک-سازه مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، سیستم های خاک-سازه با سیستم باربر جانبی مختلف مورد بررسی قرار گرفته اند و مقدار پارامترهای اصلی سیستم شامل پارامتر تعیین کننده میزان اندرکنش خاک و سازه و پارامتر تعیین کننده نسبت مشارکت تغییرشکل های خمشی و برشی در پاسخ کل سیستم شناسایی شده اند. در این راستا، از یک قاب تک-دهانه با رفتار خمشی-برشی برای مدل سازی سازه فوقانی در سیستم خاک-سازه استفاده شده است. در این مطالعه، سیستم های مختلف خاک-سازه با استفاده از داده های پاسخ شتاب مصنوعی و واقعی مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج به دست آمده از شناسایی سیستم های خاک-سازه نشان دادند که روش ارایه شده با دقت قابل قبولی قادر به پیش بینی پارامترهای سیستم خاک-سازه می باشد. هم چنین، نتایج نشان می دهند که می توان دو سازه با سیستم های باربر جانبی متفاوت و مقادیر متفاوتی از میزان مشارکت خاک پیدا نمود، به طوری که پاسخ های به دست آمده در طبقات این دو سیستم با هم مطابقت قابل قبولی داشته باشند. برای مثال، ممکن است یک سازه قاب خمشی که روی یک خاک نرم با میزان مشارکت خاک زیاد قرار گرفته است، پاسخی مشابه با پاسخ یک سیستم با دیوار برشی واقع بر خاک سخت با میزان اندرکنش خاک و سازه کم تر داشته باشد. چنین مشاهده ای اهمیت استفاده از مدل های واقع گرایانه برای مدل سازی سازه فوقانی در سیستم خاک-سازه را برای تخمین دقیق تری از میزان مشارکت اندرکنش خاک و سازه نشان می دهد.

    کلیدواژگان: اندرکنش خاک و سازه، مدل رفتاری خمشی-برشی، شناسایی سیستم، پاسخ لرزه ای شتاب، تحلیل مودال غیر-کلاسیک
  • محمد عباسی، حسین نادرپور* صفحات 30-53
    تشخیص نوع و میزان خرابی در تیرها و سازه از جهت عملکرد و میزان تاثیر گذاری از اهمیت بالایی برخوردار است. با وجود تحقیقات بسیار در مورد کاربردCFRP، استفاده از آن به صورت Strips را می توان به عنوان یکی از روش های مهم عنوان کرد. استفاده از مقیاس half scale در ساخت سازه و تیرهای آزمایشگاهی، نتایج قابل استنادتری را در اختیار قرار می دهد. با توجه به نوع خرابی و میزان پیشرف ترک های بوجود آمده بر روی سطح تیر و همچنین رشد ترک ها متفاوت می باشد. در تمامی ساخت و سازه های صورت گرفته، نحوه اجرا و کیفیت مصالح بکار رفته 2 اصل بسیار مهم در نوع عملکرد و میزان بازدهی سازه می باشد. در این تحقیق به شناسایی نوع خرابی های موجود در تیر بتن آرمه به روش غیر مخرب پرداخته شده است.در این روش استفاده از اجزای محدود در شناسایی نوع خرابی تیر، بدون رسیدن تیر به وضعیت ناپایدار را می توان در رده آزمایشات غیر مخرب قرار داد. که از نظر اقتصادی بسیار قابل اهمیت می باشد. از این رو 16 تیر بتنی با ابعاد 250 × 250 × 2100 میلی متر ساخته شده و به دو دسته دارای کامپوزیت FRP و بدون آن تقسیم شده است. هرگروه دارای یک تیر کنترل بوده و باقی نمونه ها دارای خرابی ایجاد شده در بتن و میلگرد می باشند. تیرهای تهیه شده تحت آزمایش 4 نقطه ای قرار گرفته و پس از جمع آوری نتایج و بررسی و تحلیل داده ها، مدل سازی تیرها آغاز گردیده است. با استفاده از روش اجزای محدود به مدل سازی تمامی تیرهای ساخته شده در آزمایشگاه پرداخته شده است. نتایج بدست آمده از تحلیل مدل سازی و آزمایشگاهی در قالب نمودار بار-تغییر مکان با یکدیگر مقایسه شده است. می توان نتایج مدل سازی را تقریب مناسبی از نمونه های آزمایشگاهی دانست.
    کلیدواژگان: تیر بتن آرمه، مدل سازی، Ansys، مقاوم سازی، CFRP، تشخیص خرابی
  • هاشم شریعتمدار*، آزاده رضایی پژند، نگار رحیم زاده صفحات 54-68
    امروزه یافتن راه های کاهش نیروی زلزله ، به علت خسارات ناشی از آن، از مهم ترین چالش ها در زمینه مهندسی زلزله می باشد. در این میان انتخاب میراگر غیرفعال لزجی، به علت کم هزینه بودن، تکنولوژی مناسب تر و رواج استفاده در کشور ارجحیت دارد. در این پژوهش تاثیر میراگر لزجی بر عملکرد لرزه ای قاب خمشی بتنی مورد بررسی قرار گرفتهاست. بدین منظور سه قاب خمشی متوسط بتنی 3، 6 و 10 طبقه با نرم افزار Sap2000 و بدون اثر میراگر طراحی می شوند. سپس، با نرم افزارSiesmo struct وارد کردن میراگر مورد تحلیل قرار می گیرد. بدین منظور، این قاب ها یک بار بدون میراگر و بار دیگر با میراگر لزجی به روش-های معمول، طراحی و سپس زیر اثر بار های استاتیکی افزایشی، تحلیل استاتیکی غیرخطی و درنهایت تحت اثر شتاب نگاشت های زلزله های انتخاب شده، تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی می شوند.بر پایه ی این بررسی ها، مقداری برای ضریب رفتار ناشی از میراگر افزوده به سازه، پیشنهاد می شود و با مقادیر موجود در آیین نامه2800 و همچنین در زلزله های میدان دور و میدان نزدیک مقایسه می شود. نتایج حاکی از افزایش %20 میرایی، تحت تاثیر میراگرهای لزجی، به سازه می باشد. ضریب رفتار به دست آمده، برمبنای تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون و تحلیل دینامیکی تاریخچه ی زمانی غیرخطی، به ترتیب، 95/0 و 89/0 پیشنهاد می گردد و یا یکدیگر مقایسه می شود.
    کلیدواژگان: ضریب رفتار، میراگر لزجی، قاب بتنی، تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون، تحلیل تاریخچه ی زمانی غیرخطی
  • مهرداد عالی جهان، غلامرضا زمانی اهری* صفحات 69-84
    به طور کلی سازه های بنایی از نظر اتصال بین اجزا به دو دسته تقسیم می شوند: سازه بنایی بدون ملات که به آن اتصال خشک اطلاق می شود و سازه هایی که از ملات جهت اتصال اجزای متشکله با یکدیگر استفاده می شود. در اثر شرایط محیطی، وقتی که ملات طی گذر زمان چسبندگی خود را از دست می دهد، اجزای تشکیل دهنده ی دیوار را می توان به صورت مجزا از هم در نظر گرفت. عملکرد ضعیف سازه های بنایی، منجربه شکست و خرابی تعداد قابل توجهی از این سازه ها حتی در زلزله های متوسط می شود. به ویژه، شکست درون صفحه ای در دیوارهای سازه های بنایی بسیار مشهود است. نتایج تحقیقات آزمایشگاهی نشان می دهد که حالت شکست برشی در بارگذاری جانبی بسیار محتمل است. یکی از ویژگی های این حالت شکست، توانایی مقاومت در برابر نیروی برشی زیاد و قابلیت شکل پذیری کم است که منجربه شکست ترد در دیوار می شود. مطالعات عددی پیشین بر روی سازه های بنایی به طور عمده بر اساس روش اجزای محدود بوده که در آن اجزای دیوار به صورت المان های پیوسته در نظر گرفته می شوند و در عمل، رفتار محلی بخش های تشکیل دهنده ی دیوارها نادیده گرفته شده و باعث می شود عملکرد آنها به درستی درک نشود. دراین مقاله، ابتدا مشخصات نمونه های دیوار بنایی غیر مسلح براساس نتایج بدست آمده از آزمایش های قبلی، تعیین شده و سپس مدل های عددی با استفاده از دو نرم افزار ABAQUS (نرم افزار المان محدود) و 3DEC (نرم افزار المان گسسته) کالیبره شده و مورد تحلیل قرار گرفتند. در ادامه، نمودار رفتاری دیوارها با مشخصات مختلف تحت شرایط بارگذاری متفاوت استخراج گردیدند. در نهایت، مقایسه جامعی میان نتایج حاصله از روش های اجزای گسسته و اجزای محدود ارایه شد. در نهایت چنین نتیجه گیری شد که رویکرد اجزای گسسته پیش بینی دقیق تری از دیوارهای بنایی غیر مسلح نسبت به اجزای محدود ارایه می دهد.
    کلیدواژگان: سازه بنایی غیر مسلح، روش اجزای گسسته، روش اجزای محدود، دیوار بنایی، اتصال خشک
  • غلامرضا نوری*، مهران تیراندازیان صفحات 85-101
    هدف اصلی برنامه توسعه پایدار سال 2030 توسعه دسترسی به انرژی های تجدیدپذیر، پایدار، قابل اطمینان و مقرون به صرفه است. از جمله انرژی های تجدید پذیر می توان به انرژی باد و استفاده از توربین های بادی اشاره کرد. این توربین های عمدتا در مناطق ساحلی یا فراساحلی لرزه خیز و مستعد روانگرایی استفاده می شود . رشد اجرای این توربین ها در مناطق لرزه خیز توام با بستر روانگرا استفاده از شمع ها و سایر فونداسیون های عمیق را ضروری کرده است. در این مقاله تغییر مشخصات لایه خاک روانگرا در اندرکنش خاک-تک شمع - سازه توربین های بادی در چهار نوع ماسه روانگرا با ضخامت 5 متر ، تحت بار توربین 2 کیلو وات و تاثیر 14 رکورد زمین لرزه حوزه دور و نزدیک مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی با در نظرگرفتن مدل رفتاری مناسب برای لایه های خاک، اندرکنش بین شمع و خاک به روزش مستقیم در نرم افزار OpenSees انجام شده است. نتایج نشان می دهد که در زمین لرزه های با بیشینه شتاب کمتر از g 4/0 ، در خاک های ماسه ای با تراکم بیش از 70 % روانگرایی رخ نمی دهد. بیشترین جابجایی به شمع در خاکی که زاویه اصطکاک داخلی (ɸ=30) و کمترین درصد تراکم را دارد، اتفاق می افتد. با وقوع روانگرایی در لایه میانی تراز اتکای گیرداری شمع از حوالی سطح زمین به انتهای لایه روانگر منتقل می گردد. همچنین نتایج نشان داد، مقادیر حداکثر فشار منفذی، لنگر خمشی و نیروی برشی خاک تحت زمین لرزه های حوزه دور و نزدیک با افزایش تراکم خاک کاهش می یابد و این کاهش برای زلزله های حوزه دور مشهودتر است.
    کلیدواژگان: توربین بادی تک شمع، خاک روانگرا، زمین لرزه حوزه دور، زمین لرزه حوزه نزدیک، اندرکنش خاک-تک شمع-سازه توربین بادی
  • احسان نوروزی نژاد فرسنگی* صفحات 102-121
    اکثر مطالعات لرزه ای صورت گرفته بر روی سیستم های جداساز لرزه عموما بر مبنای رکوردهای ثبت شده دارای شتاب طیفی کم در محدوده پریودهای بلند (بیشتر از 2 ثانیه) بوده است. در دو دهه اخیر، تعدادی از رکوردهای دستگاهی ثبت شده در حوزه نزدیک گسل عملکرد مطلوب سیستم های جداساز لرزه ای را در این نواحی با شک و تردید روبرو کرده است. در این پژوهش، چندین مدل تحلیلی از سازه های غیرشکل پذیر جداسازی شده از کف در محیط های غیرخطی پیاده سازی گردیده است. سیستم های جداساز لرزه ای مورد مطالعه شامل دو مدل جداساز لاستیکی هسته سربی (LRB) و سیستم پاندول اصطکاکی (FP) بوده است. تمرکز اصلی مطالعه حاضر بر روی بررسی و مقایسه عملکرد سیستم های فوق در نواحی دور و نزدیک گسل که عموما دارای محتوای انرژی و فرکانسی متفاوتی هستند، بوده است. نگرانی اصلی در حوزه نزدیک گسل این است که اگرچه افزایش میرایی سیستم های جداساز لرزه ای می تواند جابجایی جداساز را کاهش دهد، اما ممکن است منجر به انتقال شتاب بیشتری به سازه اصلی گردد. درنهایت با در نظرگرفتن یک رویکرد احتمالاتی و استفاده از منحنی های شکنندگی لرزه ای عملکرد سیستم های جداساز لرزه ای در نواحی دور و نزدیک گسل مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بیانگر عملکرد مناسب این سیستم ها تحت تاثیر زلزله های دور از گسل بوده است، هرچند در نواحی نزدیک گسل عملکرد آنها به طور قابل توجهی کاهش پیدا کرده است.
    کلیدواژگان: نزدیک گسل، دور از گسل، سازه های غیرشکل پذیر، سیستم های جداساز لرزه ای، منحنی شکنندگی، نسبت مرزی فروریزش
  • سعید قلی زاده قلعه عزیز*، کیوان فرزاد صفحات 122-143
    از ابتدای تمدن بشری برجها و ساختمانهای بلند مورد توجه بوده و تامین سختی مناسب و بخصوص سختی جانبی، از عوامل اساسی در طراحی این سازه ها می باشد در این خصوص سیستم های مهاربند بازویی کارایی زیادی در کاهش پاسخ سازه در برابر بارهای جانبی دارند. همچنین وقوع زلزله و آثار مخرب آن در سالیان اخیر، اهمیت بکارگیری معیار رفتار و عملکرد مبنی برکنترل نحوه توزیع مقاومت و تغییرشکل در اجزای سازه ای را بیشتر نموده است. لذا ارایه طرح بهینه با قابلیت توجیه اقتصادی که هدف اصلی آن دستیابی به یک سطح قابل اطمینان از ایمنی و عملکرد در برابر مخاطرات طبیعی باشد ضروری است. در این تحقیق در دو سازه 24 و 36 طبقه با استفاده از الگوریتم فراکاوشی انتشار امواج دلفین بهبود یافته(MDE) ، طراحی عملکردی سازه های فولادی مجهز به سیستم مهار بازویی ضمن تعیین جانمایی بهینه مهاربند صورت گرفته است. تمامی قید-های طراحی عملکردی بر اساس آیین نامه FEMA در نظر گرفته شده اند. نتایج حاکی از رفتار مناسب سازه های با مهار بازویی، اثرگذاری موقعیت مهار بر عملکرد آن و فرآیند دستیابی به سازه بهینه می باشد بطوریکه سازه 36 طبقه در وضعیت بهینه استقرار مهاربازویی، کاهش وزن سازه ای حدود 9/3 درصد را نسبت به حالت استقرار در فواصل مساوی ارتفاعی به همراه داشته است. در هر دو سازه معیار دریفت طبقات و تغییرطول محوری اعضای مهاربندی حاکم بوده و لزوم لحاظ اثرات مودهای بالاتر در بررسی رفتار سازه مورد تاکید قرار گرفته است بطوریکه با افزایش تعداد طبقات و تاثیرگذاری مودهای بالاتر، موقعیت بهینه استقرار مهار بازویی به سمت طبقات فوقانی سوق می یابد.
    کلیدواژگان: ساختمان بلند، مهار بازویی، الگوریتم فراکاوشی، بهینه یابی موقعیت، طراحی بر اساس عملکرد
  • سیده مرضیه قیامی تکلیمی، امید رضائی فر*، مجید قلهکی صفحات 144-163
    رشد جمعیت و نیازهای متعدد جوامع، سبب افزایش روز افزون تقاضای سیمان شده است. استفاده از مواد پوزولانی در ساخت بتن، راه حل مناسبی برای کاهش مصرف منابع انرژی، تولید گازهای گلخانه ای و مصرف سیمان می باشد. در این مطالعه تاثیر استفاده از بنتونیت سمنان به جای بخشی از سیمان بررسی شده است. در این مقاله هفت طرح اختلاط به همراه طرح اختلاط نمونه کنترل (CM) ساخته و مقایسه شده است. متغیر اصلی، تغییر نسبت بنتونیت به وزن سیمان می باشد که در بازه 5%، 10%، 15%، 20%، 25%، 30% و 35% در نظر گرفته شده است. آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت کششی شکافتگی نمونه ها و پیش بینی مدول گسیختگی برای بررسی خواص بتن، انجام شده است. با توجه به نتایج به دست آمده از آزمایش مقاومت فشاری، استفاده از بنتونیت به جای بخشی از سیمان به میزان 5 درصد، سبب افزایش 8 درصدی مقاومت فشاری 28 روزه نسبت به نمونه کنترل (Control Mix-CM) شده است. با جایگزین کردن 35% بنتونیت نسبت به وزن سیمان، مقاومت فشاری 28 روزه به میزان 21% کاهش یافته است. با توجه به نتایج مخلوط های حاوی بنتونیت در صورتی که مقدار بنتونیت بیش از 20% وزن سیمان باشد، مقاومت کششی 28 روزه نسبت به CM تا 45% کاهش می یابد. با توجه به نتایج، در صورت جایگزینی 5% و 10% بنتونیت، مدول گسیختگی پیش بینی شده نسبت به نمونه CM، به ترتیب 7/3% و 1/3% افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: جایگزین سیمان، بنتونیت، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مدول گسیختگی
  • سمیه امامی، جواد پارسا* صفحات 164-183

    در هنگام طراحی سدهای بتنی وزنی، با توجه به ضوابط طراحی، مشخصات ساختگاه و ارتفاع مورد نیاز، گزینه هایی با ابعاد مختلف برای پارامترهای هندسی در نظر گرفته می شود. در بین گزینه ها، گزینه ای که شرایط پایداری را تامین نماید و هزینه ی کم تری داشته باشد، به عنوان گزینه ی اجرایی در نظر گرفته می شود. در این پژوهش، به بهینه سازی ابعاد سدهای بتنی وزنی کوینا (Koyna) در هندوستان و سد زاوین کلات واقع در استان خراسان رضوی با استفاده از الگوریتم فرابتکاری انتخابات (EA)، با لحاظ شرایط پایداری پرداخته شد. در این مدل، پارامترهای هندسی، به عنوان متغیرهای تصمیم و وزن سد به عنوان تابع هدف، در نظر گرفته شد. مدل، پارامترهای هندسی را به گونه ای به دست می آورد که حجم مصالح مورداستفاده در سد کمینه شود. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، از مجموعه داده سد کوینا و سد زاوین کلات استفاده شد و نتایج حاصل با الگوریتم های ژنتیک (GA)، جفت گیری زنبورعسل (HBMO) و رقابت استعماری (ICA) مقایسه گردید. جواب های حاصل از روش EA به ترتیب بیانگر کاهش 87/9 و 40/10 درصدی حجم بتن مصرفی و کاهش مساحت برای سدهای کوینا و زاوین کلات نسبت به مقطع واقعی ساخته شده آن ها می باشد. بر اساس مقایسه های انجام شده، الگوریتم EA در دستیابی به ابعاد بهینه مقطع سد نسبت به مدل های بهینه سازی ژنتیک (GA)، جفت گیری زنبورعسل (HBMO) و رقابت استعماری (ICA) کارایی بهتری از خود نشان داد. هم چنین میزان بهبود الگوریتم EA در مقایسه با الگوریتم های ICA، HBMO و GA به ترتیب برابر با 8%، 6% و 11% می باشد.

    کلیدواژگان: الگوریتم انتخابات، سد کوینا، سد زاوین کلات، مقطع بهینه، شرایط پایداری
  • عبدالستار صفائی*، غلامرضا قدرتی امیری، سید محمدحسین رضوی، حمیدرضا حسینعلی بیگی صفحات 184-207

    بتن خودتراکم یک نوآوری در زمینه بتن می باشد که باعث رفع یکی از مشکلات اساسی در ساخت سازه های بتنی یعنی مشکل تراکم بتن، گردیده است. این نوع بتن با ترکیب جدید و ابداع ابر روان کننده موجب شده است که ترکیب یکنواخت در بتن ایجاد شود. در تحقیق حاضر تاثیر افزودنی های زیولیت و میکروسیلیس و جایگزینی آن ها با بخشی از سیمان به کمک آزمایشات خواص مکانیکی شامل مقاومت فشاری، کششی، خمشی و امواج فراصوت بر روی نمونه شاهد بتن خودمتراکم و بتن خودمتراکم منبسط شونده مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین تغییر شکل کوتاه مدت حاصل از جمع شدگی بتن خودتراکم در اثر خشک شدن برای دوره 210 روزه پس از ساخت نمونه ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشگاهی به دست آمده نشان داده است که پوزولان های میکروسیلیس و زیولیت سبب بهبود در ریزساختار بتن های مورد مطالعه شده که این امر باعث بهبود در خواص مکانیکی می گردد. در حقیقت جایگزینی سیمان با پوزولان ها سبب شده که قسمت های ناحیه انتقال نمونه ها بهتر و متراکم تر شوند. همچنین نتایج آزمایش جمع-شدگی نشان می دهد که پوزولان های زیولیت و میکروسیلیس منجر به کاهش قابل توجهی در جمع شدگی خشک می شوند. جمع-شدگی خشک بتن حاوی 15 درصد زیولیت و 5/7 درصد میکروسیلیس نسبت به بتن شاهد حاوی مواد منبسط شونده در سن 210 روز به ترتیب به میزان 32 و 15 درصد کاهش یافته اند.

    کلیدواژگان: بتن خودمتراکم، مقاومت فشاری، کششی، خمشی، جمع شدگی
  • میثم بالو، حسین پهلوان، علی ناصری*، فهیمه رفیعی صفحات 208-224
    پل ها به عنوان یکی از اصلی ترین و آسیب پذیرترین سازه ها در شریان های حیاتی هر کشور محسوب می شوند. از طرف دیگر به دلیل رفتار دینامیکی پیچیده ای که پل های قوسی ناشی از شرایط هندسی خاص در زلزله از خود نشان می دهند در این تحقیق مقاوم سازی اینگونه از پل ها مورد مطالعه قرار گرفت. بنابراین دو مدل پل عرشه جعبه ای شکل بتن آرمه دارای قوس افقی با شعاع های یکسان در دو حالت با جداساز لرزه ای و بدون جداساز مورد ارزیابی قرار گرفت. به طوری که کفایت استفاده از جداساز لرزه ای هسته سربی در مقایسه با حالت بدون جداساز لرزه ای توسط منحنی های شکنندگی بررسی شد و سطوح خسارات لرزه ای محتمل بدست آمده اند. نتایج پژوهش با مدل سازی پل در نرم افزار المان محدود CSi Bridge تحت تحریک 100 زوج شتاب نگاشت واقعی تحت تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی قرار گرفته و پاسخ المانها از آن استخراج شده است. بطوریکه متوسط حداکثر جابجایی نسبی در مدل با جداساز لرزه ای نسبت به حالت بدون جداساز لرزه ای در جهت طولی و عرضی به ترتیب 67 و 64 درصد کاهش یافته است. ضمنا در پی انجام تحلیل مودال و مقایسه زمان تناوب پل ها، مشاهده می شود زمان تناوب اول تا سوم ارتعاش پل ها درحالت با جداگر نسبت به حالت بدون جداگر با افزایش قابل توجه ای مواجه بوده است. نتایج این پژوهش حکایت از آن داشته که در این دسته از پل ها استفاده از جداگر لرزه ای بطور چشم گیری موجب کاهش جابجایی نسبی ستونها شده بطوریکه شکنندگی لرزه ای سیستم پل در سطوح آسیب مختلف کاهش یافته است.
    کلیدواژگان: پل قوس بتنی، جداگر LRB، ارزیابی آسیب پذیری، منحنی شکنندگی، تحلیل دینامیکی غیرخطی
  • اشکان خدابنده لو*، سینا ظهیری میاندوآب صفحات 225-246
    سامانه های شبکه ای قطری سیستم های سازه ای گسترش پیدا کرده از سازه های لوله ای و قابی هستند و می توانند با کاهش چشم گیر لنگی برش، وزن سازه را به شدت کاهش دهند و به بهبود رفتار ساختمان های بلندمرتبه کمک کنند. در این مقاله تعداد تقسیم ها، زاویه و ساختار بهینه ی سامانه های شبکه ای قطری تک و دولایه در ساختمان های بلند تعیین می شوند. برای این منظور از یک برنامه ی رایانه ای و راه کارهای فرا ابتکاری بر پایه ی الگوریتم ژنتیک و کارامبا به عنوان موتور تحلیل سازه بهره جویی شده است. در این تحلیل ها، رابطه ی بین عامل های ورودی شامل فاصله ی بین دو لایه ، زاویه و تعداد المان ها و تعداد تقسیم های قایم و افقی با عامل های خروجی به دست آمده از تحلیل سازه به کمک موتور کارامبا، شامل بیشینه تغییرشکل ها، وزن و اثر پی دلتا به دست آمدند. بر اساس نتیجه های به دست آمده از الگوریتم های ژنتیک و راه کارهای فراابتکاری، وزن های به دست آمده برای سامانه های شبکه ای قطری دارای یک لایه در مقایسه با سامانه های دولایه بیشتر است. علاوه بر آن، با توجه به وزن کم تر، ساختار هندسی ساده تر، سرعت اجرای بیشتر، عدم نیاز به نیروی فنی بسیار ماهر، پایین تر بودن مصرف انرژی، اشغال فضای معماری کم تر، ایجاد فضاهای بازتر و نوردهی مناسب تر در سامانه های تک لایه نسبت به دولایه، این سامانه ها برای کاربرد در ساختمان های بلندمرتبه پیشنهاد می شوند.
    کلیدواژگان: ساختمان های بلند مرتبه، سامانه شبکه ای مورب، طراحی بهینه، الگوریتم ژنتیک، گالاپاگوس
  • بهمن شجاعی، حیدر دشتی ناصرآبادی، محمدجواد طاهری امیری* صفحات 247-269

    امروزه اطلاعات و دانش با زندگی بشر چنان درهم آمیخته شده است که عصر حاضر را عصر اطلاعات نامیده اند. در این شرایط نقش انسان در سازمان و نوع نگاه به او، سهم بسزایی در موفقیت یا شکست سازمان خواهد داشت. با آغاز هزاره سوم، هر روز نقش منابع انسانی پررنگ تر شده و اکنون از آن به عنوان تنها عامل کسب مزیت رقابتی پایدار یاد می شود. همچنین با توجه به تحولات شگرف در حوزه مدیریت منابع انسانی، برنامه ریزی منابع انسانی مبتنی برشایستگی ها جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. از اینرو در این مطالعه مسئله زمان بندی پروژه با در نظر گرفتن منابع چندمهارته و شایستگی نیروی انسانی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور یک مدل بهینه سازی چندهدفه یکپارچه زمان بندی پروژه و تخصیص نیروی انسانی شامل حداقل سازی زمان تکمیل پروژه، حداقل سازی هزینه اجرای پروژه و حداکثر سازی سطح کیفی پروژه ارایه شده است. برای حل مسئله به طور دقیق، یک مدل برنامه ریزی ریاضی عدد صحیح مختلط توسعه داده شده و در نرم افزار GAMS پیاده سازی شده و با استفاده از رویکرد اپسیلون محدودیت حل شده است. همچنین برای حل مسئله پیشنهادی در ابعاد بزرگ، یک الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب (NSGAII) توسعه داده شده است. صحت سنجی الگوریتم پیشنهادی با مقایسه نتایج بدست آمده از آن با حل دقیق انجام گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از عملکرد صحیح الگوریتم فراابتکاری پیشنهادی بوده طوریکه می توان از آن برای حل مسایل در دنیای واقعی بهره برد.

    کلیدواژگان: زمان بندی پروژه، تخصیص نیروی انسانی، شایستگی، بهینه سازی چندهدفه، الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب
  • مجید پاسبانی خیاوی*، محمد جلالی مینا آباد صفحات 270-283
    در این تحقیق با توجه به اهمیت تاثیر مقاومت بتن بر عملکرد دینامیکی سدهای بتنی، به بررسی تاثیر سختی بتن بدنه بر نمایش لرزه ای سد بتن غلتکی (RCC) با استفاده از تحلیل احتمالاتی مونت کارلو که روشی موثر برای شناخت اثر پارامترهای مختلف بر رفتار دینامیکی می باشد، پرداخته می شود. برای بیان سختی سد، مدول الاستیسیته بتن بدنه به عنوان متغیر ورودی در نظر گرفته شده و تاثیر آن بر پارامترهای خروجی بررسی می شود. پارامترهای خروجی شامل مقادیر حداکثر تغییر مکان افقی تاج سد، تنش کششی اصلی در پاشنه، تنش فشاری اصلی در پنجه و فشار هیدرودینامیکی در پاشنه می باشد که به عنوان پاسخ های بحرانی انتخاب شده اند. برای مدل سازی و تحلیل از نرم افزار انسیس که مبتنی بر روش اجزای محدود می باشد، استفاده شده و برای حل معادلات دینامیکی از روش نیومارک استفاده شده است. به عنوان مطالعه موردی، سد واتانا به صورت دوبعدی مدل شده و اندرکنش بین سد، مخزن و فونداسیون در مدل اعمال شده است. در انتها نیز برای نمایش تاثیر مدول الاستیسیته بتن سد، مقادیر حداکثر پاسخ ها در هر مرحله به صورت منحنی های حساسیت ارایه شده است. با بررسی نتایج حاصل می توان به خوبی تاثیر سختی بتن بدنه سد را بر پاسخ ها مشاهده نمود و با توجه به معیار طراحی، وضعیت ایمنی سد را بررسی کرده و حالت بهینه را به لحاظ مقاومت سازه ای برای مدل مورد نظر انتخاب کرد.
    کلیدواژگان: سد بتن غلتکی، سختی، مونت کارلو، اجزای محدود، اندرکنش
  • مرتضی خلیلی، وحید صابری*، حمید صابری، وحید منصوری، عباسعلی صادقی، قاسم پاچیده صفحات 284-307
    با توجه به رشد روزافزون تقاضا برای استفاده از بتن سبک و همچنین گسترش حوادث تروریستی در اقصی نقاط جهان، پژوهش برای به دست آوردن نتیجه های بهینه از بتن سبک مقاوم در برابر ضربه و حرارت امری اجتناب ناپذیر است. بتن پلاستیک، بتنی با مقاومت بسیار کمتر از بتن معمولی، شکل پذیری زیاد و نفوذپذیری پایین است. این نوع بتن از مخلوط سیمان، شن و ماسه، آب و بنتونیت به دست می آید. بنتونیت در این اختلاط به عنوان نوعی خاک رس است که باعث شکل پذیری بتن شده و پایداری آن را ارتقاء می بخشد . در این مطالعه، تاثیر الیاف فولادی، پلی پروپیلن و شیشه در مقاومت کششی و فشاری بتن سبک پلاستیک موردبررسی تحت دماهای بالا قرار گرفته است. پس از انتخاب طرح شاهد و انجام عملیات حرارتی بر روی نمونه ها (دماهای 25-100-250-500 و 700 سانتی گراد)، آزمایش های مقاومت فشاری و کششی 28 روزه روی نمونه ها انجام گرفت که با توجه به نتایج می توان دریافت کرد که الیاف فولادی در افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن سبک پلاستیک بسیار مفید بوده به طوری که در بعضی از مراحل آزمایش مقاومت فشاری و کششی بتن پس از حرارت را به بیش از 40% افزایش می دهد اما الیاف پلی پروپیلن و شیشه به خاطر خصوصیات فیزیکی و ظاهری که دارند در مقایسه با الیاف فولادی تاثیر اندکی در مقاومت فشاری و کششی بتن پس از حرارت داشته اند تا جایی که در دماهای 500 و 700 درجه، الیاف شیشه هیچ گونه تاثیری در افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن سبک پلاستیک نداشته اند.
    کلیدواژگان: بتن سبک پلاستیک، الیاف فولادی، الیاف پلی پروپیلن، الیاف شیشه، مشخصات مکانیکی، دما بالا
  • نوید گنجیان*، مهراد میرسپاهی، فاطمه امیدی، محمدعلی امیدی، سعید حجازی راد، غلامرضا پناه صفحات 308-324

    حفر تونل در زمین نرم شهری محدودیت های خاص خود را دارد. از مهمترین این محدودیت ها، کنترل نشست سطحی است تا از وارد شدن خسارت به سازه های سطحی جلوگیری شود. بنابراین، انتخاب بهترین روش برای حفاری تونل بسیار اهمیت دارد. در میان روش های موجود برای حفر تونل های شهری، روش های حفاری مرحله ای بسیار پرکاربرد هستند. به طور معمول این روش ها قابل مقایسه با روش حفاری مکانیزه برای تونل های طویل نیستند. اما روش های حفاری مرحله ای برای حفاری تونل های کوتاه، مقاطع بزرگ مانند ایستگاه های مترو، مقاطع غیر دایروی و سازه های پیچیده مانند تقاطع ها بکار می روند. از جمله مهم ترین بخش های اجرایی حفاری مرحله ای، طول گام حفاری و فاصله بین جبهه کارها می باشد. با وجود اینکه این 2 پارامتر از عوامل بسیار تاثیرگذار بر جنبه های فنی و اقتصادی روش حفاری مرحله ای می باشند، ولی فرآیند منسجمی برای تعیین این دو پارمتر وجود ندارد، در این تحقیق، مراحل حفاری تونل خط A متروی شهر قم به منظور تعیین طول گام حفاری و فاصله بین جبهه کارها بررسی شده است. روش حفر این تونل، طاق و پاطاق می باشد. با استفاده از مدلسازی المان محدود سه بعدی (Plaxis 3D Tunnel) حفاری تونل در حالت های مختلف پیشروی شبیه سازی شده است. هشت حالت پیشروی برای طول گام و شش حالت برای فاصله بین جبهه کارها در نظر گرفته شده است. طول گام حفاری و فاصله بین جبهه کارها با بررسی اثر حالت های مختلف پیشروی بر نمودارهای عرضی نشست سطحی، مقادیر نشست و جابجایی خاک اطراف تونل انتخاب می شود. بررسی ها نشان می دهد که گام حفاری یکسان 1 متر برای قسمت فوقانی و تحتانی با فاصله 25 متر بین جبهه کارها (فاصله ای بیشتر از یک قطر تونل)، بهترین کارایی را برای تونلسازی دارد.

    کلیدواژگان: روش های حفاری مرحله ای، زمین نرم شهری، نشست سطح زمین، طول گام حفاری، فاصله بین جبهه کارها، روش المان محدود
  • آرمین معمارزاده، مهدی نعمت زاده*، حامد جعفرزاده صفحات 325-343

    امروزه استفاده از ستون های مرکب بتن و فولاد به سرعت در حال گسترش می باشد. از این رو اهمیت مطالعه بر روی این نوع ستون ها، عوامل موثر بر آن ها و ارایه راهکارهایی به منظور ارتقاء عمکرد این ستون ها، بسیار مهم تلقی می شود. مدول الاستیسیته یک عامل کلیدی برای تخمین تغییر شکل ساختمان ها و اعضای سازه ای است. شناخت مدول الاستیسیته ستون های فولادی تقویت شده بتنی حاوی الیاف فولادی و علی الخصوص تغییرات رفتاری آن ها در طی اعمال بار محوری از موضوعات مهم و قابل بررسی می باشد. این مقاله سعی دارد مدول الاستیسیته چهارگانه ستون های فولادی تقویت شده بتنی حاوی الیاف فولادی را مورد ارزیابی قرار دهد. برای نیل به این هدف، تعداد 36 نمونه ساخته شد و انواع مختلف مدول الاستیسیته شامل مدول الاستیسیته اولیه، مدول الاستیسیته سکانتی، مدول الاستیسیته نقطه تسلیم و مدول الاستیسیته نقطه اوج مورد بررسی قرار گرفتند. متغیرهای تحقیق شامل نوع شکل نیمرخ فولادی (اعم از H شکل و C شکل)، کسر حجمی الیاف فولادی (0%، 75/0% و 25/1%) و فاصله خاموت ها (40، 65 و 130 میلی متر) می باشد. نتایج نشان داد که مدول الاستیسیته ستون های فولادی محاط شده در بتن از شکل فولاد داخل آن تاثیر می پذیرد. بدین صورت که مدول الاستیسیته ستون ها با مقطع H شکل بیشتر از ستون ها با مقطع C شکل بود که علت آن محصورشدگی بیشتر در این نوع مقاطع می باشد. همچنین، افزایش درصد الیاف فولادی در بتن این نوع ستون ها می تواند علاوه بر افزایش شکل پذیری، مدول الاستیسیته ستون را به طور متوسط تا 6 درصد افزایش دهد. علاوه بر این، فاصله خاموت ها تاثیر بسیار چشم گیری بر روی مدول الاستیسیته این نوع ستون ها دارد به طوری که با افزایش فاصله خاموت ها مدول الاستیسیته ستون ها به شدت کاهش (در حدود 35 درصد) می یابد.

    کلیدواژگان: ستون مرکب فولادی-بتنی، منحنی تنش- کرنش، مدول الاستیسیته، نسبت خاموت، بتن مسلح به الیاف فولادی
  • عباس اسکندری، فریدون امیدی نسب*، امیرحسین صحرایی مقدم، احمد دالوند صفحات 344-362
    این مقاله به ارایه نتایج یک تحقیق آزمایشگاهی در مورد رفتار خمشی تیرهای بتنی حاوی سنگدانه های بازیافتی و مسلح شده به انواع الیاف ها می پردازد. در این تحقیق 5 عدد تیر بتنی با طول 150، عرض 20 و ارتفاع 30 سانتی متر ساخته شد. یک تیر حاوی سنگدانه های طبیعی و فاقد الیاف بعنوان نمونه شاهد، یک تیر حاوی سنگدانه های بازیافتی و فاقد الیاف و سه تیر دیگر حاوی سنگدانه های بازیافتی و مسلح شده به 5/0 درصد از هرکدام از الیاف های فولادی، پلی پروپیلن و کورتا بودند. رفتار تیرها تحت آزمایش خمش 4 نقطه ای در دو ناحیه الاستیک و پلاستیک بررسی شد. پارامترهای حد تناسب، مدول برجهندگی، مدول الاستیسیته خمشی و لنگر تسلیم در ناحیه الاستیک و پارامترهای لنگر نهایی، شکل پذیری، جذب انرژی و ضریب طاقت خمشی در ناحیه پلاستیک بررسی شدند. تیرهای معمولی و بازیافتی در تمام پارامترهای مذکور دارای اختلاف اندک (کمتر از 10 درصد) بودند. از طرفی، الیاف های مورد استفاده موجب تقویت رفتار خمشی تیرها در هر دو ناحیه الاستیک و پلاستیک شدند که تاثیر الیاف فولادی نسبت به الیاف های پلی پروپیلن و کورتا قابل توجه تر بود. در نهایت، نتایج تجربی بدست آمده در این تحقیق با آیین نامه های بتن ایران، ACI 318، EuroCode 2 و CSA مقایسه شد. نتایج این مقایسه نشان داد که بیشترین تطابق با نتایج تجربی مربوط به آیین نامه ACI 318 و بیشترین اختلاف مربوط به آیین نامه EuroCode 2 می باشد.
    کلیدواژگان: بتن بازیافتی، RCA، رفتار خمشی، الیاف فولادی، الیاف پلی پروپیلن، الیاف کورتا
|
  • Shaghayegh Vaseghiamiri, MohammadAli Ghannad * Pages 5-29

    This paper investigates the importance of super-structure modeling in estimating soil’s contribution to the seismic response of soil-structure systems. For this purpose, soil-structure systems with different lateral resisting systems are studied and the values for the main parameters of the system, including parameters determining the soil-structure-interaction (SSI) and the contribution of flexural and shear deformation to the total response of the system are determined. To this end, a one-bay frame with flexural-shear behavior is utilized to model the super-structure in the soil-structure system. In this research, different soil-structure systems are studied using artificial and real acceleration floor responses. The results from investigating different soil-structure systems showed that the proposed method to identify the system can estimate the main parameters of the soil-structure system with acceptable accuracy. Moreover, the results showed that two different systems with different lateral resisting systems and the amount of soil’s contribution can be identified with almost the same floor acceleration responses. For an instant, a moment-frame system located on soft soil with relatively high soil-structure-interaction may have the same floor acceleration responses as a shear-wall located on firm soil with less soil contribution. This observation shows the importance of using more realistic modeling for the super-structure in soil-structure systems to achieve more reliable estimates of soil’s contribution to the system’s response.

    Keywords: Soil-Structure-Interaction, Flexural-shear model, system identification, Seismic acceleration response, Non-classic modal analysis
  • Mohammad Abbasi, Hosein Naderpour * Pages 30-53
    Diagnosing type and amount of deficits in beams and structure is highly important in terms of performance and impact. Despite of paramount studies on CFRP application, its usage as Strips can be mentioned as one of the most important ways. Using Half Scale in building structure and lab beams would provide more adducible results. Considering type of breakdown and its progress, the growth cracks on the surface of beams is different. In all constructions, the manner of implementation and the quality of materials are two important principles in terms of performance and efficiency of the structure. In present study, type breakdown in the beam of reinforce concrete is addressed in a nondestructive manner. In this technique, by using finite element method in identifying beam breakdown without creating an unstable condition, one can achieve a nondestructive situation in experiments which is significantly cost – effective. Hence, 16 250mm × 250mm × 2100mm concrete beams were built and divided into two groups with and without FRP composite. Each group has a control beam and remained samples have breakdown in concrete and rebar. Prepared beams were put in a 4 – point experiment and, upon gathering and analyzing relevant data, beams prototyping was begun. By using finite element method, all beams were prototyped in lab. The findings from prototyping and lab analyses are compared in the format of load – location change graph. One can consider the results of prototyping as a proper approximation of lab samples.
    Keywords: Reinforced concrete beam, Ansys modeling, CFRP, Reinforcement, Failure detection
  • Hashem Shariatmadar *, Azade Rezayi Pazhand, Negar Rahimzade Pages 54-68
    Nowadays, finding ways to reduce earthquake force due to its damages is one of the most important challenges in the field of earthquake engineering. As a result, the selection of passive Viscouz damper is preferable due to its low cost advantage, more appropriate technology and commen use in country. In this research, the effect of Viscouz damper on seismic performance of concrete moment resisting frame has been investigated. For this purpose, three medium concrete moment resisting frames, which have3, 6 and 10-floors, are designed by the Sap2000 software without damper effect. Then, the damper has been analyzed by siesmo struct software. these frames have been designed by common methods, and then have been studied under the acceleration of selected earthquake mappings by using static pushover and dynamic time history analysis, with and without supplemental viscous dampers. Based on these studies, a value is suggested for the behavior factor of the damper added to the structure and compared with the values contained in the 2800 regulations. Also, this factor is investigated in structures equipped with this damper in far field and near field earthquakes. by including viscous damper, damping increases 20% .the suggested values of the behaviour factor for the static pushover and dynamic time history analysis are 6.29 and 6.23 respectively.
    Keywords: viscous damper, Behavior factor, Seismic response, Nonlinear static analysis, Nonlinear time history analysis
  • Mehrdad Aalijahan, Gholamreza Zamani Ahari * Pages 69-84
    In general, masonry structures are divided into two categories in terms of the connection between components: mortar-free masonry, which is called dry joint, and structures that use mortar to connect the components. Due to environmental conditions, when the mortar loses its adhesion over time, the components of the wall can be considered as discrete elements. The poor performance of masonry structures leads to the failure of a significant number of these structures even in moderate earthquakes. In particular, in-plane failure in the walls of masonry structures is very common. The results of laboratory research show that shear failure is very likely in lateral loading. One of the characteristics of this failure mode is its ability to resist high shear force and low ductility, which leads to brittle failure in the wall. Previous numerical studies on masonry structures have been mainly based on the finite element method in which the wall components are considered as continuous elements and the local behavior of the constituent parts of the walls is ignored and causes their real function to be misunderstood. In this paper, first, the specifications of unreinforced masonry wall specimens were determined based on the results obtained from previous experiments, and then numerical models were calibrated and analyzed using two software ABAQUS (finite element software) and 3DEC (discrete element software). Then, behavioral diagrams of walls with different characteristics were extracted under different loading conditions. Finally, a comprehensive comparison between the results obtained from the discrete element and finite element methods was presented. Finally, it was concluded that the discrete element approach provides a more accurate prediction of unreinforced masonry walls than finite element one.
    Keywords: Unreinforced masonry structure, discrete element method, Finite element method, masonry wall, Dry Joint
  • Gholamreza Nouri *, Mehran Tirandazian Pages 85-101
    The main goal of the 2030 sustainable development plan is to develop access to renewable, sustainable, reliable and cost-effective energy. One of the renewable energy sources is wind energy, which is produced using wind turbines. These turbines are mainly used in coastal or offshore areas that are seismic and liquefied. The development of these turbines in areas with high seismic potential and liquefied soils has necessitated the use of piles and other deep foundations. In this paper, the effect of liquefied soil layer characteristics on the soil-mono pile interaction under the effects of far and near field earthquake records has been investigated. Dynamic nonlinear time history analyses were performed by considering four types of liquefied sand with a thickness of 5 m, under 2 kW turbine load and the effect of 14 earthquake records. Nonlinear analyses are performed in OpenSees software by considering the appropriate behavioral model for soil layers and the interaction between the pile and the soil. The results showed that in earthquakes with a PGA less than 0.4 g and in sandy soils with a density of more than 70% liquefaction does not occur. The highest displacement is related to the pile located in T1 soil, which has the lowest internal friction angle (ɸ = 30) and the lowest soil compaction percentage. With the occurrence of liquefaction in the middle layer, the support level of the monopile is transferred from ground to the end of the liquefiable layer. Based on the results the values of maximum pore pressure, flexural moment and shear force of the soil under near and far-field records decrease with increasing soil density that is more evident for far-field earthquakes.
    Keywords: monopile wind turbine, liquefied soil, Far Field Earthquake, Near Field Earthquake, soil-monopile-wind turbine structure interaction
  • Ehsan Noroozinejad Farsangi * Pages 102-121
    Seismic isolation research was largely predicated on the observation that most strong-motion records recorded up to that time had very low spectral acceleration values (~2 sec.) in the long-period range. In recent years, however, a number of records from near-source sites have been obtained, raising serious questions about the viability of seismic isolation in near-fault locations. In this study, various analytical models of base-isolated structures have been simulated in a nonlinear platform. The used base isolation systems have been the Lead Rubber Bearing (LRB) and the Friction Pendulum (FP). Arrays of far-field and near-fault strong ground motions have been considered for performance evaluation. The main issue is that increasing the bearing damping in isolators beyond a certain value, may decrease the bearing displacement; however, it may transmit higher accelerations into the superstructure. Considering all these, the seismic performance of the investigated structure and the BI systems have been assessed considering a probabilistic approach utilizing fragility curves. The results indicated that the BI systems have very adequate seismic performance in far-field regions; however, their efficiency may significantly decrease in near-fault regions.
    Keywords: Near-field, Far-field, Non-Ductile Structures, Base Isolation System, Fragility curve, collapse margin ratio
  • Saeed Gholizadeh *, Keyvan Farzad Pages 122-143
    Towers and tall buildings have been considered since the beginning of human civilization and providing the suitable stiffness and especially the lateral stiffness is one of the basic factors in the design of these structures. In this matter outrigger systems are very effective in reducing the response of the structure to lateral loads. Also, the occurrence of earthquakes and its destructive effects in recent years has increased the importance of applying the behavior and performance criteria to control the distribution of resistance and deformation in structural components. Therefore, it is necessary to provide an optimal design with economic justification capability, the main purpose of which is to achieve a reliable level of safety and performance against natural hazards. In this research, in two structures with 24 and 36 floors, using modified dolphin echolocation metaheuristic algorithm (MDE), the performance based design of steel structures equipped with outrigger system while layout optimization of the brace has been done. All performance design constraints are considered in accordance with FEMA regulations. The results indicate the appropriate behavior of structures with outrigger, the effect of outrigger position on its performance and the process of achieving optimal structure. as the 36-story structure in the optimal position of the outrigger installation, the weight of the structure has decreased by about 3.9% compared to the installation position at equal height distances. In both structures, the criterion of story drift and axial length change of bracing members prevails and the necessity to consider the effects of higher modes in studying the behavior of the structure is emphasized so that by increasing the number of floors and higher modes influence, the optimal position of outrigger is shifted to the upper floors.
    Keywords: Tall building, Outrigger, Metaheuristic Algorithm, Layout optimization, Performance Based Design
  • Seyedeh Marzieh Qiyami Taklimi, Omid Rezayfar *, Majid Gholhaki Pages 144-163
    The continuous growth of the population will guarantee a massive demand for cement in the near future. Using pozzolanic materials in concrete manufacturing is intended as an optimal solution to lower the rate of greenhouse gas emission, and diminish energy resources and cement consumption. This research is aimed at evaluating Semnan Bentonite as partial replacement of cement. Seven bentonite mixes and control mix (CM) were examined. The main variable is the proportion of bentonite (5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% and 35% by weight of cement) in replacement mode while the amount of cementitious material, water to cementitious material ratio, fine aggregate content were kept constant. To study properties of hardened concrete, compressive strength, splitting tensile strength tests and prediction of the modulus of rupture were performed. According to the results of compressive strength test, using 5% bentonite as partial replacement of cement, results in 8% increase in compressive strength 28 days as compared with the control mix. By replacing 35% of bentonite with the weight of cement, the compressive strength 28 days is reduced by 21%. According to the results in mixtures containing bentonite, if the amount of bentonite is more than 20% by weight of cement, the tensile strength 28 days is reduced by 45% compared to CM. According to the results, replacing 5% and 10% (by weight) of cement with bentonite, the predicted rupture modulus will increase by 3.7% and 3.1% compared to the CM, respectively
    Keywords: Replacement of Cement, Bentonite, Compressive strength, tensile strength, rupture modulus
  • Somayeh Emami, Javad Parsa * Pages 164-183

    According to design criteria, site specifications, and required height, different dimensional options are considered for geometric parameters, while design gravity dams. Among options, an option that provides sustainability and low costs is considered as an executive option. In this study, the Koyna concrete gravity dam section in India and the Kalat Zavin concrete gravity dam in Khorasan Razavi province were optimized using the election meta-heuristic algorithm (EA) concerning the stability conditions. In this model, geometric parameters were considered as decision variables and dam weight as an objective function. The model obtains geometric parameters in such a way that the dam weight is minimized. To evaluate the proposed method, the Koyna dam and Kalat Zavin dam data set were used and the results were compared with Genetic (GA), Honey Bee Mating Optimization (HBMO), and Imperialist Competitive (ICA) algorithms. The results of the EA method indicate a 9.87% and 10.40% decrease in the volume of concrete consumption and a reduction in area for Koyna and Kalat Zavin dams. Based on the comparisons, the EA algorithm showed better performance in optimizing the dam section than the genetic algorithm (GA), honey bee mating algorithm (HBMO), and imperialist competitive algorithm (ICA) optimization models. optimization models. Also, the improvement rate of the EA algorithm in comparison with ICA, HBMO, and GA algorithms is equal to 8%, 6%, and 11%, respectively.

    Keywords: Election Algorithm, Koyna Dam, Kalat Zavin Dam, Optimal Section, Stability Conditions
  • Abdul Sattar Safaei *, Gholamreza Ghodrati Amiri, Seyed MohammadHossein Razavi, Hamidreza Hosseinali Beygi Pages 184-207

    Self-compacting concrete is an innovation in the field of concrete that has resolved one of the main problems in the construction of concrete structures, namely the problem of concrete compaction. This type of concrete has caused a uniform composition in concrete with a new composition and the invention of superplasticizer. In the present study, the effect of introducing the additives of zeolite and micro silica and their replacement with a part of cement has been evaluated by testing the mechanical properties including compressive, tensile, flexural and ultrasonic waves tests on the control specimen of self-compacting concrete and expansive self-compacting concrete. Also, the short-term deformation due to shrinkage of self-compacting concrete caused by drying for a period of 210 days after the fabrication of specimens has been investigated. Experimental results have shown that micro silica and zeolite pozzolans improve the microstructure of the evaluated concrete, which improves the mechanical properties. In fact, the replacement of cement with pozzolans has made the parts of the transition zone of the specimens better and condensed. Shrinkage test results also show that zeolite and micro silica pozzolans lead to a significant reduction in drying shrinkage. Drying shrinkage of the concrete containing 15% zeolite and 7.5% micro silica decreased by 32% and 15% compared to the control concrete containing expansive materials at the age of 210 days, respectively.

    Keywords: Self-Compacting Concrete, Compressive strength, Tensile, Flexural, Shrinkage
  • Meysam Balou, Hossein Pahlavan, Ali Naseri *, Fshime Rafiee Pages 208-224
    Bridges are counted as one of the most important and vulnerable structures in the vital veins of every country. The abundance of the concrete box deck bridges with concrete arches on the one hand, and the complex dynamic behavior resulted from special geometric conditions of this class of bridges which have made them more vulnerable on the other hand, were aimed to be studied in this research. In this study, a model of a concrete box deck bridge with concrete arches and the appropriateness of using lead-rubber bearing system were examined, and ultimately, two states of the bridge with and without seismic isolation were assessed by fragility curves, and the amount of possible seismic damage have been obtained. The study results were analyzed by modeling the bridge in the CSi Bridge finite-element software in three dimensions and under the excitation of 100 pairs of real accelerogram and under nonlinear time-history analysis, and the responses of the elements were extracted. So that, compared to the state without seismic isolator, the maximum relative displacement in the model with seismic isolator has decreased by 55 and 28 percent in the longitudinal and transverse directions; respectively. Also , based on the result of modal analysis and comparison of t the vibration period, the results show a significant increase in the first to third period of vibration of bridges in the state with seismic isolation compared to the without seismic isolation. The results of studies indicate that In this bridges with seismic isolation have reduced the drift of columns significantly so that the seismic fragility of the bridge system has been reduced at different levels of damage.
    Keywords: &bull, RC curved bridge, LRB base isolation, Vulnerability Assessment, Fragility curve, Nonlinear time-history analysis
  • Ashkan Khodabandehlou *, Sina Zahiri Miandoab Pages 225-246
    Diagonal lattice systems are extensively structured systems of tubular and frame structures and can drastically reduce the weight of the structure and significantly improve the behavior of high-rise buildings by significantly reducing shear lameness. In this paper, the number of partitions, the angle and the optimal structure of single and double layer diagonal grid systems in tall buildings are determined. For this purpose, a computer program and meta-innovative solutions based on genetic algorithm and Caramba have been used as the engine of structural analysis. In these analyzes, the relationship between input factors including distance between two layers, angle and number of elements and number of vertical and horizontal divisions with output factors obtained from structural analysis using Caramba engine, including maximum deformations, weight and Pi delta effect were obtained. Based on the results obtained from genetic algorithms and meta-heuristic solutions, the weights obtained for diagonal lattice systems are more than one layer compared to two-layer systems. In addition, due to lower weight, simpler geometric structure, higher execution speed, no need for highly skilled technical force, lower energy consumption, less architectural space, creating more open spaces and better exposure in single-layer systems than two-layer, These systems are recommended for use in high-rise buildings.
    Keywords: high-rise buildings, Diagonal Structures, Optimal design, Genetic Algorithm, Galapagos
  • Bahman Shojaee, Heidar Dashti Naserabadi, MohammadJavad Taheri Amiri * Pages 247-269

    Today, information and knowledge are so intertwined with human life that the present age has been called the information era. In this situation, the role of human in the organization and the way of looking at him/her will have a significant contribution to the success or failure of the organization. The role of human resources is becoming more and more prominent and it is now mentioned as the only factor in gaining a sustainable competitive advantage. Furthermore, due to dramatic developments in the field of human resource management, competency-based human resource planning has found a special place. In this study, a project scheduling problem considering multi-skilled resource and manpower competency is investigated. To do this end, an integrated multi-objective optimization model of project scheduling and human resource assignment including total completion time and execution cost minimization and project quality maximization is presented. To solve problem exactly, a mixed-integer programming model is developed and then solved by ε-constraint method in GAMS software. As the proposed model is NP-hard, a non-dominated sorting genetic (NSGA-II) algorithm is developed to solve the large scale problem. Furthermore, in order to validate the proposed algorithm, its results compare with exact method for instance problem in small scale. Results indicate that the proposed algorithm is outperformed and it can be used for real case problems.

    Keywords: Project scheduling, Human resource assignment, Competency, Multi-Objective Optimization, non-dominated sorting genetic algorithm
  • Majid Pasbani Khiavi *, Mohammad Jalali Minaabad Pages 270-283
    In this research, consider to the importance of the effect of concrete strength on dynamic behavior of concrete dams, the effect of body concrete stiffness on seismic performance of roller compacted concrete (RCC) dams is investigated using Monte Carlo simulation which is the effective method for evaluation of different parameters on dynamic responses. For implementation of concrete stiffness, the modus of elasticity is considered as input parameter and its effect on output parameters including maximum response of dam crest displacement, 1st principle stress at heel, 3rd principle stress at toe and hydrodynamic pressure at heel of dam selected as critical responses is investigated. Ansys software, based on finite element method, was selected for dam modeling and seismic analysis and Nemark method has been used to solve the dynamic equation. Watana dam has been selected as case study and has been modeled in the 2-dimensional form and dam-reservoir-foundation interaction considered in model. Finally, to show the effect of modulus of elasticity of dam concrete, the responses were obtained as sensitivity curves. Obtained curves show the trend of responses to variation of modulus of elasticity obviously. According to results, one can select the optimum value of modulus of elasticity of concrete and concluded about the safety of dam consider to design criteria.
    Keywords: Roller compacted concrete dam, stiffness, Monte Carlo, Finite Element, Interaction
  • Morteza Khalily, Vahid Saberi *, Hamid Saberi, Vahid Mansouri, Abbasali Sadeghi, Ghasem Pachideh Pages 284-307
    Increasing demands for the use of lightweight concrete as well as blast-induced hazards in all over the world have led to performing extensive studies to achieve a better understanding of the behavior of the impact and heat-resistant lightweight concrete. In fact, the plastic concrete is of high ductility and low permeability whose compressive strength is much lower than that of the ordinary concrete. This type of concrete is obtained by mixing cement, sand, water and bentonite. Bentonite in this mixture is a type of clay that promotes its formation and stability. In this paper, the effect of steel, polypropylene and glass fibers on the post-heat strength (both tensile and compressive) of the plastic lightweight concrete has been investigated. To do so, after the process of heating on the specimens (exposure temperatures of 25, 100, 250, 500 and 700 °C), the compressive and tensile strength tests were conducted on the specimens. Accordingly, the results indicate that the addition of the steel fibers greatly affects the concrete strengths such that in some cases, the post-heat strengths of the concrete was enhanced by more than 40%. However, it was found that in contrast to the steel fibers, polypropylene and glass fibers leave insignificant effects on the post-heat performance, which is attributed to their physical and visual characteristics.
    Keywords: Plastic Lightweight Concrete, Steel Fiber, Polypropylene fiber, glass fiber, Mechanical properties, high temperature
  • Mehrad Mirsepahi, Fatemeh Omidi, MohammadAli Omidi, Saeed Hejazirad, Gholamreza Panah Pages 308-324

    Excavating tunnels in soft urban land has its own limitations. One of the most important limitations is the control of surface settlements to prevent damage to surface structures. Accordingly, choosing the best method for tunnel excavation is very significant. Among the existing methods for digging urban tunnels, step drilling methods are very widely used. Typically, these methods are not comparable to the mechanized drilling method for long tunnels. However, step drilling methods are used to drill short tunnels, large sections such as subway stations, non-circular sections, and complex structures such as intersections. Among the most important executive parts of step drilling are the length of the drilling step and the distance between the work fronts. Although these two parameters are very influential factors on the technical and economic aspects of the step drilling method, but there is no coherent process to determine these two parameters. In this research, the drilling stages of the tunnel of line A of Qom metro have been investigated in order to determine the length of the drilling step and the distance between the work fronts. The method of excavating this tunnel is pre support method. Using three-dimensional finite element modeling (Praxis 3D Tunnel), tunnel drilling is simulated in different progress modes. Eight progressive modes are provided for step length and six modes for spacing between fronts. The length of the drilling step and the distance between the work fronts are selected by examining the effect of different forward modes on the transverse diagrams of surface settlement, settlement values and soil displacement around the tunnel. Studies show that the same drilling step of 1 meter for the upper and lower parts with a distance of 25 meters between the fronts (a distance of more than one diameter of the tunnel), has the best performance for tunneling.

    Keywords: excavation methods, urban area, Ground surface settlement, excavating step length, Finite element method
  • Armin Memarzadeh, Mehdi Nematzadeh *, Hamed Jafarzadeh Pages 325-343

    Today the use of concrete and steel columns is expanding rapidly. Therefore, the importance of studying these types of columns and providing solutions to improve the performance of these columns, is considered very important. Elastic modulus is a key parameter employed to estimate the deformation of structures and structural members and is typically expressed in terms of the compressive strength. Understanding the modulus of elasticity of reinforced concrete steel columns (SRCs) containing steel fibers and especially their behavioral changes during axial load application is an important issue. This paper tries to evaluate four moduli of elasticity of reinforced concrete columns containing steel fibers (SRFC). To achieve this goal, 36 SRFC specimens were constructed and various types of modulus of elasticity including the initial modulus, the sequential modulus, the yield point modulus, and the peak point modulus were examined. The research variables include the shape of steel section (H-shaped and C-shaped volume ratio of steel fibers (0, 0.75, and 1.25%), and stirrup spacing (40, 65, and 130 mm). The results showed that the modulus of elasticity of the SRFC columns was affected by the shape. Thus, the modulus of elasticity of columns with H-shaped cross-section was higher than columns with C-shaped cross-section due to more confinement in this type of cross-section. Also, increasing the percentage of steel fibers in the concrete of these types of columns can, in addition to increasing the ductility, increase the modulus of elasticity of the column by an average of up to 6%. In addition, the distance of the arches has a very significant effect on the modulus of elasticity of this type of columns, so that with increasing the distance of the arches, the modulus of elasticity of the columns decreases (about 35%) sharply.

    Keywords: Steel-Concrete Composite Column, Stress-strain Curve, Elastic modulus, stirrup ratio, Steel fiber reinforced concrete
  • Abbas Eskandari, Amirhosein Sahraei Moghadam, Ahmad Dalvand Pages 344-362
    This paper presents the results of an experimental investigation on the flexural performance of concrete beams containing recycled aggregates concrete (RCA) and reinforced with a variety of fibers. In this research, 5 concrete beams with a length of 150, width 20 and height 30 cm were made. One beam containing natural aggregate (NA) and fiber-free as control specimen, one beam containing RCA and fiber-free and the other three beams containing RCA and reinforced with 0.5% of each of the steel, polypropylene and korrta fibers. The performance of the beams were investigated under four-point bending test in two elastic and plastic zones. The parameters of limit of proportionality, modulus of resilience, flexural modulus of elasticity and yield moment in the elastic zone and the parameters of the ultimate moment, ductility, energy absorption and flexural toughness in the plastic zone were investigated. Beams containing NA and RCA had a slight difference (less than 10%) in all the mentioned parameters. On the other hand, the fibers used improved the flexural performance of the recycled beams in both elastic and plastic zones, which the effect of steel fiber was more significant than polypropylene and korrta fibers. Finally, the experimental results obtained in this study were compared with the results of Iranian Concrete Code (ABA), ACI 318, EuroCode 2 and CSA. The results of this comparison indicated that the lowest difference with the experimental results is related to ACI 318 and the highest difference is related to EuroCode 2.
    Keywords: Recycled Concrete, RCA, Flexural Performance, Steel Fiber, Polypropylene fiber, Korrta fiber