فهرست مطالب

مهندسی عمران شریف - سال سی و هفتم شماره 4 (زمستان 1400)

مجله مهندسی عمران شریف
سال سی و هفتم شماره 4 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/11
  • تعداد عناوین: 14
|
  • سعید صالحی، سید علیرضا اسماعیلی، نیما صادقی نامقی، کاظم اسماعیلی* صفحات 3-13

    در پژوهش حاضر، به بررسی هیدرولیک جریان عبوری درون گذری و روگذری در سرریز گابیونی لبه پهن پرداخته شده است؛ لذا از مدل آزمایشگاهی در جهت برآورد پارامترهای هیدرولیکی، از جمله: عمق آب شستگی پایین دست، ضریب دبی و میزان دبی درون گذری و روگذری استفاده شده است. تخمین ضریب دبی و بیشینه ی عمق آب شستگی از روش رگرسیون غیرخطی بر پایه ی داده های آزمایشگاهی صورت پذیرفته است. در روش اخیر، با به کارگیری پارامترهای هندسی و هیدرولیکی دبی جریان درون گذری و روگذری از سرریز گابیونی، تاثیر پارامترهایی از جمله قطر متوسط ذرات گابیون در عمق آب شستگی بررسی شده و نتایج نشان داده است که با افزایش اندازه ی ذرات درون گابیون، میزان عمق آب شستگی در پایین دست افزایش یافته است. همچنین مقایسه ی بیشینه ی عمق آب شستگی با مطالعه های پیشین نشان داد که استفاده از سرریز گابیونی به دلیل داشتن جریان درون گذر، میزان عمق آب شستگی در پایین دست کاهش پیدا کرده است. این امر به دلیل وجود جریان درون گذری در گابیون است، که باعث کاهش قدرت جت روگذر می شود. همچنین نتایج نشان داد که روابط ارایه شده با خطای حدود 17٪ می توانند در برآورد جریان درون گذر و روگذر از گابیون کاربرد داشته باشند.

    کلیدواژگان: جریان غیردارسی، محیط متخلخل، افت انرژی، سرریز گابیونی، ضریب دبی
  • رضا یوسفی، امیرعباس عموئی، عبدالرضا کریمی*، مسعود عامل سخی صفحات 15-25
    امروزه با توجه به آلودگی های زیست محیطی در جوامع شهری و همچنین هزینه ی بالای تولید سیمان، استفاده از مصالحی به عنوان جایگزین آن، امری ضروری است. در پژوهش حاضر به بررسی تاثیر جایگزینی خاکستر خاک اره به جای سیمان و استفاده ی همزمان از زیولیت به منظور بهسازی خاک ماسه یی پرداخته شده است. به منظور بهسازی خاک مذکور از مقادیر 4٪ وزنی سیمان، مقادیر 0، 0/5،، 1 و 1/5 درصد جایگزینی خاکستر خاک اره و مقادیر 0، 10، 30، 50 و 70 درصد جایگزینی زیولیت در زمان عمل آوری 7، 14 و 28 روز استفاده شده است. طبق نتایج آزمایش، درصد بهینه ی جایگزینی زیولیت و خاکستر خاک اره در طرح بهسازی خاک ماسه یی به ترتیب 10٪ و %0/5 بدست آمده است که نسبت به نمونه های تثبیت نشده در زمان عمل آوری 14 و 28 روز به ترتیب 250/46 و 245/01 درصد و نسبت به نمونه های تثبیت شده با %4 سیمان 73/9 و 87/42 درصد افزایش در مقاومت تک محوری را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: تثبیت خاک، ماسه، خاکستر خاک اره، سیمان، زئولیت، مقاومت فشاری تک محوری
  • مهدیه شاه محمدی، محمد آزادی* صفحات 27-37
    مقاوم سازی زیستی خاک، از جمله روش های در حال توسعه ی بهسازی خاک است، که کاهش مشکلات زیست محیطی از ویژگی های برتر آن است. مراحل بهسازی خاک در روش اخیر با تولید رسوب کلسیت در بین دانه های خاک به کمک باکتری با خاصیت رسوب زایی و استفاده از مواد شیمیایی خاص تعیین شده است. به منظور مدیریت میزان مصرف مواد، بهتر است مقادیر بهینه طی مطالعاتی به دست آیند. لذا در مطالعه ی حاضر با انجام آزمایش های سه محوری زهکشی نشده ی تحکیم یافته بر نمونه های تثبیت شده ی بیولوژیکی، روند مقاومت گیری خاک در طول زمان با در نظر گرفتن زمان ماندها و مولاریته های مختلف مطالعه شده است. نتایج حاکی از افزایش 50 درصدی مقاومت در بهینه ترین حالت نسبت به ماسه ی تمیز است. بررسی پارامتر زمان ماند به امر گیرش نهایی نمونه ها تا 30 روز اشاره دارد، پس از آن روند افزایش مقاومت خاک مقدار ثابتی از خود نشان داده است.
    کلیدواژگان: سیمانتاسیون بیولوژیکی، مقاومت برشی، نفوذپذیری، آزمایش سه محوری، زمان ماند
  • الهه میرزائی، فرهاد دانشجو* صفحات 39-50
    در پژوهش حاضر، یک میراگر جدید بیضوی شکل به منظور استهلاک انرژی و کنترل خسارت در اعضاء اصلی سازه ها معرفی شده است، که از یک قسمت اصلی حلقه ی بیضوی تشکیل شده است، که از طریق تغییرشکل برشی انرژی را جذب می کند. به منظور بررسی رفتار میراگر پیشنهادی، نمونه یی از آن در آزمایشگاه آزمون شده است. آزمایش بارگذاری چرخه یی شبه استاتیکی به منظور ارزیابی ظرفیت جذب انرژی، عملکرد چرخه یی و رفتار میراگر صورت گرفته است. برای اعمال نیرو در دو جهت متفاوت از دو جک هیدرولیکی، برای اندازه گیری نیرو از دو بارسنج و برای اندازه گیری جابه جایی از جابه جایی سنج استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که میراگر پیشنهادی، حلقه های هیسترزیس پایدار و جذب انرژی مناسبی دارد. تاثیر قطر بزرگ، نسبت قطر بزرگ به قطر کوچک، نسبت ضخامت و ارتفاع ناحیه ی اتصال به قطر بزرگ از طریق انجام تحلیل پارامتریک مدل اجزاء محدود میراگر و با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی، جابه جایی بزرگ و خرابی مصالح انجام و مشاهده شده است.
    کلیدواژگان: تیر پیوند فیوزدار، میراگر بیضوی، نمونه ی آزمایشگاهی، مدل عددی، تحلیل پارامتریک
  • مریم زارع شحنه*، محمد ارحامی صفحات 51-58
    در نوشتار حاضر، سهم بندی منابع انتشار ذرات معلق به کمک غلظت اجزاء شیمیایی ذرات و پروفیل منابع محتمل در شهر تهران توسط مدل CMB انجام شده است. طبق نتایج به دست آمده، منابع متحرک به عنوان مهم ترین منبع در تولید ذرات به طور متوسط، 58٪ از کل غلظت {PM_{2/5}} را شامل می شوند. با اجرای مدل PCA، منبع گرد و غبار به عنوان اولین عامل 49٪ از تغییرات غلظت ذرات را توصیف کرد. با ترکیب دو مدل PCA و CMB به کمک رگرسیون چندمتغیره ی خطی مشخص شد که عامل دوم مدل PCA با دربرگیری 17٪ از تغییرات PM به عنوان منبع مرکب، تحت تاثیر فلزات سنگین ناشی از منابع انسانی، شامل: صنایع، ترمز ماشین و تایر خودرو، روغن های روانکاری خودرو است و در آن احتراق سوخت های سنگین با میانگین %65/10 بیشترین سهم را در انتشار ذرات معلق داشته اند. منبع ذکر شده، اصلی ترین بخش مشتق شده از سوخت های سنگین است و پس از منبع غبار، مهم ترین عامل، تغییرات غلظت در دوره ی زمانی موردمطالعه است.
    کلیدواژگان: آلودگی هوا، ذرات معلق ریز، مدل های پذیرنده، مدل ترکیبی، شهر تهران
  • حسین حجرالاسودی، عسل آغاز، وحید شاه حسینی* صفحات 59-70

    بدون شک منابع انسانی و انگیزش آنان، نقش مهمی در موفقیت و بهره وری هر کسب و کار دارد. در این میان، شرکت های ساختمانی نیز از قاعده ی اخیر مستثنی نیستند. با توجه به اهمیت انگیزه در خلاقیت افراد و با درنظر گرفتن ماهیت شغلی مهندسان عمران و معماران (AE) که نیازمند خلاقیت در طراحی صنعت ساختمان است، بررسی عوامل انگیزشی آن ها اهمیت ویژه یی دارد. در پژوهش حاضر، ابتدا با توجه به مرور مبانی نظری، تاثیرگذارترین عوامل موثر در انگیزش گروه AE شناسایی و در قالب 5 معیار اصلی و 21 زیرمعیار طبقه بندی شدند. پس از آن با توزیع پرسشنامه در میان فعالان حوزه ی صنعت ساختمان، عوامل مذکور اولویت بندی شدند. یافته های پژوهش حاضر نشان می دهد که وجود فرصت های یادگیری، برابری در برخوردها، پرداخت ها، رویه های قانونی و فرصت ارتقاء شغلی از مهم ترین عوامل انگیزشی گروه AE هستند. درنهایت، به متخصصان منابع انسانی توصیه شده است که با طراحی زیرسیستم های مناسب منابع انسانی، زمینه های لازم برای افزایش انگیزه ی کارکنان صنعت ساختمان را فراهم آورند.

    کلیدواژگان: انگیزش، صنعت ساختمان، بهره وری، مدیریت منابع انسانی، AE
  • اسماعیل محمدی ده چشمه، وحید بروجردیان*، غلامرضا قدرتی امیری صفحات 71-82

    در پژوهش حاضر، به تحلیل احتمالاتی تخریب پیشرونده با استفاده از رویکرد منحنی شکنندگی پرداخته شده است. سازه ی مورد نظر، یک ساختمان 4 طبقه ی فولادی با سیستم باربر جانبی قاب خمشی متوسط بوده است. 6 سناریوی مختلف حذف ستون، شامل: ستون های گوشه، پیرامونی و میانی بررسی شده اند. تحلیل ها به صورت دینامیکی غیرخطی در نرم افزار OpenSEES و به صورت سه بعدی انجام شده است. نتایج تحلیل ها نشان داد که احتمال شکنندگی طبقات فوقانی سازه نسبت به طبقات پایین سازه در سطوح عملکردی مختلف بیشتر است. ستون های گوشه و پیرامونی در طبقات مختلف، به ترتیب بیشترین و کمترین احتمال شکنندگی را به خود اختصاص دادند. بر اساس نتایج پژوهش حاضر، برای رسیدن ستون های گوشه و پیرامونی به سطح عملکرد آستانه ی فروریزش، به ترتیب نیروی محوری برابر با 93 و 105 درصد بار محوری ثقلی و در جهت معکوس عکس العمل ستون نیاز است.

    کلیدواژگان: تخریب پیشرونده، حذف ستون، تحلیل احتمالاتی، تحلیل دینامیکی غیرخطی، منحنی شکنندگی
  • مرتضی زنگانه*، علیرضا چاجی صفحات 83-92
    یک از مباحث کلیدی در مدل های پیش بینی کننده ی سری زمانی، تعیین تعداد تاخیر در مدل پیشنهادی است. در نوشتار حاضر، تعداد تاخیر مدل سری زمانی پیش بینی کننده ی آورد رودخانه با استفاده از معیار آنتروپی تقریبی و روش شبکه های عصبی به دست آمده است. روش کار به این صورت بود که ابتدا رابطه بین بلوک های تاخیر و آنتروپی تقریبی در ایستگاه های آب سنجی آق قلا و قزاقلی در رودخانه ی گرگانرود بررسی و مشخص شد که بهترین تعداد تاخیر در ایستگاه های آب سنجی آق قلا و قزاقلی به ترتیب برابر 12 و 10 عدد جهت رسیدن به یک مدل جامع پیش بینی کننده ی آورد رودخانه است. در ادامه، نیز دو مدل ARIMA و شبکه های عصبی به همراه میزان بلوک تاخیری به دست آمده برای پیش بینی دبی رودخانه ی گرگانرود استفاده شد. نتایج نشان از کارایی مدل های توسعه داده شده در منطقه ی مورد نظر است، که مسئله ی مذکور با توجه به نتایج به دست آمده در ایستگاه های مورد نظر برای برنامه ریزی آینده می تواند کارساز باشد.
    کلیدواژگان: جریان رودخانه، آنتروپی تقریبی، پیش بینی، مدل شبکه های عصبی، گرگانرود
  • فرزاد قادری بافتی، علیرضا مرتضایی*، علی خیرالدین صفحات 93-104

    زلزله های پیشین نشان داده اند که ساختمان های طراحی شده با دیوار برشی، عملکرد بسیار مناسبی در برابر زلزله دارند؛ به طوری که بخش قابل توجهی از جذب انرژی غیرکشسان، که در این اجزا صورت می گیرد، در ناحیه ی مفصل خمیری است که از طریق تغییرشکل های غیرکشسان سبب کاهش انرژی ورودی لرزه یی می شود. گسترش مفصل خمیری در دیوار برشی بتنی در مناطقی صورت می گیرد که رفتار خمیری، وابسته به شکل پذیری و جزییات دیوار برشی است. یکی از پرکاربردترین شکل های دیوارهای ساختمانی، دیوارهای برشی بتنی بالدار است؛ زیرا بال ها در آن ها، سختی بسیار زیادی در داخل و خارج صفحه دارند و قادر به تحمل تنش های برشی بالایی هستند. در نوشتار حاضر، پارامترهایی که در طول ناحیه ی مفصل خمیری دیوارهای برشی بتن آرمه ی بالدار تاثیر می گذارند، بررسی و حساسیت آن ها بر روی طول ناحیه ی مفصل خمیری ارزیابی شده است.آنالیز حساسیت توسط پارامترهای متغیر مستقل با یک انحراف استاندارد و میانگین آن ها انجام شده است. برای این منظور، از روش شبیه سازی مونت کارلو، تحلیل نمودار تورنادو و روش مرتبه ی اول لنگر دوم برای تعیین عدم قطعیت های مرتبط با پارامترهای تحلیل استفاده شده است. نتایج نشان داده است که در میان متغیرهای طراحی در نظر گرفته شده، نسبت ارتفاع به طول جان، طول بال به طول جان، و سطح بار محوری از مهم ترین پارامترهای طراحی در ناحیه ی مفصل خمیری بوده اند، در صورتی که مقاومت تسلیم میلگردهای عرضی، کمترین اثر را در تعیین ناحیه ی مفصل خمیری داشته است.

    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، دیوار برشی بالدار، مفصل خمیری، نمودار تورنادو
  • حمید حیدری ترکمانی*، شاهرخ مالک صفحات 105-111

    در نوشتار حاضر، مطالعات پیشین در زمینه ی سیستم مهاربندی کمانش تاب تمام فولادی معرفی شده توسط نویسندگان از طریق روش های نظری و آزمایشگاهی گسترش یافته است. سیستم پیشنهادی شامل دو عضو لوله یی به صورت تودرتو بوده است، که در آن لوله ی داخلی به عنوان عضو تسلیم شونده تحت بار محوری و لوله ی خارجی با جزییات و ملحقات لازم به عنوان مکانیسم مقیدکننده در برابر کمانش عمل می کند. در پژوهش حاضر، ضمن معرفی جزییات سیستم مهاری پیشنهادی، رفتار آن تحت اثر بارگذاری چرخه یی به صورت تفصیلی مطالعه شده است. علاوه بر گزارش مطالعات آزمایشگاهی انجام شده به منظور اثبات مفاهیم مطروحه، مدل سازی های عددی مشتمل بر مدل سازی تفصیلی و تحلیل غیرخطی با در نظر گرفتن آثار رفتار غیرخطی هندسی و مصالح و همچنین تماس انجام پذیرفته است. نتایج حاصل از مطالعات حاضر نشان از عملکرد مناسب عضو پیشنهادی به عنوان مهاربند کمانش تاب با رفتار متقارن و پایدار تحت بارگذاری چرخه یی دارد. از جمله مزایای سیستم پیشنهادی، می توان به سهولت ساخت و نصب، کاهش وزن و میزان مصالح مصرفی، تسریع عملیات اجرایی و آثار زیست محیطی مطلوب اشاره کرد.

    کلیدواژگان: مهاربند کمانش تاب، عضو لوله در لوله، بارگذاری چرخه یی، تحلیل اجزاء محدود
  • ایمان عباسی نتاج عمرانی، عزیزالله اردشیر بهرستاقی*، سیدعلی سعیدیان صفحات 113-120

    در پژوهش حاضر، اثر هندسه ی مقطع نمونه در مقاومت فشاری بتن خودتراکم مسلح به الیاف پلی وینیل الکل بررسی شده است. بدین منظور، سه طرحاختلاط مربوط به بتن های خودتراکم مسلح به درصدهای مختلف از الیافپلی وینیل الکل، در ابعاد متفاوت از قالب هایی با شکل های استوانه یی و مکعبی طراحی شده اند. تاثیر اضافه شدن الیاف پلی وینیل الکل در ویژگی های تازه و مقاومت فشاری 28 روزه ی بتن خودتراکم بررسی و رابطه ی میان مقاومت فشاری قالب های استوانه یی و مکعبی به صورت توابع خطی ارایه شده است. همچنین از رابطه ی بازانت به منظور تعیین شدت اثر اندازه استفاده شده و ضرایب مجهول این رابطه با استفاده از رگرسیون غیرخطی نتایج آزمایشگاهی به دست آمده است. اضافه شدن 0٫08٪ حجمی از الیاف پلی وینیل الکل، مولفه ی اندازه ی انتقالی رابطه ی بازانت (D_{0}) را برای نمونه های استوانه یی و مکعبی به ترتیب به میزان های 170٫39 و 105٫86 درصد افزایش داده است، که نشان از تاثیر چشم گیر الیاف پلی وینیل الکل در کاهش شدت اثر اندازه در بتن خودتراکم دارد.

    کلیدواژگان: اثر شکل نمونه، بتن خودتراکم، الیاف پلی وینیل الکل، اثر اندازه ی نمونه، مقاومت فشاری
  • مجید سلیم اسدی، امیر بذرافشان مقدم* صفحات 121-131

    تحلیل مسایل مختلف در مهندسی ژیوتکنیک لرزه یی و مهندسی زلزله همواره کاری زمان بر و در نتیجه پرهزینه بوده است. شتاب نگاشت های ثبت شده توسط لرزه نگارهای امروزی به دلیل دقت بالای دستگاه های لرزه نگار، حجم داده ی بسیار زیادی دارند، که استفاده از آن ها در مدل های عددی منجر به تشکیل ماتریس های با ابعاد بسیار بالا و موجب طولانی شدن روند تحلیل می شود. در پژوهش حاضر، برای کاهش زمان تحلیل شتاب نگاشت ها با استفاده از روش تحلیل چندریزه ساز موجکی فشرده شده و تعداد داده های آن ها کاهش یافته است. شتاب نگاشت های اولیه و فشرده شده در 5 مسئله ی لرزه یی مختلف استفاده شده اند. نتایج نشان می دهند که یک مرحله ی فشرده سازی، که معادل با کاهش 50 درصدی داده های شتاب نگاشت است، به طور متوسط باعث کاهش 33 درصدی در مدت زمان تحلیل می شود و نتایج به دست آمده با بیشینه ی 5٪ با نتایج ناشی از اعمال موج اصلی (فشرده نشده) تفاوت دارد.

    کلیدواژگان: فشرده سازی داده، تحلیل چندریزه ساز موجکی، تاریخچه ی زمانی شتاب، شتاب نگار زلزله
  • سید مهدی حسینیان*، احسان افشار، مسعود نجاریان صفحات 133-146

    ارتباطات الکترونیکی خودکار، نقش مهمی در کمک به مدیران پروژه های ساخت برای دست یابی به اهداف پروژه دارد. نوشتار حاضر، نتایج میدانی از وضعیت ارتباطات در کارگاه های ساخت را ارایه کرده و در یک مطالعه ی موردی، کارایی ابزارهای الکترونیک خودکار را سنجیده است. برای بررسی وضعیت ارتباطات در صنعت ساخت، یک نمونه ی 106 نفره از شاغلان در پروژه های ساختمانی مصاحبه شدند. پنج ابزار جهت بررسی کارایی ارتباطات الکترونیکی استفاده شده است، که شامل: برچسب QR Code، موقعیت یاب گوشی هوشمند، دکه ی الکترونیکی، دوربین گوشی هوشمند و واقعیت مجازی مدل اطلاعات ساختمان هستند. نتایج پژوهش بیان گر ارتباطات کم تاثیر و ناکافی در کارگاه های ساخت است و مزیت ارتباط الکترونیک خودکار بر آموزش عوامل، ایمنی کارگاه، زمان پروژه و هزینه ی پروژه را نشان می دهد. پژوهش حاضر، مورد علاقه و استفاده ی کسانی خواهد بود که در زمینه ی ساخت خودکار پروژه های ساختمانی فعالیت دارند.

    کلیدواژگان: ارتباط الکترونیک، خودکارسازی، کارگاه های ساخت
  • مژده همتی، محمدعلی داستان دیزناب* صفحات 147-157

    در مطالعه ی حاضر، به بررسی قابلیت استفاده از روش زمان دوام در تحلیل لرزه یی قاب خمشی فولادی با بام های سبز پرداخته شده است. روش زمان دوام، یک تحلیل تاریخچه ی زمانی است که می تواند با هزینه ی محاسباتی پایین، سازه را در سطوح مختلف شدت تحریک، ارزیابی لرزه یی کند. با وجود مزایای بسیار روش زمان دوام، نحوه ی عملکرد آن در ارزیابی لرزه یی سازه های مختلف به خصوص زمانی که رفتار لرزه یی سازه با سازه های متداول متفاوت باشد از موضوعات چالش برانگیز است. در پژوهش حاضر، یک قاب خمشی فولادی متوسط 5 طبقه با بام های: معمولی، سبز گسترده و فشرده در نرم افزار انسیس مدل سازی شده و برای ارزیابی دقت روش زمان دوام، از 7 رکورد زلزله در سطوح مختلف شدت تحریک استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که روش زمان دوام با دقت های متفاوتی می تواند بیشینه ی تغییرمکان بام، برش پایه و بیشینه ی تغییرمکان نسبی طبقات را نسبت به روش های تاریخچه ی زمانی معمول ارزیابی کند. همچنین افزودن بام سبز می تواند تاثیر قابل توجهی در رفتار لرزه یی قاب خمشی فولادی ایجاد کند.

    کلیدواژگان: روش زمان دوام، بام سبز، ارزیابی لرزه یی، تحلیل دینامیکی غیرخطی
|
  • S. Salehi, S.A. Esmaili, N. Sadeghi Namaghi, K. Esmaili * Pages 3-13

    In order to calculate and predict the discharge flow through and over the gabion weir, 33 experimental broad-crested gabion models were carried out through the sand bed condition. The flow conditions through and over the gabion were presented as three classifications which involved partial flow conditions through a gabion, fully gabion flow through a gabion weir, and overflow on a gabion weir. These classifications were considered due to the free flow conditions. Based on the partial and fully gabion flows, an equation was proposed to calculate the gabion flow. Moreover, the flow discharge over the gabion was considered based on the broad-crested weir formula and then, the coefficient discharge of broad-crested gabion weir was proposed based on experimental measurements. Comparison between the proposed values and experimental measurements illustrates that good agreement is between the proposed and experimental flow discharges. Also, the investigation of flow variations through the gabion showed that the error of gabion equation increased significantly due to overflowing on gabion weir. In order to raise the accuracy of the calculation process of flow discharge through the gabion an equation was proposed based on the geometry and Darcy Wisbech’s parameters. The porosity, length, and particle size were defined based on Darcy Wisbech equations. Some math indexes were considered for this equation and by employing the Mathematical software, these parameters were presented based on the non-liner technique. The error was measured based on the experimental and proposed values and the result of the comparison pointed to the suitable agreement between the two groups of values. Finally, the maximum scour hole was measured by point-gauge along the longitudinal section. Based on threshold velocity and geometrical and hydraulic parameters, an equation was proposed to predict the maximum scour hole depth at the downstream of the broad-crested gabion weir.

    Keywords: Gabion weir, Flow classification, Discharge coefficient, Free flow, Overflow, Under flow
  • R. Yousefi, A.A. Amooei, A.R. Karimi *, M. Amel Sakhi Pages 15-25
    Nowadays cement is one of the most common material for construction projects, due to its long time usage it has been handy for engineers. Cement has a lot of deleterious effects on environment from production process to cement itself. So looking for a substitution material is vital for future generation, this research evaluated the effect of zeolite and sawdust ash (SDA) replacement with cement separately and simultaneously. There are some variation parameters: the amount of zeolite and sawdust ash and curing time for each sample. Overall 57 samples were made the amount of cement is 4% by weight of base soil and 0, 0.5, 1, 1.5 percent sawdust ash replaced by cement and 0, 10, 30, 50, 70 percent of zeolite replaced by cement. The curing times are 7, 14, 28 days. According to results by replacement 0.5% sawdust ash with cement the amount of optimum moisture will increased and in higher amounts of sawdust ash it will decrease. Also dry density will decreased. Unconfined compressive strength (UCS) test data shows that optimum amount of zeolite and sawdust ash replacement with cement are 10% and 0.5% respectively. These optimum amounts make compressive strength increased 250.46 and 245.01 percent respectively compared with base soil and 73.9 and 87.42 percent respectively compared with stabilized sandy soil with 4% cement only.
    Keywords: Soil stabilization, Sand, Sawdust ash (SDA), Cement, Zeolite, UCS test
  • M. Shahmohammadi, M. Azadi * Pages 27-37
    Soil bio-remediation is one of the developing methods of soil improvement and the reduction of environmental problems due to the injection of chemicals in the soil is one of the superior features of this method compared to other common methods. It was created by linking the fields of civil engineering, geochemistry, and microbiology. The basis of soil improvement by biological cementation method is based on the microbial production of calcium carbonate precipitation, which is inspired by the formation of sandstone in nature and with the help of bacteria that have precipitation and hydrolysis of urea to enhance the technical specifications of soil. The steps of soil remediation in this method are that in the presence of Bacillus Pasteurii bacteria, crystals are formed which are the result of urea reaction and a source of calcium, which is usually calcium chloride. These crystals are placed in empty spaces of the soil and represent the reason why the adhesion of soil particles increases significantly and its strength increases. In order to manage the consumption of materials used, it is better to obtain optimal values during studies. For this purpose, in this study, the cemented samples were subjected to triaxial tests, permeability, and SEM testing. In consolidated undrained triaxial experiments, the trend of soil resistance over time was investigated by considering different retention times and different molarities. The optimal amount of molarity of the materials used and the concentration of bacteria and the optimal retention time were obtained according to the results of experiments performed in this method. Also, by examining the resistance of cemented samples, an increase in strength in the range of compared to clean sand was observed. Examination of the time parameter pointed to the formation of calcium carbonate precipitation and their final setting up to days. After days, the trend of increasing soil resistance exhibited a constant amount.
    Keywords: Biological cementation, shear strength, Permeability, Triaxial test, Retention time
  • E. Mirzaei, F. Daneshjoo * Pages 39-50
    In this paper, a new energy dissipative device named elliptical damper was introduced for passive control of structures. In the proposed damper, the energy dissipation capacity is provided by the shear deformation of the elliptical ring. To investigate the behavior of the proposed damper, a sample of this damper was tested experimentally. The results showed that the proposed damper had stable hysteresis loops and good energy absorption. Also, the finite element model was developed by considering nonlinear behavior, large deformation, and material damage. The results of the numerical model were verified through experimental results. The results showed that the numerical analysis could predict the cyclic response and damage location of the experimental sample. A parametric study was performed to investigate the changes in the cyclic behavior of the elliptical damper with its dimensions. Four independent parameters considered for this study are the greater diameter of the elliptical ring, the ratio of its diameters, the ratio of the thickness of the elliptical ring to its greater diameter, and the ratio of the height of the connection area to the greater diameter of the elliptical ring. Among the studied parameters, the thickness of the elliptical ring had the greatest effects, and the height of the connection area had the smallest effects on the cyclic response of the proposed damper. By increasing the thickness of the damper, the maximum strength and energy dissipation capacity increase, but its ductility decreases. The proposed damper has stable hysteresis loops, excellent ductility, and high energy dissipation capacity. The elliptical damper is simple in terms of construction technology and provides excellent energy dissipation capacity for the structure compared to the cost spent for its construction. According to the results, the proposed damper can be used as an appropriate energy dissipation device for passive control of structures.
    Keywords: Passive control, Elliptical damper, Experimental test, Numerical model, Parametric analysis
  • M. Zare Shahneh *, M. Arhami Pages 51-58
    Currently, one of the most important air pollutants in Tehran is fine particulate matter. The composition and sources of these particles are poorly known; therefore, in order to distinguish the status of PM2.5 pollutants from their chemical compounds, 24-hour PM2.5 samples were collected at the main residential station (an Air Quality Control Company site, located in Sharif University of Technology) every six days for a full year from February 2014 to February 2015. The samples were analyzed for ions, organic carbon (including water-soluble and insoluble portions), Elemental Carbon (EC), and all detectable elements. Based on the results of chemical analyses including TOT, GCMS, IC, SF-ICPMS, and ROS methods, Organic Matter (OM) is one of the most important compounds in PM2.5, which on average constitutes 35% of the mass of fine particulate matter. The contribution of PM2.5 sources was determined by the CMB model using the concentration of chemical components of the particles and the profile of possible sources in Tehran. According to previous results, mobile sources (such as gasoline, diesel, and smoking vehicles) as the most important source of particulate matter, accounting for 58% of the total concentration of PM2.5. Road dust, the second significant source contribution, was described as the first loading factor, accounting for 49% of the changes in particle concentration extracted by running the PCA model. Combined model (principal component analysis/multiple linear regression chemical mass balance; PCA/MLR+CMB) comprising two stages has been developed for improving the accuracy of identifying PM2.5 sources. The results show that the second factor of the PCA model including 17% of PM changes is a composite source, and it is influenced by heavy metals from human resources including industries, car brakes, car tires, and car lubricating oils and, in this factor, combustion. Heavy fuels with an average of 65.10% made the largest contribution to the emission of particulate matter associated to factor 2. The insights regarding fine PM in Tehran provided by the results of this paper could be useful in planning effective control strategies and decision-making in Tehran, Iran.
    Keywords: air pollution, fine particulate matters, receptor models, combined model, Tehran
  • H. Hajarolasvadi, A. Aghaz, V. Shahhosseini * Pages 59-70

    There is no doubt that human resources have a significant role in running any successful business. The literature indicates that this role is almost neglected in the construction industry. One of the important factors to increase productivity in various industries is to increase the productivity of human resources. Human resource productivity is a function of various factors where motivation is one of the most important factors. Considering the effect of motivation on innovation and the necessity of innovation in construction design firms, studying motivational factors of Architects and Engineers (AE) is of great importance. In this research, the most critical factors affecting Architects’ and Engineers’ motivation were recognized through literature review. These factors were classified into five main categories including Leadership and management, service compensation system, organizational atmosphere, social status, and job nature (current tasks – immediate situation and job development). Then, the factors were ranked by the industry experts through online questionnaires. Learning opportunity, distributive, procedural & interactional justice, and job promotion opportunity were ranked as the top critical motivational factors. However, it must be noted that important factors may differ considering the demographic properties of the interviewees. As a result, factors were ranked considering demographic factors including gender, marital status, age, educations, years of experience, and profession (civil engineer and architect). Finally, it should be noted that motivation of engineers and architects depends on several factors that must be considered in the design of human resource subsystems such as job analysis, performance appraisal and service compensation, training systems, and promotion to improve performance and increase productivity. In addition, motivation is one of the most important factors affecting personnel retention. Therefore, human resource management experts are advised to provide necessary grounds to increase the motivation of construction industry employees by designing appropriate human resource systems.

    Keywords: Motivation, Construction Industry, Human Resource Management, AE
  • E. Mohammadi Dehcheshmeh, V. Broujerdian *, Gh.R. Ghodrati Amiri Pages 71-82

    Previous studies indicate that low-rise buildings are more prone to progressive collapse rather than high-rise ones. In this research, an innovative method of probabilistic analysis of progressive collapse has been applied based on the concept of fragility curves. In order to develop the fragility curves, the column reaction is considered as the Intensity Measure (IM) and the displacement at top of the removed column as the Damage Index (DI). Based on these measures, the fragility curves of a 4-story steel Intermediate Moment Frame (IMF) structure were developed. Six scenarios of progressive collapse including removal of corner, perimeter, and middle columns were investigated. The scenarios were considered in all columns of structural stories. The simulations were conducted in OpenSees software. The structural analyses were performed by the nonlinear time history approach in a three-dimensional framework. The verification of the numerical modeling process was performed using the available experimental data. The results showed that the IDA capacity curve of the upper stories was weaker than the lower stories. According to the results, at every considered DI and assumed performance level, damage to the removed columns occurs at lower axial force on the upper stories than on the lower ones. Furthermore, the potential of the progressive collapse in different columns was investigated. It was shown that the capacity curve of the middle columns was lower than other columns due to the high gravity loads. The probabilities of the fragility of the corner and the perimeter column in the stories were the highest and the lowest, respectively. In order to reach the corner and the perimeter column to CP performance level, 93% axial force and 105% of the axial gravity load in the opposite direction of the column reaction were required. Finally, the overall fragility curves of the structure were investigated. According to the results, upon removing 100% of the column reaction in each column of the considered 4-story structure, the structure exceeded the CP performance level.

    Keywords: Progressive collapse, column removing scenario, probabilistic analysis, nonlinear dynamic analysis, Fragility curves
  • M. Zanganeh *, A.R. Chaji Pages 83-92
    Prediction of river inflow along with other parameters such as sediment load, flood magnitude, and so on plays an important role in Water Resources Management planning and reservoir operation program. In this regard, many attempts have been devoted so far by the researchers to predict inflow or flow discharge in the rivers. One of the most important rivers in the Golestan province that highly influences climate changing is Gorganrood river. Assessment of chaotic behavior of time series like inflows of rivers by the entropy measure is an important facility in Water Resources Management projects. In addition, this tool can be employed to extract the number of embedding dimensions to predict time series by models like the ARIMA and ANNs. To this end, this paper employed the capability of Approximate Entropy (ApEn) measure as one of the famous models to capture irregular behavior of a time series. Then, ARIMA and ANNs models are implemented to predict monthly inflows at Gorganrood River as the biggest river in Golestan province. The models are developed by using AQqala and Ghazaghli hydrometric stations gathered data. Final results show that at AQqala and Ghazaghli stations, to have an informative predictor model, the number of embedding dimensions must be set to 12 and 10, respectively. In addition, it is concluded that the developed models are accurate enough to be applied in another period of the times in the studied case. Sensitivity analysis of the ARIMA and ANNs models versus various embedding dimensions proves extracted values of embedding dimensions obtained by the ApEn. In addition, the evaluation of the ApEn curves proves the effect of the constructed dams like Voshmgir, Golestan, and Boustan dams on the environmental process and river behavior. The sensitivity analysis versus embedding dimensions clarifies the effects of these parameters over ARIMA and ANNs models.
    Keywords: Predict, Gorganrood, inflow, ApEn, ANNs, ARIMA
  • F. Ghaderi Bafti, A.R. Mortezaei *, A. Kheyroddin Pages 93-104

    Past earthquakes have shown that properly designed buildings using shear walls have great performance in dissipating a considerable amount of inelastic energy. It is notable that the reduction in seismic input energy occurs in plastic hinge area through inelastic deformation. Plastic hinge development in a RC shear wall in the areas with plastic behavior depends on the ground motions characteristics as well as shear wall details. One of the most generally used forms of structural walls is flanged RC wall. These types of shear walls have large in-plane and out-of-plane stiffnesses through flanges and can tolerate high shear stresses. Several international seismic design codes and guidelines have suggested special detailing to assure ductile response in this region. In this paper, the parameters that affect the length of plastic hinge region in the flanged RC walls were examined and the sensitivity of these parameters was evaluated with respect to the length of the plastic hinge region. Sensitivity analysis was conducted by independently variable parameters with one standard deviation away from their means. To this end, the Monte Carlo simulation, tornado diagram analysis, and first-order second moment method were employed to determine the uncertainties associated with analysis parameters. The results showed that among the considered design variables, the aspect ratio of the flanged RC wall (length to width ratio), length of flange to length of web (lf/lw), and axial load level were the most important design parameters in the plastic hinge region, while the yield strength of transverse reinforcements had the least effect on determining the length of this region.

    Keywords: sensitivity analysis, plastic hinge, flanged RC wall, tornado diagram
  • H. - *, Sh. Maalek Pages 105-111

    In this article, a new type of all-steel buckling brace is introduced. The proposed bracing member consists of two tubular members. The inner tube is intended to act as the structural core such that energy can be suitably dissipated by its yielding under cyclic loading. The outer tube is supposed to act as a lateral restraint for the inner one without interfering in the axial load-carrying inner tube, that is, using a gap separating the two tubes, the inner tube should be free to slide inside the outer one under the application of cyclic loading. Hence, axial loads are resisted by the inner core tube and the outer tube may only interfere in axial force resistance through friction at contact points after the core deforms laterally. In this study, while accurately introducing the proposed system, its behavior under cyclic loading has been studied using both experimental tests and numerical modeling. The test specimen was designed based on the parametric study previously done by the authors. In order to investigate the cyclic performance of the proposed BRB member, the displacement loading protocol proposed by the AISC was applied. Numerical modeling was performed using ABAQUS software, taking into account all nonlinear effects, including nonlinear behavior of materials, geometric nonlinearity, and contact. Based on the experimental and numerical results, it was demonstrated that the proposed BRB - if well designed - would be quite competent in accomplishing the intended tasks as a buckling restrained bracing member. Properly designed TiTBRBs can exhibit stable cyclic behavior and satisfactory cumulative plastic ductility capacity so that they can serve as effective hysteretic dampers. At the same time, such all-steel TiTBRBs concreting was eliminated; hence, much lighter members were obtained. This is also associated with ease and speed of fabrication, erection, inspection, replacement, and a more economical and environmentally friendly design.

    Keywords: Buckling restrained brace, Tube –in-Tube Member, Cyclic Loading, FEA
  • I. Abbasi Nattaj Omrani, A. Ardeshir-Behrestaghi *, A. Saeedian Pages 113-120

    The mechanical properties of concrete are dependent on the specimen size and shape. This phenomenon is caused by the heterogeneous nature of concrete and results in significant dissimilarities between the laboratory-made samples and larger concrete elements in the construction fields. Thus, it is required to develop experimental and numerical models to translate the strength of different concrete specimens with varying sizes and shapes. In this research, the effect of specimen shape is evaluated for PVA fiber-reinforced self-consolidating concrete. To do so, three self-consolidating mix proportions were designed, containing two different dosages of PVA fibers and various sizes of cylindrical and cubic specimens were cast in order to account for the influence of specimen size and geometry. The fresh properties of the designed SCC concretes were assessed using several experiments such as slump flow time and diameter tests, V-funnel flow time test, and L-box test. Also, the 28-day compressive strength of the designed samples was obtained using a pressure jack. The specimen shape and size effect of PVA fiber-reinforced self-consolidating concrete was studied based on specimen geometry and fracture mechanism, and the influence of PVA fiber addition on the compressive strength of samples was presented in the form of linear equations. By analyzing the obtained data, relations were proposed to translate the strength of cylindrical specimens to cubic specimens. Also, for the first time, the experimental coefficients of Bazant's model were achieved for PVA fiber-reinforced SCC, and the Bazant's size effect model became functional for the designed concretes. To do so, non-linear regression analysis was conducted on the obtained experimental data. According to the achieved results, the addition of 0.08% of PVA fibers increased the transitional size coefficient (D0) of cylindrical and cubic specimens by 170.39% and 105.86%, respectively, reduced the size effect, and enhanced the ductility in the designed self-consolidating concretes.

    Keywords: Specimen shape effect, Self-consolidating concrete, Polyvinyl alcohol fiber, Specimen size effect, compressive strength
  • M. Salim Asadi, A. Bazrafshan Moghaddam * Pages 121-131

    Modeling and analyzing various issues in civil engineering, especially in the field of geotechnical earthquake engineering and earthquake engineering, has always been a complex, time-consuming and costly task. Accelerograms recorded by today's seismographs have a large amount of data due to the high accuracy of seismographs and their use in numerical methods and complex models leads to the formation of very large matrices and prolongs the analysis processing time. To reduce computational time, in this research, acceleration time-histories have been compressed using wavelet multi-resolution analysis method and the number of their data has been reduced. The original and compressed versions of accelerograms were used in five different seismic problems. The results demonstrated that one level of compression, which is equivalent to a 50% reduction in accelerograms data, reduced the duration of model analysis by 33% on average, while differential errors in the results are less than 5%.

    Keywords: Data compression, Wavelet multi-resolution analysis, Acceleration time-history, Earthquake accelerometer
  • S. M. Hosseinian *, E. Afshar, M. Najjarian Pages 133-146

    Electronic communications play an important role in assisting construction project managers. Few researchers have addressed the problem of communication technology adoption in the construction industry. This paper explores the quality of communication at construction sites in Iran and evaluates the efficiency of electronic devices. To investigate the quality of communications in construction sites, a field study is conducted on a sample of construction projects in Hamadan province, Iran. In this field study, engineers from the Building Engineering Organization of Hamadan Province are interviewed. Cohen's kappa coefficient is used to determine the percentage of agreement among the research participants. A case study was considered to evaluate the performance of automatic electronic communications in a construction site. The site is related to flour hives located in the west of Hamadan city. Five devices are used including a virtual reality building information model, a smartphone camera, an electronic construction kiosk, a GPS smartphone, and quick response tags. A video is used by the aid of the electronic construction kiosk that shows the risks and injuries for people without helmets. Analytical hierarchy process is employed to assess the relative importance of various electronic hardware used in this study. The results indicate that most communications in construction sites are traditional (paper-based); slow and ineffective communication, misunderstanding of requirements and agendas, and inadequate communication between personnel are the most important communication problems of construction sites. The results also indicate that prioritizing the importance of electronic communication tools is the electronic kiosk, quick response tags, smartphone camera, and GPS smartphone, respectively. In addition, the results demonstrate the benefit of electronic communications on employee training, project safety, project time, and project cost. Limited research has been conducted on the performance of electronic communications in construction projects. This paper is of interest to those who work in the field of construction project automation.

    Keywords: Electronic devices, Automation, Construction Projects
  • M. Hemati, M. A. Dastan Diznab * Pages 147-157

    In this study, the capability of using the Endurance Time method in seismic analysis of steel moment frames with green roofs has been investigated. These days, green roofs are welcomed by architects and engineers due to their beautiful architecture and many environmental benefits. In general, this system significantly increases the weight of the structure at the roof level and leads to a change in the dynamic behavior of the structure. There are usually two categories of green roofs. The first category is extensive green roofs with short vegetation (such as grass) and usually low seismic weight. The second category is intensive green roofs with high vegetation (such as trees) and usually high seismic weight. Accurate evaluation of these types of structures has high computational costs. The Endurance Time method is a time history analysis that can seismically evaluate the structure at different levels of excitation intensity with low computational cost. Despite the advantages of this method, its performance in the seismic evaluation of different structures - especially when the seismic behavior of the structure is different from conventional structures - is a challenging issue. In this research, a 5 stories steel intermediate moment frame with ordinary roof, extensive and intensive green roof is modeled in Ansys software. Nonlinear finite element method is used for seismic assessment of these structures in various excitation levels. In this regard, both geometric and material nonlinearities are considered. To evaluate the accuracy of Endurance Time method, 7 earthquake records at different levels of excitation intensity have been used. The results show that the Endurance Time method with different accuracy can evaluate the maximum roof displacement, base shear and maximum interstory drift ratio compared to conventional time history methods. Also, adding a green roof can have a significant impact on the seismic behavior of this structure.

    Keywords: Endurance Time method, Green Roof, Seismic assessment, nonlinear dynamic analysis