فهرست مطالب

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال نهم شماره 3 (پیاپی 56، خرداد 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • ابراهیم شجاعی، ابوالفضل اسلامی*، نوید گنجیان، رامین عزت دوست صفحات 5-20

    اجرای شمع های سنتی در محیط های شهری و ساحلی دارای چالش های متعدد، نظیر نیاز به تجهیزات و ماشین آلات حفاری سنگین، صعوبت دسترسی و مشکلات اجرایی در خاک های نرم و مسیله دار و مشکلات زیست محیطی نظیر سروصدا ، نویز و لرزش و . . . می باشد. از طرفی با توجه به توسعه تجهیزات متعدد هیدرولیکی و مکانیکی، مدل شمع های جدیدی در سراسر دنیا جایگزین شمع های سنتی نظیر شمع های فولادی کوبشی و یا بتنی درجا شده است. این مدل از شمع ها با استفاده از نیروی گشتاور هیدرولیکی با حداقل مشکلات اجرایی نظیر، حداقل ارتعاش، آلودگی صوتی و با سرعت بسیار بالا قابلیت نصب در مناطق با دسترسی پایین را دارا می باشند. در تحقیق حاضر با استفاده از تجهیزات متعدد هیدرولیکی و الکترونیکی دو مدل از شمع های متداول پیچشی و یک مدل شمع ابداعی جدید در ساحل بندر انزلی به عمق استقرار 20/3 متر نصب و موردمطالعه قرار گرفت. همچنین یک شمع فولادی لوله ای به عنوان مبنای مقایسه رفتار شمع های کوبشی با شمع های پیچشی نیز با ابعاد و عمق استقرار مشابه مورد آزمایش قرار گرفت. درمجموع 5 آزمایش بارگذاری استاتیکی فشاری بر روی شمع های اجراشده انجام گرفت و نتایج بررسی ها نشان داد که این مدل از شمع ها در کلاس شمع های با ظرفیت کم تا متوسط از ظرفیت باربری قابل قبولی برخوردار بوده و می توانند به عنوان جایگزین مناسبی برای شمع های سنتی در ساخت وسازهای شهری و ساحلی مطرح گردند. همچنین شمع ابداعی خودبازشونده با 600 نیوتن متر گشتاور کمتر نسبت به شمع هلیکال با ظرفیت باربری معادل با 160کیلونیوتن قابلیت بالای شمع ابداعی را مشخص نمود.

    کلیدواژگان: مطالعات میدانی، شمع های پیچشی، شمع های سنتی، بررسی عملکرد، ظرفیت باربری
  • علی جمشیدی، محمد شریفی پور* صفحات 21-42
    گودبرداری با شیب حداکثر در ساخت و سازهای امروزه در مناطق شهری به دلیل ارزش بالای زمین به امری اجتناب ناپذیر تبدیل شده است. شناخت دقیق رفتار خاک حین گودبرداری، به دلیل حساسیت و اهمیت بالای این عملیات از دو دیدگاه ایمنی و اقتصاد، همواره مورد توجه محققین این عرصه بوده است. پژوهش های انجام شده در این راستا نیز عمدتا با استفاده از روش ها و نرم افزارهای عددی انجام شده است. در این تحقیق به منظور پرهیز از خطاهای گریز ناپذیر مدل سازی های عددی در پیش بینی رفتار خاک، از روش مدل سازی فیزیکی کوچک مقیاس استفاده گردیده است. گودبرداری مرحله ای یک ترانشه قایم مهار نشده در یک خاک ماسه ای، با و بدون حضور سربار با ساخت سه مدل فیزیکی، مدل سازی شده است. مدل های فیزیکی، با مقطع عرضی ثابت و سه طول متفاوت، به منظور بررسی اثر طول (بعد سوم) ایجاد شدند. بر اساس نتایج بدست آمده، مشاهده شد که حین گودبرداری (بدون حضور سربار)، تغییرشکل های افقی و قایم، با افزایش طول مدل، مقدار کمی افزایش داشته است اما هنگام بارگذاری، عکس این روند مشاهده گردید. حین بارگذاری، مدل های با طول کمتر نسبت به مدل های طویلتر تغییرشکل های به مراتب بزرگتری را نشان دادند و در بار کمتری نیز گسخته شدند. تفاوت بین مقادیر تغییرشکل ها حین بارگذاری، با افزایش نسبت طول به ارتفاع مدل ها، کاهش داشت؛ به بیان دیگر، تغییرشکل مدل ها، با افزایش طول مدل، تمایل به همگرا شدن را از خود نشان دادند. مشاهده شد که نسبت تغییرشکل های مدل در حالت سه بعدی به حالت دوبعدی، به میزان بار اعمال شده به گود نیز بستگی دارد؛ به نحوی که با نزدیک شدن به حالت گسیختگی، این مقدار روند کاهشی در پیش گرفت.
    کلیدواژگان: گودبرداری، خاک ماسه ای، مدل سازی فیزیکی، کوچک مقیاس، بعد سوم
  • محمدرضا شهرکی*، جلیل چرویده صفحات 43-64

    انجام پروژه در کوتاه ترین زمان ممکن، با کمترین هزینه، در بالاترین سطح از کیفیت، می تواند در سوددهی و رقابت نقش تعیین کننده ای داشته باشد. زمان، هزینه و کیفیت مهم ترین اهداف هر پروژه به شمار می آیند، که بهینه سازی آنها از جمله مباحث در برنامه ریزی و کنترل پروژه می باشد. هدف این تحقیق یافتن بهینه ترین ترکیب زمان، هزینه و کیفیت در شرایط محدودیت منابع می باشد. تیوری محدویت ها در مدیریت پروژه باعث ایجاد رویکرد نوینی در مدیریت و کنترل پروژه ها با عنوان زنجیره بحرانی شده است. در این پژوهش، با استفاده از تکنیک زنجیره بحرانی و توانایی بالای الگوریتم جستجوی ممنوعه(TS) در بهینه سازی، به حل مسیله چند هدفه بهینه سازی زمان، هزینه و کیفیت در شرایط محدودیت منابع پرداخته شده است. الگوریتم پیشنهادی با نرم افزار متلب کد نویسی و نتایج مورد نظر استخراج شد. برای صحت سنجی مدل پیشنهادی نیز، دو مطالعه موردی با 7 و 18 فعالیت حل شده است. همچنین از یک پروژه با 60 فعالیت که بهینه سازی زمان، هزینه و کیفیت در آن صورت پذیرفته بود، برای اعتبارسنجی الگوریتم پیشنهادی در تحقیق استفاده شده است و نتایج، استخراج و مقایسه صورت پذیرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که الگوریتم جستجوی ممنوع عملکرد صحیح و قابل قبولی داشته است. به گونه ای که قابلیت ایجاد چندین جواب پارتو با مقدارهای متفاوت سه تابع هدف زمان، هزینه و کیفیت را دارد. که این امر به مدیران پروژه این اجازه را می دهد که با توجه به نیاز و سیاست های خود از نظر زمانی، هزینه ای و کیفی بهینه ترین جواب را انتخاب نمایند.

    کلیدواژگان: زنجیره بحرانی، محدودیت منابع، بهینه سازی زمان-هزینه-کیفیت، مدیریت پروژه، الگوریتم جستجوی ممنوع
  • ولی الله داوری، محمدرضا منصوری*، مسعود نکویی صفحات 65-82

    در این مطالعه سازه های مجهز به میراگر اصطکاکی، تحت اثر زلزله های حوزه دور و نزدیک مورد بررسی قرار می گیرند. نحوه لغزش و ارتعاش آن ها که شامل تغییر مکان، سرعت و شتاب می باشد به روش تحلیل عددی محاسبه می گردد. و پاسخ سازه تحت اثر زلزله های دور و نزدیک گسل ازیک طرف و نیز در نظر گرفتن مدل اصطکاکی ساده کولمب و مدل کامل تر اصطکاک وابسته به سرعت (اصطکاک Stribeck) مورد مقایسه قرارگرفته است. با وجود اینکه احتمال وقوع زلزله دور از گسل در یک منطقه بسیار محتمل است ولی وقوع زمین لرزه های بزرگ در نزدیکی شهرهایی که در مجاورت گسل ها قرارگرفته اند غیرقابل انکار است و این زمین لرزه ها دارای ویژگی های خاصی هستند که آن ها را از زلزله های دور از گسل متمایز می سازد. برخی از این ویژگی ها به صورتی است که اگر در نظر گرفته نشوند، منجر به تخمین نیروی زلزله بسیار کم تر از حد واقعی در طراحی سازه ها می شود. ازجمله این ویژگی ها می توان به تغییر مکان ماندگار یا اثر fling step و وجود پالس سرعت در مولفه عمود بر گسل می باشد که در اثر پدیده جهت پذیری پیش رونده (forward directivity) رخ می دهد، اشاره کرد. با توجه به رفتار غیرخطی استهلاک نیرو، برای انجام آنالیز دینامیکی غیرخطی از برنامه نویسی و همچنین برای تحلیل سازه مجهز به میراگر اصطکاکی، از نرم افزار Open Sees استفاده شده است. نتایج نشان می دهد ساده سازه های مدل اصطکاکی لغزشی ازیک طرف و عدم تمرکز روی زلزله های حوزه نزدیک از طرف دیگر، باعث خطا در تخمین جابجایی ها و مخصوصا نیروهای اعضا می گردد که با در نظر گرفتن اصطکاک Stribeck مقادیر خطا کاهش و نتایج مورد انتظار بهبود می یابد.

    کلیدواژگان: زلزله های حوزه دور و نزدیک، اصطکاک وابسته به سرعت، پدیده لغزشی-ارتعاشی، موجک ریکر متقارن، میراگر اصطکاکی
  • مرتضی حسینعلی بیگی*، سید محمد امید جلالی، سیروس غلامپور دهکی، هومن شبابی صفحات 83-98
    در دنیای امروز که اغلب جوامع متکی بر فناوریهای پیشرفته می باشند، عوامل خطرزای بسیاری از جمله آتش سوزی وجود دارند که سازه ها و پیشرفت های بشر، خصوصا بیمارستانها و مراکز درمانی، را که از بکسو دارای بیماران بستری شده و ناتوان بوده و از سوی دیگر دارای تجهیزات گران قیمت هستند، را تهدید می کنند. از این رو پژوهش حاضر، با بهره گیری از روش مدلسازی معادلات ساختاری به ارزیابی وضعیت ایمنی بیمارستان های شهرستان بابل در مورد پیشگیری و مقابله با آتش سوزی پرداخته است. برای این منظور، پرسشنامه استانداردی میان نمونه آماری شامل 384 نفر از مدیران فنی و کارکنان بیمارستانهای مذکور توزیع و نتایج با استفاده از نرم افزار SPSS تحلیل شد. سپس وضعیت بیمارستان ها در مقایسه با یکدیگر سنجیده و در نهایت وضعیت ایمنی بیمارستان ها و عوامل خطر آفرین شناسایی و در قالب گزارشات و پیشنهادات جهت بهبود وضعیت موجود به مقامات مسیول اطلاع رسانی گردید. نتایج حاکی از این بود که بیشترین میزان درصد تحقق شاخص های ایمنی مربوط به بخش برنامه واکنش در شرایط اضطراری به میزان 95.71% و کمترین مربوط به بخش ایمنی سازه به میزان 55.71% می باشند. در کل وضعیت ایمنی 8.57% درصد بیمارستان ها در سطح ضعیف و 34.29% در سطح متوسط و 57.14% در سطح مطلوب ارزیابی شد. نتایج حاضر می تواند راهگشای بیمارستانهای مورد مطالعه، در شناخت هر چه بهتر از وضعیت ایمنی خود در برابر آنش سوزی باشد.
    کلیدواژگان: مدیریت ایمنی، ممیزی ایمنی، بیمارستان، شهرستان بابل، آتش
  • مهدی خوش وطن، مجید پورامینیان* صفحات 99-114
    در مقاله حاضر، تاثیر زوایای متفاوت چرخش سیستم باربر سازه با اعمال نمودن نامنظمی سیستم های غیرموازی در ساختمان بتنی با سیستم باربر دوگانه قاب خمشی و دیوار برشی بتنی مورد بررسی قرار گرفت. از روش تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی سازه مورد بررسی تحت 7 شتاب نگاشت زلزله استفاده شد. سازه در دو حالت مختلف بررسی شد، ابتدا سازه طراحی و بدون چرخش در سیستم باربر تحلیل و رفتار سازه بررسی شد. سپس، سیستم باربر با چرخش در زاویه 15،30 و 45 درجه برای ایجاد نامنظمی سیستم های غیرموازی تحلیل لرزه ای شد. نتایج رفتار سازه با مقایسه مقادیر برش پایه، دریفت و اثر پیچش در سازه برای زوایای مختلف چرخش هسته سیستم باربر انجام شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که مقدار دریفت و برش پایه سازه در حالتی که در سازه دارای نامنظمی سیستم های غیرموازی است بیشتر از حالت سازه بدون نامنظمی سیستم ناموازی است. در مقایسه مقدار برش پایه برای حالت بدون زاویه و سایر حالت ها با افزایش زاویه چرخش سیستم باربر مقدار برش پایه افزایش می یابد که افزایش زاویه چرخش مقدار نیروی بیشتری را به سازه تحمیل می کند.مقدار برش پایه برای زاویه 30 درجه چرخش سیستم باربر سازه در راستای اصلی ساختمان از دیگر زوایا بیشتر است. وجود زاویه در سیستم باربر سازه، باعث افزایش جابجایی نسبی در سازه می شود. همچنین نتایج تحلیل نشان داد که عدم موازی بودن هسته مرکزی سازه، ظرفیت باربری جانبی کل سیستم را کاهش می دهد. به عنوان نتیجه گیری کلی می توان اظهار داشت که هرچه زاویه چرخش سیستم باربر بیشتر شود مقدار جابجایی و دریفت افزایش می یابد که برای زاویه 30 درجه بحرانی ترین حالت و برای زاویه صفر درجه بهترین عملکرد در سازه وجود دارد.
    کلیدواژگان: نامنظمی سیستم های غیرموازی، بارهای لرزه ای، برش پایه، تحلیل دینامیکی، قاب بتن مسلح
  • سید سهیل مجید زمانی*، احمد سبزه ئی صفحات 115-133
    ستون های فولادی متشکل از مقاطع توخالی سازه ای پر شده با بتن یکی از بهترین گزینه ها برای تامین مقاومت و سختی مورد نیاز از طریق عملکرد مرکب بتن و فولاد هستند. از طرف دیگر، اتصالات ستون لوله ای HSS و تیر فولادی که تاکنون پیشنهاد شده در اکثر موارد شامل جزییات و جوشکاری پیچیده بوده است که رفتار و اجرای اتصال را پیچیده می کند. لذا در این تحقیق تلاش شده است که از این اتصالات پیچیده پرهیز گردد و از اتصالی با کارایی بالا و نحوه اجرای راحت تر بهره گرفته شود. در مقاله حاضر، با مدل سازی عددی اتصال تیر فولادی پیوسته میان گذر در ستونهای CFT لوله ای شکل توسط نرم افزار اجزاء محدود، تاثیر قطر لوله فولادی، ضخامت لوله فولادی، ضخامت بال و جان تیر و همچنین میزان بار محوری اعمالی به ستون مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل های بار افزون نشان داد که نسبت ظرفیت لنگر خمشی ستون به ظرفیت لنگر خمشی تیر (Mpc/Mpb) نقش عمده ای در میزان تاثیر سایر پارامترهای مورد مطالعه دارد. در محدوده Mpc/Mpb  0.6 لنگر نهایی و شکل پذیری اتصال رابطه مستقیم با تغییرات ضخامت جداره لوله فولادی دارد. در محدوده Mpc/Mpb  0.6 لنگر نهایی و شکل پذیری اتصال رابطه مستقیم با تغییرات ضخامت بال و جان تیر فولادی دارد.
    کلیدواژگان: ستون مرکب، لوله فولادی، ظرفیت باربری، شکل پذیری، اتصال
  • میثم عفتی*، حامد ابراهیمی، مجتبی فرجی صفحات 134-148
    برآورد هزینه های احداث ساختمان به ویژه در مراحل اولیه مطالعاتی، از موضوعات موردعلاقه و حایز اهمیت برای کارفرمایان و سرمایه گذاران هست. تورم بالای حاکم بر اقتصاد کشور در سال های اخیر و نوسان شدید قیمت مصالح ساختمانی، اهمیت برآورد هزینه های احداث ساختمان حتی در پروژه های کوچک شهری را دوچندان کرده است. اما تا زمانی که طراحی ساختمان به اتمام نرسیده و نقشه های نهایی با تمام جزییات تهیه نشده باشند امکان متره پروژه و برآورد هزینه های احداث با دقت قابل قبول میسر نیست. از طرفی روش های تقریبی ارایه شده جهت برآوردهای اولیه، با اختلافات زیادی نسبت به واقعیت همراه هستند که با فلسفه وجودی برآورد اقتصادی پروژه سازگاری ندارد. لذا در این پژوهش با استفاده از محاسبات مبتنی بر هوش مصنوعی و قابلیت یادگیری از داده های آموزشی شبکه عصبی مصنوعی وزن میلگرد مصرفی در ساختمان های مسکونی قاب خمشی بتنی، بدون طراحی کامل و تهیه نقشه های اجرایی محاسبه شده و نتایج با مقادیر واقعی مقایسه می شوند. مدل شبکه عصبی مصنوعی پیشنهادی پژوهش از نوع از نوع پرسپترون چندلایه پیش خور با الگوریتم یادگیری پس انتشار هست و بر اساس پارامترهای تعداد دهانه در راستای طولی و عرضی، ارتفاع طبقه، تعداد طبقات، تعداد ستون در هر طبقه، مساحت طبقه و برش پایه لرزه ای وزن میلگرد مصرفی در ساختمان های موردمطالعه برآورد شده است. نتایج پژوهش حاکی از این است که مدل شبکه عصبی پیشنهادی می تواند وزن میلگرد مصرفی را در ساختمان های منظم با دقت 95 درصد و در ساختمان های نامنظم با دقت 80 درصد برآورد نماید.
    کلیدواژگان: محاسبات نرم، شبکه عصبی مصنوعی، وزن اسکلت سازه، قاب خمشی بتنی، تخمین وزن سازه
  • فرهاد صالحی راد، جمشید صبوری*، فریبا بهروز سرند، حسین سلطانی جقیه صفحات 149-164
    حرکت گهواره ای پی شامل رفتارهای غیرخطی هندسی پی و مصالح خاک در حین تحریکات قوی لرزه ای می باشد که در سال های اخیر توسط محققین به عنوان تغییری در طراحی سنتی مطرح شده است. در این تحقیق، عملکرد حرکت گهواره ای و انعطاف پذیری پی های سطحی با سطح انحناءدار مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، رفتار این نوع پی ها در مقایسه با پی های سطحی معمولی و تاثیر آن بر نحوه رفتار روسازه به صورت پی و دیوار برشی بتنی با نسبت های ابعادی متفاوت مطالعه شده است؛ شش مدل سیستم دیوار برشی با دو نوع پی ساده و انحناء دار در نرم افزار OpenSees به روش تیر بر فونداسیون وینکلر غیرخطی ((BNWF مدل سازی شده است. در روش BNWFیک سری فنرهای مستقل غیرخطی برای در نظرگرفتن رفتار خاک در زیر پی قرار می گیرند که به اعضای پی متصل می گردند تا نشست، لغزش و حرکت گهواره ای پی را مدل سازی نمایند. برای بررسی رفتار سیستم پی-دیوار منحنی های پوش آور و نیرو-نشست استخراج می گردند. نتایج حاصل از نرم افزار OpenSees نشان داد که سیستم پی انحناء دار دارای برش پایه و نشست-های نهایی کمتر نسبت به سیستم با پی ساده می باشد که با افزایش ارتفاع دیوار برشی، میزان کاهش در مقدار برش پایه افزایش می-یابد؛ همچنین سیستم پی انحناء دار با دیواربرشی در مقایسه با پی تخت دارای نسبت سطح تماس بحرانی کمتری بوده که با افزایش ارتفاع دیوار برشی مقدار آن کاهش و مقدار ضریب خودبازگشتی سیستم پی-دیوار افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: پی های سطحی انحنادار، حرکت گهواره ای، روش BNWF، تحلیل پوش آور، ضریب خودبازگشتی
  • محسن یوسفی، یحیی نصیرا*، علی قمری صفحات 165-185
    استفاده از میراگرها به عنوان جاذب انرژی باعث بهبود رفتار لرزه ای سازه ها دربرابر بارهای لرزه ای می شوند. از جمله موثرترین جاذب های انرژی، میراگرهای فلزی جاریشونده میباشند. علی رغم عملکرد مطلوب این میراگرها در برابر بارهای لرزه ای، هزینه های اضافی را به سازه تحمیل می کنند. لذا در این مقاله یک میراگر جدید معرفی شده است که علاوه بر بهبود رفتار لرزه ای، هزینه ناچیزی به سازه تحمیل می کند. برای بررسی عملکرد چرخه ای میراگر پیشنهادی، 15 نمونه عددی در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شد. مطالعه رفتار چرخه ای شامل بررسی تاثیر هندسه میراگر بر رفتار کلی سیستم و همچنین تاثیر هندسه مهاربند بر رفتار میراگر است. بدین منظور، میراگر با ضخامت های 12، 21 و 30 میلیمتر، و همچنین طول هایmm 400،mm 500 وmm 600، وضریب لاغری 59و62و65 در نظر گرفته شده است. با تغییر پارامتر طول میراگر ازmm 600 بهmm 500 وmm 400، هر یک از پارامترهای سختی، مقاومت نهایی و انرژی در حالتی که میراگر عملکرد فیوزی داشته است، حداکثر به میزان 144، 46 و 149 درصد افزایش داشته اند.همچنین با تغییر پارامتر ضخامت میراگر ازmm 12 بهmm 21 وmm 30، هر یک از پارامترهای سختی، مقاومت نهایی و انرژی در حالتی که میراگر عملکرد فیوزی داشته است، حداکثر به میزان 147، 52 و 160 درصد افزایش داشته اند. با تغییر پارامتر ضریب لاغری مهاربند از 59 به 62 و 65 ، هر یک از پارامترهای سختی، مقاومت نهایی و انرژی در حالتی که میراگر عملکرد فیوزی داشته است، حداکثر به میزان 5، 7 و 9 درصد افزایش داشته اند.
    کلیدواژگان: میراگر فولادی، استهلاک انرژی، تسلیم برشی، مهاربند همگرا، سختی
  • آرش قریب لو*، اصغر وطنی اسکوئی صفحات 186-207
    تقاضای روز افزون دنیای مدرن و افزایش نیاز صنایع به تحلیل هایی با سطوح دقت بالاتر، جامعه مهندسی را بر آن داشته تا با بسط روش-های خطی متداول پیشین به نواحی غیرخطی گامی اساسی را در راستای ارضای این نیاز بر دارد. در این میان، ارتقای مودهای نرمال خطی به عنوان یکی از فراگیرترین و محبوب ترین روش های تحلیلی، پنجره ای جدید به سوی تحلیلی نزدیک تر به واقعیت می گشاید. در این مقاله، پس از شناخت بنیادین مودهای نرمال غیرخطی، رویکردی جهت تحلیل سازه های چند درجه آزاد با مصالح غیرخطی تحت ارتعاش آزاد نامیرا پیشنهاد شده است. سپس با تمرکز بر روش های محاسبه، الگوریتمی نوین جهت شناسایی مودهای نرمال غیرخطی ارایه شده و با بسط این الگوریتم بر معادلات دیفرانسیل مانا به کار گرفته شده در تحلیل ارتعاش آزاد، امکان استخراج کلیه مودهای نرمال غیرخطی در حیطه مسیله فراهم گردیده است. پس از آن، به منظور بررسی عملکرد روش پیشنهادی، مدل اجزا محدودی یک سازه دو طبقه فولادی ایجاد شده و پس از اعتبارسنجی، در راستای تشکیل معادلات دیفرانسیل مانا به کار گرفته شده است. نهایتا، پس از اعتبارسنجی روش تناوب مستقل، احجام مودهای نرمال غیرخطی شبه پیوستار و منحنی های انرژی - فرکانس سازه مذکور استخراج گشته اند. شایان ذکر است عدم وابستگی به پاسخ های پیشین در یافتن پاسخ بعدی، امکان دستیابی به مودهای نرمال غیرخطی با فرکانس های متفاوت در هر درجه آزادی، جذب تمامی رزونانس های داخلی، امکان بسط ساده مدل اجزا محدودی به یک مجموعه معادلات حرکت مانا و در نظر گرفتن مصالح غیرخطی در تحلیل، همگی از دستاورد های نوین این مقاله هستند.
    کلیدواژگان: مودهای نرمال غیرخطی، روش تناوب مستقل، دوشاخگی، دینامیک غیرخطی، وابستگی انرژی - فرکانس، رزونانس داخلی
  • علی محمد روستا*، مسعود امین صفائی اردکانی، سهراب شجاع صفحات 208-227

    مهندسان ساختمان با مطالعه ساختمان های فولادی همواره به دنبال طراحی اتصالاتی هستند که علاوه بر افزایش ظرفیت دورانی اتصال، از شکست ترد سازه جلوگیری کرده و مرمت سازه پس از وقوع زلزله را میسر سازند. میراگرهای فولادی المان های مناسبی جهت رسیدن به این هدف بوده و ساخت و به کارگیری ساده، در مقابل سایر میراگرها به آنها برتری نسبتا بالایی داده است. این میراگرها با جلوگیری از تخریب شدید تیر و ستون های فولادی در هنگام وقوع زلزله، امکان بازسازی مجدد و کم هزینه ی ساختمان را نیز فراهم می کنند. در این پژوهش با مقایسه ی چندین نمونه از این میراگرها، استهلاک انرژی، میرایی و سختی موثر آنها با مدلسازی در نرم افزار ABAQUS مورد بررسی قرار گرفته است. طبق نتایج به دست آمده میراگرهای نوع SPD و DPD رفتارهای لرزه ای بهتری از خود نشان داده و با افزایش ارتفاع خواص لرزه ای تمامی میراگرها بهبود پیدا کرده است. میراگر نوع SSD با ارتفاع 15 سانتیمتر با انحراف معیار میرایی موثر 28 درصد در بین تمامی میراگرها دارای کمترین مقدار بوده و این موضوع نشانگر ثبات بیشتر میرایی موثر در این نوع میراگر است. مشاهده ی بار 5 تن در نمودار پوش اور تحلیل میراگرها نشان دهنده ی دقت بالای روابط طراحی می باشد. همچنین با شبیه سازی رفتار میراگرها در نرم افزار SAP، قاب دو بعدی 3، 7 و 15 طبقه با و بدون میراگرها، تحت شتابنگاشت 7 زلزله مورد بررسی قرار گرفته است. پاسخ قاب در شتابنگاشت های مختلف، نتایج یکسانی به دست نمی دهد. با این وجود با افزودن میراگرها و ایجاد شرایط مناسب برای دوران تیر فولادی، افزایش جذب انرژی قاب در تمامی مدل های دارای میراگر مشاهده گردیده است.

    کلیدواژگان: ساختمان فولادی، میراگر فولادی، استهلاک انرژی، سختی موثر، رفتار لرزه ای
|
  • Ebrahim Shojaei, Abolfazl Eslami *, Navid Ganjian, Ramin Ezzatdust Pages 5-20

    Installation of traditional piles in urban and coastal environments has many challenges, such as the need for heavy drilling equipment and machinery, the lack of access, enforcement problems in soft and problematic soils and environmental problems such as vibration and noise pollutions. Meanwhile, according to the development of different hydraulic and mechanical equipment, new model of piles have been introduced which can be considered as a useful alternative to traditional piles. This model of piles bring the advantage of minimum executive problems such as less vibration and noise pollution and high speed installation procedure at low accessible areas. In the present study, using different hydraulic and electronic equipment, the behavior of the two models of conventional screw piles and a new innovated pile model were studied in Bandar Anzali with an embedment depth of 3.20 m. Also, a tubular steel pile was tested as the basis for comparing the behavior of driven piles with screw piles with the same dimensions and embedment depth. Overall, five compressive static loading tests were carried out on the implemented piles. The results indicated that this model of piles have an acceptable loading capacity and can be introduced as a suitable substitute for traditional piles in urban and coastal constructions.

    Keywords: field investigation, Screw piles, Traditional piles, performance, Bearing Capacity
  • Ali Jamshidi, Mohammad Sharifipour * Pages 21-42
    Due to the high land volume in urban areas, maximum-slope excavation has become an inseparable part of the construction of a building. The sensitive nature of the excavation operation in terms of cost and safety requires an accurate knowledge of the soil’s behavior, making it an important research field. Most of studies investigate the soil’s behavior using numerical methods, which are accompanied by a certain level of inaccuracy. To sidestep the unavoidable errors associated with numerical methods, this study uses a small-scale physical modeling methodology to investigate soil behavior. The phased excavation of an unsupported vertical sandy soil trench has been experimentally modeled using three small-scale physical models with/without an externally applied load. Three models with different lengths and constant cross-sections were constructed to assess the effects of length (the third dimension) on the trench’s deformation and stability. The results show that during excavation with no external loading, increasing the model’s length does not significantly increase horizontal and vertical deformations. However, in tests in which the system was subjected to an applied load, decreasing the length caused substantially larger vertical and horizontal deformations in the soil. Increasing the models’ length-to-height ratio decreased the discrepancies among the deformations created during loading. In other words, increasing the length caused the deformations of the models to converge toward a similar value. It was observed that the 3D-to-2D deformation ratios are dependent on the load applied to the trench. These ratios decreased as the model approached failure.
    Keywords: Excavation, Sandy Soil, Physical Modeling, Small-scale, Third dimension
  • Mohammad Reza Shahraki *, Jalil Charvideh Pages 43-64

    Completing the project in the shortest possible time, at the lowest cost, at the highest level of quality, can play a decisive role in profitability and competition. Time, cost and quality are the most important goals of any project, and their optimization is one of the topics in project planning and control. The aim of this study is to find the optimal combination of time, cost and quality in conditions of limited resources. The theory of constraints in project management has led to a new approach to project management and control called the critical chain. In this research, using the critical chain technique and the high ability of the tabu search algorithm (TS) in optimization, the problem of multi-objective optimization of time, cost and quality in conditions of resource constraints has been solved. The proposed algorithm was extracted with MATLAB coding software and the desired results were extracted. To validate the proposed model, two case studies with 7 and 18 activities have been solved. Also, a project with 60 activities in which time, cost and quality optimization was done, was used to validate the proposed algorithm in the research and the results were extracted and compared. The results showed that the tabu search algorithm had a correct and acceptable performance. In such a way that it has the ability to create multiple Pareto answers with different values ​​of the three objective functions of time, cost and quality. This allows project managers to choose the best solution in terms of time, cost and quality according to their needs and policies.

    Keywords: Critical chain, Resource constraints, time-cost-quality optimization, project management, Tabu Search Algorithm
  • Valiollah Davari, Mohammad Reza Mansoori *, Masoud Nekooei Pages 65-82

    In this study, structures equipped with friction dampers under the influence of far-field and near-field earthquakes are investigated. How they slide and vibrate, which includes displacement, velocity and acceleration, is calculated by numerical analysis. And the response of the structure under the effect of far-field and near-field earthquakes on the one hand and also considering the simple friction model of Columbus and the more complete model of velocity-dependent friction (Stribeck friction) is compared. Although the possibility of a far-field earthquake is very likely, but the occurrence of large earthquakes near cities that are near faults is undeniable, and these earthquakes have certain specifications that distinguish them from far-field earthquakes. Some of these specifications are such that if neglected, they will lead to underestimation of the seismic force in the design of structures. Examples of these specifications are fling step effect and the presence of velocity pulse in the component perpendicular to the fault that is caused as a result of the phenomenon of forward directivity.Due to the nonlinear behavior of the damping force (FD), programming has been used to perform nonlinear analytical dynamics. Also, behavioral models in Open Sees software are used to investigate the behavior of Stribeck friction for friction damper and to compare its results with the results obtained from accurate analysis. The results show that simplifications of the sliding friction model, on the one hand, and lack of focus on near-field earthquakes, on the other hand, result in underestimation of displacements, especially in member forces. Considering Stribeck friction, error rate is reduced and results are improved.

    Keywords: Velocity-dependent friction, Far-field, near-field earthquake, Stick-slip phenomena, Symmetric Ricker wavelet, Friction damper
  • Morteza Hosseinali Beygi *, Seyyed Mohammad Omid Jalali, Siroos Gholampoor Dahaki, Hooman Shababi Pages 83-98
    Today in the world that most of communities rely on advanced technology, there are many risk factors threaten structures and buildings. There is also no complete and stable security and there are always fear for irreparable damage due to accidents and painful events, especially fire. Hospitals and treatment centers are important in preventing and fighting against fire because on the one hand the patients are hospitalized and disabled and on the other hand due to many expensive equipments. As result, preventive measures and strong management are necessary at the time of the fire. This study was conducted to evaluate the safety status of hospitals in term of ability to prevent and combat the fire in Babol as the most populous city in Mazandaran province in north ofI iran.In this descriptive, analytical. and field study conducted at 2017, the status of fire safety in five biggest hospitals in the Babol district are evaluated. Following the coordination and obtaining the necessary permissions from the hospitals, the standard checklists included Information on safety indicators completed. Then the situation of the hospitals measured in comparison with each other. And data analysed with SPSS program for evaluation of mean and standard deviation. Finally, the hospital's safety status and risk factors have been identified in the form of reports and suggestions, and delivered to the responsible authorities for improvement the safety status.Safety indicators of hospitals are as follow as: Rohani 86.65% ± 10.80; Beheshti;75.01%± 18.96; Yahya nezhad 60.09%± 23.42; Babol clinic 74.12%± 11.21; Mehregan 97.39%± 4.26.the highest percentages of implementation of safety requirements are related to the Emergency Response Safety(95.71%) and the least is related to the safety index of the structure (55.71%).Safety status of 8.57% of hospitals is weak, 34.29% of them is moderate, and 57.14% of them is favorable.
    Keywords: Safety Management, Safety audit, Hospital, Babol city, Fire
  • Mehdi Khoshvatan, Majid Pouraminian * Pages 99-114
    In the present paper, the effect of rotation with different angles in the Structural bearing system was investigated by irregular non-parallel systems in the concrete structure with the dual design bearing system of the moment frame and the concrete shear wall. The structure was examined in two different modes, first without rotation in the bearing system and analyzed at an angle of zero degrees. Then, the bearing system was seismically analysed by rotating at angles of 15, 30, and 45 degrees to create irregularities in non-parallel systems. The results of structural behavior were performed by comparing the values of base shear, drift, and torsion effect in the structure. The results of the present study showed that the amount of drift and base shear of the structure in the state that has irregularity of non-parallel systems in the structure is more than the state of the structure without irregularity of the non-parallel system. Comparing the amount of base shear for the angels and other modes increases the amount of base shear by increasing the rotation angle of the bearing system, which increases the amount of rotation angle, imposes more force on the structure. The amount of base shear for the angle of 30 degrees of rotation of the Structural bearing system in the main direction of the building is more than other angles. The analysis results also showed that the non-parallelism of the central core of the structure reduces the lateral bearing capacity of the whole system. As a general conclusion, it can be stated that the higher the rotation angle of the bearing system, the higher the amount of displacement and drift, which is the most critical state for the 30-degree angle and the best performance in the structure for the zero degrees angle.
    Keywords: Irregularity of non-parallel systems, Seismic loads, base shear, Dynamic analysis, Dual system, RC building
  • Sohail Majid Zamani *, Ahmad Sabzei Pages 115-133
  • Meysam Effati *, Hamed Ebrahimi, Mojtaba Faraji Pages 134-148
    Estimating the cost of building construction, especially in the early stages of studies, is a topic of interest and importance for employers and investors. The high inflation of the country's economy in recent years and the sharp fluctuations in the price of construction materials have doubled the importance of estimating the cost of building construction, even in small urban projects. However, until the design of the building is completed and the final plans are not prepared in full detail, it is not possible to measure the project and estimate the construction costs with acceptable accuracy. On the other hand, the proposed approximate methods for initial estimates are associated with many differences from reality that are not consistent with the existential philosophy of project economic estimation. Therefore, in this study, using training capability of Artificial Intelligence and Artificial Neural Network algorithms, the weight of rebar used in concrete buildings of concrete moment frame, without complete design and preparation of executive plans is calculated and the results are compared with real values. The proposed artificial neural network model is a multilayer feeder type feeder with post-diffusion learning algorithm and is based on the parameters of number of openings in longitudinal and transverse direction, floor height, number of floors, number of columns per floor, floor area and seismic base shear. The weight of rebar used in the studied buildings has been estimated. The results indicate that the proposed neural network model can estimate the weight of rebar used in regular buildings with 95% accuracy and in irregular buildings with 80% accuracy.
    Keywords: Soft computing, Artificial Neural Network, Structural frame weight, concrete flexural frame, structural weight Estimation
  • Farhad Salehi Rad, Jamshid Sabouri *, Fariba Behrouz Sarand, Hosein Soltani Jighe Pages 149-164
    Shallow foundation rocking movement include the nonlinear behavior of the foundation and soil material during strong earthquake motions that it has been proposed by researchers in recent years as a change in traditional design. In this research, the performance of rocking motion and flexibility of shallow foundations with curved surface have been discussed. For this purpose, the behavior of this type compared to normal shallow foundation and its effect on the behavior of concrete wall-foundation system with different aspect ratios have been studied. Six models of shear wall system with simple and curved foundation modeled by BNWF (Beam on Nonlinear Winkler Foundation) method in OpenSees software. In BNWF method, a series of distributed independent nonlinear soil springs are generated along the footing length and connected to footing elements to simulate the foundation movement including sliding, rocking and settlement. For investigation the behavior of wall-foundation system the pushover and force-settlement curves are extracted. In the results obtained from OpenSees software, the curved foundation with shear wall has lower base shear and ultimate settlement than a simple foundation that with increasing shear wall height the base shear difference was 30 percent increased. In the time history analysis results was observed that the maximum base shear was decreased between 14 to 17 percent in the system with curved foundation, and also has lower critical contact area that with increasing shear wall height was decreased and self-centering coefficient of wall-foundation system was increased.
    Keywords: curved shallow foundation, rocking, BNWF method, Pushover, self-centering coefficient
  • Mohsen Yousefi, Yahya Nasira *, Ali Ghamari Pages 165-185
    The energy absorber device improves the seismic behavior of structures against seismic loads. Despite the proper performance of the dampers against seismic loads, they impose additional costs on the structure. Therefore, in this paper, a new damper is introduced which, in addition to improving the seismic behavior, imposes a small cost on the structure. To evaluate the performance of the proposed damper, 15 numerical samples were simulated by Abacus software. under cyclic loading. The study of cyclic behavior was performed on a steel frame of one story-one bay and the sensitivity of cyclic behavior was studied based on the parameters of thickness, length and dimension to the thickness of the brace and slenderness of brace. The thicknesses of the damper are, respectively, 12, 21 and 30 mm, the length of the damper is 400, 500 and 600 mm, the geometry of the damper is arc and the thickness of the brace is 12, 21 and 30 mm. Numerical simulation was performed. The results of this study showed that this type of damper has a good performance in energy dissipation imposed on the structure. Although the proposed damper improves the energy absorption of the structure, it will also reduce the stiffness.
    Keywords: Metallic damper, Energy dissipation, Shear Yielding, CBF system, stiffness
  • Arash Ghariblou *, Asghar Vatani Oskouei Pages 186-207
    Ever-increasing demands of the modern world and the growth of industry requirements toward more accurate analyses have made the engineering community develop the first fundamental step and meet the needs by extending the previous prevalent linear methods into nonlinear areas. In this regard, the improvement of linear modes as one of the most pervasive and widespread analytical methods opens a new window to analyses with more closeness to reality. In this paper, after the deep identification of Nonlinear Normal Modes, an approach is proposed to analyze the multi-degree-of-freedom structures with nonlinear material under undamped free vibration. Afterward, through an in-depth investigation of the calculation methods, a novel algorithm for identifying Nonlinear Normal Modes was proposed, and by expanding this algorithm to the existing invariable motion equation used in free vibration analysis, the possibility of the extraction of all Nonlinear Normal Modes has emerged. After that, to investigate the functionality of the proposed approach, the Finite Elements Method-based Model of a 2-story steel structure was developed and, after verification, it was used to form the invariable differential equations. Finally, after verifying the Independent Periodic Method, pseudo-continuous masses of Nonlinear Normal Modes and Frequency-Energy curves of the mentioned structure were calculated. It is worth noting that the independency of resulted response to previous points, the possibility of capturing Nonlinear Normal Modes with different frequencies in each degree-of-freedom, the potential of capturing all internal resonances, the expendability of Finite Elements Model to a set of invariable motion equations, and considering material nonlinearity are among achievements of the current paper.
    Keywords: Nonlinear Normal Modes, Independent Periodic Method, Bifurcations, nonlinear dynamics, frequency-energy dependency, Internal Resonances
  • ALI Mohammad Rousta *, Masoud Amin Safaei Ardakani, Sohrab Shoja Pages 208-227

    By studying steel buildings, civil engineers are always looking to design joints that, in addition to increasing the rotational capacity of the joint, prevent the brittle failure of the structure and allow the structure to be repaired after an earthquake. Steel dampers are suitable elements to achieve this goal and simple construction and use, has given them a relatively high advantage over other dampers. These dampers also provide the possibility of reconstruction and low cost of the building by preventing the severe destruction of steel beams and columns during an earthquake.In this study, by comparing several samples of these dampers, their energy dissipation, damping and effective stiffness have been investigated by modeling in ABAQUS software. According to the results, SPD and DPD type dampers have better seismic behaviors and with increasing height, the seismic performance of all dampers have improved. Also, by simulating the behavior of dampers in SAP software, two-dimensional frames of 3, 7 and 15 story with and without dampers have been investigated under the acceleration of 7 earthquakes. The frame response does not give the same results at different accelerometers. However, by adding dampers and creating suitable conditions for the steel beam rotation, an increase in frame energy absorption has been observed in all models with dampers.

    Keywords: Steel Damper, Dissipated energy, Steel Panel Damper, Dual-Pipe Damper, effective stiffness