فهرست مطالب

رویکردهای نوین در مهندسی عمران - سال ششم شماره 2 (تابستان 1401)

فصلنامه رویکردهای نوین در مهندسی عمران
سال ششم شماره 2 (تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/31
  • تعداد عناوین: 5
|
  • بهزاد حاصلی*، سلمان کیارسی صفحات 1-13
    خصوصیات زلزله ها هم به لحاظ دامنه و هم محتوای فرکانسی برای ساختگاه ها در فواصل نزدیک به چشمه لرزه زا و دور از آن متفاوت است. مطالعات انجام شده بر روی رفتار سازه ها تحت اثر زلزله های حوزه نزدیک نشان داده است که شتابنگاشت های حاصل از این نوع زلزله ها دارای اثراتی (شامل جابجایی ماندگار و اثر جهت داری) نسبت به شتابنگاشت های دور از گسل می باشند. از اینرو باید ویژگی های زمین لرزه های حوزه نزدیک نیز در تحلیل و طراحی سازه ها در نظر گرفته شود. در تحقیق حاضر تلاش خواهد شد تا به بررسی اثر جهت داری زلزله های حوزه نزدیک بر پاسخ لرزه ای سازه های بتنی متوسط با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی پرداخته شود. به همین منظور ابتدا رکوردهای حاصل از ایستگاه های مختلف زلزله چی چی به عنوان مبنای انتخاب شتابنگاشت ها تعیین و سپس با استفاده از روش های تحلیلی، طیف پاسخ این شتابنگاشت ها با در نظر گرفتن اثر جهت داری و بدون آن در دو جهت شمال- جنوب و شرق-غرب تعیین شد . مهم ترین خصوصیات متمایزکننده جنبش های حوزه نزدیک تولید پالس هایی به علت اثر جهت پذیری و اثر تغییر مکان ماندگار می باشد. جهت جداسازی پالس جهت داری از شتابنگاشت ها با نرم افزار متلب توسط آقای بکر استفاده شده است. سپس با توجه به تحلیل تاریخچه زمانی بر روی سازه متوسط بتنی 15 طبقه، برای 7 رکورد ایستگاهی از زلزله چی چی، دریفت (جابجایی نسبی) طبقات بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد که، تاثیر جهت داری رکورد زلزله، منجر به افزایش پاسخ سازه شده است.
    کلیدواژگان: زلزله حوزه نزدیک، اثر جهت داری، شتابنگاشت زلزله چی چی، رفتار لرزه ای سازه بتنی متوسط، دریفت طبقات
  • احسان ناصری، ابوذر میرزاخانی* صفحات 14-26
    امروزه سازه های بتن آرمه در صنعت ساختمان از جایگاه ویژه ای برخوردارند. جهت بهسازی برخی از ساختمان های بتنی موجود از مهاربندهای فولادی با اتصال مستقیم مهاربند به قاب بتنی استفاده می شود. موضوع مهمی که در این میان مطرح می شود آن است که، جزییات اتصال مهاربند به سازه بتنی چگونه باشد. ناحیه اتصال در سازه های بتنی همیشه در طی رخداد زلزله بیشترین آسیب را متحمل میشوند. لذا عملکرد ناحیه اتصال و نوع اتصال مهاربند فولادی به قاب بتنی بر رفتار لرزه ای و سطوح گسیختگی قاب تاثیر گذار خواهد بود. برای این منظور در این پژوهش سه روش اتصال مهاربندهای فولادی به قاب بتنی برسی شده است. مدلها بصورت قاب های یک طبقه یک دهانه و دو طبقه یک دهانه با روش المان محدود در برنامه Abaqus مدل سازی شده است. نتایج نشان می دهد که تغییر در نوع اتصال باعث تغییر در میزان جذب انرژی، توزیع تنش و حداکثر تغییرمکان جانبی قاب می گردد. از منظر نتایج بدست آمده و با اعمال بارهای رفت و برگشتی، ابتدا مدل کاشت بولت و سپس مدل اتصال با ژاکت فلزی به عنوان مدل های منتخب در نظر گرفته شده است و به لحاظ عملکردی که پلاستیک شدن المانها و خرابی، نماینده آن است اختلاف بین شیوه های اتصال حداکثر 10 درصد است و همگی قابل قبول تلقی می شوند.
    کلیدواژگان: مهاربند فلزی، روش المان محدود، جذب انرژی، رفتارسنجی
  • محمد امامی کورنده*، بهرام عسگری صفحات 27-44
    بر اساس آیین نامه بارگذاری ساختمان آمریکا خرابی پیش رونده به صورت گسترش خرابی در یک سازه از یک المان به المان دیگر به طوری که در نهایت منجر به خرابی کل سازه و یا بخش عمده ای از آن می شود، تعریف می شود عواملی که می توانند منجر به این نوع خرابی شوند، عبارتند از: ضربه اتومبیل، انفجار گاز، برخورد هواپیما، خطای ساخت، آتش سوزی، بارگذاری تصادفی بیش از اندازه روی اعضاء، انفجار و... اکثر این حوادث دارای مدت زمان تاثیر کوتاهی می باشند که در نتیجه منجر به پاسخ های دینامیکی می شوند. در این تحقیق 100 نوع مدل در نظر گرفته خواهد شد و از آیین نامه های مرجع فروریزش پیش رونده جهت تحلیل و از نرم افزار کاربردی برای رسیدن به پاسخ تحت تحلیل استاتیکی غیر خطی استفاده خواهد شد با حذف ستون و انجام آنالیز استاتیکی غیر خطی، پارامترهای رفتاری اعضای سازه در برابر این پدیده مورد ارزیابی قرار خواهند گرفت و در نهایت نتایج با ضوابط موجود در آیین نامه کنترل خواهد شد و رفتار نهایی سازه در برابر این پدیده بررسی خواهد شد. شبکه های عصبی مصنوعی به عنوان ابزاری توانمند در زمینه های مختلف مهندسی استفاده شده است و کاربرد آنها به صورت روزافزونی در حال افزایش است. مهندسی عمران و بررسی رفتار سازه ها نیز از این قاعده مستثنی نبوده و به مراتب از روش های عصبی در آن استفاده شده است. در این تحقیق از سه نوع شبکه عصبی جهت بررسی پدیده فروپاشی پیشرونده استفاده شده است. پارامترهای ورودی و خروجی انتخاب شده و به کمک شاخصهای ارزیابی این پدیده مدلسازی شده است. در نهایت با مقایسه عملکرد شبکه های عصبی مصنوعی موفقترین نوع شبکه عصبی پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: سازه فولادی، تخریب پیشرونده، شبکه عصبی مصنوعی، شاخصهای ارزیابی
  • سید رحیم بهارآور*، بلقیس شیخ صفحات 45-57

    در این تحقیق به بررسی تاثیر دوده  سیلیس با نسبت های  10، 20، 30، 40 ،50 ،60 درصد وزن کل بتن خشک گوگردی پرداختیم. پودر گوگردی بعد از ذوب در دمای 175 درجه سانتیگراد با میکروسیلیکای پیش گرمایش شده که به درجه پودر گوگرد مذاب رسیده باشد ترکیب گردید و سپس در قالبهای مورد نظرریخته شد. در این مقاله به تعداد 189 عدد نمونه درقالبهای مختلف از جمله مکعبی 10 سانتیمتری برای آزمایش مقاومت فشاری ، مکعب 5 سانتیمتری برای آزمایش مقاومت اسیدی وذوب و انجماد، همچنین نمونه 4*4*16 سانتیمتری برای مقاومت خمشی تهیه شده شده است. نمونه ها طبق پیش آزمایشهای انجام شده 1، 24 و 72 ساعت بعد از بتن ریزی تحت آزمایشهای مورد نظر قرار گرفته اند. تمامی نمونه ها در شرایط آزمایشگاهی نگهداری و در قالبها ریخته شده اند. برای رساندن پودر گوگرد به درجه ذوب از آون موجود در آزمایشگاه استفاده شده است.یرای آزمایش دوام  اسید سولفوریک به کار برده شده و سعی گردیده است تمامی مراحل آزمایش در شرایط یکسان آب و هوایی و رطوبتی انجام شود.

    کلیدواژگان: دوده سیلیس، پودر گوگرد، بتن خشک، اسید سولفوریک
  • بیدا دهقانی، مریم فراهانی*، بابک امین نژاد صفحات 58-73

    در تحقیق حاضر تلاش گردید ضمن بررسی وضعیت کمی وکیفی منابع آب در ورامین، راهکارهای مدیریتی مناسب جهت نیل به پایداری و برون رفت از معضلات کنونی و پیش رو در منطقه ارایه گردد. لذا با گردآوری آمار و اطلاعات مورد نیاز و استفاده از نرم افزارWEAP، ضمن درنظرگرفتن نرخ رشد جمعیت، تاثیر تداوم سیاستهای کنونی در20سال آینده بررسی شد و راهکارهای مدیریتی مناسب ارایه گردید. نتایج نشان داد در صورت تداوم سیاستهای کنونی منابع آب دردشت ورامین، باتوجه به رشد جمعیت جهت تامین افزایش تقاضای آب شرب، نیاز به برداشت بیشتر از منابع آب سطحی می باشیم به طوری که این اضافه برداشت درسال 2035 به حدود 10/8میلیون مترمکعب خواهد رسید. همچنین میانگین سالانه عدم پوشش تقاضای کشاورزی و صنعت درسال  2035به ترتیب76  و 23میلیون مترمکعب، معادل2/16و 4/27 درصد پیش بینی گردید به طوری که نیاز به اضافه برداشت می تواند تاثیرات نامطلوب خود را بر سد ماملو منعکس ساخته، فرونشست زمین را تشدید نموده و سایر مسایل اقتصادی اجتماعی را درپی داشته باشد. بطوری که بصورت میانگین منجر به کاهش سالیانه  35 میلیون مترمکعب در ذخیره آبخوان و افت روزانه 1سانتیمتر در سطح آب زیززمینی منطقه درطی دوره 20 ساله می گردد. لذا بکارگیری شیوه هایی نظیر تغذیه مصنوعی با توجه به نرخ بالای تبخیر در منطقه ضمن کاهش میزان تبخیر از منابع، راه حلی برای جبران قسمتی از کمبود آب در بعضی نواحی است، لذا دراین رابطه، جمع آوری آبهای سطحی، تغذیه زیرزمینی و تنظیم بهره برداری صحیح آب، استفاده شیوه های نوین مدیریت آب کشاورزی مهمترین راهکارهای مدیریت منابع آب به شمار میروند.

    کلیدواژگان: مدیریت یکپارچه، منابع آب، تغذیهمصنوعی، آب زیرزمینی
|
  • Behzad Haseli *, Salman Kiarsi Pages 1-13
    The characteristics of earthquakes vary both in terms of amplitude and frequency of content for sites at distances close to the seismic spring and far from it. However, the 2800 standard, which is used as the basis for the seismic design of the country, does not exclude the effects of the near-fault field on loading, and therefore the necessity of studying and comparing such effects on the response of structures is very necessary. Studies on the behavior of structures under the influence of near-field earthquakes have shown that the tracing of these types of earthquakes has more effects on structures (including permanent displacement and directional effects) than accelerations far from faults. Therefore, in order to estimate the near-active faults of earthquakes, the features of the near-earthquakes should be considered in the analysis and design of structures. Accordingly, in this research, we tried to study the effect of directional earthquakes near the seismic response of mid concrete structure using time histories analysis. For this purpose, firstly, the records of the various stations of the quake were determined as the basis for the selection of accelerometers, and then using the analytical methods, the response spectrum of this acceleration, taking into account the directional effect and without it, as well as the pulse isolated from these records In two directions north-south and east-west. Then, according to the time history analysis on two mid concrete structures with the number of stories 10, for 7 station records of the Taiwan Chichi earthquake, the drainage (relative displacement) of floors in structure was investigated. The results of this study showed that, due to the unpredictable nature of the earthquake, in mide structure, in many cases, the availability of earthquake records has little effect on the response of the structures of the structures, and the effect of the earthquake record on the response of the structure has increased.
    Keywords: Nearfield earthquake, Orientation effect, Chichi earthquake acceleration, Mid concrete structures, Drift of stories
  • Ehsan Naseri, Aboozar Mirzakhani * Pages 14-26
    Today, reinforced concrete structures have a special place in the construction industry. To retrofitting some existing concrete buildings, steel braces are used with direct connection to concrete frame. The important issue here is what the details of the connection of the brace to the concrete structure should be. The connections in concrete structures always have the most damage during an earthquake. Therefore, the performance of the connections and the type of steel braces connection to the concrete frames will affect the seismic behavior of them. For this purpose, in this study, three methods of steel brace connection to the concrete frame have been investigated. Models are created as one-story single-span and two-story single-span frames using the finite element method in the Abaqus software. The results indicate that the change in the type of connection causes changes in energy absorption, stress distribution and maximum lateral displacement of the frame. Meanwhile, by applying bilateral loads, first the bolt planting model and then the metal jacket method are considered as selected models. Concerning the performance, which is represented by plasticity and damage of elements, the maximum difference between connection methods is 10 percent and all of them are considered acceptable.
    Keywords: Steel Bracing, Finite element method, Energy absorption, Behavior measurement
  • Mohammad Emamikorandeh *, Bahram Asgari Pages 27-44
    According to the American Building Loading Code, progressive failure is defined as the spread of failure in a structure from one element to another, which ultimately leads to the failure of the entire structure or a large part of it. Lead to this type of failure are: car impact, gas explosion, aircraft collision, construction error, fire, accidental overloading of members, explosion, etc. Most of these accidents have a short impact time that in The result leads to dynamic responses. In this research, 100 types of models will be considered and the progressive collapse reference codes will be used for analysis and the application software will be used to achieve the answer under nonlinear static analysis by removing the column and performing nonlinear static analysis. The behavior of structural members against this phenomenon will be evaluated and finally the results will be controlled by the rules in the regulations and the final behavior of the structure against this phenomenon will be examined. Artificial neural networks have been used as a powerful tool in various fields of engineering and their use is increasing. Civil engineering and the study of the behavior of structures are no exception to this rule and neural methods have been used in it. In this study, three types of neural networks have been used to investigate the phenomenon of progressive collapse. Input and output parameters are selected and modeled with the help of evaluation indicators of this phenomenon. Finally, by comparing the performance of artificial neural networks, the most successful type of neural network has been proposed.
    Keywords: steel structure, Progressive degradation, Artificial Neural Network, Evaluation indicators
  • Seyed Rahim Baharavar *, Belgeis Sheykh Pages 45-57

    In this study, we investigated the effect of silica fume with ratios of 10, 20, 30, 40, 50, 60% of the total weight of sulfur dry concrete. After melting at 175 ° C, sulfur powder was mixed with preheated microsilica that reached the level of molten sulfur powder and then poured into molds. In this paper, 189 samples in different forms, including a 10 cm cube for compressive strength test, a 5 cm cube for acid resistance, melting and freezing tests, and a 16 x 4 x 16 cm sample for flexural strength have been prepared. The samples were tested 1, 24 and 72 hours after concreting according to the pre-tests. All samples are stored in the laboratory and poured into molds. An oven in the laboratory was used to bring the sulfur powder to the melting point. Sulfuric acid has been used to test its.

    Keywords: Microsilica, Sulfur powder, Dry concrete, Sulfuric acid
  • Bida Dehghani, Maryam Farahani *, Babak Aminnejad Pages 58-73

    The present study was carried out to investigate the quantitative and qualitative status of water resources in Varamin plain and to provide suitable management strategies for sustainability and outflow from current and future challenges in this area. Therefore, statistics and the necessary data were gathered and used WEAP software to provide appropriate management solutions for the impact of the continuation of current water resources policies in the region over the next20 years, by considering the population growth. The results showed that if the current status of water resources continues, we have to harvest more of the surface water resources to cover the increased drinking water demand, based on the increasing population of this area. So that this overdrawn would reach about a 10.8Million cubic meters in 2035. Also, the average annual no coverage of agricultural and industrial demand in the year 2035was 76 and 23 million cubic meters, respectively, 16/2 and 27/4 percent. This overdrawn could reflect the adverse effects on the Mamlu dam, increase in the ground subsidence and increase other economic- social issues. So that, it causes to reduce the average annual volume of the aquifer to around 35 million cubic meters and a 1centimeter daily average drop in the aquifer during the 20-year period. Therefore, due to the high evaporation rate in the region, using artificial feeding methods, such as reducing the amount of evaporation, is a solution to compensate for some of the water shortages in some areas. Therefore, collecting surface water, feeding water underground, and proper water management, using modern water management practices is some of the most important factors in water resource management.

    Keywords: Integrated Management, Water resources, Artificial recharge, Groundwater