فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران فردوسی
سال سی و پنجم شماره 1 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/06
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمود عامری*، حمید شاکر، امیرحسین عامری، سید امیر سعادتجو، سعید فاطمی، سید علی ضیائی صفحات 1-12
    باتوجه به این که عریان شدگی یکی از خرابی های اصلی مخلوط های آسفالتی به شمار می رود روش ها و آزمون های خاصی برای ارزیابی این پدیده توسط آیین نامه های مختلف پیشنهاد شده است که ازجمله آن ها می توان به آیین نامه آشتو T284 و آزمایش آب جوشان اشاره کرد. از بین روش های بیان شده نتایج نامه آشتو T284 باتوجه به عددی بودن نتایج دقت بیشتری در بررسی حساسیت رطوبتی دارد ولی آزمایش های کیفی مانند آب جوشان نیز باتوجه به راحتی آزمایش و هم چنین دید بصری می تواند مفید باشد. بر همین اساس در این تحقیق به بررسی عریان شدگی مخلوط های آسفالتی حاوی نانو مواد ضدعریان شدگی ازجمله زایکوترم، ایوانیک و نانوآهک پرداخته شده است. هم چنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از این نمونه ها برداشت شده و بااستفاده از نرم افزار متلب به صورت عدد و رقم تبدیل شده است تا ارتباط بین نتایج نامه آشتو T284 و روش های بصری با دقت بیشتری مورد بررسی قرار گیرد. در کنار آزمایش های مربوط به عریان شدگی از آزمایش های مقاومت مارشال، مدول برجهندگی، خزش دینامیکی نیز برای بررسی خصوصیات مخلوط ها بهره گرفته شده است. نتایج این تحقیق نشان داده است که استفاده از بررسی کیفی مانند استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی می تواند نتیجه کلی عریان شدگی مخلوط های آسفالتی را مشخص کند.
    کلیدواژگان: عریان شدگی، شاخص های حساسیت رطوبتی، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، متلب
  • پیمان ایمانی جاجرمی، محمدرضا توکلی زاده*، عباس یوسفی صفحات 13-30

    استفاده از ورق های پلیمر مسلح با الیاف (FRP) به دلیل مزایای بسیار زیاد آن ها به عنوان یکی از پر کاربردترین مصالح به سازی سازه های بتنی شناخته شده است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر دمای سطح بستر و هم چنین اپوکسی در بازه 5 تا 80 درجه سانتی گراد برروی مقاومت چسبندگی ورق های FRP با الیاف شیشه ای به بستر پایه سیمانی است. به همین منظور، از دو آزمون نیمه مخرب جدا کردن تحت کشش (Pull-off Test: POT) و جدا کردن تحت پیچش (Twist-off Test: TOT) بهره گرفته شده است. نتیجه های این پژوهش براساس تحلیل و بررسی داده های 288 آزمونه از 32 نمونه ساخته شده گزارش شده است. به منظور درک بهتر اثر دمای سطح بستر و چسب اپوکسی و هم چنین برهم کنش آن ها، برروی مقاومت چسبندگی ورق های GFRP، نتایج به دست آمده بااستفاده از نرم افزار SPSS مورد تحلیل واریانس نیز (ANOVA) قرار گرفت. براساس این پژوهش، بیشترین مقاومت چسبندگی مربوط به نمونه هایی با دمای سطحی و اپوکسی 50 درجه سانتی گراد بود که نسبت به نمونه مبنا (دمای سطحی و اپوکسی 25 درجه سانتی گراد)، برای روش POT و TOT به ترتیب، 36 و 24 درصد افزایش را نشان داد. هم چنین، نتیجه ها نشان داد، اثر منفی دمای سطح بستر را می توان تاحدی با افزایش دمای اپوکسی جبران کرد. افزون بر این، تحلیل درون یابی غیرخطی انجام شده برروی نتیجه ها حاکی از وجود یک رابطه نمایی بین مقاومت های چسبندگی به دست آمده از دو روش POT و TOT بود.

    کلیدواژگان: مقاومت چسبندگی، دمای سطح بستر، دمای اپوکسی، Pull-off، Twist-off
  • پریسا اسماعیل تبار نشلی، حر خسروی*، جواد واثقی امیری صفحات 31-44
    در آنالیزهای حجیم دینامیکی هزینه محاسباتی و زمان تحلیل بالا است، لذا نیاز به مدل های ساده شده ای می باشد که در مقایسه با مدل دارای جزییات با دقت مناسب و قابل قبول، زمان فرآیند تحلیل را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. در این تحقیق مدل ساده شده چند درجه آزادی برای سیستم دوگانه قاب خمشی-دیوار برشی با پلان منظم پیشنهاد شده است. برای دیوار برشی از مدل MVLEM و برای قاب خمشی از مدل قاب جایگزین بهره گرفته شده است. مدل MVLEM از المان های محوری تشکیل شده که رفتار خمشی دیوار برشی را به خوبی مدلسازی می کنند و مدل قاب جایگزین نیز مدل قاب یک دهانه ای است که جایگزین قاب های خمشی بتنی چند دهانه مدل می شود. در انتها دقت و سرعت مدل ساده شده نسبت به مدل اصلی دارای جزییات بررسی گردید. نتایج آنالیزها نشان می دهد که مدل ساده شده پاسخ های لرزه ای را با خطای کمتر از 20 درصد و با زمان آنالیز کمتر از 30 برابر نسبت به مدل دارای جزییات ارایه می دهند.
    کلیدواژگان: مدل های ساده شده، سیستم دوگانه قاب خمشی- دیوار برشی، مدل MVLEM، مدل قاب جایگزین، تحلیل دینامیکی غیرخطی
  • محمد میرزایی فتح کوهی، فرزاد حاتمی برق*، حمیدرضا ربیعی فر صفحات 45-58
    در موضوع تحقیق بررسی اثر میلگرد و خاموت های ساخته شده از پلیمرهای مسلح شده با الیاف شیشه ای بر رفتار تیرهای بتن آرمه، تیر از مهمترین اعضای سازه های بتن آرمه بوده که به دلایل مختلفی، نیاز به استفاده از مواد و مصالح جدید دارد. یکی از راهکارهای افزایش مقاومت باربری تیرهای بتن آرمه، جایگزینی مصالح مصرفی با مواد جدید می باشد. میلگردهای پلیمری مسلح شده با الیاف (FRP) یکی از مصالح ساختمانی جدید می باشد که با وزنی کمتر و مقاومتی بیشتر نسبت به میلگردهای معمولی، می توانند علاوه بر کاهش هزینه های اجرایی بتن، سبب بهبود عملکرد آنها در مقابل ترکهای برشی گردد. در این مطالعه از میلگردهای FRP با الیاف شیشه (GFRP) جهت ساخت تیرهای بتنی با ابعاد مقطع 200 در 300 میلیمتر و طول 2000 میلیمتر استفاده شد. برای انجام آزمایش نیز از روش آزمایش بارگذاری چهار نقطه ای در آزمایشگاه استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از خاموتهای GFRP باعث افزایش مقاومت برشی و کاهش شکلپذیری تیرهای بتنی می شود.
    کلیدواژگان: بتن، میلگرد، خاموت، تیرهای بتن آرمه، پلیمر مسلح شده با الیاف شیشه ای (GFRP)
  • رسول فرج نیا، رامین وفائی پورسرخابی*، احمد زارعان، روزبه دبیری صفحات 59-74

    در تحقیق حاضر، رفتار مکانیکی سد سنگ ریزه ای شهید مدنی ده سال پس از تکمیل بدنه سد مورد ارزیابی قرار گرفته است. تحلیل عددی سه بعدی براساس روش اجزای محدود برای بدنه و تکیه گاه سد در نرم افزار میداس انجام شد. داده های ثبت شده توسط ابزارهای واقع در کل بدنه سد با نتایج تحلیل عددی در محل ابزار مقایسه گردید. نشست، فشار آب منفذی، تنش عمودی کلی و کنترل پایداری بدنه سد، پارامترهایی بودند که برای ارزیابی رفتار سد در ده سال پس از پایان ساخت سد، مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نشست ها، میزان فشار منفذی و تنش کلی به دست آمده از تحلیل عددی با داده های ثبت شده توسط ابزارها، منطبق بوده است. به طوری که در رفتار خطی بین داده های ابزار دقیق و تحلیل عددی در مورد نشست، فشار منفذی و تنش کل ضرایب همبستگی به ترتیب 67،84 و99 درصد به دست آمدند. پارامترهای فشار منفذی و تنش کل برای کنترل شکست هیدرولیکی هسته مورد استفاده قرار گرفته اند. نتایج ماکزییمم مقدار نشست حاصل از تحلیل های عددی و ابزار دقیق به ترتیب 1/79 و 1/90 متر، برای فشار منفذی450 و420 کیلوپاسکال، برای تنش کل 1440و1205 کیلوپاسکال به دست آمده است. با محاسبات صورت گرفته ماکزییمم نسبت ضریب قوس در سد شهید مدنی حاصل از قرایت ابزار دقیق و تحلیل عددی به ترتیب 0/77 و 0/91 بود که هر دو کمتر از عدد یک است، هم چنین حداکثر Ru حاصل از تحلیل عددی و ابزار دقیق نصب شده در هسته به ترتیب  0/35 و 0/47 می باشد که کمتر از مقدار پیش بینی شده در مرحله طراحی 0/5 می باشند. بنابراین احتمال وقوع قوس زدگی هسته وجود ندارد، که نشان می دهد سد از نظر شکست هیدرولیکی در محدوده امن قرار دارد.

    کلیدواژگان: سد سنگریزه ای، اجزای محدود، فشار منفذی، قوس زدگی، شکست هیدرولیکی
  • محمدحسین حاجی محمدی، حر خسروی*، رضا دزواره صفحات 75-87

    محققین در مورد میزان تاثیرگذاری مدت دوام زلزله بر آسیب پذیری سازه ها وحدت نظر ندارند که عمده این اختلاف ناشی از در نظر گرفتن شاخص های خرابی متفاوت در این تحقیقات است. در این تحقیق بیشینه تغییرمکان سازه تحت تاثیر مدت دوام زلزله مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور سازه های تک درجه آزاد با اثر پی- دلتا تحت جفت نگاشت های با مدت دوام طولانی و کوتاه دارای طیف معادل قرار می گیرد. در این تحقیق تعداد زیادی (بالغ بر 150000) تحلیل دینامیکی غیرخطی انجام شد که شامل تحلیل 41 سازه با دوره های تناوب 1 تا 5 ثانیه با 2 ضریب رفتار مختلف و 7 حالت از شرایط بار ثقلی تحت 146 جفت نگاشت با طیف های پاسخ شتاب معادل می باشد. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که در صورت عدم فروریزش سازه، بیشینه تغییرمکان های سازه تحت نگاشت های با مدت دوام طولانی و کوتاه تفاوت چندانی ندارد. اما با ورود به شکل پذیری های بزرگ، میزان فروریزش سازه ها تحت نگاشت های با مدت دوام طولانی تا حدود 2 برابر بیشتر از جفت نگاشت های با مدت دوام کوتاه می باشد.

    کلیدواژگان: مدت داوم زلزله، جفت نگاشت های معادل طیفی، رفتار الاستوپلاستیک، تحلیل دینامیکی غیرخطی
|
  • Mahmoud Ameri *, Hamid Shaker, Amirhosein Ameri, Seyed Amir Saadatjoo, Saeed Fatemi, Seyed Ali Ziaee Pages 1-12
    Due to the fact that stripping is one of the main failures of asphalt mixtures, special methods and tests have been proposed to evaluate this phenomenon by various regulations. These include AASHTO T283 and boiling water test. Among the methods mentioned, the results of AASHTO T283 are more accurate in investigating moisture sensitivity due to the numerical results, but qualitative tests such as boiling water can also be useful due to the ease of testing as well as visual acuity. Accordingly, in this study, the stripping of asphalt mixtures containing nano-stripping anti-stripping materials such as Zycotherm, Ivanic and nano-lime has been investigated. SEM images were also taken from these samples and converted to numbers using MATLAB software to examine the relationship between the results of AASHTO T283 and visual methods more carefully. In addition to stripping experiments, Marshall Resistance tests, modulus of resistance, and dynamic creep have also been used to investigate the properties of the mixtures. The results of this study show that the use of qualitative analysis such as the use of SEM images can determine the overall result of the stripping of asphalt mixtures.
    Keywords: Asphalt stripping, Moisture sensitivity indicators, SEM, Matlab
  • Peyman Imani Jajarmi, Mohamad Reza Tavakkolizadeh *, Abbas Youssefi Pages 13-30

    In recent years Fiber Reinforced Polymers (FRPs) increasingly used as an efficient way to repair and retrofit concrete structures. Performance of FRP systems depends on environmental, chemical and mechanical conditions. This study was carried out to investigate the effect of substrate and epoxy temperature at the time of installation (5 to 80°C) on bond strength between GFRP and cement-based mortar substrate using pull-off (POT) and twist-off (TOT) tests. A total of 288 tests has been performed and the gathered data were analyzed. The results showed the specimen with 50°C substrate and epoxy temperature had the highest bond strength. In this case, comparing to the control specimen, the bond strength increased up to 36 and 24% for POT and TOT, respectively. Besides, the reduction of the substrate surface temperature caused a decrease in bond strength. Upon increasing the substrate temperature beyond Tg, a significant loss in POT and TOT strength was observed. It was noted that the negative effect of low substrate temperature can be reduced by increasing epoxy temperature. A logarithmic correlation between POT and TOT bond test was observed. Results of the analysis of variance revealed that substrate surface temperature and epoxy temperature significantly affect the adhesion of the two materials and bond strength.

    Keywords: Bond strength, Substrate surface temperature, Epoxy temperature, Pull-off, Twist-off
  • Parisa Esmaeiltabar Nesheli, Horr Khosravi *, Javad Vasegh Pages 31-44
    Mass dynamic analysis of structures requires high computational cost which leads to time consuming process. Therefore, it is necessary to use simplified models that significantly reduce the time of the analysis with appro-priate and acceptable accuracy compared to the detailed model. In this research, a simplified model of multi degrees of freedom for the dual system of moment resisting frame and shear wall with regular plan is proposed. MVLEM model is used for shear wall and Substitute Frame is used for RC moment resisting frame. The MVLEM model consists of axial elements that simulate the flexural behavior of the shear wall and the substi-tute frame uses one bay frame instead of multi-bay moment resisting frames. In the end, the accuracy and speed of modeling and analysis of the simplified model compared to the original model as a detailed frame. The results show that the simplified model provides seismic responses with less than 10% error and analysis time less than 30 times compared to the detailed model.
    Keywords: Simplified models, dual system of wall-frame, MVLEM, substitute frame, Nonlinear Dynamic Analysis
  • Alireza Mirzaei, Farzad Hatami *, Hamid Reza Rabieefar Pages 45-58
    In this research paper about Investigation The Effect of Rebars and Joint Using Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) on The Reinforced Concrete Beams, (RCB) Beams are one of the important members of reinforced concrete which needs new materials due to several reasons. One of the significant measures to improve the bearing resistance (BR) is to substitute material used with novel one. Polymer reinforced fiber Rebars(PRFR) is one of the new material that has lower weight and high resistance than conventional steel rebars can reduce the fulfillment prices as well as enhance their performance of them against shear cracks. In this study, concrete beams with the dimension 200×300 mm and a length of 2000 mm were made using the FRP rebars with glass fiber (GFRP). The results showed that the use of GFRP joints increases the shear strength and reduces the ductility of concrete beams.Keywords: Conceret, Rebars, Joint, Reinforced concrete beams, Glass fiber reinforced polymer.
    Keywords: concrete, Rebars, Joint, Reinforced Concrete Beams, Glass fiber reinforced polymer
  • Rasoul Farajnia, Ramin Vafaei *, Ahmad Zarean, Rouzbeh Dabiri Pages 59-74

    In the present study, the mechanical behavior of Vanyar Rock fill dam has been evaluated ten years after the completion of the dam body.3D numerical analysis was performed based on the finite element method for the body and dam supports in Midas software. The data recorded by the tools in the dam body were compared with the results of numerical analysis at the tools site. The results showed that the amount of settlement, amount of pore pressure and the total stress obtained from the numerical analysis were consistent with the data recorded by the instruments. In linear behavior between instrumentation data and numerical analysis of settlement, pore pressure and total stress correlation coefficients were 84, 67 and 99%, respectively. .The maximum settlement values obtained from numerical analysis and instrumentation were 1.79 and 1.90 m, respectively, for pore pressure of 450 and 420 kPa, for total stress of 1440 and 1205 kPa. According to the calculations, the maximum ratio of Arching coefficient in Vanyar dam obtained from instrument readings and numerical analysis was 0.77 and 0.91, respectively, which are both less than one, as well as the maximum Ru from numerical analysis and instruments installed in the core Respectively 0.35 and 0.47. Which are less than the predicted value in the design stage of 0.5. Therefore there is no possibility of core curvature, which indicates that the dam is within safe range in terms of hydraulic failure.

    Keywords: Rock fill Dam, Finite Element, Pore pressure, Arching, Hydraulic fracturing
  • Mohammadhossein Hajimohammadi, Horr Khosravi *, Reza Dezvareh Pages 75-87

    There is no Consensus among researchers about the influence of ground motion duration on the structural vulnerability. Most of disagreement is mainly due to considering different damage indices in different investigations. In this study, maximum displacement of structure due to ground motion duration is investigated. For this purpose, SDOF systems with P-Delta effect are subjected to spectrally matched record pairs. In the present study, a vast number of (more than 150000) nonlinear dynamic analysis is performed for SDOF models with 41 structural period from 1 to 5 second, 2 ductility reduction factor and 7 quantity of gravity load subjected to 146 spectrally matched ground motion pairs. The analysis results indicate that maximum displacement of structure under long duration and short duration records is almost equal, when no collapse has occurred. However, for large ductility demands, the number of collapse in ling duration ground motions is almost twice their short duration pairs.

    Keywords: Ground Motion Duration, Spectrally Equivalent Records, Elasto-Plastic Behavior, Nonlinear Dynamic Analysis