فهرست مطالب

علوم و فنون سازندگی - سال سوم شماره 2 (پیاپی 8، تابستان 1401)

نشریه علوم و فنون سازندگی
سال سوم شماره 2 (پیاپی 8، تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/31
  • تعداد عناوین: 6
|
  • کیانوش پیکری*، علی کلانتری مزرعه نو، محمود جهانبانی، محمد ستوده پور صفحات 1-6
    دیوارهای بنایی کلاف دار به عنوان یکی از اصلی ترین عناصر باربر در برابر نیروهای جانبی مطرح هستند. چراکه دیوارهای آجری و کلاف های قایم و افقی در این نوع ساختمان ها به عنوان تکیه گاه برای سقف ها و موجب تحمل بار ثقلی و همچنین به عنوان دیوار برشی برای تحمل بار لرزه ای مطرح هستند. همچنین از این روش ها می توان به مقاوم سازی با استفاده از الیاف FRP، بتن رویه الیافی و شاتکریت اشاره کرد. یکی از مهم ترین روش های مقاوم سازی این نوع دیوار ها که با توجه به شرایط اقلیمی و تولید مصالح در کشور ایران مطرح هست، استفاده از روش تقویت دیوار آجری با استفاده از بتن رویه، که تحقیقات آزمایشگاهی متعددی در این خصوص صورت گرفته است. در این پژوهش به بررسی عددی دیوار بنایی کلاف دار تقویت شده با استفاده از بتن رویه و شبکه تسمه فولادی به عنوان یکی از روش های تقویت دیوار بنایی با استفاده از روش المان محدود موردبررسی قرارگرفته است. بنابراین در این تحقیق با مدل سازی عددی شش نمونه دیوار بنایی کلاف دار با استفاده از روش اجزا محدود توسط نرم افزار المان محدود ABAQUS که  سه نمونه به صورت دیوار بنایی تقویت نشده و سه نمونه به صورت دیوار بنایی تقویت شده تحت بارگذاری افزاینده قرارگرفته است. با بررسی روش مقاوم سازی دیوار بنایی کلاف دار تقویت شده با بتن رویه میزان ظرفیت و همچنین شکل پذیری این نوع دیوارها را مورد ارزیابی قرارگرفته و با نمونه های تقویت نشده، مورد مقایسه قرار خواهد گرفت.
    کلیدواژگان: دیوار آجری کلاف‏دار، بارگذاری افزاینده، بتن رویه، شبکه تسمه فولادی، اجزاء محدود، شکل پذیری
  • مهدی پرویزی*، صفدر کهریزی صفحات 7-22
    در سال های اخیر شناسایی آسیب بر پایه ارتعاش برای ارزیابی خسارت در سازه به کار گرفته شده است. در این حالت تشخیص آسیب بر مبنای تغییر پاسخ دینامیکی قبل و بعد از خرابی است. در این پژوهش از روش ماتریس نرمی برای شناسایی آسیب در پل های سگمنتال (پل تقاطع امام خمینی (ره) استفاده شده است. مزیت این روش، دقت و حساسیت آن به تعداد مودهای اندک برای سازه های بزرگ است. این پل در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شد و پس از اعمال وزن و نیروی پیش تنیدگی در کابل ها، فرکانس و اشکال مودی برای شرایط سالم و آسیب دیده استخراج شد. شرایط آسیب دیده شامل سه سناریو به صورت تکی (در یک مکان) و چندگانه (در چند مکان و به صورت هم زمان) در عرشه پل و همچنین  اعمال آسیب در ستون بود. هرکدام از آسیب های فوق شامل کاهش سختی معادل به اندازه 30 درصد بود. نتایج نشان داد که این روش قادر به تشخیص آسیب ها در عرشه بود. اما برای پایش سلامت ستون، به بررسی بیشتری نیاز داشت. همچنین دقت پایش سلامت با استفاده از دو مود نیز بررسی شد که از دقت قابل قبولی نسبت به استفاده از 6 مود برخوردار بود.
    کلیدواژگان: پایش سلامت، ماتریس نرمی، پل سگمنتال، تحلیل مودال، تحلیل اجزا محدود
  • علیرضا کرامت زاده*، حسین زمانی صفحات 23-30
    در این کار یک سیستم برای عیب یابی پنل های خورشیدی طراحی و ساخته شده است که قادر است به صورت روزانه عملکرد پنل های خورشیدی را در یک نیروگاه خورشیدی رصد کرده و به صورت نمودار و عدد اطلاعات تولیدی پنل ها را به کاربر بدهد. همچنین برای راحتی کاربر در خواندن اطلاعات و وضعیت پنل ها از نمودارها و رنگ ها استفاده شده است. سیستم طراحی شده شامل یک بخش سخت افزاری و یک بخش نرم افزاری است. در بخش سخت افزاری سیستم از ترمینال پشت پنل اطلاعات جریان و ولتاژ را خوانده و توسط ارتباط LORA به سمت مرکز ارسال می کند. در مرکز اطلاعات دریافت شده و ضمن خواندن اطلاعات تابش توسط سنسور شدت تابش سیستم، تمامی اطلاعات  به کامپیوتر ارسال می گردد. بخش نرم افزار در کامپیوتر که توسط زبان برنامه نویسی پایتون نوشته شده است اطلاعات را از کاربر می گیرد و طبق زمان گزارش گیری که کاربر آن را تنظیم می کند آن اطلاعات را می خواند. نرم افزار قابلیت نمایش اطلاعات پنل ها به صورت رنگ و نموداری را دارد و اطلاعات روزانه را نیز در پایان هر روز ثبت می کند به طوریکه کاربر می تواند در هر زمانی به آنها دسترسی داشته باشد.
    کلیدواژگان: پنل خورشیدی، ارتباط LORA، پایتون، سنسور تابش
  • سید رضا حسنی زاوه*، حسین میرمحرابی، غلامرضا معصومی، حسن شمسی فراشاه صفحات 31-39

    در حفاری مکانیزه زمین های نرم دارای بولدرهای سنگی از چند نوع ابزار برش بر روی کله حفار دستگاه استفاده می شود؛ عمده ابزار برش مورداستفاده در این حالت ریپر، دیسک و یا ترکیبی از آن ها می باشد. توانایی قطعی انواع ابزار برای برش موثر بولدرها درزمین‏های مختلف، هنوز کاملا مشخص نیست و نیاز به تحقیقات بیشتر دارد. در تونل قطعه شرقی پروژه خط 3 قطار شهری مشهد با توجه به ریزدانه بودن مقطع تونل، عمده ابزار مورداستفاده ریپر بوده است و از دیسک ها فقط در محیط کله حفار استفاده شده است. اضافه شدن لایه شنی حاوی بولدر در مقطع تونل باعث کاهش دوام ریپرها و افزایش 25 درصدی انرژی ویژه حفاری شده است. به منظور افزایش دوام، ریپرهای طرح NFM با ریپرهای سنگین جایگزین گردید؛ بعلاوه آلیاژهای مختلفی موردبررسی و آزمون و خطا قرارگرفته است. تغییر در ابعاد و آلیاژ، دوام ریپرها را تا میزان 37 درصد افزایش داد. با جایگزینی ریپر طرح NFM با ریپر سنگین کارکرد ریپر از 183 متر به 250 متر افزایش یافته است. نتیجه بررسی تعویض ابزارهای انجام شده در قطعه شرقی خط 3 قطار شهری مشهد (حدود 10 کیلومتر از مسیر) نشان می دهد که مصرف ابزار برشی در محدوده بولدری 10 برابر محدوده قبل از برخورد به بولدر بوده است. به طورکلی در محدوده بولدردار موردبررسی (حدود 1.7 کیلومتر) تعداد 280 ابزار تعویض شده است که استفاده از ریپر سنگین به‏جای ریپر NFM در حدود 60 میلیارد ریال صرفه جویی در پی داشته است.

    کلیدواژگان: حفاری مکانیزه، بولدر، ابزار برشی، ریپر
  • داود بیکی حسن*، مسعود اسمعیل زاده صفحات 41-60
    امروزه روش های مختلف سنجش از دور یکی از کاربردی ترین روش ها در حوزه اکتشافات معدنی در مناطق کوهستانی، مرزی و فاقد نمونه های ژیوشیمی و رسوبات آبراهه معتبر در مرحله شناسایی محسوب می گردد. روش های طیفی نظیر فیلتر تنظیم پیکسل های مخلوط همسان (MTMF)، نقشه بردار زاویه طیفی (SAM) و ناآمیختگی طیفی خطی (LSU) بر اساس طیف هر پیکسل تصویر عارضه های مختلف را شناسایی می کنند. این مطالعه به منظور تعیین مناطق آلتراسیون، تفکیک سنگ ها و کانی های مختلف، طبقه بندی تصاویر و در نهایت تعیین مناطق مستعد و امیدبخش کانی سازی افیولیتی، سرپانتینیت ها، هاربورژیت های سرپانتینی شده، لیستونیت ها، کرومیت و منگنز در محدوده سیاه چشمه و دیزج صورت گرفته است. در مرحله پردازش از روش نوین ساعت شنی اتوماتیک (ASH) مبتنی بر روش های طیفی مذکور به منظور تعیین مناطق دگرسان شده و تفکیک کانی ها استفاده شده است. به منظور طبقه بندی تصاویر نیز از روش های شبکه عصبی کانولوشن عمیق (CNN)، ماشین بردار پشتیبان (SVM) و درخت تصمیم J48 (DT) استفاده شده است. در نهایت نیز عملکرد مدل های مختلف براساس معیارهای ارزیابی مختلف مقایسه و مدل CNN با دقت و صحت 98% نسبت به دو مدل SVM و DT با دقت و صحت 96% به عنوان بهترین مدل برای تهیه نقشه کلاسه بندی استفاده شده است.
    کلیدواژگان: دورسنجی، ساعت شنی اتوماتیک، شبکه عصبی کانولوشن، ماشین بردار پشتیبان، درخت تصمیم
  • امیرحسین وزیری*، مهدی احمدلو صفحات 61-67
    با توجه به کمبود انرژی های تجدیدناپذیر و مشکلاتی که برای محیط زیست دارند استفاده از انرژی های پاک از قبیل انرژی خورشیدی، بالاخص سوخت های پاک و سبز مانند بیودیزل از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این پژوهش آزمایشگاهی  به طراحی و ساخت سیستم بیودیزل خورشیدی پرداخته شده است، که از دو کلکتور صفحه تخت خورشیدی برای گرمایش مواد اولیه بیودیزل، همزن، کویل مسی، پمپ و محفظه استوانه ای استفاده شد. برای اندازه گیری دما از 4 حس گر دما مربوط به  دستگاه دیتالاگر 16 کاناله که نیاز به نرم افزار آردوینو نسخه 1.8.5 دارد، به کار گرفته شد. یکی از عوامل موثر در افزایش راندمان سیکل آزمایشگاهی و تولید بیودیزل، تابش خورشید است، در طی این آزمایش دما با عبور از دو کلکتور به 75.12  درجه سانتی گراد رسید، که در این دما مواد بیودیزل سریع تر واکنش داده و منجر به تولید سوخت می شود. عایق بندی درست و کامل سیکل  سبب عدم تبادل حرارت با محیط بیرون شده و باعث افزایش راندمان و محصول تولیدی می گردد.
    کلیدواژگان: بیودیزل خورشیدی، کلکتور، دیتالاگر، نرم افزار آردوینو
|
  • Kianoosh Peikary *, Ali Kalantari Mazraenow, Mahmood Jahanbani, Mohammad Setoodeh Poor Pages 1-6
    Masonry walls are one of the main load-bearing elements against lateral forces. Because brick walls and vertical and horizontal beams in this type of buildings are used as a support for the roofs and to withstand gravity load and also as a shear wall to withstand seismic load. These methods also include reinforcement using FRP fibers, fiber-reinforced concrete and shotcrete. One of the most important methods of strengthening this type of walls, which is considered due to climatic conditions and the production of materials in Iran, is the use of brick wall reinforcement using surface concrete, which has been the subject of several laboratory studies. . In this research, the numerical study of coiled masonry wall reinforced using surface concrete and steel belt network as one of the methods of masonry wall reinforcement using finite element method has been investigated. Therefore, in this research, by numerical modeling of six samples of coiled masonry wall using finite element method by ABAQUS finite element software, three samples as reinforced masonry and three samples as reinforced masonry have been subjected to increasing load. . By examining the method of strengthening the masonry wall reinforced with surface concrete, the capacity as well as the ductility of this type of wall will be evaluated and compared with unreinforced samples.
    Keywords: brick wall, pushover loading, surface concrete, Finite Element, ductility
  • Mehdi Parvizi *, Safdar Kahrizi Pages 7-22
    In recent years, vibration-based damage detection has been used to assess damage to structures. In this case, damage detection is based on changing the dynamic response before and after damage. In this research, the flexibity matrix method has been used to identify damage in segmental bridge (Imam Khomeini intersection bridge). The advantage of this method is its accuracy and sensitivity to a small number of modes for large structures. The bridge was simulated in Abacus software and after applying weight and prestressing force to the cables, the frequency and modal shapes were extracted for healthy and damaged conditions. Damaged conditions included three scenarios, single (in one place) and multiple (in several places and simultaneously) on the bridge deck as well as damage to the column. Each of the above damages involved a 30% reduction in stiffness. The results showed that this method was able to detect damages in the deck. But more investigation was needed to monitor the health of the column. The accuracy of health monitoring was also assessed using two modes, which had acceptable accuracy compared to the use of 6 modes.
    Keywords: Health monitoring, Flexibility matrix, Segmental bridge, Modal Analysis, finite element analysis
  • Alireza Keramatzadeh *, Hossein Zamani Pages 23-30
    In this work, a system for troubleshooting solar panels is designed and built that is able to monitor the performance of solar panels in a solar power plant on a daily basis and provide the user with the production information of the panels in the form of diagrams and numbers. Graphs and colors have also been used for the convenience of the user in reading the information and status of the panels. The designed system consists of a hardware part and a software part. In the hardware part, the system reads current and voltage information from the terminal behind the panel and sends it to the center via the LORA connection. In the information center, all the information is sent to the computer by the radiation intensity sensor of the system while reading the radiation information. The software part of the computer, written in the Python programming language, takes the information from the user and reads it according to the reporting time that the user sets. The software has the ability to display panel information in color and diagram and records daily information at the end of each day so that the user can access them at any time.
    Keywords: solar panel, LORA communication, Python, radiation sensor
  • Seyyed Reza Hassani Zaveh *, Hossein Mirmehrabi, Gholamreza Masoumi, Hasan Sahamsi Farashah Pages 31-39

     In mechanized tunneling of soft grounds with boulders, several types of cutting tools are used on the cutter head of the machine. The main cutting tools used in this condition are rippers, disks or a combination of them. In the tunnel of the eastern part of the Mashhad urban railway line 3 project, due to fine grain layers the tunnel section, the main tools used were the rippers. The discs were used only in the cutter head gauge. The addition of a gravel layer containing boulders in the tunnel section has reduced the durability of the rippers and increased the specific excavation energy up to 25%. In order to increase durability, NFM designed rippers were replaced with heavy rippers. In addition, various alloys have been investigated by test and error method. Changes in dimensions and alloy increased the durability if the tools up to 37%. By replacing the NFM designed rippers with heavy rippers, the performance of the rippers have increased from 183 meters to 250 meters. The result of tool replacement in the eastern part of Mashhad urban railway line 3 (about 10 km from the route) shows that the consumption of cutting tools in the boulder area was 10 times the area before the collision with the boulder. In general, 280 tools have been replaced in the investigated boulder area (about 1.7 km), which has resulted in saving about 60 billion rials by using heavy rippers instead of NFM rippers.

    Keywords: Mechanized tunneling, Boulder, Cuting tools, Ripper
  • Davud Beikihassan *, Masoud Esmailzadeh Pages 41-60
    Nowadays, different Remote Sensing methods are one of the most practical methods in the field of mineral exploration in mountainous, border areas and without valid geochemical samples and waterway sediments in recognition phase. Spectral methods such as Mixture Tuned Matched Filtering, Spectral Angle Mapper and Linear Spectral Unmixing. The spectrum of each pixel in the image identifies different effects. This study was conducted to determine the areas of alteration, separation of different rocks and minerals, classification of images and finally to determine high potential areas of Ophiolite mineralization, Serpentinites, serpentinized harbors, Listvenites, Chromite and Manganese in Siahcheshmeh and Dizajj areas. In the processing stage, the new Automated Spectral Hourglass method based on spectral methods has been used in order to determine the altered areas and separate the minerals. In order to classify the images, Deep Convolutional Neural Network (CNN), Support Vector Machine (SVM) and Decision Tree J48 (DT) have been used. Finally, the performance of different models was compared based on different evaluation criteria and the CNN model with 98% accuracy compared to the two SVM and DT models with 96% accuracy has been used as the best model for preparing the classification map.
    Keywords: Remote Sensing, Automated Spectral Hourglass, Convolutional Neural Network, Support vector machine, Decision Tree
  • Amirhossein Vaziri *, Mahdi Ahmadlou Pages 61-67
    Due to the lack of renewal energy and the problems they have for the environment, the use of clean energy such as solar energy, especially clean and green fuels such as biodiesel, is of particular importance. In this study, the laboratory was designed and manufactured by the solar biodiesel system, which used two solar flat plate collectors to heat the raw materials of biodiesel, mixer, copper coil, pump and stane chamber. It was used to measure the temperature from 4 temperature sensors for the 16 -channel database that requires Arduino software 1.8.5. One of the factors contributing to the increase in the efficiency of the laboratory cycle and the production of biodiesel is the sun's radiation, during which the temperature passed from two collectors to 75.12 degrees Celsius, in which the temperature reacts faster and results in fuel production. Proper and complete insulation of the cycle causes no heat exchange with the outside environment and increases the efficiency and product of the production.
    Keywords: solar biodiesel, solar panel collectors, 16-channel dining, Arduino software