فهرست مطالب

مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز - سال پنجاه و دوم شماره 3 (پیاپی 108، پاییز 1401)

نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
سال پنجاه و دوم شماره 3 (پیاپی 108، پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/30
  • تعداد عناوین: 20
|
  • پیمان امیری، سید علی سیدرزاقی* صفحات 1-7

    به منظور جلوگیری از خسارات ناشی از زلزله در انواع سازه و از جمله ساختمان های بتنی، روش های متعددی توسط مهندسان سازه به کار گرفته می شود. مهندسان طراح و مجری به منظور در نظر گرفتن شرایط کار و طراحی ممکن است در طول اجرا از مواردی همچون دال های ساده، مجوف کروی (Spherical voided slab) و مجوف مکعبی (Cubic hollow slab) استفاده نمایند تا نیازهای سازه بر طرف شود. این مقاله سعی دارد عملکرد این سازه ها را در شرایط مختلف مقایسه کرده و تاثیر آن ها بر ضریب رفتار سازه را مورد ارزیابی قرار دهد. بدین منظور با استفاده از نرم افزار تحلیل المان محدود آباکوس، قاب خمشی یک طبقه و یک دهانه با انواع دال بتنی مد ل سازی شده و تحلیل پوش آور بر روی آن صورت پذیرفته است. در شرایط استفاده از انواع مختلف دال بتن مسلح ساده، مجوف مکعبی و کروی ضریب رفتار سازه محاسبه و مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد، استفاده از دال مجوف مکعبی و دال مجوف کروی می توانند ضریب رفتار قاب خمشی را به ترتیب 79/32 و 3/46 درصد در مقایسه با دال معمولی توپر افزایش دهند.

    کلیدواژگان: رفتار لرزه ای، ضریب رفتار، شکل پذیری، دال مجوف کروی، دال مجوف مکعبی، قاب خمشی بتنی
  • مسعود حسین زاده اصل*، وحید غفاری صفحات 9-20
    قاب های خمشی فولادی با اتصالات درختی یکی از رایج ترین روش های ساخت می باشد که در آن قسمت میانی تیر در حین ساخت به ستون ها وصله می شود. گاهی طول تیر پیوند میانی بعد از ساخت با اندازه مندرج در نقشه های اجرایی تطبیق نداشته و بنابراین در محل وصله فلنجی تیرها فاصله ای بین ورق های انتهایی مشاهده می شود. این فاصله درصورتی که ناچیز باشد، نادیده گرفته شده و با وارد کردن نیرو به اعضا و سفت کردن پیچ ها حذف می شود. در پژوهش حاضر تاثیر مقادیر مختلف خطای ساخت مربوط به طول تیر پیوند میانی بر روی رفتار اتصالات ستون درختی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا اثر خطای ساخت مذکور در یک قاب خمشی فولادی، توسط نرم افزار SAP2000 در نظر گرفته شد و نیروهای داخلی ایجادشده در اعضا استخراج گردید. سپس رفتار غیرخطی مدل های سه بعدی از اتصال درختی یک تیر به ستون کناری از این قاب ها تحت اثر نیروهای ناشی از خطای ساخت، با نرم افزار اجزای محدود ANSYS Workbench مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد در قاب هایی که صلبیت خمشی ستون ها بالا می باشد، تاثیر خطای ساخت بیشتر بوده و نیروی محوری قابل توجهی در تیرها ایجاد می گردد. در اثر این کشش محوری فشار تماسی اولیه بین ورق های وصله تیر کاهش می یابد و این کاهش منجر به افت مقاومت برشی اصطکاکی وصله تیرها می شود. همچنین خطای ساخت تیر پیوند میانی موجب ایجاد تنش های قابل توجهی در سخت کننده های ورق انتهایی متصل به تیر پیوند میانی می گردد.
    کلیدواژگان: خطای ساخت، وصله فلنجی، قاب خمشی فولادی، اتصال درختی، تیر پیوند، اجزای محدود
  • رمضانعلی دیانتی تیلکی*، مرتضی قلعه نوئی، قاسم نجف پور، معصومه اسلامی فر صفحات 21-27
    هدف از این تحقیق تعیین میزان حذف فنل و تولید الکتریسیته در پیل میکروبی با استفاده از بذر میکروبی فاضلاب پالایشگاه نفت بود. یک پیل میکروبی دو محفظه ای مجهز به غشاء تبادل گر پروتون نفیونی و آند و کاتد از جنس پارچه کربنی در انکوباتور دمای 30 درجه سانتیگراد به مدت 12 هفته بصورت جریان منقطع در دو حالت مدار باز و بسته مورد بهره برداری قرار گرفت. آند در محفظه بی هوازی حاوی محیط کشت حداقل و فنل در محدوده غلظت 50 تا 1000 میلی گرم بر لیتر قرار داده شد. ترکیبات معدنی مورد نیاز رشد باکتری بود. بذر میکروبی از تصفیه خانه فاضلاب پالایشگاه نفت تهران با محیط کشت مخلوط و به محفظه آند اضافه شد. کاتد در محفظه بی هوازی حاوی بافر فسفات قرار داده شد. فنل بوسیله دستگاه HPLC و برق تولیدی بوسیله ولت سنج مجهز به ذخیره کننده داده ها اندازه گیری شد. درهمه غلظتهای مورد آزمایش فنل حداکثر طی 96 ساعت بطور کامل تجزیه می شد. حداکثر حذف فنل و برق تولیدی طی 24 ساعت اولیه هر مرحله از آزمایش مشاهده می شد. سرعت تجزیه فنل در سیستم مدار بسته نسبت به مدار باز بیشتر بود. ماکزیمم ولتاژ و توان تولیدی به ترتیب mv425 و mw/m^2 86/36بدست آمد. بازده کولمبیک پیل ساخته شده 3/5% و حد اکثر میزان حذف اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD)، 95 درصد بود. با استفاده از مخلوط باکتریایی پالایشگاه نفت در پیل سوختی میکروبی می توان غلظت های بالا از فنل را حذف و الکتریسیته تولید نمود.
    کلیدواژگان: پیل سوختی میکروبی، فاضلاب پالایشگاه نفت، فنل
  • مرضیه رضوی، داریوش یوسفی کبریا*، آتیه ابراهیمی صفحات 29-37
    یکی از روش های پاکسازی خاک و رسوبات آلوده دریا به فلزات سنگین استفاده از روش الکتروکینتیک می باشد که در آن با اعمال میدان الکتریکی ضعیف به کمک منبع تغذیه خارجی آلاینده ها با مکانیزم های مختلف به ویژه مهاجرت الکتریکی از محیط خاکی جداسازی می شوند اما به دلیل هزینه های تامین جریان الکتریسیته چندان مقرون به صرفه نیست. از طرفی یکی از راه های تولید جریان الکتریکی استفاده از پیل های سوختی میکروبی است که در آن باکتری ها با حذف مواد آلی، الکترون آزاد می کنند. بنابراین در این تحقیق جهت تولید میدان الکتریکی سبز، از فرآیند پیل سوختی میکروبی با سه الکترود مختلف در آند و ترکیب با گرانول کربن فعال استفاده شد تا میزان حذف فلز سنگین کروم 6 ظرفیتی از رسوبات دریایی براساس مکانیزم مهاجرت الکتریکی مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج نشان می دهد میزان توان الکتریکی تولیدی به صورت قابل توجهی وابسته به نوع الکترود آند بوده و بیش ترین میزان چگالی توان در حالت استفاده از الکترود ترکیبی گرافیت با گرانول کربن فعال به دلیل ایجاد شرایط بستر مناسب تر برای چسبیدن باکتری ها و همچنین نرخ بالاتر انتقال الکترون به الکترود و تغذیه محفظه آند با فاضلاب واقعی 02/0±10 وات بر مترمکعب مشاهده گردید. در این شرایط بیش ترین میزان حذف کروم حدود 64 تا 73 درصد به ترتیب در ناحیه کاتد و آند حاصل گردید. به طور کلی می توان نتیجه گرفت استفاده از کربن فعال زیستی می تواند ضمن ارتقای توان تولیدی پیل سوختی میکروبی عملکرد مناسبی در پاکسازی رسوبات آلوده دریایی به فلزات سنگین داشته باشد.
    کلیدواژگان: پیل سوختی میکروبی، رسوبات دریایی، الکتروکینتیک، حذف فلز سنگین کروم
  • رضا سجودی زاده*، سعید قلی زاده قلعه عزیز صفحات 39-48
    یکی از معیار های بهبود و ارتقا روش های بهینه سازی تلاش در کاهش تعداد محاسبات تابع هدف می باشد. تحقیقات زیادی از جمله مطالعات Gholizadeh (2018) در این راستا می باشد. در این مقاله برای افزایش سرعت همگرایی روش های فراکاوشی، ایده هدایت گری گروه نخبه جمعیت، در کنار استفاده از راهنمایی یک ذره برتر، به عنوان یک شیوه نوین معرفی می شود. هرچند که این ایده می تواند در کلیه روش های بهینه سازی فراکاوشی مبتنی بر جمعیت استفاده گردد. برای نشان دادن میزان کارایی روش ذرات نخبه، بر روی یکی از روش های بنیادین فراکاوشی به نام روش بهینه سازی توده ذرات، ارایه شده توسط Eberhart (1995) اعمال شده و عملکرد آن را بهبود بخشیده است. روش اصلاح شده توده ذرات برمبنای جایگزین نمودن ذرات ضعیف جمعیت با تعدادی نمونه که مشابه بهترین ذره جمعیت ساخته می شوند، می تواند با تعداد تکرار کم تر، همگرایی مناسبی به پاسخ نهایی داشته باشد. در این تحقیق، برای نشان دادن کارایی الگوریتم پیشنهاد شده، چهار مسیله محک بهینه سازی سازه های خرپایی دو و سه بعدی ارایه شده اند و نتایج روش اصلاح شده توده ذرات با نتایج تعدادی از الگوریتم های پیشین مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده برتری الگوریتم پیشنهادی نسبت به سایر الگوریتم ها می باشد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، فراکاوشی، گسسته، ذرات نخبه، توده ذرات
  • سید مهدی رنگرز، بهنود برمایه ور*، مجید صافحیان صفحات 49-59

    یکی از چالش های صنعت ساخت وساز احداث سازه های زیست محیطی و اقتصادی است که علاوه بر تامین مشخصات طراحی و سازه ای، از دوام و پایداری مطلوبی برخوردار باشد. از ای ن رو این صنعت نیاز به در نظرگرفتن یک ارزیابی پایداری و انتخاب مصالح پایدارتر در جنبه های مهندسی، زیست محیطی و اقتصادی خواهد داشت که این مهم، یکی از کلیدهای دستیابی به توسعه پایدار ساخت خواهد بود. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اقتصادی، زیست محیطی و دوام بتن سبک و سبک الیافی و مقایسه آن با بتن معمولی می باشد. در این راه به منظور بررسی دوام، پنج طرح اختلاط شامل بتن معمولی، بتن سبک ساخته شده با سبک دانه های رس منبسط شده و بتن سبک مسلح شده با الیاف های فولاد، شیشه و پلی پروپیلن با درصد حجمی یک درصد الیاف ساخته شد و سپس آزمایشات مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت الکتریکی چهار نقطه ای، نفوذ تسریع شده یون کلراید، تراوایی (عمق نفوذ آب در بتن) و جذب آب بتن سخت شده انجام گردید. در مرحله دوم برای بررسی زیست محیطی از استاندارد ایزو 14040 استفاده شد و این بتن ها از منظر سلامت انسانی، کیفیت اکوسیستم، تغییرات اقلیمی و منابع مورد بررسی قرار گرفتند. در بخش سوم و در حوزه اقتصادی با مدل سازی یک سازه پنج طبقه بتنی با بتن سبک و مقایسه آن با بتن معمولی، تغییرات احجام فولاد مصرفی ناشی از استفاده از بتن سبک به دست آمد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد بتن های سبک ساخته شده با رس منبسط شده از دوام نسبتا کم تری نسبت به بتن معمولی برخوردار می باشند، در حوزه زیست محیطی آسیب های بیشتری برای محیط زیست دارند و در حوزه اقتصادی، با کاهش در فولاد مصرفی نسبت به بتن معمولی همراه هستند.

    کلیدواژگان: بتن سبک الیافی، توسعه پایدار، دوام بتن، محیط زیست
  • مهسا صفرنورالله، پرهام معمارزاده* صفحات 61-75
    دیوار برشی فولادی یک سیستم مقاوم جانبی است که در دو نوع سخت شده و سخت نشده وجود دارد. در انواع سخت شده، جزییات اجرایی زیادی وجود دارد که وقت، هزینه و نظارت بیش تری را می طلبد. دیوار برشی فولادی با جان موج دار، سامانه نوینی است که به عنوان گزینه جایگزین برای انواع دیوار سخت شده مورد توجه قرارگرفته است. ورق های موج دار هندسه پیچیده ای دارند و مدل سازی آن ها در نرم افزا ر های متداول موجود مشکل است. برای برون رفت از مسیله پیچیدگی مدل سازی ورق های موج دار، می توان به جای این ورق ها، با کمک روابط مکانیک مواد، ورق های تخت با خواص ارتوتروپ (Orthotropic) جایگزین نمود. هدف این تحقیق، ارایه یک روند مشخص برای محاسبه خواص مکانیکی یک ورق تخت ارتوتروپیک، جایگزین ورق موج دار و نیز بررسی دقت مدل تخت ارتوتروپ در پیش بینی رفتار یکنوا و چرخه ای دیوار برشی موج دار است. بدین منظور، نتایج تحلیل مدل های ارتوتروپ و موج دار ذوزنقه ای دیوار برشی فولادی با مشخصات مختلف موج ها باهم مقایسه شده است. در پایان، با بررسی نتایج مدل های مختلف در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس مشخص شد که روش پیشنهادی می تواند با تقریب مناسبی رفتار یکنوا و چرخه ای دیوار برشی فولادی با ورق موج دار ذوزنقه ای را پیش بینی نماید.
    کلیدواژگان: دیوار برشی فولادی موج دار، ورق ارتوتروپ، ورق موج دار ذوزنقه ای، رفتار یکنوا و چرخه ای
  • اسدالله کریمی*، اسماعیل محمدخانلو، اسماعیل فاتحی فر صفحات 77-92

    از مهم ترین آلاینده های هوا می توان به ترکیبات آلی فرار اشاره کرد که یکی از منابع انتشار این آلاینده ها جایگاه های عرضه سوخت در سطح شهر می باشند. در این مطالعه، میزان آلاینده های آلی فرار در 16 جایگاه سطح شهر تبریز مورد بررسی اولیه قرار گرفت. برای تجزیه و تحلیل دقیق تر 4 جایگاه به عنوان نماینده تمامی جایگاه ها انتخاب شد و ارزیابی های بیشتر نیز در این جایگاه ها صورت پذیرفت. اندازه گیری ها در مدت 8 ماه انجام شده، همچنین بازه زمانی روز به 4 دوره تقسیم گردید. نتایج حاصل نشان داد که غلظت ترکیبات آلی فرار در داخل جایگاه های عرضه بنزین معمولا از حد استاندارد بیشتر بوده و میزان غلظت در نزدیک باک خودرو و در منطقه تنفس افراد در حال انجام عملیات سوخت گیری، بسیار بالاتر از حد استاندارد می باشد. این میزان در جایگاه های آذربایجان، تعاونی 106، تعاونی 45 و مجید به ترتیب برابر ppm 5/10، 2/9، 1/15 و 7/27 به دست آمد. همچنین بیش ترین فاصله تاثیرگذاری انتشارات ناشی از جایگاه ها تا حداکثر 50 متری از جایگاه ها مشاهده گردید. مهم ترین عوامل موثر در میزان انتشار آلاینده ها، میزان فروش هر جایگاه، همچنین وضعیت ساختمانی (بسته بودن فضای محیط)، تشخیص داده شد. بالاترین غلظت ترکیبات آلی فرار در زمان تخلیه تانکر انتقال سوخت در مخازن ذخیره جایگاه مشاهده گردید. برای بررسی توافق داده های تجربی با داده های آماری از روش طراحی آزمایش (نرم افزار Design Expert) استفاده گردید. غلظت ترکیبات BTEX نسبت به غلظت کل ترکیبات آلی فرار و همچنین غلظت ماده سمی بنزن نسبت به غلظت کل ترکیبات آلی فرار به ترتیب 9/71 و 24 درصد به دست آمد.

    کلیدواژگان: ترکیبات آلی فرار، بنزین، جایگاه عرضه سوخت، .BTEX
  • فرهود کلاته ای*، رضا احدی فر صفحات 93-103
    روش اعمال عدم قطعیت در مقاله حاضر آنالیز مونت کارلو (Monte Carlo) با اعمال 10000 عدد تصادفی به ازا پارامترهای عدم قطعیت می باشد که پارامترهای عدم قطعیت در مقاله حاضر زاویه اصطکاک داخلی، قطر متوسط ذرات، ضریب چسبندگی و وزن مخصوص مصالح تشکیل دهنده مصالح بدنه سد خاکی مذکور می باشد. در این مقاله به تاثیرات تغییر در هندسه بدنه سد خاکی و تغییرات ارتفاع سد و سطح آب ذخیره شده در پشت سد بر هیدروگراف خروجی پرداخته شده است. هدف از اعمال عدم قطعیت در خصوصیات مکانیکی ذرات تشکیل دهنده سد خاکی دست یابی به بحرانی ترین حالت شکست سد موردنظر با اعمال عدم قطعیت تحت اثر پایپینگ (Piping) و همچنین دستیابی به روند حالت شکست در اثر تغییرات هندسی بدنه سد در هرکدام از حالات خواهد بود. براساس نتایج به دست آمده در خصوص اعمال عدم قطعیت در خصوصیات مکانیکی مصالح تشکیل دهنده سد خاکی، مشخص گردید دو پارامتر زاویه اصطکاک داخلی و قطر متوسط ذرات تشکیل دهنده سد خاکی باعث ایجاد حالت بحرانی شکست می شوند. در خصوص تغییرات هندسی بدنه سد خاکی نتایج حاکی از آن است که هر چه سد خاکی دارای ضریب شکل کوچک تری باشد نسبت شکست بالاتری انتظار می رود، با افزایش در ارتفاع سطح آب اولیه مخزن انتظار می رود شدت شکست سد، سیر صعودی طی کند و همچنین با افزایش ارتفاع سد خاکی بدون تغییر در ضریب شکل آن مشاهده شد که دبی ناشی از شکست سد افزایش یابد.
    کلیدواژگان: سد خاکی، عدم قطعیت، روش مونت کارلو، پایپینگ، هیدروگراف خروجی
  • مهدی کماسی*، ندا قشلاقی، سروش شرقی صفحات 105-115
    چالش منابع آب امروزه مشکل بسیاری از کشورهای خاورمیانه است و این واقعیت در مورد دریاچه ارومیه که تراز سطح آب آن، با توجه به تغییرات بارش، خشک سالی و سدسازی دچار تغییرات و نوسانات زیادی شده است، دارای اهمیت بیشتری می باشد. هدف اصلی این مقاله بررسی قابلیت روش پویایی سیستم، SD (System Dynamic)، برای پیش بینی نوسانات سطح آب با استفاده از شبکه عصبی فازی تطبیقی موجکی، WANFIS (Wavelet Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems)، می باشد. به همین دلیل، یک مدل شبیه سازی بر پایه پویایی سیستم برای حوضه آبریز دریاچه ارومیه توسعه داده شد. سپس، برای پیش بینی سطح آب، عوامل موثر بر آن مانند بارش، دبی و تبخیر با استفاده از مدل WANFIS پیش بینی شده و نتایج حاصل از پیش بینی وارد مدل پویایی سیستم می گردد و سپس سطح آب محاسبه می شود. نتایج مدل سازی نشان داد که مدل ترکیبی پویایی سیستم و شبکه عصبی فازی تطبیقی موجکی (SD-WANFIS) دارای عملکرد مناسبی می باشد. مقادیر شاخص های آماری مانند جذر میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین برای مدل ترکیبی پویایی سیستم و شبکه عصبی فازی موجکی در مرحله صحت سنجی به ترتیب 31/0 متر و 84/0 می باشد. درحالی که این شاخص ها برای مدل جعبه سیاه خطی خود همبسته میانگین متحرک تلفیق شده، ARIMA (Auto Regressive Integrated Moving Average) برابر 61/0 متر و 53/0 می باشند. این نتایج نشان داد که ترکیب این دو مدل SD و مدل فازی WANFIS جهت پیش بینی با دقت مناسب، مفید می باشد.
    کلیدواژگان: پویایی سیستم، موجک، شبکه عصبی فازی تطبیقی، پیش بینی تراز سطح آب، دریاچه ارومیه
  • بابک گلچین*، علی حکمت، غلامحسین حامدی صفحات 117-126

    یکی از متداول ترین خرابی ها در مخلوط های آسفالتی، تاثیر تخریبی ناشی از رطوبت بر روی پیوستگی قیر و چسبندگی قیر- سنگ دانه است که خرابی رطوبتی نامیده می شود. روش های متفاوتی برای بهبود چسبندگی و کاهش خرابی رطوبتی در مخلوط های آسفالتی وجود دارد که یکی از متداول ترین آن ها استفاده از اصلاح قیر با افزودنی مناسب است. در این پژوهش، تاثیر دو نوع نانوماده (نانواکسیدآهن و نانواکسید آلومینیوم) در دو درصد مختلف، دو نوع سنگ دانه (گرانیت و سنگ آهک) و یک نوع قیر پایه مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی تاثیر نانومواد، از روش انرژی آزاد سطحی استفاده شده است. نتایج روش انرژی آزاد سطحی نشان می دهد که نانومواد، انرژی آزاد پیوستگی قیر را افزایش می دهند، بنابراین باعث می شوند احتمال گسیختگی در غشای قیری کاهش یابد. بیشترین افزایش انرژی آزاد سطحی مربوط به یک درصد نانواکسید آهن است که انرژی آزاد پیوستگی قیر پایه را 17 درصد افزایش داده است. از طرفی یک درصد از نانواکسید آلومینیونم و نانو اکسید آهن، جزء بازی انرژی آزاد سطحی را به ترتیب 17 و 18 درصد افزایش می دهند. همچنین یک درصد از این نانومواد جزء اسیدی انرژی آزاد سطحی را به ترتیب 1 و 9 درصد کاهش می دهند. این موضوع باعث می شود تا چسبندگی قیر با سنگ دانه های اسیدی که مستعد خرابی رطوبتی هستند، بهبود یابد.

    کلیدواژگان: مخلوط آسفالتی، نانومواد، پیوستگی، چسبندگی، انرژی آزاد سطحی
  • مجید مرادی، حمیدرضا توکلی*، غلامرضا عبدالله زاده صفحات 127-139
    حوادث متعددی ایمنی سازه را به خطر می اندازد. این حوادث می تواند پشت سرهم اتفاق افتند. آتش سوزی پس از زلزله جزیی از رخدادهای متوالی است که ایمنی سازه را تهدید می کند. مقاومت سازه ها در برابر بار آتش و بار آتش پس از زلزله متفاوت است. هدف از این تحقیق بررسی روش ها و تاثیر پارامترهای مختلف بر مقاومت قاب های بتن آرمه تحت در سناریوی آتش سوزی پس از زلزله است. برای این منظور یک قاب هفت طبقه بتن آرمه طراحی و به صورت مکانیکی- حرارتی مدل سازی شده است. پس از مدل سازی با استفاده از سه روش شبیه سازی مونت کارلو (Monte Carlo simulation (MCS))، دیاگرام ترنادو (Tornado Diagram Analysis (TDA)) و تحلیل مرتبه اول ممان دوم (First-Order Second Moment (FOSM)) تاثیر پارامترهای طراحی بر مقاومت قاب بتن آرمه در بارگذاری آتش سوزی پس از زلزله بررسی شده است. در این تحقیق با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی، قاب بتن آرمه پس از پوش در سطوح مختلف عملکرد، در معرض بار آتش ISO 834 قرار گرفته و تحلیل های حساسیت برای آن انجام شده است. نتایج حاصل از تحلیل نشان می دهد در بین پارامترهای طراحی تنش تسلیم آرماتور بیش ترین تاثیر را بر زمان گسیختگی قاب بتن آرمه دارد. همچنین روش FOSM خطای کم تری را نسبت به روش TDA در بارگذاری آتش سوزی پس از زلزله دارد.
    کلیدواژگان: آتش سوزی پس از زلزله، روش تحلیل حساسیت، قاب بتن آرمه، رخداد متوالی
  • جواد اسفندیاری* صفحات 161-174
    یک پارامتر بسیار مهم در طراحی های خاک های مسلح زاویه اصطکاک سطوح مشترک بین مواد مختلف می باشد که این زاویه در قسمت مقاوم خاک توسط آزمایش بیرون کشیدگی و در قسمت محرک توسط آزمایش برش مستقیم مشخص می شود. در این پژوهش، آزمایش های کششی، بیرون کشش و برش مستقیم بر روی تسمه و ورق های گالوانیزه که به منظور افزایش ظرفیت بیرون کشش با قطعات عرضی یا به عبارتی برش گیرها تقویت شده اند، انجام گردید. در این آزمایش ها بعد از بررسی فاصله بهینه در نرم افزار اجزای محدود2D  Plaxis یک تسمه مسطح صاف، دو تسمه نواری با سطح جوشکاری شده و تعدادی تسمه نوار با قطعات عرضی با ارتفاع و تعداد مختلف، با تنش های نرمال به کار گرفته شده در محدوده 50 تا 100 کیلو پاسکال بیرون کشش شدند و در انتها رابطه ای با دقتی مناسب با استفاده از برنامه نویسی عبارات ژنتیکی، GEP، (Genetic Expression Programming) به منظور برآورد نیروی بیرون کشش استخراج گردید. ورق های گالوانیزه به صورت ساده و افزودن برش گیر تحت 24 آزمایش برش مستقیم تحت سرباره ای 10 و 20 و 40 کیلوپاسکال مورد آزمایش برش مستقیم قرار گرفتند. نتایج آزمایش های کششی به روی تسمه ها نشان می دهند جوشکاری زبانه های برشی اثری بر مقاومت کششی تسمه ها نداشته و نقطه ضعف چندانی بروی تسمه نوار ها ایجاد ننموده است. همچنین نتایج آزمایش های بیرون کشش و برش مستقیم حاکی از آن است که هندسه جدید تسمه با زبانه برش گیر، می تواند به طورکلی موجب حفظ و صرفه جویی در مصرف فولاد و فراهم نمودن ضوابط طراحی خاص برای خاک ریزهای پایدار شده در فضاهای ساختمانی محدود و پروژه های دارای معارض شود، زیرا افزایش ظرفیت بیرون کشش هر تسمه نوار تقویت شده منجر به کاهش طول یا مقدار کلی نوارهای موردنیاز در یک پروژه می گردد. در انتهای تحقیق مطالعات عددی توسط نرم افزار اجزای محدود Plaxis 2D جهت بررسی اندرکنش و تغییرشکل تسمه های فلزی انجام شد. در ادامه مدل GEP ارایه شده، مقادیر نیروی بیرون کشش را با شاخص R2 برابر با 93/0 برای حالت صحت سنجی مدل (حالت تست) که پارامتر های آن در برآورد مدل نقشی نداشته اند، ارایه می دهد، بنابراین با توجه به نتایج ارایه شده پیشنهاد می شود به منظور برآورد نیروی بیرون کشش از رابطه ارایه شده در این مطالعه که با استفاده از GEP ارایه شده است استفاده شود.
    کلیدواژگان: ظرفیت کششی، ظرفیت بیرون کشش، برش گیر، آزمایش برش مستقیم و برنامه نویسی عبارات ژنتیکی (GEP)
  • حمید سرخیل*، علی احسانی افراکتی، محمد طلائیان عراقی صفحات 175-184
    با توجه به توسعه شهرنشینی و محدودیت منابع آب شیرین، اهمیت تصفیه فاضلاب و رفع آلودگی محیط زیست موردتوجه است. جریان فاضلاب ورودی می تواند به طور قابل توجهی طی پدیده های جوی یا رخدادهای تقویمی افزایش یابد که در نتیجه، ایجاد شوک هیدرولیکی و به تبع آن باعث از بین رفتن پروسه های بیولوژیکی تصفیه خانه ها شود. به طوری که این شوک های هیدرولیکی با کاهش زمان، ماند هیدرولیکی و زمان تصفیه کمتر میکروارگانیسم ها همراه است، پس مواد آلی سریع تر از سیستم خارج شده و راندمان تثبیت و حذف آلاینده ها به شدت کاهش می یابد. در این تحقیق از داده های روزانه تصفیه خانه زرگنده، از سال 1393 تا سال 1397 استفاده شد، داده های چهار سال اول برای آموزش و ارزیابی شبکه عصبی و داده های سال پنجم برای آزمایش شبکه عصبی استفاده گردید و همچنین با استفاده از عملگر موجک نرم افزار متلب (Matlab)، نویز موجود در داده های ورودی شناسایی و حذف شد. سپس خروجی آن به عنوان ورودی برای الگوریتم شبکه عصبی با سه لایه پنهان و 43 نورون در کلیه لایه ها با توابع انتقال تانژانت سیگمویید و لگاریتم سیگمویید تعیین شد. مقادیر رگرسیون دارای حداقل 96% و حداکثر 99% انطباق است و این نشان از مدل سازی متناسب و بسیار کارآمد ترکیبی موجک و شبکه عصبی است. به طوری که با توجه به تعداد 1825 داده موجود و تفاوت مقداری آن ها، بالاترین میزان RMSE و MSE مربوط به دسته تست به ترتیب برابر مقادیر 53/53 و 55/2865 است.
    کلیدواژگان: پیش بینی دبی، شوک هیدرولیکی، شبکه عصبی مصنوعی، موجک، تصفیه خانه فاضلاب شهری
  • یاسر شهبازی*، حمیدرضا میردامادی، محمدرضا چناقلو صفحات 185-193

    در این مقاله، فرمول نویسی الکترومکانیکی المان محدود یک تیر کامپوزیت لایه لایه تطبیقی هوشمند ارایه شده است. مدل تیر مرکب هوشمند ارایه شده بر اساس فرضیات الکترومکانیک و الکتروسینماتیک خطی است. مدل تیوری یک تیر کامپوزیت پیزوالکتریک (Piezoelectric) سه لایه است که به صورت یک مکانیزم به کاراندازنده محوری عمل می کند. مصالح الاستیک لایه هسته ایزوتروپیک (Isotropic) بوده اما مواد پیزوالکتریک لایه های بیرونی اورتوتروپیک می باشند. دقت مدل های تحلیلی و عددی با بررسی شبیه سازی دو اصل بقای انرژی مکانیکی و الکتریکی در یک برنامه عناصر محدود و همچنین مقایسه نتایج آن با مدل عددی ANSYS نشان داده شده است. در شبیه سازی عددی در مدل المان محدود، سه مش بندی 10، 50 و 100 المانی ایجاد شده است. شبیه سازی پارامتری شامل سه مجموعه بارگذاری استاتیکی مکانیکی، الکتریکی و الکترومکانیکی می باشد. با مقایسه نتایج مدل سازی ها در برنامه المان محدود نوشته شده و ANSYS و صحت سنجی اصل بقای انرژی الکترومکانیکی در آن ها می توان نتیجه گرفت که مدل المان محدود ارایه شده از کارآمدی و دقت خوبی برخوردار است.

    کلیدواژگان: سازه های هوشمند، مکانیک محاسباتی، مدل المان محدود، ANSYS
  • الهام قائمی، عبدالرضا کرباسی*، بهنوش امین زاده گوهرریزی صفحات 195-201
    به طورکلی مدیریت منابع آب و فاضلاب برای دستیابی به توسعه اقتصادی پایدار امری ضروری است. امروزه به علت توانایی بالقوه پساب ها در آلوده سازی منابع غذایی و آب ها و همچنین امکان رشد انواع مختلف میکروارگانیسم های بیماری زا درون آن ها، تاکید زیادی بر جمع آوری و رفع آلودگی از انواع پساب انجام می گیرد. از این رو لازم است علاوه بر استفاده از روش های کارآمد در تصفیه فاضلاب روش هایی توسعه یابند که به لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه می باشند. یافتن یک روش مناسب برای تصفیه فاضلاب و تخلیه ایمن آن به منابع آبی یک چالش بزرگ می باشد زیرا نیازمند در نظر داشتن مسایل مختلف فنی و اقتصادی است. یکتایی هر یک از این مسایل انتخاب یک روش مناسب برای تصفیه پساب را بسیار مشکل می سازد. استفاده از ریزجلبک ها برای تصفیه انواع فاضلاب شهری، کشاورزی و صنعتی روشی بسیار مناسب می باشد زیرا جلبک ها با استفاده از فتوسنتز، نور خورشید را به توده های زیستی مفیدی تبدیل کرده که مواد مغذی نظیر نیتروژن و فسفر را مصرف کرده و از پدیده تغذیه گرایی در منابع آبی جلوگیری می کنند. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که میزان حذف پارامترهایی چون نیتروژن کل، نیتروژن آمونیاکی، فسفر کل و اورتو فسفات از پساب شهری به ترتیب 5/87%، 4/99%، 25/81 و 95/86% می باشد.
    کلیدواژگان: ریزجلبک، نیتروژن، فسفات، محیط زیست، آلودگی
  • امین قلی زاد*، وحید اکرمی، ساناز خیراندیش صفحات 203-214
    مطالعه خرابی پیش رونده در سازه های فضاکار دارای اهمیت زیادی می باشد؛ چراکه این سازه ها فاقد اعضای غیرسازه ای موثر در سختی و مقاومت و نیز فاقد درجه نامعینی بالا بوده و خرابی در قسمتی از آن ها می تواند باعث ایجاد خرابی پیش رونده و درنهایت خرابی کل سازه شود. لذا در این مقاله به شناسایی رفتار و الگوی خرابی سازه های فضاکار از نوع گنبدی دولایه در برابر وقوع خرابی پیش رونده پرداخته می شود. بدین منظور، یک سازه فضاکار گنبدی دولایه با ارتفاع 2/1 متر و شعاع دهانه 7 متر به صورت المان محدود مدل سازی شده و با انجام تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی تحت بارهای ثقلی و حذف عضو، بروز خرابی پیش رونده و الگوی خرابی در آن بررسی شده است. صحت سنجی مدل سازی و نتایج، با استفاده از داده های آزمایشگاهی موجود در تحقیقات قبلی، انجام گرفته است. براساس تحلیل های انجام شده، ملاحظه گردید که تحت بار ثقلی معمول حذف اعضای کششی بروز خرابی پیش رونده را در پی نداشته و تنها حذف تعداد محدودی از اعضای فشاری بحرانی باعث بروز خرابی پیش رونده می گردد. همچنین ملاحظه گردید که با افزایش بار ثقلی به 150% و بیش از آن، با حذف هر کدام از اعضا، خرابی پیش رونده در سازه ایجاد می شود. در ارتباط با الگوی خرابی سازه ملاحظه شد که بروز خرابی پیش رونده در نوار کناری گنبد متمرکز بوده و مناطق میانی و مرکزی گنبد را درگیر نمی نماید. این در حالی است که هر چه عضو فشاری حذف شده به تاج گنبد مورد بررسی نزدیک تر باشد، خرابی به وجود آمده پس از حذف عضو کلی تر خواهد بود.
    کلیدواژگان: سازه فضاکار، گنبد دولایه، تحلیل المان محدود، خرابی پیش رونده، الگوی خرابی
  • نادیا نویدی نیا، رضا نورزاد*، مریم یوسف نژاد صفحات 215-223
    اثر اندازه نمونه، پدیده ای به معنای وابستگی مقاومت به اندازه نمونه موردآزمایش است که سبب می شود نمونه های کوچک تر دارای مقاومت بیش تری نسبت به نمونه های بزرگ تر باشند. بیش تر آزمایش های آزمایشگاهی که در مقیاس کوچک انجام می شوند، باید برای سازه های واقعی خیلی بزرگ تر قابل تعمیم باشند. پژوهش حاضر، برای بررسی اثرات اندازه نمونه بر رفتار مکانیکی و ویژگی های رس مسلح با ژیوتکستایل در کوتاه مدت با استفاده از نرم افزار پلکسیس (Plaxis) انجام شده است. این بررسی ابتدا با شبیه سازی آزمایش های سه محوری حاصل از نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی و سپس برای بررسی پدیده اندازه نمونه، با قطرهای مختلف 38، 100، 200، 400 و 600 میلی متر انجام شد. تاثیر عواملی چون تعداد لایه و نوع ژیوتکستایل، فشار دورگیر، دو الگوی Mohr-Coloumb و سخت شونده برای شبیه سازی مورد استفاده قرار گرفتند که نتایج نشان می دهند الگوی سخت شونده پیش بینی واقعی تری از رفتار خاک دارد و مقادیر به دست آمده از آن همواره کم تر از نتایج الگوی مور- کولمب می باشد. در نمونه های غیرمسلح اثر اندازه نمونه ناچیز است ولی در نمونه های مسلح در هر فشار دورگیر و تعداد لایه ژیوتکستایل، این تاثیر تنها تا قطر 400 میلی متر قابل مشاهده می باشد و پس از آن هر تغییری در ابعاد نمونه تاثیر قابل ملاحظه ای بر نتایج ندارد. ازین رو نمونه با قطر 400 میلی متر می تواند برای رفتار خاک های رسی مسلح در شرایط کوتاه مدت معرفی گردد. به بیان دیگر، استفاده از نمونه با قطر 400 میلی متر به جای نمونه قطر 38 میلی متری برای تعیین پارامترهای مقاومتی خاک های رسی مسلح با ژیوتکستایل در شرایط کوتاه مدت پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: اثر اندازه، رس مسلح، ژئوتکستایل، آزمایش سه محوری، PLAXIS 2D
|
  • Peyman Amiri, Seyyed Ali Seyyed Razzaghi * Pages 1-7

    In order to prevent damage caused by earthquakes in different types of structures including concrete structures, various methods are used by structural engineers considering terms of design and working conditions. This research aimed to evaluate the performance of these structures in different conditions and evaluate their impact on the structural behavior coefficient. For this purpose, ABAQUS finite element software has been utilized to model a concrete moment frame with one span in one floor equipped with simple concrete slab, spherical and cubic hollow slabs in different conditions.

    Keywords: Seismic behavior, Behavior coefficient, Spherical hollow slab, Cubic hollow slab, Concrete moment frame
  • Masoud Hoseinzadeh Asl *, Vahid Ghaffari Pages 9-20
    Geometric imperfections that occur due to the inevitable errors during the fabrication process or erection of structural members, may affect the performance of the steel structure. One of the most common and very efficient shop-welded and field bolted systems is the column-tree moment connection system. Sometimes, in the implementation of the moment-resisting frames with column-tree connections, the middle link beam length after the fabrication does not match with inserted dimension in shop drawing completely and a gap can be seen between the splice plates in beam to beam end-plate bolted splice connection, as shown in Fig. 1. The aim of this study is to investigate the effect of different values of the construction imperfections of the middle link beam length on the behavior of column-tree connections. For this purpose, firstly, the effect of the middle link beam construction imperfection in three steel moment-resisting frames with different stories and bays are considered by using SAP2000 software and the values of internal forces in members are extracted. Secondly, non-linear behavior of three-dimensional models of single-sided beam-to-column connection from these frames are investigated by using ANSYS Workbench finite element software.
    Keywords: Manufacturing error, End plate splice, Steel moment frame, Finite element
  • Ramazan Ali Dianati Tilaki *, Morteza Ghalenoei, Ghasem Najafpour, Masoumeh Eslamifar Pages 21-27
    The aim of this study was to removal of phenol and producing electricity in a microbial fuel cell using the microbial seed of the refinery wastewater.A dual chamber microbial fuel cell having Nafion proton exchange membrane and carbon cloth as anode and cathode was fabricated and operated in batch mode in the incubator at 30°C for a period of 12 weeks. Experiments were conducted in open and closed circuit mode. Anode was put in anaerobic chamber containing minimum growth medium and phenol in the concentration range of 50-1000ppm. Microbial seed from wastewater treatment plant of Tehran Petroleum Refinery was mixed with growth medium and added to anode chamber. Cathode was put in aerobic chamber containing Phosphate buffer. Phenol was analyzed by HPLC and electricity was measured by digital multi meter equipped by data logger. COD was measured by standard method. In all examined phenol concentrations, the maximum time to completely degrade of phenol was 96h. Maximum amount of phenol degradation and electricity generation was occurred in the first 24h of each run. Phenol degradation rate in closed circuit was higher than open circuit mode. The maximum voltage and power generated were 425mV and 36.86mWm-2 respectively. The columbic efficiency of fabricated microbial fuel cell was 5.3 percent and maximum COD removal was 95 percent. By using mixed bacterial of wastewater of oil refinery in a microbial fuel cell, it is possible to remove phenol and generate electricity.
    Keywords: Microbial fuel cell, refinery effluents, Phenol, electricity
  • Marzie Razavi, Daryoush Yousefi Kebria *, Atiyeh Ebrahimi Pages 29-37
    Electrokinetic remediation is one of the methods for cleaning of soil and sediments (Rozas and Castellote, 2012). In this case, by applying a weak electric field using the external power supply, the pollutants are separated from the soil or sediment by various mechanisms, especially electrical migration. But due to the cost of supplying electricity, it is not affordable(Acar et al., 1995). On the other hand, in the microbial fuel cells, bacteria release electrons by consuming organic matter and producing electric current. Therefore, in this study, microbial fuel cells process with three different electrodes at the anode and combination with granular activated carbon was used to produce green weak electric field. Based on the electrical migration mechanism, the removal rate of hexavalent chromium from marine sediments was evaluated by combining three physical, chemical and biological processes.
    Keywords: Microbial fuel cell, Marine sediments, Electrokinetic, Heavy metals removal (chromium)
  • Reza Sojoudizadeh *, Saeed Gholizadeh Pages 39-48
    One of the main concerns in optimization methods is reduction the number of function evaluation which is mentioned in many studies like (Gholizadeh et al, 2018).The present study focuses on a method and series of actions designed to achieve the answer with the aim of minimization the total number of analysis; and so the time; needed for global and local search. Although the suggested elite particles method (EPM) can be used for any population based optimization method, but here it is applied to one of the fundamental and widely developed metaheuristic algorithms; namely particle swarm optimization (Eberhart et al, 1995) to handle the truss structures optimization with discrete design variables. As the original version of the assumed method suffers from the slow convergence rate; specially when dealing with the discrete optimization problems; the elite particles modification algorithm; which can be used in almost all population based metaheuristic optimization methods; will be implemented for that method. Here the elite particles method is attached with the particle swarm optimization method and the gained metaheuristic algorithm is named modified particle swarm optimization (MPSO). MPSO utilizes two computational strategies named ‘Regeneration’ and ‘Mutation’.
    Keywords: optimization, Metaheuristic, Discrete, Elite Particles, PSO
  • Seyed Mehdi Rangraz, Behnod Barmayehvar *, Majid Safehian Pages 49-59

    In order to reduce dead loads of structures in earthquake prone areas such as Iran, lightweight concretes have several advantages which could be used as a substitution of ordinary concretes. One of the challenges in construction industry is producing an economical and environmental structures which could be able to fulfil requirements of structural and durability properties both. Thus, this industry needs a sustainability evaluation to find sustainable materials in engineering, environmental and economical aspects which this is one of the keys to achieving sustainable development. The main purpose of this research is to investigate economical, environmental and durability properties of lightweight concretes and fiber reinforced lightweight concretes and compare them with ordinary concretes.

    Keywords: Reinforced Lightweight Concrete, Sustainable development, Durability Of Concrete, Environment
  • Mahsa Safarnourallah, Parham Memarzadeh * Pages 61-75
    Steel plate shear wall is a lateral force resisting system, of two types of stiffened and unstiffened. The manufacturing of the stiffened type is time-consuming, costly, and needs more supervision; because of many executive details. Steel plate shear wall with a corrugated web is a new system that has been considered as an alternative for all types of stiffened walls. Corrugated sheets have complex geometry and their modeling is difficult in existing conventional software. To overcome the complexity of the modeling of corrugated sheets, flat sheets with orthotropic material properties can be replaced instead of these sheets by the help of material mechanics science. This research aims to provide a specific process for calculating the mechanical properties of an alternative orthotropic flat sheet to the corrugated sheet, and to study the accuracy of the orthotropic model in predicting the monotonic and cyclic behavior of corrugated shear walls. For this purpose, the results of the analyses of the orthotropic and trapezoidal corrugated models of the steel plate shear wall with different characteristics of the waves are compared and the accuracy of the proposed method is examined. Finally, by studying the results of different models in Abacus, it was found that the proposed method was able to predict the monotonic and cyclic behavior of trapezoidal corrugated steel shear wall.
    Keywords: Corrugated steel plate shear wall, orthotropic sheet, trapezoidal corrugated sheet, monotonic, cyclic behavior
  • Asadollah Karimi *, Esmaeil Mohamadkhanloo, Esmaeil Fatehifar Pages 77-92

    Air pollution is a serious threat to human health, wildlife, and the environment that the problem is now one of the most serious issues facing mankind. Volatile organic compounds (VOCs) are one of the most prominent air pollutants that are of particular importance due to their serious toxicants as carcinogens. Due to the harmful effects of VOC compounds on human health, adverse effects on plant degradation and global climate change, it is necessary to prevent their release into the air. The most important sources of VOCs in urban areas are traffic and transportation, gasoline vapors, solvent use and etc. The emissions of VOC from gas stations can be considered seriously. According to research, one of the major sources of VOC pollutants in cities is gas-fueling stations. These studies have been evaluated by many researchers around the world and the volatile organic compounds content is often above the reported international standards (Gonzalez et al, 2002; Kountouriotis et al, 2014, Hicklin et al, 2018).In 2006, three different gas stations were measured, with results ranging from 512 to 1275 μg/m3 in New Delhi (Srivastav et al, 2006). In 2015, a study was carried out at six gas stations in Tehran that showed average concentrations in summer at 860 ppm and in winter at 434 ppm (Eisaei et al, 2015). In another study by Hicklin et al., Volatile organic compounds were distributed in gas stations using two models in Malta, which showed most gas stations were built in residential areas that exceed the standard level (Hicklin et al, 2018).

    Keywords: Volatile Organic Compounds, gasoline, Gas Station, BTEX
  • Farhoud Kalateh *, Reza Ahadifar Pages 93-103
    The aim of this paper is to study the uncertainty in piping failure of the Teton earth Dam with considering geometrical parameters and material uncertainty using the BREACH-GUI model. Piping phenomenon in the body of the dam is one of the two common factors in the dam failure, which is a small intubation in the early hours with low diameter and low flow rate, due to erosion of the tunnel walls, the erosion of the tunnel walls increases the diameter of the tunnel and the flow of water passing through It will be tunnel that, if this amount of flow exceeds a limit, it will break the body of the dam and ultimately lead to the complete destruction of the body of the dam. Predicting the main breach characteristics (size, shape, time of formation) and the break outflow hydrograph with Monte Carlo uncertainty simulation are presented in this paper. The model is physically based on the principles of hydraulics, sediment transport, soil mechanics, geometric and material properties of the dam, and the reservoir properties (storage volume, spillway characteristics, and time- dependent reservoir inflow rate).Obtained results show that, the critical uncertainty parameters that produce the shortest time and maximum discharge flow arising from dam failure are  (frictional angle) and D50 (efficient diameter of soil). Obtained results show that earth dams with smaller shape factor fails faster and also with increasing in the level of water in the reservoir earth dam piping failure of dam intensify and also with increasing height of dam with constant shape factor the possibility of piping failure of dam is increased.
    Keywords: Earth dam, uncertainty, Monte Carlo method, piping failure, Output hydrograph
  • Mehdi Komasi *, Neda Gheshlaghi, Soroush Sharghi Pages 105-115
    Nowadays challenge of water resource is a problem of many countries in the Middle East. This fact about Urmia Lake in Iran has more importance in the recent decade. Urmia Lake water level has involved many changes and fluctuations due to rainfall changes, droughts and dam constructions. The main purpose of this article is an investigation of System Dynamic (SD) methods for forecasting water level fluctuations using Wavelet Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (WANFIS).
    Keywords: Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System, System Dynamic, Urmia lake, Wavelet
  • Babak Golchin *, Ali Hekmat, GholamHossein Hamedi Pages 117-126

    One of the most common damages in asphalt mixtures is due to the destructive effects of moisture on the cohesion of asphalt binder and adhesion of asphalt binder-aggregate which is called moisture damage (Xiao et al, 2010). Moisture damage can be divided into two mechanisms, adhesion and cohesion. They are related to the strength loss of asphalt mixtures (Tan and Guo, 2013). Water can penetrate between the surface of asphalt binders and the aggregates. It reduces adhesion between binders and aggregates. Also, water can be absorbed in the asphalt binder. It decreases the cohesion properties of asphalt binders. When the cohesion and adhesion properties of asphalt binder reduce, stiffness of asphalt mixtures reduces. There are several different approaches for improving adhesion and reducing moisture sensitivity in asphalt mixtures. One convenient approach is modifying the asphalt binder with a suitable agent. Most of road and transportation agencies have tried to use anti striping additives to increase adhesion at the aggregate-asphalt interface (Kakar et al, 2015). Liquid anti strip additives are chemical surfactants that decrease the aggregate’s surface tension and improve the surface coverage of aggregates. In contrast in this research, the potential of two types of metallic nano materials in two different percentages (nano AL2O3 and Fe2O3) were evaluated.

    Keywords: Moisture damage, nano materials, cohesion, adhesion, surface free energy
  • Majid Moradi, Hamidreza Tavakoli *, Gholamreza Abdollahzadeh Pages 127-139
    In this research, a 7-story three-dimensional structure with 4span (5-meter) with a square plan is considered. After the initial design, the mid-frame of the structure has been selected as a frame for mechanical-thermal analysis. In this research, pushover analysis is used to simulate structural behavior in seismic load. Three levels of IO, LS, and CP are considered for assessing the behavior of the structure in the post-earthquake fire scenario in the pushover analysis. The failure time of a concrete frame decreases in post-earthquake fire loading by increasing the level of performance. This reduction is 51% for the LS level and 29% for the CP level. It shows that rupture time has the highest sensitivity to seismic load. At all performance levels, among the design parameters, the yield stress of the armature has the highest sensitivity among other variables. The modulus of elasticity of the armature and the length of the span have the least sensitivity among different parameters.
    Keywords: Post-Earthquake Fire, Sensitivity Analysis Method, RC frame, Consecutive Event
  • Ehsan Dehghani *, Narges Babaei, Alireza Zarrineghbal Pages 141-150
    Today, the buckling-restrained bracing frames (BRBFs) are widely used as a new system contributing to the absorption of a high amount of energy through yielding of the buckling-restrained brace (BRB) core when exposed to compression and tension. The relatively high cost of exploitation of this system has prompted researchers to seek for ways to reduce the costs while providing seismic performance. The present study was carried out to investigate the effect of the ratio of the yielding segment cross-sectional area to the elastic segment cross-sectional area as well as the length of the yielding segment to the total length of the BRB core on energy absorption demand of these braces in different stories of the BRB frames. For this purpose, two 5-and-10-story BRB frames have been modeled in Open Sees software, then the nonlinear time history analysis was performed on these frames under seven earthquake records. Using the results of the analysis, the energy absorption demand of braces on different stories with different ratios of the yielding segment cross-sectional area to the elastic segment cross-sectional area as well as the length of the yielding segment to the total length of the BRB core has been calculated. The results indicated that the variation of these ratios in the BRB can be effective in the amount of energy absorption demand of, in addition, the nature of this effect depended on the braced story in the BRB frame. However, the effect of stiffness modification factor on the uniformity of the energy absorption demand of braces in different stories is insignificant compared to the changes in the cross-sectional area of braces in different stories.
    Keywords: Buckling-restrained brace, Energy absorption demand, Cyclic Behavior, Buckling-restrained bracing frame, Stiffness modification factor
  • Said Sarbazvatan, Hossein Showkati * Pages 151-159
    In real construction, the loads imposed on gravity load structures (distributed load- concentrated load) with lateral loads including earthquake, wind or landslide due to soil, consideration of all effective factors is required.In this study, the experimental examination of steel moment resisting frames that is simultaneously affected by concentrated gravity and cyclic loading will be done. The effect of gravity load on cyclic behavior of moment- resisting frame will be investigated. In a moment-resisting frame with certain dimensions, the certain concentrated load will be applied at the middle of beam and according to ATC24 protocol, the lateral cyclic displacement will be created in a frame. By drawing the cyclic diagram for imposed lateral load, the results for various seismic parameters will be evaluated.The results of experimental data and the obtained results from FEM analysis have been compared for some specimens, which had good conformity with the modeled experimental specimens.The investigation of experimental and FEM Results indicates the effect of applying gravity load on moment- resisting frame where cyclic displacement is created. The final resistance of steel frame is less than moment- resisting frame without concentrated load such that the total depreciated energy in steel-moment resisting frame without consideration of gravity load is less than 28% of moment-resisting frame with gravity concentrated load.
    Keywords: Gravity load, cyclic load, moment-resisting frame, Axial force, Earthquake force, hysteresis, Steel-moment
  • Javad Esfandiari * Pages 161-174
    In this study, to study the interaction of soil and strip in the passive and active zoon, pull out experiments, direct shear test and numerical modeling of finite elements were performed. The expected results of this study saved the strip. Also, using genetic expression programming (GEP), new design criteria for soil stabilization in narrow and conflicting building spaces were extracted to estimate the pull out force.
    Keywords: Pull out test, Direct shear test, FEM, PLAXIS 2D, GEP Method
  • Hamid Sarkheil *, Ali Ehsani-Afrakati, Mohammad Talaeian Araghi Pages 175-184
    Due to the development of urbanization and the limitation of freshwater resources, the importance of wastewater treatment and environmental pollution is of great importance. Inlet wastewater flow can be significantly increased during atmospheric phenomena or chronological events, thereby causing hydraulic shock and consequently destroying biological processes in treatment plants. So that these hydraulic shocks are associated with reduced hydraulic retention time and less purification time for microorganisms, the organic matter is removed from the system faster and the efficiency of stabilization and removal of pollutants is greatly reduced. Therefore, the composition of wastewater has a great impact on the local environmental situation, so it is important to study the amount of incoming wastewater as well as its environmental quality indicators (Sarkheil et al., 2018; Sarkheil et al., 2019).
    Keywords: Discharge Prediction, hydraulic shock, Artificial neural network, Wavelet, Urban Wastewater Treatment Plant
  • Yaser Shahbazi *, HamidReza Mirdamadi, MohammadReza Chenaghlou Pages 185-193

    In the present paper, electromechanical finite element modelling of a smart adaptive composite beam is presented. The model is formulated based on linear electromechanics and electrokinematics assumptions. The proposed model is a three layers piezoelectric composite beam that acts as transversely actuator. elastic material of core is isotropic whereas the outer piezoelectric layers is orthotropic. The accuracy of analytic and numerical models is demonstrated by examining the simulation of the two principles of mechanical and electrical energy conservation in a finite element program and also comparing its results with the ANSYS numerical model. In the numerical simulation of the finite element model, there are three mesh including 10, 50, and 100 elements. Parametric simulation consists of three mechanical, electrical and electromechanical static loading sets. By comparing the results of modeling in the finite element programming and ANSYS, and verifying the principle of electromechanical energy conservation, it can be concluded that the proposed finite element model is efficiently and accurately.

    Keywords: Smart structures, Computational mechanics, Finite element modelling, ANSYS
  • Elham Ghaemi, Abdolreza Karbassi *, Behnoosh Aminzade Goharrizi Pages 195-201
    Industrialization and growth of population during the last century has led to destruction of many ecosystems used by mankind. Entrance of different kinds of sewage to open water and rivers is known as the first factor reducing the quality of water resource available for mankind. The volume of pollutants in the sewage including total suspended solid, biological oxygen demand and chemical oxygen demand, reached tens of thousands milligrams per liter (Chan et al., 2009).Generally, in order to achieve sustainable economic development, water resources and wastewater management are necessary. Hence, it is necessary to use cost effective methods beside practical methods. Using microalgae for treatment of different kinds of municipal, agricultural and industrial wastewater is an affordable method (de Godos et al., 2010; Di Termini et al., 2011; Muñoz and Guieysse, 2006). Nowadays using microalgae in wastewater treatment has gained lots of attention, since microalgae can produce large amounts of biomass in order to attain valuable products and energy besides wastewater treatment and also prevent carbon dioxide from entering the atmosphere. Furthermore, treatment of different kinds of wastewater by means of microalgae is an environmental friendly method, because in this process no secondary pollutant is produced. The produced biomass is also recycled and used (Olguin, 2003; Rawat et al., 2011).
    Keywords: Microalgae, Nitrogen, Phosphate, Environment, Pollution
  • Amin Gholizad *, Vahid Akrami, Sanaz Kheirandish Pages 203-214
    Space structures lack non-structural members adding to their stiffness and strength. Also, these structures have lower degree of redundancy, and therefore the loss of an important member in them can result in collapse of the entire structure. Progressive failure in dome structures has been investigated by various researchers (Jihong and Nian 2017; Zhao et al. 2017; Fu and Parke 2018; Gordini et al. 2018; Zheng and Fan 2018). The purpose of this study is to identify the behavior of two-layer dome structures against the occurrence of progressive failure and to determine the relevant failure patterns. The occurrence and pattern of progressive failure in the studied dome is investigated by eliminating the compressive and tensile members as well as the support structures.
    Keywords: Fatigue, Stress concentration factor (SCF), Tubular KT-joint, Internal ring-stiffener, Parametric equation
  • Nadia Navidinia, Reza Noorzad *, Maryam Yoosefnezhad Pages 215-223
    Size effect, a phenomenon that is related to the dependence of the strength to the sample size that leads to more strength in the small samples compared to large samples. present study was carried out to investigate the effects of sample size on the mechanical behavior and geotextile-reinforced clay features in the short time using the PLAXIS 2D software. These simulations were modeled for different confining pressures: 400,600,800 and 1000 kPa and different diameters: 38, 100, 200, 300, 400 and 600 mm and one to four geotextile layers. Two constitutive models including the Moher-Coloumb model and hardening soil model are used to simulate the behavior of the soil. The results indicate that the hardening soil model forecasts more realistic pattern of soil behavior and values obtained from this model are always less than the results of Moher-Coloumb model.In unreinforced soil, the sample size effect is negligible, but in reinforced samples considerable for each confining pressure and number of geotextile layer, the effect up to a diameter of 400 mm and after that, any changes in sample size have no effect on results. Therfore, 400 mm diameter sample size can be used for behaviour of reinforced clay soils in short-term conditions. In other words, using a sample with a diameter of 400 mm instead of 38 mm diameter a real values is proposed for shear strength parameters reinforced clay soils in short-term conditions.
    Keywords: Size effect, Reinforced clay, Geotextile, Triaxial test, PLAXIS 2D