فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران فردوسی
سال سی و ششم شماره 2 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد صدیق باور*، علی نادران، محمود صفارزاده صفحات 1-20
    عوامل محیطی ساخته شده یکی از مهمترین علت های تصادفات درون شهری است. در این مطالعات نشان داده است که علاوه بر داده های تصادف که دارای ناهمگونی فضایی هستند عوامل تاثیرگذار در تصادف نیز دارای همبستگی فضایی هستند. هدف اصلی این مطالعه ارزیابی اثرات فضایی عوامل تاثیرگذار محیطی بر فراوانی تصادفات درون شهری شهر شیراز، ایران در سطح هر ناحیه ترافیکی می باشد. نتایج مطالعه نشان داد مدل های مبتنی بر فاصله و همجواری به منظور ارزیابی اثرات فضایی داده های تصادف و عوامل موثر بر آن در سطح هر ناحیه ترافیکی از دقت بیشتری نسبت به مدل های رگرسیون وزن دار جغرافیایی برخوردار هستند. همچنین شاخص های تنوع کاربری اراضی و دسترسی به سیستم حمل و نقل عمومی تولید شده در گام اول در افزایش فراوانی تصادفات تاثیرگذار است و در هر ناحیه ترافیکی هایی که میزان این شاخص بالا باشد، احتمال رخداد تصادف بالاتری وجود دارد. در هیچ یک از مطالعات قبلی اثر توامان عوامل محیطی تاثیرگذار دسته ای در برآورد فراوانی تصادفات درون شهری همچنین مقایسه بین مدل های آمار فضایی مبتنی بر ماتریس وزن دار جغرافیایی و مبتنی بر فاصله همجواری با رویکرد بیزی انجام نشده است؛ بنابراین لازم است در تصادفات درون شهری بررسی گردد. نتایج این مطالعه می تواند به منظور بهسازی اقدامات ایمنی درون شهری و همچنین برنامه ریزی توسعه و اقدامات آینده شهری برای مدیران و برنامه ریزان شهری حایز اهمیت باشد.
    کلیدواژگان: عوامل محیطی، تصادفات درون شهری، اثر فضایی مبتنی بر همجواری، اثر فضایی مبتنی بر ماتریس فاصله، بیز فضایی
  • مرضیه اکبری، علی محمد روستا*، علی علی پور منصورخانی، حامد عنایتی صفحات 21-40
    در این تحقیق به بررسی فروریختگی پیش رونده قاب های مهاربندی شده با بادبند زانویی در سازه های فولادی تحت بار آتش سوزی بر اساس روش مدل سازی نرم افزاری پرداخته شد. به منظور انجام تحقیق قاب های فولادی 3 و 6 و 9 طبقه، با سیستم بادبندی زانویی هم محور و برون محور به شکل هشتی در نظر گرفته شد و با استفاده از روش نرم افزاری SAP و ABAQUS تحلیل و بررسی گردید. در این خصوص در ابتدا با مدل سازی قاب ها در نرم افزار SAP، قاب ها تحلیل و طراحی گردید و مقاطع قاب ها مشخص شد. در ادامه قاب در نرم افزار ABAQUS تحت بار آتش سوزی تحلیل شد. سپس بعد از مشخص شدن المان‎های بحرانی، مجددا در نرم افزار SAP قاب بدون و با حذف المان های بحرانی به صورت پی در پی تحت بار حریق تحلیل شد تا میزان انرژی نمونه قاب ها در هر حالت بررسی و مقایسه شود. براساس مطالعه انجام شده بر روی قاب با بادبند زانویی برون محور و هم محور مشخص گردید که نوع بادبند برون محور تاثیر بسیار قابل توجهی را بر کاهش انرژی قاب در مقایسه با سیستم بادبندی هم محور داشته است. قاب های 3 و 6 و 9 طبقه با بادبند برون محور زانویی، انرژی به ترتیب در حدود 35 و 50 و 65 درصد کمتر از قاب با بادبند هم محور زانویی را در خلال وقوع حریق و در بازه زمانی کل آن داشته است.
    کلیدواژگان: فروریختگی پیش رونده، سازه فولادی، بادبند زانویی، بار آتش سوزی، استهلاک انرژی
  • میلاد زربیلی نژاد، امین قلی زاد* صفحات 41-60
    جداسازها و میراگرها، ابزارهای اتلاف انرژی برای کنترل و کاهش پاسخ های لرزه ای سازه ها تحت زمین لرزه های شدید محسوب می شوند. جداساز هسته سربی (LRB) و میراگر جرمی تنظیم شونده (TMD) دو نمونه از متداولترین این ابزارها هستند. مطالعه رفتار غیرخطی و خواص لرزه ای سیستم های سازه ای مجهز به این نوع جداسازها و میراگرها می تواند کمک قابل توجهی به درک رفتار این سیستم ها در برابر نیروهای جانبی ناشی از زمین لرزه های بزرگ نماید. در این پژوهش سازه فولادی 9 طبقه طراحی شده، با استفاده از روش زمان دوام در حالت های با پایه ثابت و جداسازی شده به همراه میراگر با نسبت های جرمی مختلف و بدون میراگر جرمی در نرم افزار SAP2000 تحلیل شده است. نتایج تحلیل های انجام گرفته نشان می دهد که وجود میراگر جرمی تنظیم شونده در کاهش میزان جابه جایی تراز جداساز، نسبت جابه جایی نسبی و نیروی برش طبقات بسیار موثر هست که با افزایش نسبت جرمی میراگر، این اثر بیشتر می گردد. ولی در کاهش پاسخ شتاب مطلق سازه موثر نبوده و با افزایش نسبت جرمی میراگر جرمی از کارایی سامانه کنترلی در بهبود پاسخ شتاب نسبت به حالت جداساز تنها کاسته می شود.
    کلیدواژگان: جداساز لاستیکی هسته سربی، میراگر جرمی تنظیم شونده، تحلیل زمان دوام، سازه فولادی
  • مازیار ابوالفضل زاده*، سید ابراهیم عبدالمنافی، حسن خاکسار صفحات 61-72
    تصادفات رانندگی یکی از عامل های اصلی مرگ در جهان محسوب می شود. آمارهای تصادفات نشان می دهد که عدم توجه به جلو بیشترین علل تامه تصادفات می باشد. از زمان شیوع کووید-19، سیاست های محدودیت سفر که به در شهرهای جهان اتخاذ شد، نقش عمیقی در تغییر الگوهای سفر ایفا کرد. یکی از عواملی که در سال های اخیر بر رفتار ترافیکی تاثیرگذار بود، همه گیری کرونا بود. از همین رو محدودیت هایی برای تردد ها وضع شد و رفتارهای ترافیکی متاثر بر آن بود. منع تردد سبب استفاده بیش از حد کاربران راه برای برقراری ارتباط به وسیله اپلیکیشن های ارتباطی در گوشی های همراه گشت. بررسی عدم توجه به جلو در کنار دیگر عوامل تاثیرگذار در شدت تصادفات، با استفاده از مدل های شدت تصادفات بر حسب پارامتر موثر در آن، امکان پذیر است. در این مقاله تصادفات درون شهری با علت تامه عدم توجه به جلو در طی دوران همه گیری کرونا با استفاده از رگرسیون لجستیک و اطلاعات مربوط به سال های 1397 تا 1401 در سه بازه زمانی 20 ماه قبل از شیوع کرونا، 20 ماه حین همه گیری کرونا و ماه های اعلام پایان کرونا و برداشتن منع تردد ها مورد تحلیل قرار گرفت. مدل نهایی نشان می دهد که متغیرهای مستقل روز چهارشنبه، رانندگان مرد مقصر بالای 60 سال، نحوه برخورد جلو به جلو و وسیله نقلیه مقصر پراید سبب افزایش احتمال وقوع تصادف فوتی یا جرحی نسبت به تصادف خسارتی می شوند. متغیرهایی با ضرایب منفی (ساعت 6 تا 21، شرایط سطح راه خشک، آب و هوای صاف و وضعیت روشنایی روز) سبب کاهش احتمال وقوع تصادف فوتی یا جرحی نسبت به تصادف خسارتی می شوند.
    کلیدواژگان: شدت تصادفات، کووید-19، کرونا، رگرسیون لجستیک، عدم توجه به جلو
  • سید حسین فضائلی حسینی نژاد، عباس کرم الدین* صفحات 73-88
    کنترل سازه ها به منظور جلوگیری از آسیب جدی به سازه ها، به یک موضوع برجسته در مهندسی زلزله تبدیل شده است. در سیستم های سنتی کنترل سازه از سیم برای ارتباط بین سنسورها، محرک ها، کنترل کننده ها و یکپارچه سازی کل سیستم به عنوان یک شبکه واحد استفاده می شد. بهره جویی از سنسورهای بی سیم به منظور اندازه گیری، ارتباط و کنترل در سازه ها با پیشرفت تکنولوژی افزایش یافته است. از مزایای دیگر این سیستم، سهولت در پیاده سازی و کاهش هزینه های نصب می باشد. در این مقاله سازه سه طبقه غیر خطی محک به همراه میراگر مغناطیسی (MR) که به شبکه سنسورهای بی سیم مجهز شده است، مورد بررسی قرار گرفته است. سازه ی تحت تحریک زلزله در محیط شبیه ساز متلب 2018، با یک شبکه حسگر بی سیم شبیه سازی شده توسط TOSSIM ترکیب می شود. برای شبیه سازی واقعی شبکه از نویز و سیگنال های بی سیم جمع آوری شده از یک سازه واقعی استفاده شده است. در این شبکه از یک پروتکل دسترسی چندگانه تقسیم زمان TDMA استفاده شده است. این پروتکل به هر سنسور زمان خاصی برای ارسال اطلاعات اختصاص می دهد. برای کنترل پاسخ های سازه ی محک ازیک کنترل کننده فازی-ژنتیک استفاده شده است. سپس سازه مجهز به سنسورهای بی سیم و باسیم، تحت تحریک زلزله های مختلف مورد بررسی، مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. بررسی معیارهای ارزیابی و نمودار های تاریخچه زمانی نشان از عملکرد مناسب سیستم بی سیم در کاهش پاسخ های سازه دارد. در عین حال سیستم بی سیم، باعث افزایش اندک میزان میانگین جابجایی و شتاب طبقات نسبت به حالت باسیم شده است.
    کلیدواژگان: سازه محک، سنسور های بی سیم، سازه غیرخطی، میراگر مغناطیسی، کنترل نیمه فعال
  • مجتبی شهرکی، فرزاد شهابیان مقدم* صفحات 89-108
    شناخت رفتار تغییرشکل های بزرگ پوسته های استوانه ای مرکب چندلایه (MLC) با هسته ی مواد هدفمند (FGM) که دارای ضخامت کم هستند در برابر بارهای ضربه ای، مهم می باشد. در این پژوهش به بررسی تاثیر تغییرات پارامترهای اثرگذار (شاخص توان حجمی مواد هدفمند، نحوه قرارگیری لایه ها و تعداد لایه های مواد مرکب) بر روی پاسخ دینامیکی پوسته ی مورد نظر تحت بار ضربه پرداخته می شود. تحلیل های دینامیکی غیرخطی هندسی پوسته ی استوانه ای به روش المان محدود توسط مدلسازی در نرم افزار آباکوس انجام شده است و اثر شاخص توان حجمی هسته ی FGM و پارامترهای اثرگذار مواد مرکب چندلایه همچون نوع لایه ها شامل پلیمر تقویت شده با الیاف شیشه (GFRP) و پلیمر تقویت شده با الیاف کربن (CFRP)، زوایه ی قرارگیری لایه ها و تعداد لایه ها مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که با افزایش شاخص توان حجمی، مقدار تغییر مکان پوسته کاهش می یابد. به طوری که بیشینه ی تغییرمکان در پوسته ی CFRP/FGM/CFRP با هسته ی تمام فلزی و کمینه ی تغییرمکان در پوسته ی GFRP/FGM/GFRP با هسته ی تمام سرامیکی اتفاق می افتد. بررسی حالت های مختلف قرارگیری لایه ها نشان می دهد که انتخاب زوایه ی قرارگیری 15 درجه، موجب وقوع تغییرمکان کمتری می گردد و همچنین با افزایش تعداد لایه ها، کاهش تغییرمکان مشاهده می شود.
    کلیدواژگان: مواد مرکب چندلایه، مواد هدفمند، پوسته ی استوانه ای، تحلیل دینامیکی غیرخطی هندسی، بار ضربه
|
  • Mohammad Sedigh Bavar *, Ali Naderan, Mahmoud Saffarzadeh Pages 1-20
    The occurrence of urban accidents depends on many human and environmental factors, so identifying the important factors influencing accidents and their spatial effects on each other is of great importance. The main goal of this study is to evaluate the spatial effects of environmental factors on the frequency of accidents in the city of Shiraz, Iran at the TAZ level. In the first step of the study, using component analysis models, important environmental factors affecting the accident were identified and composite indicators were produced as independent variables. In the second step, in order to control the effect of correlation and heterogeneity of model variables, spatial statistical models based on Euclidean distance such as geographically weighted Poisson regression (GWPR), geographically weighted negative binomial distribution (GWNBR) as well as Poisson and distribution models Negative binomial based on neighbor distance is used in spatial Bayes method with INLA approach. The results of the study showed that models based on distance and contiguity in order to evaluate the spatial effects of accident data and the factors affecting it at the TAZ level have higher accuracy than geographic weighted regression models, as well as indicators of land use diversity and access to The public transportation system is effective and in TAZs where this index is high, there is a higher probability of an accident.
    Keywords: Environmental factors, urban accidents, spatial effect based on neighborhood, spatial effect based on distance matrix, spatial Bayes
  • Marzieh Akbari, Ali Mohammad Rousta *, Ali Alipour, Hamed Enayati Pages 21-40
    In this research, the progressive collapse of braced frames with knee braces in steel structures under fire load was investigated based on the software modeling method. In order to carry out the research 3, 6 and 9-story steel frames with coaxial and off-axis knee bracing systems were considered in the shape of inverted-V and were analyzed and analyzed using the software method and ABAQUS and SAP software. In this regard, at first, the frames were analyzed and designed by modeling the frames in SAP software, and the sections of the frames were determined. In the following, the frame was analyzed in ABAQUS software under the fire load. the frame without and with the removal of the critical elements was analyzed successively under the fire load in the SAP software to check and compare the energy of the frame samples in each case based on the results obtained from the analysis. Based on the study conducted on the frame with off-axis and coaxial knee bracing, it was determined that the bracing type of off-axis had a significant effect on reducing the energy of the frame compared to the coaxial bracing system. The 3,6 and 9-storyframes with off-axis knee bracing had 35%, 50% and 65% less energy than the frames with coaxial knee braces during the fire and in the entire time period.
    Keywords: Progressive Collapse, Steel Structure, Knee Brace, Fire Load, Energy Dissipation
  • Milad Zarbilinezhad, Amin Gholizad * Pages 41-60
    Isolators and dampers are devices that dissipate energy and reduce the seismic response of structures during strong earthquakes. Lead Rubber Bearings (LRBs) and Tuned Mass Dampers (TMDs) are two common types of these devices. Studying non-linear behavior and seismic properties of structural systems equipped with this type of isolators and dampers can significantly enhance understanding of their behavior against lateral forces caused by strong earthquakes. In this study, a 9-story steel structure was analyzed using the Endurance Time Analysis (ETA) method in SAP2000 software with fixed and isolated bases, along with a tuned mass damper with different mass ratios and without a tuned mass damper. The analysis results indicate that the tuned mass damper is highly effective in reducing the displacement of the isolator level, drift ratio, and story shear forces. This effect is more significant with higher mass ratios of the TMD. This effect is more pronounced with higher mass ratios of the TMD. However, reducing the absolute acceleration response of the structure has not been effective, and increasing the mass ratio of the TMD only reduces the performance of the control system in improving the absolute acceleration response compared to the isolated state.
    Keywords: Lead Rubber Bearing, Tuned mass damper, Endurance Time Analysis, Steel Structure
  • Maziar Abolfazlzadeh *, Seyed Ebrahim Abdolmanafi, Hassan Khaksar Pages 61-72
    Traffic accidents are one of the main causes of death in the world and the resulting damages have an important effect on the economy of any country that the need to identify factors affecting accidents that lead to a reduction in the frequency or severity of accidents is understandable. Since the outbreak of Covid-19, travel restriction policies have been widely adopted by cities around the world that it played a profound role in changing the shape of urban travel patterns. One of the factors that influenced traffic behavior in recent years was the epidemic of Corona disease in the world. Therefore, new driving rules and regulations were established for urban and suburban traffic, and traffic behaviors were affected by those rules. It is possible to investigate the effect of each factor on the severity of accidents by using accident severity models according to the effective parameters. In this article, urban accidents due to lack of attention during the corona epidemic were analyzed using logistic regression and information related to intra-urban accidents in Rasht city. The final model shows that the independent variables of working day, at-fault male drivers over 60 years of age, front-to-front collision and the at-fault vehicle Pride increase the probability of a fatal or injury accident compared to a damage accident. Variables with negative coefficients (6:00 a.m. to 9:00 p.m., dry road surface conditions, clear weather, and daylight conditions) reduce the probability of fatal or injury accidents compared to damage accidents.
    Keywords: Accidents Severity, Covid-19, Corona Pandemic, Logistic Regression, Failure in keeping an eye on the road
  • Hossein Fazaeli Hosseini Nejad, Abbas Karamodin * Pages 73-88
    Control of structures in order to prevent serious damage to structures has become a prominent issue in earthquake engineering. In traditional structural control systems, wires were used to communicate between sensors, actuators, controllers and integrate the entire system as a single network. Using of wireless sensors for measurement, communication and control in structures has increased with the advancement of technology. The use of this technology has attracted the attention of engineers due to the reduction of installation costs and flexible system. In this article, the benchmark nonlinear three-story structure with magnetorheological damper (MR) equipped by wireless sensor network is investigated. The seismically excited building is combined with a wireless sensor network simulated by TOSSIM in the MATLAB simulator environment. For real network simulation, noise and wireless signals collected from a real structure have been used. In this network, a time division multiple access protocol (TDMA) is used. This protocol assigns a specific time to each sensor to send information. The benchmark structure is trained by a fuzzy-genetic controller. Then, the structure equipped with wire and wireless sensors was evaluated under the various earthquakes. Examining the evaluation criteria and time history charts shows the proper performance of the wireless system in reducing structural responses. At the same time, the wireless system has caused a slight increase in the average displacement and acceleration of floors compared to the wired mode.
    Keywords: Benchmark structure, Wireless sensor, nonlinear building, magnetorheological damper, Semi active control
  • Mojtaba Shahraki, Farzad Shahabian Moghadam * Pages 89-108
    In recent decades, shells made of composite materials have been used in modern structures under impact load. Multi-Layer Composites (MLC) and Functionally Graded Materials (FGMs) are the upgrades of composites that have been considered due to their suitable mechanical properties such as high resistance to weight ratio, flexibility and impact resistance. In this research, geometric nonlinear dynamic behavior on multilayer composite cylindrical shells with FGM core under impact load has been analyzed; Because it is necessary to know how structures made of these materials behave under such loads. For this purpose, the effect of FGM core volume fraction index and the effective parameters of multi-layer composites such as the angles of the layers and the number of layers have been investigated. The results of this study show that by increasing the volume fraction index, the maximum displacement of the shell decreases. The maximum displacement occurs in the CFC (CFRP/FGM/CFRP) shell with pure metal FGM and the minimum displacement occurs in the GFG shell with pure ceramic FGM. Evaluation of the different positions of the layers shows that selecting a 15-degree positioning angle causes less displacement and also decreases the displacement as the number of layers increases.
    Keywords: Multi-Layer Composites (MLC), Functionally graded material (FGM), Cylindrical Shell, Geometric nonlinear dynamic analysis, Impact Load