فهرست مطالب

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال دهم شماره 7 (پیاپی 72، مهر 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/07/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • بابک ابراهیمیان*، امیررضا زرنوشه فراهانی صفحات 5-31
    هدف از مطالعه عددی حاضر، بررسی آسیب پذیری لرزه ای دیوارهای ساحلی وزنی کیسونی با خاکریز بهسازی شده مستقر بر بستر متراکم غیرروان گرا است. در این راستا، تاثیر الگوهای مختلف بهسازی خاکریز مستعد روان گرایی بر پاسخ لرزه ای این نوع دیوار ها ارزیابی و با یکدیگر مقایسه می شود. برای این منظور، از روش تفاضل محدود صریح لاگرانژی و مدل رفتاری UBCSAND برای خاکریز دانه ای غیرچسبنده مستعد روان گرایی استفاده می شود. مدل رفتاری به کار رفته با سخت شوندگی مختلط سینماتیک و همسانگرد می تواند رفتار چرخه ای خاک و همچنین افزایش فشار آب حفره ای در طی بارگذاری های لرزه ای را به نحو مناسبی لحاظ نماید. به علاوه، اندرکنش دیوار کیسونی و خاک اطراف در مدل سازی های عددی درنظر گرفته می شود. ابتدا، یک مدل عددی پایه دو بعدی از دیوار ساحلی کیسونی ایجاد و پاسخ آن براساس مشاهدات آزمایشگاهی متناظر اعتبارسنجی می شود. سپس، با انجام تحلیل های دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی تحت اثر رویدادهای لرزه ای با سطوح مختلف خطر، 11 سری منحنی شکنندگی لرزه ای احتمالاتی برای دیوار ساحلی کیسونی با 10 الگوی متفاوت بهسازی به روش جایگزینی برای خاکریز مستعد روان گرایی و همچنین برای دیوار ساحلی کیسونی فاقد بهسازی در چارچوب طراحی بر مبنای عملکرد توسعه داده می شوند. براساس احتمال های آسیب دیوار با الگوهای مختلف بهسازی در سطوح لرزه ای متفاوت و مساحت ناحیه های بهسازی شده، میزان اثربخشی و بازده الگوهای پیشنهادی بر بهبود عملکرد لرزه ای دیوار کیسونی مقایسه می شوند. نتایج حاصل نشان می دهند، بهسازی خاکریز دیوار سبب بهبود عملکرد و کاهش آسیب پذیری لرزه ای آن در تمامی سطوح لرزه ای می شود. به کارگیری الگوهای بهسازی خاکریز، جابجایی افقی ماندگار بالای دیوار پس از زلزله را به طور میانگین بین 40 تا 73 درصد کاهش می دهد. مقایسه الگوهای بهسازی خاکریز مستعد روان گرایی در پشت دیوار ساحلی کیسونی مستقر بر بستر متراکم غیرروان گرا نشان می دهد، الگوی های با هندسه مثلثی و ذوزنقه ای با قاعده در پایین بیش ترین اثربخشی مثبت را بر کاهش تغییرمکان افقی دیوار و کاهش احتمال آسیب لرزه ای آن دارند.
    کلیدواژگان: دیوار ساحلی وزنی، کیسون، عملکرد لرزه ای، تحلیل دینامیکی غیرخطی، منحنی شکنندگی، آسیب پذیری لرزه ای، طراحی بر مبنای عملکرد
  • فریبرز حمیدی، مسعود ضیایی*، رضا اسمعیل آبادی، محمد هادی علیزاده الیزئی صفحات 32-53
    لاستیک خودروها و شیشه های ضایعاتی از جمله مواد آلاینده در طبیعت با ماندگاری بالا هستند. یکی از راه های بازیافت شیشه و لاستیک ضایعاتی، استفاده از آن در بتن می باشد که حداقل برداشت از معادن طبیعی را به همراه خواهد داشت. از طرفی دیگر بسیاری از سازه های مهندسی در طول عمر خود در معرض خطرات آتش سوزی قرار دارند و از این رو شناخت خواص مکانیکی مصالح بتن در دماهای بالا ضروری است. در این تحقیق از شیشه و لاستیک ضایعاتی به عنوان جایگزین بخشی از ریزدانه طبیعی (ماسه) استفاده شد. اندازه ذرات شیشه بین mm85/0-2 بصورت وزنی و با درصدهای 5%،10% و 15% و اندازه ذرات لاستیک بین mm 3-5 بصورت حجمی و با درصدهای 5% و 10% جایگزین ریزدانه بتن شده است. در مجموع 12 طرح اختلاط و از هر طرح اختلاط 3 نمونه مکعبی و استوانه ای با درصد های متفاوت شیشه و لاستیک ساخته شد. مقاومت فشاری و کششی، روانی، افت وزنی، نسبت مقاومت پسماند فشاری و کششی نمونه ها در دمای محیط و تحت دمای°^C 600 اندازه گیری و متوسط مقادیر مورد ارزیابی قرار گرفت. از نظر ظاهری بعد از اعمال حرارت، رنگ نمونه ها تیره تر گردید و ترک های مویی بصورت گسترده در سطوح بتن قابل مشاهده بود. همانطور که انتظار می رفت، با افزایش مقادیر لاستیک، مقاومت فشاری نمونه ها کاهش یافت. بعد از اعمال حرارت، افت مقاومتی تمامی نمونه ها نسبت به حالت دمای محیط بیشتر بود. با افزایش مقدار درصد لاستیک، کاهش مقاومت بیشتر شد که دلیل آن را میتوان به سوختن و از بین رفتن ذرات لاستیک و پدیدار شدن حفرات ریز و ایجاد تخلخل در بتن نسبت داد. با افزایش مقدار درصد شیشه، روند مقاومت فشاری کمی بهبود داشت. نتایج نشان داد طرح ترکیبی 5 % شیشه و 5 % لاستیک طرح بهینه بوده و عملکرد مناسب تر و مطلوب تری را نسبت به سایر طرحها دارد.
    کلیدواژگان: شیشه ضایعاتی، لاستیک تایر، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، دمای بالا
  • محمدرضا سیفی اسگ شهر*، فرزاد نوروزی صفحات 54-73
    در سازه های بتن آرمه امکان جابجایی دیوار برشی با توجه به عوامل معماری مانند ایجاد ورودی برای پارکینگ، ایجاد بازشو، تغییر کاربری و موارد دیگر وجود دارد که منجر به ناپیوستگی داخل صفحه می شود. با توجه به مطالعات اخیر این نامنظمی می تواند منجر به ایجاد ضعف در پاسخ لرزه ای ساختمان های بتن آرمه شود. در صورت ایجاد این نوع نامنظمی، تیر بالای دیوار برشی انتقال یافته محل تمرکز خرابی خواهد بود. در این مطالعه یک قاب بتن آرمه 9 طبقه دارای سیستم باربر جانبی دیوار برشی به صورت غیرخطی مدلسازی شده است. در ادامه با اعمال سناریو های مختلف نامنظمی ناپیوستگی داخل صفحه و مقاوم سازی تیر بالای دیوار برشی انتقال یافته با ژاکت بتنی، منحنی شکنندگی لرزه ای قاب های منظم و نامنظم بر اساس نتایج تحلیل دینامیکی فزاینده توسعه داده شده اند. رکوردهای حوزه دور و نزدیک زلزله مورد استفاده در تحلیل تاریخچه زمانی قاب ها بر اساس طیف شرطی انتخاب شده اند. همچنین به منظور ملاحظه تاثیر نامنظمی بر روی حالات حدی خرابی، تحلیل پوش آور قاب ها انجام شده است. نتایج تحلیل ها دلالت بر آن دارد که با مقاوم سازی تیر بالای دیوار برشی انتقال یافته، شکنندگی لرزه ای قاب های نامنظم در اکثر حالات نسبت به قاب منظم کاهش نشان داده است. همچنین نتایج نشان می دهند که در قاب های نامنظم متوسط میانه بیشینه شتاب زمین در حالت انتقال دیوار برشی دو طبقه به ازای حالات حدی خسارت مختلف به صورت متوسط 19% از حالت انتقال دیوار برشی یک طبقه پایین به دهانه های کناری بیشتر است. همچنین متوسط میانه بیشینه شتاب زمین در حالت انتقال دیوار برشی به دهانه مجاور به ازای حالات حدی خسارت مختلف به صورت متوسط 15% از حالت انتقال دیوار برشی به دهانه دورتر بیشتر است.
    کلیدواژگان: قاب بتن آرمه، دیوار برشی، نامنظمی، ناپیوستگی داخل صفحه، ژاکت بتنی، شکنندگی لرزه ای
  • ایمان حسین پور بابائی*، رضا رضوانی توچاهی، مهدی کاوش ملی صفحات 74-91
    تثبیت و تسلیح خاک ها از جمله روش های مرسوم بهسازی انواع خاک های مسیله دار همچون خاک های رسی نرم می باشد. این پژوهش به بررسی تاثیر ورقه های ژیوتکستایل بر رفتار زهکشی نشده نمونه های رسی تثبیت شده با سیمان با استفاده از آزمایش مقاومت فشاری محصور نشده می پردازد. نمونه های خاک رس در سه درصد رطوبت مختلف شامل درصد رطوبت بهینه (بدست آمده از آزمایش تراکم استاندارد) و درصد رطوبت های متناظر با تراکم نسبی 90% در سمت تر و خشک رطوبت بهینه آماده شدند. نمونه ها با درصدهای مختلف سیمان شامل 3، 5 و 7 درصد وزن خشک خاک تثبیت شده و در سه زمان عمل آوری شامل 7، 14 و 21 روز تحت آزمایش تک محوری قرار گرفتند. به منظور بررسی تاثیر نوع تسلیح کننده، نمونه های رسی تثبیت شده با سیمان با دو نوع ژیوتکستایل بافته نشده با سختی کششی مختلف و سه حالت گوناگون یک لایه، دو لایه و سه لایه تسلیح شدند. نتایج نشان داد که تسلیح نمونه های رسی سیمانی شده با ورقه های ژیوتکستایل، باعث بهبود بیشتر مشخصه های مکانیکی از قبیل مقاومت فشاری، مقاومت باقیمانده و کرنش گسیختگی نمونه های مسلح نسبت به نمونه های غیرمسلح می شود. بیشترین افزایش مقاومت، در نمونه های مسلح شده با سه لایه ژیوتکستایل رخ داد که به طور متوسط 37 درصد افزایش مقاومت نسبت به نمونه های مسلح نشده را داشتند. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده، استفاده از ژیوتکستایل منجر به کاهش سختی و افزایش شکل پذیری نمونه های تثبیت شده گردیده و مانع انتشار بیشتر ترک های ایجادشده در نمونه های خاک می شود.
    کلیدواژگان: ژئوتکستایل، تثبیت با سیمان، رس، مقاومت تک محوری، خاک مسلح
  • کیانوش صمیمی*، مهیار پاکان صفحات 92-115
    هزینه بالا و پدیده انباشتگی گرافن در ماتریس سیمانی از موانع اصلی استفاده آن در صنعت بتن به شمار می آید. در این مطالعه، هر دو چالش فوق با تولید گرافن از طریق ترکیب گرافیت و فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلات اتر به روش لایه برداری مرتفع گردید. در این راستا به جهت امکان سنجی استفاده از گرافن تولید شده بر مبنای فوق روان کننده در کامپوزیت های سیمانی، خواص مکانیکی و نفوذپذیری به همراه مطالعات جامع ریز ساختاری بررسی گردید. تجزیه و تحلیل های نتایج طیف سنجی FESEM و TEM نشان داد که صفحات گرافن چند لایه ساخته شده با استفاده از فوق روان کننده بر پایه پلی کربوکسیلات اتر دارای کیفیت بالا و نقص کمی می باشد. بر اساس نتایج این تحقیق، نمونه حاوی گرافن بر مبنای ترکیب 5 گرم در لیتر گرافیت و فوق روان کننده به میزان 1/0 درصد سیمان مصرفی، مقاومت فشاری و خمشی را به ترتیب به میزان 05/82 و 56/33 درصد نسبت به نمونه شاهد در سن 3 روزه افزایش می دهد. از سوی دیگر، کاهش تخلخل در مخلوط حاوی گرافن در مقایسه با نمونه شاهد در سن 180 روز به میزان 50 درصد می باشد. علاوه بر این نتایج نشان دادند که استفاده از گرافن موردمطالعه به دلیل افزایش پیچ خوردگی و اصلاح منافذ ماتریس سیمانی اثر موثری در جذب مویینگی دارد. همچنین، نتایج XRD نشان دادند که استفاده از محلول حاوی گرافن سبب مصرف C3S و C2S در سن 3 روز شده و فازهای CH، CSH بیشتری در ساختار سیمان ایجاد شده اند. این نتایج به همراه نتایج مشخصه یابی TGA و FESEM نشان داد که اثر هسته زایی گرافن در سنین اولیه مشهودتر است.
    کلیدواژگان: ریزساختار، فوق روان کننده، گرافن، مقاومت مکانیکی، نفوذپذیری
  • مجید علی پور*، علی گوهری صفحات 116-131

    در سالهای اخیر، سطح فضای سبز در شهرهای بزرگ به دلیل افزایش تمایل به شهرنشینی و نیاز به ساخت مجتمع های مسکونی رو به کاهش بوده است. به منظور رفع این معضل و ایجاد توسعه پایدار شهری، بام سبز به عنوان یکی از راه های مفید پیشنهاد شده است. بنابراین ضرورت دارد که توجه ویژه ای به استفاده از آن گردد تا بتوان ایجاد امکانات و رفاه شهری را در کنار حفظ سلامت شهروندان شاهد باشیم . هدف این تحقیق ارزیابی و اولویت بندی معیارهای موثر در توسعه بام سبز بوده است. بدین جهت با بهره جویی از مطالعات کتابخانه ای و نظرات خبرگان، معیارها در سه گروه محیط زیستی، اقتصادی و اجتماعی و مشتمل بر سیزده زیرمعیار استخراج و طبقه بندی گردید. پس از بررسی و تایید روایی و پایایی و جمع آوری پرسش نامه های توزیع شده بین خبرگان، آنالیز داده ها به کمک روش بهترین-بدترین معرفی انجام شد. نتایج نشان داد که شاخص اقتصادی مقدم بر دو شاخص دیگر است. ثانیا، مهمترین زیرمعیار در گروه های محیط زیستی، اقتصادی و اجتماعی به ترتیب افزایش کیفیت هوا و کاهش آلاینده ها، افزایش عمر پوسته بام و ارتقای سلامت عمومی افراد بوده است. در نهایت، با در نظر گرفتن کل معیارها، افزایش عمر پوسته بام به عنوان نخستین و گسترش و تنوع زیستگاه جانداران به عنوان آخرین معیار رتبه بندی شدند.

    کلیدواژگان: بام سبز، توسعه پایدار، معیار، رتبه بندی، بهترین-بدترین
  • یاسر گلدوست*، علی الیاسی، سعید صادقی دروازه صفحات 132-152
    ضعف عملکرد زمانی، مسیله ای شایع در پروژه های خطوط انتقال گاز به شمار می رود که دربردارنده تبعات منفی مستقیم و غیرمستقیم فراوانی است. بر این اساس، هدف از پژوهش حاضر، شناسایی و ارزیابی علل تاخیر در پروژه های مذکور است. در این راستا، ابتدا بر پایه مرور ادبیات پژوهش، فهرست اولیهای از علل بروز تاخیر در پروژه های ساخت، تهیه شد و سپس بهمنظور پالایش علل برآمده از ادبیات، متناسب با خصوصیات بستر پژوهش و نیز رتبه بندی آن ها، داده ها به کمک ابزار پرسشنامه، از جامعه هدف پژوهش که خبرگان دست اندرکار در پروژه های تحت مطالعه بودند، گردآوری و با استفاده از تکنیک تلفیقی تحلیل کیفی ریسک و روش بهترین-بدترین، تحلیل شدند. نتایج نشان داد که‏ از میان 43 علت تاخیر شناسایی شده که ذیل هفت منشا اسناد پیمان پروژه، تعاملات و ارتباطات میان ارکان پروژه، کارفرما، پیمانکار، مشاور، نیروی کار و محیط طبقه بندی شده بودند به ترتیب تاخیر کارفرما در پرداخت به پیمانکار، ‏بی ثباتی مالی بازارها، ضعف پیمانکار در مدیریت جریان نقدینگی، تاخیر در تعهدات تامین کنندگان و بروز تاخیر در کارهای پیمانکاران جزء، مهمترین علل تاخیر در بستر پروژه های مورد مطالعه بودند. همچنین ارزیابی درون گروه های هفت گانه نیز نشان داد که در گروه علل با منشا اسناد پیمان پروژه، علت مدت کوتاه قرارداد اولیه پروژه؛ در گروه علل با منشا تعاملات و ارتباطات میان ارکان پروژه، علت دشواری هماهنگی میان ارکان پروژه؛ در گروه علل با منشا کارفرما، علت تاخیر کارفرما در پرداخت مطالبات پیمانکار؛ در گروه علل با منشا پیمانکار، ضعف پیمانکار در مدیریت جریان نقدینگی؛ در گروه علل با منشا مشاور کارفرما، علت بوروکراسی مشاور کارفرما در فرایند تایید و تصویب مدارک مهندسی؛ در گروه علل با منشا نیروی کار، علت فقدان یا کمبود نفرات متناسب با حجم کارهای پروژه؛ و در گروه علل با منشا محیطی، علت بی ثباتی مالی بازارها، حایز رتبه اول در میان علل هم خانواده خود بودند.
    کلیدواژگان: تاخیر، پروژه های احداث خطوط انتقال گاز، تحلیل کیفی ریسک، روش بهترین بدترین (BWM)، مدیریت ساخت
  • فرشید زندی، علیرضا لرک*، بابک امین نژاد صفحات 153-181
    اگرچه مفهوم ساختمان سبز به تنهایی می تواند راهگشای دستیابی به اهداف توسعه پایدار باشد، اما باید سازوکار پیاده سازی آن نیز فراهم گردد. از همین رو شناسایی و ارزیابی مشوق های لازم برای توسعه ساختمان های سبز، از نقشی کلیدی برخوردار است. هدف اصلی مقاله حاضر ارزیابی اثربخشی اقدامات (سیاست های) تشویقی موثر بر ارتقاء ساختمان های سبز است. با مرور و جمع بندی نتایج حاصل از ادبیات تحقیق برای شناسایی سیاست های مربوطه در زمینه ساخت و ساز سبز براساس فازهای مختلف چرخه عمر پروژه، پایگاه داده ای متشکل از 6 هدف عمده و 42 اقدام (سیاست) تشویقی موثر بر ارتقاء ساختمان سبز شناسایی شد. با توسعه روش ارزیابی فازی جامع و تشکیل ماتریس سیاست-اقدامات به ارزیابی سیاست گذاری ها و خط مشی های توسعه ساختمان های سبز پرداخته شد. براساس نتایج، اتخاذ و پیاده سازی مشوق های اقتصادی در فاز تصمیم گیری، تقویت نظارت و مدیریت برای عرضه فناوری ها و محصولات جدید و از رده خارج کردن محصولات قدیمی و منسوخ در فاز تولید/ تامین مصالح، بهبود سیستم استاندارد و ارزیابی برای طراحی و ساخت و ساز پایدار جهت ایجاد تدریج قوانین و مقررات ورود به بازار صنعت ساخت در فاز طراحی و ساخت، بازسازی تدریجی ساختمان های موجود و ارایه سیاست های تشویقی برای کاربران در فاز بهره برداری و نگهداری و تقویت نظارت بر تخریب برای کاهش آلودگی های زیست محیطی و زباله های ساختمانی در فاز تخریب و بازیافت به عنوان کلیدی ترین سیاست گذاری ها برای توسعه ساختمان های سبز شناسایی شدند. اقدامات نظارتی نقش مهمی را در هر پنج فاز چرخه عمر ساختمان های سبز ایفا می کنند. سیاست های تشویقی در فاز تصمیم گیری توسعه، بهبود استانداردهای فنی و سیستم ارزیابی و تبدیل به مدل طراحی یکپارچه در بازار و فناوری بالاتر از سیاست های نظارتی رتبه بندی شده اند. نتایج تحقیق حاضر درک واضحی را از اتخاذ سیاست گذاری های تشویقی موثر بر ارتقاء ساختمان های سبز ارایه می نماید.
    کلیدواژگان: سیاست گذاری های تشویقی، ساختمان های سبز، سیستم ارزیابی فازی، ماتریس اهداف-اقدامات، اثربخشی
  • رضا جوانمردی، بهروز احمدی ندوشن* صفحات 182-204
    در این تحقیق، یک روش مبتنی بر مدل جایگزین شبکه عصبی بهینه شده برای حل مسایل بهینه سازی مبتنی بر قابلیت اعتماد سازه ها ارایه شده است. ایده اصلی یافتن مدل جایگزینی است که در فضای متغیر ها به اندازه کافی تعمیم یافته باشد و همچنین در فرایند آموزش، دچار پدیده بیش برازش نشده باشد. به این ترتیب، ابتدا با استفاده از جعبه ابزارSM ، یک مجموعه داده از ورودی ها و خروجی های مساله ایجاد می شود. سپس یک مساله بهینه سازی برای به دست آوردن بهترین عملکرد شبکه عصبی حل می شود. متغیرهای طراحی در مرحله آموزش شبکه عصبی، تعداد لایه های تعریف شده در شبکه عصبی، تعداد نرون های هرلایه و نوع توابع انتقال در نظر گرفته شده اند. تابع هدف برابر با نسبت عملکرد که به صورت نسبت تعداد پارامترهای موجود در شبکه عصبی به تعداد اعضایی از مجموعه داده که در فرایند آموزش به کار می روند، تعریف می شود. در مرحله بعد، از الگوریتم جستجوی الگو برای حل مسایل بهینه سازی برمبنای قابلیت اعتماد استفاده شده است. برای نشان دادن کارایی روش ارایه شده، دو مثال عددی در نظر گرفته شده اند. در مثال نخست، یک خرپای 10 عضوی دو بعدی و در مثال دوم، یک چلیک دو لایه 832 عضوی مورد بررسی قرار گرفته اند. مثال اول برای هر دو حالت متغیرهای پیوسته و گسسته حل شده است. در مثال نخست، روش پیشنهادی 32 برابر در حالت پیوسته و 25 برابر در حالت گسسته سریع تر عمل کرده است. (نسبت به حل مساله با مدل اصلی SAP 2000 و روش ابر مکعب لاتین). در هر دو مثال، مدل جایگزین به دست آمده از روش پیشنهاد شده عملکرد مورد نظر در داده های اعتبار سنجی و آزمون را تامین کرده است.
    کلیدواژگان: بهینه سازی مبتنی بر قابلیت اعتماد، بهینه سازی چلیک دولایه، شبکه عصبی، بیش برازش، SAP2000
  • محمدمهدی شیروی، محمدرضا افتخار* صفحات 205-221

    از بتن پلیمری به دلیل خواص مطلوب، برای تعمیر و یا ساخت سازه هایی که نیاز هم زمان به مقاومت مکانیکی و دوام بالا در مدت زمان کوتاه دارند استفاده می شود. از طرفی کاهش وزن بتن پلیمری با استفاده از سنگ دانه های سبک، می تواند مزایای کاربرد این نوع بتن را در موارد عملی به منظور سهولت بیش تر در ترمیم بتن های آسیب دیده یا استفاده در شرایط خاص دو چندان نماید. از آن جا که افزایش مقاومت بتن، معمولا کاهش شکل پذیری را به دنبال دارد، لذا استفاده از الیاف در ماتریس بتن، می تواند تا حد زیادی مشکل کاهش شکل پذیری را جبران نماید. هدف از این پژوهش، بررسی خواص مکانیکی بتن پلیمری پلی استری بهینه شده ی سبک وزن (با و بدون الیاف) و مقایسه ی آن با خواص مکانیکی بتن سبک می باشد. برای بررسی خواص مکانیکی بتن پلیمری از آزمایشات مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر سایش استفاده گردید. هم چنین، از تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) به منظور بررسی تاثیر الیاف بر ریز ساختار نمونه های بتن پلیمری استفاده شد. نتایج نشان می دهد که هم راستا با بهبود چشم گیر مقاومت های مکانیکی بتن پلیمری نسبت به بتن سبک، افزودن الیاف می تواند خواص مکانیکی بتن پلیمری را ارتقا دهد. در این تحقیق، استفاده از 0.25 درصد حجمی الیاف ترکیبی (پلی پروپیلن و کورتا) در طرح اختلاط بتن پلیمری، سبب افزایش مقاومت فشاری، کششی، مقاومت خمشی و مقاومت در برابر سایش به ترتیب به میزان 9.1، 8.8، 6.2 و 6.3 درصد نسبت به بتن پلیمری فاقد الیاف شده است. هم چنین وجود الیاف در ساختار بتن پلیمری، همانند بتن معمولی، بهبود مقاومت بتن در برابر ضربه و شکل پذیری بهتر را به دنبال دارد. آنالیز تصاویر میکروسکوپ الکترونی حاکی از پیوستگی و انسجام الیاف پلی پروپیلن و ماتریس بتن پلیمری است که می تواند توجیه مناسبی برای ارتقای خواص مکانیکی بتن پلیمری حاوی الیاف محسوب شود.

    کلیدواژگان: بتن پلیمری، رزین پلی استر، مقاومت مکانیکی، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر ضربه
  • مینو نیک قلب پور، علیرضا نگهدار* صفحات 222-241
    با افزایش جمعیت، پیشرفت تکنولوژی و به تبع آن افزایش آلاینده های فلزات سنگین و نیز قرار گرفتن یک چهارم سطح زمین در مناطق سردسیر، مطالعه ی تاثیر فرایند انجماد و ذوب روی خاک های رسی و پیش بینی رفتار آن ها با گذشت زمان ضروری می باشد. با توجه به این که اثر چرخه انجماد و ذوب بر رفتار خاک های رسی آلوده به فلز سنگین کمتر مورد بررسی قرار گرفته است و همچنین گستردگی وجود خاک رسی با خمیری پایین و سنگ رسوبی شیل در کشور ایران به عنوان نوآوری، در مقاله حاضر هدف بررسی تاثیر چرخه انجماد و ذوب بر رفتار نشست پذیری ترکیب شیل پودر شده- خاک رسی در برابر آلاینده های فلزات سنگین سرب و روی می باشد. در پژوهش حاضر خاک رسی با خمیری پایین به همراه 40 و 60 درصد شیل خرد شده مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور تعداد 60 آزمایش تحکیم یک بعدی و حدود اتربرگ بر روی ترکیب شیل پودری-خاک رس در برابر 0، 5 و 25 سانتی مول بر کیلوگرم خاک، از آلاینده های نیترات سرب و نیترات روی انجام گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده، بیشترین تغییرات حد روانی مربوط به نمونه های آلوده به 25 سانتی مول نیترات سرب پس از 12 چرخه انجماد و ذوب با 43 درصد کاهش می باشد. کمترین تغییرات حد روانی مربوط به ترکیب 40 درصدی کایولینیت با 25 سانتی مول آلاینده نیترات روی می باشد. همچنین نتایج بدست آمده از آزمایش تحکیم بیان گر این موضوع است که خصوصیات نشست پذیری نمونه ها تحت تاثیر غلظت آلاینده فلز سنگین سرب و روی و چرخه انجماد و ذوب قرار داشته است. افزایش آلاینده فلز سنگین منجر به کاهش نسبت تخلخل اولیه و شاخص فشردگی نمونه ها و چرخه انجماد و ذوب منجر به افزایش این نسبت ها گردیده است. همچنین حداکثر تغییرات در چهار چرخه اول انجماد و ذوب ایجاد شده در حالی که تا چرخه دوازدهم تغییرات ناچیز بوده است.
    کلیدواژگان: پوشش رسی، مدفن زباله، مناطق سردسیر، تحکیم یک بعدی، آلاینده فلز سنگین
  • محمود نادری، علی صابری ورزنه*، ابوالفضل رشوند آوه صفحات 242-259
    اکثر روش های موجود جهت تخمین مقاومت مصالح، یا به صورت مخرب بوده یا دارای تجهیزات گران قیمت و وارداتی هستند. برخی از آن ها نیز به طور غیر مستقیم مقاومت مصالح را اندازه گیری می نمایند. لذا آزمونی که دارای تجهیزات ارزان، ساده و در دسترس، دارای دقت بالا، قابل اعمال در تمامی شرایط (خشک، مرطوب، زیر آب و تحت هر دمایی)، دارای خرابی سطحی و جزیی و قابل انجام هم در آزمایشگاه و هم در محل پروژه باشد، مورد نیاز می باشد. لذا در این مقاله با استفاده از روشی ساده، درجا و با تجهیزات ارزان و در دسترس به نام آزمون "انتقال اصطکاک" اقدام به اندازه گیری مقاومت فشاری و کششی ملات ها و سنگ های مختلف شده است. در آزمون انتقال اصطکاک ابتدا یک مغزه جزیی به قطر 50 و ارتفاع 25 میلی متر روی سطح نمونه ایجاد نموده و سپس دستگاه انتقال اصطکاک روی مغزه تثبیت شده و با استفاده از یک ترکمتر معمولی، به مغزه لنگر پیچشی اعمال می گردد تا دچار شکست گردد. سپس با تعیین مقاومت سطحی حاصل از آزمون انتقال اصطکاک و مقایسه نتایج به دست آمده با آزمون های استاندارد، معادلات به دست آمده جهت تبدیل نتایج حاصل از آزمون "انتقال اصطکاک" به مقاومت فشاری تک محوری مصالح ارایه شده است. آزمون ها بر روی هفت نوع سنگ مختلف و ملات های سیمانی که در کارهای عادی تعمیراتی بکار می روند انجام پذیرفت. نتایج حاصله بیانگر دقت بالای آزمون انتقال اصطکاک در اندازه گیری مقاومت سنگ ها و ملات ها می باشد. ضریب تعیین بین نتایج آزمون انتقال اصطکاک با مقاومت فشاری تک محوری سنگ ها برابر 2/93 درصد بدست آمد که با توجه به منحنی کالیبراسیون می توان با بکارگیری آزمون انتقال اصطکاک، مقاومت فشاری سنگ ها را با استفاده از معادله y=1.67x+90.8 اندازه گیری نمود. همچنین با استفاده از آزمون انتقال اصطکاک، مقاومت فشاری و کششی ملات ها را نیز می توان با دقت حدود 94 درصد اندازه گیری نمود.
    کلیدواژگان: خرابی سطحی، آزمون درجا، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، نمودارهای کالیبراسیون
|
  • Babak Ebrahimian *, Amir Reza Zarnousheh Farahani Pages 5-31
    The main objective of the present numerical study is to investigate the seismic vulnerability of the caisson-type gravity quay walls with improved backfill soil located on a non-liquefiable dense seabed soil layer. In this regard, the effects of different improvement patterns applied to the liquefiable backfill on the seismic response of the wall are evaluated and compared. For this purpose, the Lagrangian explicit finite difference method and the UBCSAND constitutive model are utilized. First, a basic two-dimensional numerical model of the caisson quay wall is created and its response is validated against the corresponding experimental observations. Afterward, by performing non-linear time history dynamic analysis under the effect of various seismic events with different risk levels, 11 series of probabilistic seismic fragility curves are developed within the performance-based design framework for the caisson quay walls with 10 different backfill improvement patterns and also for the caisson quay wall without improvement. According to the damage probability of the wall with various improvement patterns at different seismic levels as well as the area of the improved zone behind the wall, the effectiveness and efficiency of the proposed improvement patterns on enhancing the seismic performance of the system are evaluated and discussed. The results show that the backfill replacement and modification improve the seismic performance of the wall and reduce its vulnerability in all seismic levels. By applying different backfill improvement patterns, the permanent horizontal displacement at the top of the wall after earthquake decreases on average between 40% and 73% compared to the wall without improvement. The triangle and trapezoidal geometrical patterns with the base at the bottom have the most positive effect on reducing both the horizontal displacement of the wall and the possibility of its seismic damage.
    Keywords: Gravity quay wall, caisson, Seismic Performance, non-linear dynamic analysis, Fragility curve, Seismic vulnerability, Performance-based design
  • Fariborz Hamidi, Masoud Ziaei *, Reza Esmaeil Abadi, Mohammad Hadi Alizadeh Elizei Pages 32-53
    Tires and waste glass are long-lasting pollutants in nature. One of the ways to recycle waste glass and rubber is to use it in concrete, which will result in minimal extraction of natural minerals. Many engineering structures are exposed to fire hazards, and therefore it is necessary to know the mechanical properties of concrete materials at high temperatures. In this research, waste glass and rubber were used as a substitute for a part of natural fine grain (sand). The size of glass particles is between 0.2-0.85 mm and with percentages of 5%, 10% and 15% and the size of rubber particles is between 3-5 mm by volume and with percentages of 5% and 10%, replacying fine aggregates. In total, 12 mixing plans were made, and from each mixing plan, 3 cubic and cylindrical specimens were made with different percentages of glass and rubber. The compressive and tensile strength, workability, weight loss, ratio of residual compressive and tensile strength of the specimens were measured at ambient temperature and at 600 °C and the average values were evaluated. In terms of appearance, after applying heat, the color of the specimens became darker and hairline cracks were widely visible on the concrete surfaces. As expected, with increasing the rubber, the compressive strength of the speciemns decreased. After applying heat, the resistance drop of all specimens was higher than the ambient temperature state. With the increase in the rubber, the resistance decreased more, which can be attributed to the burning and destruction of rubber particles and the appearance of small holes and porosity in concrete. With increasing glass percentage, the trend of compressive strength was slightly improved. The results showed that the combined design of 5% glass and 5% rubber is the optimal design and has a more appropriate performance than other designs.
    Keywords: Waste Glass, Tire Rubber, Compressive strength, tensile strength, Elevated Temperature
  • Mohammadreza Seify Asghshahr *, Farzad Norouzi Pages 54-73
    In RC structures, it is possible to move the shear wall due to architectural factors such as creating entrances for parking, creating openings, changing uses and other factors, which leads to in-plane discontinuity. According to recent studies, this irregularity can lead to weakness in the seismic response of RC buildings. In this type of irregularity, the beam above the transferred shear wall will be the focus of failure. In this study, a 9-story RC frame shear wall structure is modeled nonlinearly. Then, by applying different scenarios of in-plane discontinuity irregularity and strengthening the beam above the transferred shear wall with a concrete jacket, the seismic fragility curve of regular and irregular frames have been developed based on the results of incremental dynamic analysis. The near and far-field ground motion records used in the time history analysis of the frames are selected based on the conditional spectrum. Also, to consider the effect of irregularity on the damage limit states, the pushover analysis of the frames has been done. Results indicate that by strengthening the beam above the transferred shear wall, the seismic fragility of the irregular frames has decreased in most cases compared to the regular frame. Also, results show that in irregular frames, the median peak ground acceleration in the two-story shear wall transfer case for different damage limit states is 19% higher than the one-story transfer case to the side spans. Also, the median peak ground acceleration in the state of transition of the shear wall to the adjacent span for different damage limit states is 15% higher than the state of transition to the far span.
    Keywords: RC frame, Shear wall, irregularity, In-plane Discontinuity, Concrete Jacket, Seismic Fragility
  • Iman Hosseinpour *, Reza Rezvani, Mahdi Kavoshmelli Pages 74-91
    This paper experimentally examines the effect of geotextile layers on the undrained behavior of cement-stabilized clay specimens using unconfined compressive strength (UCS) tests. Accordingly, the low-plasticity clay specimens were remolded in three different moisture contents, including optimum moisture content and two other ones corresponding to 90% relative compaction. The clay specimens were also stabilized by cement with various percentages equal to 3, 5, and 7% of the dry weight of the soil. The stabilized clay specimens were then cured in 7, 14, and 21 days prior to performing the unconfined compressive tests. In order to investigate the effect of reinforcement type, the stabilized clay specimens were reinforced with two types of non-woven geotextiles with different values of tensile stiffness. Results of experiments showed that reinforcing cemented-clay specimens with geotextile sheets improves the mechanical properties such as maximum compressive strength, residual strength, and rupture strain of reinforced specimens compared to unreinforced ones. The greatest increase in compressive strength occurred in specimens reinforced with three geotextile layers, which had an average 37% increase in strength compared to non-reinforced specimens. The comparison between reinforced specimens with two different geotextiles showed that increasing the tensile strength of the geotextile increases the compressive strength, rupture strain, and residual stress of the reinforced specimens.
    Keywords: Geotextile, Cement stabilization, Clay, Unconfined Compressive Test, Reinforced Soil
  • Kianoosh Samimi *, Mahyar Pakan Pages 92-115
    The high cost and the accumulation phenomenon of graphene in the cement matrix are the main obstacles to its use in the concrete industry. In this study, both of the above challenges were solved by producing graphene through the combination of graphite and polycarboxylate ether-based superplasticizer by exfoliation method. In this regard, mechanical properties and permeability, as well as comprehensive microstructural studies, were investigated for the feasibility of using graphene produced based on superplasticizer in cement composites. The SEM and TEM analyses revealed that the multilayer graphene sheets produced with a polycarboxylate ether-based superplasticizer are of high quality and have few defects. According to the results of this research, the sample containing graphene based on the combination of 5 grams per liter of graphite and superplasticizer at the rate of 0.1% of the cement used, the compressive and bending strength was increased by 82.05% and 33.56%, respectively, compared to the control sample at the age of 3 days. On the other hand, the porosity in the graphene-containing mixture is reduced by 50% compared to the control sample. Besides, the results demonstrated that graphene has an effective influence on capillarity absorption due to increased twisting and modification of cement matrix pores. Also, the XRD results showed that using solution containing graphene led to the consumption of C3S and C2S at the age of 3 days and more CH, CSH phases were formed in the cement structure. These results together with TGA and FESEM characterization results showed that the effect of graphene nucleation is more evident at early ages.
    Keywords: Microstructure, Superplasticizer, graphene, Mechanical resistance, Permeability
  • Majid Alipour *, Ali Gohari Pages 116-131

    Megacities recently are experiencing a shortage of green spaces basically due to an increase in both urbanization demand and residential complexes. In order to solve this problem and create sustainable urban development, green roofs have been suggested as one of the useful options. Therefore, it is necessary to pay special attention to its use so that we can witness the creation of urban facilities and welfare along with the preservation of citizens' health. The purpose of this research is to evaluate and prioritize effective criteria in the development of green roof. For doing so, by using library studies and experts' opinions, the criteria were extracted and classified into three environmental, economic and social groups, consisting of thirteen sub-criteria. After checking and confirming validity and reliability and collecting questionnaires distributed among experts, data analysis has been done using the best-worst method. The results shows that economic indicator attract the highest priority among others. Additionally, the most important sub-criteria in environmental, economic, and social groups was air quality, roof longevity, and public health, respectively. Finally, the respective highest and lowest scores were assigned to roof longevity and biodiversity when all criteria were considered. However these results may change in other countries .

    Keywords: green roof, sustainable development, Indicator, Prioritization, Best-Worst
  • Yaser Goldust *, Ali Eliasi, Saeid Sadeghi Darvazeh Pages 132-152
    Poor time performance is a common problem in gas transmission line projects, which had many direct and indirect negative consequences. accordingly. The aim of this study is identifying and evaluating the causes of delays in the mentioned projects. In this regard, first, based on literature review, an initial causes of delays list was prepared, and then, to refine the causes extracted from literature, and also their ranking, the data was collected with the help of a questionnaire from the target community who were experts involved in the target projects and was analyzed using the combined technique of qualitative risk analysis and the best-worst method. The results showed that the five most important causes of delays in this study were: the client's delay in paying contractor, the financial instability of the market, the contractor's weakness in cash flow management, the delay in fulfilling obligations from the suppliers and subcontractor’s delays. Finally, each of the mentioned causes were described and the solutions to overcoming them were explained. Also, the evaluation within the seven groups showed that in the group of causes originating from the project contract documents, the short duration of the initial project contract; In the group of causes originating from interactions and communications among the project parties, the difficulty of coordination among them; In the group of causes originating from the client, the client’s delay in paying the contractor; In the group of causes originating from the contractor, the contractor's weakness in cash flow management; In the group of causes originating from the consultant, the bureaucracy of the consultant in the process of approval; In the group of causes originating from labor, the shortage of labor; And in the group of causes originating from environment, the financial instability of the markets was ranked first among the causes of their family.
    Keywords: delay, Gas Transmission Line Construction Projects, Qualitative Risk Analysis, Best Worst Method, Construction management
  • Farshid Zandi, Alireza Lork *, Babak Aminnejad Pages 153-181
    The main idea of developing green buildings is based on the construction of environmentally friendly buildings and energy conservation and sustainable development. Although the concept of green building alone can open the way to achieve such goals, a mechanism for its implementation must also be provided. Therefore, identifying and evaluating the necessary incentives for the development of green buildings has a key role. The main goal of this paper is to evaluate the effectiveness of the incentive measures (policies) influenced on the promotion of green buildings. By reviewing and summarizing the results of the research literature to identify relevant policies in the field of green construction based on different phases of the project's life cycle, a database consisting of 6 major goals and 42 incentive actions (policies) effective on the promotion of green buildings was identified. By developing the comprehensive fuzzy evaluation method and forming the policy-action matrix, policies and policies were evaluated in the direction of further development of green buildings. The results showed that regulatory measures play an important role in all five phases of the life cycle of green buildings. However, it should not be overlooked that due to the obstacles created by regulatory policies for the future green building market, these policies may not be the best approach for green building development. Incentive measures such as financial incentives for the decision-making stage of development, improvement of technical standards and evaluation system, and conversion to an integrated design model in the market and technology are ranked higher than regulatory policies. The results of the present research provide a clear understanding of the adoption of effective incentive policies on the promotion of green buildings.
    Keywords: incentive policies, green buildings, Fuzzy evaluation system, Objectives-actions matrix, effectiveness
  • Reza Javanmardi, Behrouz Ahmadi-Nedushan * Pages 182-204
    In this research, a method based on the optimal neural network and pattern search optimization algorithm is presented to solve reliability-based design optimization problems. The main idea is to find a surrogate model that does not suffer from the phenomenon of overfitting and therefore has a good generalization accuracy. In the first stage, using the program written using the SM toolbox, a data set of inputs and outputs of the problem is created by running Sap2000. Then an optimization problem is solved to obtain the best performance of the neural network. The design variables in the neural network training stage, are the number of layers, the number of neurons in each layer and the type of transfer. The objective function is the performance ratio, which is defined as the ratio of the number of parameters in the neural network to the number of members of the data set used in the training process. Subsequently. The pattern search algorithm is used to optimize the examples using the developed optimal ANN as a surrogate model. To demonstrate the effectiveness of the presented method, two numerical examples are considered. In the first example, a ten-bar plane truss and in the second example, a two-layered 832-membered barrel vault have been investigated. In the first example, the proposed method has worked about 32 times faster in the vase of continuous variables and 25 times faster in the case of discrete variables. (Compared to solving the problem with the original SAP 2000 model and the Latin hypercube sampling method). In both examples, the surrogate model obtained from the proposed method has provided the desired performance in both the validation and the test data.
    Keywords: Reliability-Based Design Optimization, optimization, Double layer barrel vault, Neural Network, Overfitting, SAP 2000
  • Mohammad Mahdi Shiravi, Mohammad Reza Eftekhar * Pages 205-221

    Due to its desirable properties, polymer concrete is used for repairing or building structures that require both mechanical strength and high durability in a short period of time. On the other hand, reducing the weight of polymer concrete by using light aggregates can double the benefits of using this type of concrete in practical cases in order to make it easier to repair damaged concrete or use it in special conditions. Since the increase in concrete strength usually results in a decrease in ductility, therefore, the use of fibers in the concrete matrix can largely compensate for the problem of the decrease in ductility. The aim of this research is to investigate the mechanical properties of lightweight optimized polyester polymer concrete (with and without fibers) and compare it with the mechanical properties of lightweight concrete. To check the mechanical properties of polymer concrete, compressive strength, tensile strength, flexural strength, impact resistance and abrasion resistance tests were used. Also, electron microscope (SEM) images were used to investigate the effect of fibers on the microstructure of polymer concrete samples. The results showed that in line with the remarkable improvement of the mechanical resistance of polymer concrete compared to light concrete, the addition of fibers can improve the mechanical properties of polymer concrete. In this study, the use of 0.25 percent by volume of composite fibers in the mixing design of polymer concrete increases the compressive, tensile, flexural, and abrasion resistance by 9.1, 8.8, 6.2, and 6.3 percent, respectively, compared to polymer concrete without It is fiber. The analysis of SEM indicates the continuity and cohesion of polypropylene fibers and polymer concrete matrix, which can be considered as a good justification for improving the mechanical properties of polymer concrete containing fibers.

    Keywords: polymer concrete, Polyester Resin, Mechanical strengths, Impact resistance, Abrasion resistance
  • Minoo Nikghalbpour, Alireza Negahdar * Pages 222-241
    With the population growth, technological advancement, and the increase in heavy metal pollutants, besides the location of a quarter of the earth's surface in cold regions, it is necessary to study the effect of freeze-thaw cycles on clay and predict its behavior over time. The effect of freeze-thaw cycles on the behavior of clay contaminated with heavy metals has been less studied. In addition, low plasticity clay and shale sedimentary rock are frequent in Iran. As an innovation in this article, the effect of the freeze-thaw cycles on the compressibility behavior of shale-clay soil in the presence of lead and zinc heavy metal pollutants is investigated. The combination of low plasticity clay with 40 and 60% crushed shale was investigated. For this purpose, 60 one-dimensional and Atterberg limit tests were conducted on the samples in the presence of 0, 5 and 25 cmol/kgsoil of lead nitrate and zinc nitrate pollutants. According to the obtained results, the most changes in liquid limit are related to the samples contaminated with 25 cmol of lead nitrate after 12 cycles of freeze-thaw cycles with a 43% reduction. And the lowest changes in liquid limit are related to the combination of 40% kaolinite with 25 cmol of zinc nitrate pollutant. Also, the results obtained from the consolidation test indicate that the compressibility of the samples was affected by the concentration of lead and zinc heavy metal pollutants and the freeze-thaw cycles. The increase of heavy metal pollutants led to a decrease in the initial void ratio and compressibility index of the samples compared to freeze-thaw cycle, which led to an increase in these ratios. The maximum changes were made in the first four cycles of the freeze-thaw cycle, and the changes were insignificant until the 12th cycle.
    Keywords: Clay cover, Landfill, cold regions, 1-D Consolidation, Heavy metal
  • Mahmood Naderi, Ali Saberi Vaezaneh *, Abolfazl Rashvand Aveh Pages 242-259
    Most of the methods for estimating the strength are either destructive or have expensive and imported equipment. Some of them also indirectly measure the strength. Therefore, a test that has cheap, simple and available equipment, with high accuracy, can be applied in all conditions, has minor damage and can be performed both in the laboratory and on the project site, it is required. Therefore, in this article, the compressive and tensile strength of different mortars and stones have been measured using a in-situ method with cheap and available equipment called "friction transfer" test. In this test, first a partial core with a diameter of 50 mm is created on the surface of the sample, and then the friction transfer device is fixed on the core and using a normal torque meter, a torsional anchor is applied to the core until it fails. be made Then, by determining the surface resistance obtained from the friction transfer test and comparing the obtained results with standard tests, the equations obtained to convert the results from the "friction transfer" test into the uniaxial compressive strength of the materials are presented. Tests were performed on seven different types of stone and cement mortars that are used in normal repair works. The obtained results show the high accuracy of the friction transfer test in measuring the strength of stones and mortars. The coefficient of determination between the results of the friction transfer test and the uniaxial compressive strength of the stones was found to be 93.2%, and according to the calibration curve, by using the friction transfer test, the compressive strength of the stones can be determined using the equation y=1.67x+90.8 measured. Also, by using the friction transfer test, the compressive and tensile strength of mortars can be measured with an accuracy of about 94%.
    Keywords: Surface Failure, Novel Method, Compressive strength, tensile strength, Calibration Diagrams