فهرست مطالب

نشریه مهندسی سازه و ساخت
سال دهم شماره 6 (پیاپی 71، شهریور 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • رضا فرزاد، ابراهیم نوحانی*، مهدی قبیتی حسب، علی حیدری مقدم صفحات 5-19
    هدف از این تحقیق کاهش مصرف سیمان با جایگزینی نانو خاکستر بادی (NFA) در مخلوط بتن و افزایش مقاومت فشاری بتن با تقویت ناحیه انتقال میان سطحی (ITZ) است. بدین منظور 4 نسبت NFA با مقادیر 0.1، 0.5، 1 و 5 درصد وزنی در مخلوط بتن انتخاب و مقاومت فشاری بتن طی 7 و 28 روز مورد ارزیابی قرار گرفت. از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف سنج پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) برای تشخیص ترکیبات حاصل از واکنش بین ذرات استفاده گردید. بر اساس نتایج حاصل در نمونه حاوی 1 درصد NFA (نمونه بهینه)، نسبت به نمونه های بدون NFA مقاومت فشاری 7 روزه بتن 97 درصد و مقاومت فشاری 28 روزه 61 درصد افزایش می یابد. این مطلب نشان می دهد که NFA عملکرد بهتری در افزایش مقاومت بتن در سنین پایین دارد. همچنین میزان جذب آب در نمونه حاوی 1 درصد NFA تا 33 درصد کاهش یافت، لذا نفوذ پذیری بتن در برابر عوامل مخرب بهبود می یابد. این نتایج نشان می دهد که ناحیه انتقال میان سطحی (ITZ)، که ضعیف ترین حلقه در زنجیره بتن و عامل محدود کننده مقاومت بتن است در حضور NFA تقویت گردیده که در نتیجه باعث افزایش دوام و مقاومت فشاری بتن می شود.
    کلیدواژگان: بتن، مقاومت فشاری، نانو خاکستر بادی، ناحیه انتقال میان سطحی (ITZ)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
  • بهنام سلطانیان، احسان الله اشتهاردیان*، مجتبی عزیزی صفحات 20-33
    هزینه به عنوان یکی از چالش های اصلی برای هر مدیر پروژه ای در صنعت ساخت محسوب شده به گونه ای که یک پیش بینی دقیق در مراحل ابتدایی پروژه، می تواند به تصمیم هایی که در فاز امکان سنجی گرفته می شود بسیار کمک کرده، تا بر اساس بودجه ی در نظر گرفته شده مناسب ترین سیستم های اجرا در بخش های مختلف ساختمان، انتخاب و از گزینه هایی که در نهایت ممکن است اهداف اصلی پروژه را محقق نسازد دوری گزیده شود. این پژوهش قصد دارد تا با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی به عنوان یکی از ابزار های جدید حوزه هوش مصنوعی، مدلی جهت پیش بینی هزینه ساخت در مرحله امکان سنجی طراحی نموده که درصد خطای آن از روش های سنتی کمتر و سرعت محاسبه آن نسبت به روش هایی همچون تخمین هزینه پایین به بالا بیشتر باشد. بدین منظور در ابتدا با مطالعات کتابخانه ای مهم ترین عواملی که بر هزینه ساخت اثر گذار بوده را شناسایی و سپس طی جلسات مصاحبه ای با خبرگان عواملی که می تواند بیشترین تاثیر را بر هزینه ساخت گذاشته و اطلاعات آن ها در مرحله امکان سنجی در دسترس باشد انتخاب شده است، که این عوامل تا مرحله قبل از نازک کاری بوده و دلیل آن تنوع بالا در کیفیت مصالح نازک کاری و تلورانس قیمتی بسیار متفاوت این فاز می باشد. در مرحله بعد به منظور ساخت مدل تخمین هزینه از برنامه متلب استفاده شده، که این مدل بر اساس نتایج به دست آمده دارای دقتی برابر با 94.5 درصد می باشد و در انتها برای استفاده راحت تر از مدل یک رابط گرافیکی به صورت فایل نصبی طراحی شده است. در نهایت بر اساس تجربه استفاده از مدل توسط کاربران، علاوه بر دقت و سرعت مناسب مدل که باعث صرفه جویی در وقت و بهینه تر شدن تصمیم گیری ها شده بود. محیط ساده و عدم نیاز به تجربه زیاد در زمینه برآورد هزینه به منظور استفاده از مدل، به عنوان نقاط قوت مدل ذکر شده است.
    کلیدواژگان: تخمین هزینه ساخت، شبکه عصبی مصنوعی، پروژه های مسکونی، مرحله امکان سنجی، مدیریت پروژه
  • تاثیر حرکات پالس مانند زلزله های حوزه نزدیک گسل دارای خصوصیت جهت پذیری پیش رونده بر پاسخ سازه های بتنی
    میثم محبوبی نیازمندی*، سهراب میراثی، محمد مومنی، محمد بخشنده، حسین لطفی صفحات 34-58
    خصوصیات زلزله ها برای ساختگاه های نزدیک به چشمه لرزه زا و دور از آن، هم به لحاظ دامنه و هم محتوای فرکانسی متفاوت است. مطالعه رفتار سازه ها تحت اثر زلزله های حوزه نزدیک در مقایسه با زلزله های دور از گسل بیانگر اثرات بیشتر این نوع زلزله بر سازه بوده اند. عمده این اثرات به خصوصیات جهت پذیری پیش رونده و حرکت پرتابی دارای اثر تغییرمکان ماندگار وابسته است. از اینرو خصوصیات زلزله های نزدیک گسل باید در طراحی و تحلیل سازه ها در نظر گرفته شود. هدف تحقیق حاضر بررسی اثر جهت پذیری پیش رونده زلزله های حوزه نزدیک بر پاسخ سازه های بتنی می باشد. بدین منظور رکوردهای حاصل از ایستگاه های مختلف زلزله چی چی به عنوان شتابنگاشت های مبنا انتخاب شد. سپس با استفاده از روش های تحلیلی، طیف پاسخ این رکوردها با در نظر گرفتن اثر جهت پذیری پیش رونده و بدون آن (حذف پالس های غالب) در جهت های شرق-غرب و شمال-جنوب تعیین شد. در ادامه با تحلیل تاریخچه زمانی بر روی دو سازه 10 طبقه و 15 طبقه بتنی، برای هفت رکورد زلزله چی چی، دریفت (جابجایی نسبی) و برش پایه طبقات در سازه های مذکور بررسی شد. نتایج نشان داد که با توجه به ماهیت غیرقابل پیش بینی زلزله، پاسخ دریفت و برش پایه طبقات در سازه های مورد مطالعه در جهات مختلف در برخی موارد افزایش و یا کاهش یافته است. بنابراین می توان دریافت که جهت پذیری همیشه تاثیر یکنواختی بر رفتار سازه نداشته و از الگوی ثابتی پیروی نمی کند. علاوه بر این، نتایج نشان داد که با افزایش ارتفاع سازه و در نتیجه افزایش پریود آن، تاثیر جهت پذیری رکورد زلزله بر پاسخ سازه افزایش می یابد. این در حالی است که در سازه های کوتاه تر در بسیاری از موارد جهت پذیری رکورد زلزله، تاثیر چندانی بر پاسخ سازه نداشته و حتی در برخی موارد، باعث کاهش آن می گردد.
    کلیدواژگان: زلزله حوزه نزدیک، خصوصیت جهت پذیری پیش رونده، زلزله چی چی، پاسخ لرزه ای سازه های بتنی، دریفت و برش پایه طبقات
  • یاسر مارابی، علیرضا باقریه*، هادی رزقی ملکی، احمد فهمی صفحات 59-71
    تولید مصالح ساختمانی با کیفیت بالا و هزینه تولید پایین، یکی از نیازهای صنعت ساخت و ساز در عصر حاضر است. با بهره گیری از فناوری ژیوپلیمریزاسیون، امکان تولید مصالح ساختمانی دوستدار محیط زیست مانند ملات، بتن و آجر ژیوپلیمری با مقاومت مکانیکی بالا و کیفیت مطلوب فراهم شده است. یکی از مواد معدنی آلومینوسیلیکاتی قابل استفاده برای تولید ماده چسبنده ژیوپلیمری، لاتریت می باشد. برای بهبود هرچه بهتر مقاومت مکانیکی، دوام و مشخصات فیزیکی فرآورده ژیوپلیمری، تسلیح آن با استفاده از الیاف مختلف مانند الیاف شیشه نیز مورد توجه پژوهشگران مختلف بوده است. در پژوهش حاضر با استفاده از آزمون های آزمایشگاهی، تاثیر تسلیح ملات ژیوپلیمری بر پایه پودر لاتریت با استفاده از الیاف شیشه مورد مطالعه قرار گرفت. برای ساخت نمونه های ملات ژیوپلیمری با پودر لاتریت، فاقد و حاوی الیاف شیشه از محلول قلیایی حاوی سدیم هیدرواکسید 6، 10 و 14 مولار استفاده شد نمونه ها پس از 5 دقیقه اختلاط کامل در درون قالب های 50×50×50 میلیمتر چوبی و قالب های منشوری 160×40×40 میلیمتر ریخته شده و بر روی دستگاه لرزان ویبره زده شد. پس از عمل آوری به مدت 3 روز در گرمخانه، مقاومت فشاری و خمشی نمونه های ژیوپلیمری و همچنین درصد جذب آب نمونه ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که غلظت محلول فعال کننده و الیاف شیشه تاثیر قابل ملاحظه ای در مقاومت فشاری و خمشی نمونه های ژیوپلیمری بر پایه پودر لاتریت با الیاف شیشه دارد. طبق نتایج به دست آمده، افزایش مقاومت فشاری 3، 7 و 28 روزه نمونه های ژیوپلیمری حاوی الیاف نسبت به نمونه های ژیوپلیمری فاقد الیاف بین 10/9 تا 47 درصد متغیر است. طبق نتایج این تحقیق، ساخت مصالح ساختمانی ژیوپلیمری بر پایه پودر لاتریت حاوی الیاف شیشه با مقاومت نسبتا بالا توصیه می شود.
    کلیدواژگان: ملات ژئوپلیمری، پودر لاتریت، الیاف شیشه، فعال کننده قلیایی، مقاومت مکانیکی، درصد جذب آب
  • محمدعلی معصومی، سید محمدصادق صحرائیان*، محمدامیر نجفقلی پورحقیقی، علی شفیعی صفحات 72-95
    با توجه به توسعه توربین های بادی در مناطق لرزه خیز، ازجمله نواحی شرقی آسیا، نواحی جنوبی اروپا و بخش های غربی ایالات متحده آمریکا و همچنین اهمیت فونداسیون چنین سازه هایی در طراحی و اجرا، بررسی رفتار لرزه ای فونداسیون توربین های بادی امری ضروری می باشد. در این مقاله، رفتار لرزه ای یک فونداسیون مونوپایل (monopile) به همراه مدل ساده شده توربین بادی، تحت یک زلزله مشخص، به روش اجزاء محدود در نرم افزار OpenSees مدل سازی و مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ابتدا مدل عددی، با نتایج مدل سازی دینامیکی سانتریفیوژ یک شمع فولادی مستقر در خاک ماسه ای، اعتبار سنجی و پس از آن اثر تغییر پارامترهای مختلف از جمله طول مدفون و قطر فونداسیون، تراکم نسبی خاک، شرایط مونوپایل مستقر بر روی بستر سنگی و همچنین بارگذاری باد به صورت یکنواخت و چرخه ای بررسی گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که تغییر پارامترهای مذکور تاثیر قابل توجهی بر روی رفتار لرزه ای سیستم سازه و فونداسیون دارد. افزایش ابعاد مونوپایل (قطر و طول) و همچنین تراکم نسبی خاک، عملکرد لرزه ای سیستم سازه فونداسیون را بهبود می بخشد و باعث کاهش جابه جایی جانبی در بالای برج و کاهش نشست و چرخش در مونوپایل می گردد. با تغییر رفتار مونوپایل از حالت اصطکاکی به اتکایی، موارد بیان شده با تغییر مثبت، منجر به بهبود رفتار در سازه و فونداسیون توربین بادی، تحت بارگذاری لرزه ای می گردد. همچنین بارگذاری باد، باعث ایجاد جابه جایی و چرخش بیشتر به سازه شده و اعمال بار باد به صورت یکنواخت شرایط بحرانی تری را نسبت به حالت بارگذاری چرخه ای، ایجاد می کند.
    کلیدواژگان: توربین بادی فراساحل، مدل سازی عددی، روش اجزاء محدود، پاسخ لرزه ای، مونوپایل، روانگرایی
  • علیرضا خالو، محمد یکرنگ نیا* صفحات 96-114
    در این مقاله آسیب پذیری لرزه ای یکی از آثار باستانی در کشور، قلعه فلک الافلاک ‏واقع در استان لرستان مورد ارزیابی قرار می گیرد. در ‏این راستا، با انجام بررسی های میدانی، آسیب های موجود در بخش های مختلف بنا تعیین و دسته بندی شد. نتایج این بررسی ها حاکی از ‏فرسایش و ترک خوردگی ‏در اجزای سازه ای بنا، نشست های قسمت هایی از بنا که سبب ترک خوردگی در بخش هایی از بنا شده بود، و ‏نیز نم کشیدگی بالارونده به دلیل وجود جریان آب در پی بنا بود. در ادامه، با مدل سازی اجزای محدود بنا در نرم افزار آباکوس، ‏آسیب پذیری لرزه ای بنا از طریق انجام تحلیل بارافزون مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این تحلیل حاکی از آسیب پذیری بخش های ‏مختلف بنا بود که لزوم ارایه طرح بهسازی لرزه ای را نشان می داد. با بهره گیری از شمع های درجا و نیز ریزشمع ها در خاک و نیز استفاده ‏از هسته های مسلح قایم در دیوارها، نتایج تحلیل های عددی نشان داد بهبود قابل ملاحظه ای در عملکرد لرزه ای بنا رخ داده است. شدت ‏کرنش های پلاستیک اصلی بیشینه و نیز گستردگی آن در مقایسه با بنای بهسازی نشده بسیار کمتر بود. همچنین نمودارهای نیرو-‏جابجایی بنا در راستاهای مختلف حاکی از کاهش قابل ملاحظه زوال در سختی بنا بوده که نشان دهنده کاهش آسیب پذیری آن به ‏سبب اضافه کردن سیستم بهسازی پیشنهادی شده است. ‏
    کلیدواژگان: قلعه فلک الافلاک، ارزیابی آسیبپذیری، طرح بهسازی، مدل سازی عددی، ترک &rlm
  • مسعود بابازاده، امید رضائی فر، احسان جهانی* صفحات 115-132
    در بسیاری از کاربردهای عملی تحلیل قابلیت اعتماد سازه ها، یکی از علوم مورد علاقه، آنالیز حساسیت احتمال شکست بر مبنای پارامترهای طراحی تحت تابع حالت حدی می باشد. این اطلاعات برای مثال در بهینه سازی طراحی مبنی بر قابلیت اعتماد مورد نیاز است. پارامتر های طراحی توسط روش های قابلیت اعتماد مرتبه اول و دوم FORM/SORM به منظور تحلیل حساسیت احتمال خرابی به صورت تقریبی محاسبه می شوند. بنابراین در بسیاری از موارد برای حل مسایل این روش ها بسیار نادرست و یا مشکل می باشند. از اینرو روش شبیه سازی مونت کارلو برای تعیین پارامتر های حساسیت قابلیت اعتماد بسیار مفید می باشد. مشتق احتمال شکست نسبت به پارامتر های تابع حالت حدی با انتگرال گیری بر سطح تابع عملکرد محاسبه می شود. عملکرد شبیه سازی مونت کارلو برای تعیین این انتگرال با توجه به احتمال شکست بسیار کوچک، کارا نبوده و هزینه محاسباتی بالایی دارد. بنابراین می توان از روش هایی برای تخمین شبیه سازی مونت کارلو استفاده کرد که میزان هزینه محاسباتی را کاهش دهد. از این ها می توان به روش نمونه گیری خطی اشاره کرد. در این مقاله، از یک روش تقریبی برای تعیین انتگرال سطح به صورت یک انتگرال بازه ای استفاده شده است. ناحیه انتگرال گیری می-تواند با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو استاندارد یا شبیه سازی نمونه گیری با اهمیت محاسبه شود. در این مقاله از دو مثال عملی پانل-های ساندویچی برای تعیین میزان اثرگذاری پارامتر های متغیرهای تصادفی در طراحی استفاده شده است.
    کلیدواژگان: قابیلت اعتماد، پانل های ساندویچی، شبیه سازی مونت کارلو، آنالیز حساسیت، نمونه گیری خطی
  • رضا مرشد*، سعید آرمان صفحات 133-148
    دال های مرکب تیرچه و بلوک با تیرچه پیش تنیده از سیستم های اقتصادی سقف است که کاربرد آن ها در ایران رو به افزایش است. در این تحقیق چگونگی رفتار مرکب تیرچه های پیش تنیده در سقف های تیرچه و بلوک به صورت آزمایشگاهی ارزیابی شده است. آنچه می تواند مانع رفتار مرکب تیرچه پیش تنیده و دال بتنی درجای روی تیرچه گردد، عدم انتقال مناسب برش افقی در سطح تماس تیرچه پیش ساخته و بتن درجا است. در تیرچه های پیش تنیده برخلاف تیرچه های خرپایی تعبیه آرماتور برشی افقی داخل تیرچه پیش ساخته که بتواند با بتن درجا درگیر شود، با مشکل همراه است. در این تحقیق استفاده از دو نوع آرماتور برشی پیشنهادی شامل شبکه سیمی جوش شده و خرک برشی که در دو طرف جان تیرچه قرار می گیرند ارزیابی شد. این تحقیق در دو مرحله انجام شد و در هر مرحله باربری نهایی و بار و لنگر ترک خوردگی ارزیابی شد. در مرحله اول دو نمونه از تیرچه پیش تنیده آزمایش شد و از کیفیت تیرچه ها با مطابقت نتایج آزمایشگاهی و مقادیر محاسباتی اطمینان حاصل گردید. در مرحله بعد نمونه های دال مرکب تیرچه بلوک بدون آرماتور برش افقی و با آماتورهای برشی پیشنهادی ساخته و آزمایش شدند. بر اساس نتایج حاصله نمونه های دال بدون آرماتور برشی در بارگذاری سریع آزمایشگاهی تنها تا حداقل بار محاسباتی بر اساس مقاومت خمشی، مقاومت کردند و پس از آن لغزش و شکست ترد در اثر برش افقی مشاهده گردید. باربری نمونه های مسلح به آرماتور برشی از نوع شبکه سیمی و خرک برشی به ترتیب 22 و 27 درصد افزایش یافت و در نمونه مسلح به خرک برشی تا شکست نهایی هیچگونه لغزش ناشی از برش افقی مشاهده نشد.
    کلیدواژگان: دال تیرچه بلوک، تیرچه پیش تنیده، برش افقی، آرماتور برشی، بار ترک خوردگی
  • آرمین هاتف نیا، نسرین جعفری* صفحات 149-169
    در این مقاله به تحلیل تیر برنولی ویسکوالاستیک دو سر مفصل تحت یک بارگذاری عرضی دینامیکی توام با بار محوری فشاری پرداخته شد. بار عرضی دینامیکی اعمالی به صورت یک بار غیر هارمونیک، دارای تابع نمایی و کاهشی در طول زمان، و بار محوری اعمالی به صورت فشاری و ثابت در نظر گرفته شد. این مطالعه برای اولین بار تاثیر یک بار عرضی نمایی کاهشی خاص را مورد بررسی قرار داد و پدیده تشدید غیر هارمونیک تیر ویسکوالاستیک را معرفی، فرمول بندی و اثبات کرد.رابطه ی تنش-کرنش ماده ویسکوالاستیک خطی درنظرگرفته شده، طبق انتگرال بولتزمن بیان شد. تابع آسودگی ماده ویسکوالاستیک بر اساس دو جمله از سری پرونی تعریف شد. میدان جابجایی بر حسب حاصل ضرب دو تابع، یک تابع مکانی معلوم و یک تابع زمانی دارای ضرایب مجهول تقریب زده شد. با استفاده از رابطه ی کار مجازی، فرمول بندی تیر ویسکوالاستیک استخراج شد و سپس به کمک تبدیل لاپلاس، ضرایب مجهول تابع زمان محاسبه گردید. در نهایت میدان جابجایی تیر ویسکوالاستیک بصورت صریح در حوزه زمان و مکان بیان شد.به منظور صحت سنجی نتایج، از مدلسازی تیر مربوطه توسط نرم افزار آبکوس استفاده شد. در قسمت نتایج عددی، تاثیر پارامترهای مختلف ماده ویسکوالاستیک و بارگذاری های مختلف بر روی جابجایی تیر ویسکوالاستیک مورد بررسی قرار گرفت. همچنین زمان وقوع پدیده تشدید غیر هارمونیک، و نسبت دامنه بیشترین جابجایی در لحظه تشدید به جابجایی در لحظه صفر محاسبه گردید.
    کلیدواژگان: انتگرال بولتزمن، بار عرضی دینامیکی، بار محوری فشاری، تابع زمان، تشدید غیرهارمونیک، تیر برنولی ویسکوالاستیک
  • فاطمه اسفندیاری، عزیر عابسی*، مهتاب کوهی صفحات 170-185
    ساختمان سازی و فعالیت های وابسته نقش بسزایی در ورود گازهای گلخانه به جو زمین دارند و همه ساله مقدار قابل توجهی کربن در نتیجه فرایندهای ساخت و ساز و تامین مصالح تولید و وارد محیط زیست می گردد. ردپای کربن صنعت ساختمان تنها به فرآیند ساخت و تهیه مصالح ساختمانی محدود نبوده و طول مدت بهره برداری و حتی بعد از آن را نیز در برمی گیرد. در این پژوهش سعی شده تا برآوردی از سرانه مصرف انرژی و ردپای کربن در طول مدت بهره برداری از ساختمان های ویلایی و آپارتمانی برای اقلیم مازندران ارایه شده و مورد بررسی مقایسه ای قرار گیرد. سه ساختمان ویلایی و آپارتمانی دو و پنج طبقه با ساختاری مشابه در شهرستان بابلسر انتخاب و از طریق مدلسازی کامپیوتری فرایند بهره-برداری در نرم افزار دیزاین بیلدر، از منظر مصرف انرژی و ردپای کربن تولیدی در طول یک سال به صورت مقایسه ای مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج مدلسازی ها نشان می دهد که در طول یک سال بهره برداری، به ترتیب 8490 ،4878 و 4881 کیلوگرم کربن به ازای هر فرد ساکن در ساختمان ویلایی و آپارتمانی 2 و 5 طبقه تولید و وارد اتمسفر می شود. همچنین سرانه مصرف انرژی در ساختمان ویلایی به طور چشمگیری بیشتر از مقدار آن در ساختمان های آپارتمانی برآورد شده و این موضوع تفاوت قابل ملاحظه در پیامدهای محیط زیست ناشی از بهره برداری از ساختمان های ویلایی در مقایسه با ساختما ن های مسکونی با ساختار متراکم را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: ردپای کربن، ساخت و ساز سبز، مدلسازی، مصرف انرژی، ساختمان بتنی
  • مازیار یزدانی، سعید قاضی مغربی*، محمدعلی افشار کاظمی صفحات 186-206

    امروزه در سراسر جهان حجم عظیمی از داده ها از طریق ظرفیت بالای شبکه های مخابراتی نوری انتقال می یابد. در راه آهن نیز شبکه های مخابراتی انتقال نوری در انتقال داده های حیاتی ریلی, و ایمنی سیر و حرکت نقش بسیار بالایی دارند. پایداری قابلیت اطمینان زیرساخت های مخابراتی در افزایش بهره وری، حفظ ایمنی و همچنین کاهش هزینه های نگهداری الزامی می باشد. در این مقاله سطح قابلیت اطمینان موجود و کلیه پارامترهای مربوطه (تعداد قطعی های شبکه و مدت زمان بین خرابی های شبکه MTBF)) شبکه مخابراتی انتقال نوری راه آهن برای بدست آوردن تعداد مسدودی خطوط ریلی از طریق متد بلوک دیاگرام ((Reliability block diagram مدل سازی و از طریق متد مونت کارلو شبیه سازی شده و سپس با هدف کاهش مسدودی خط بهینه سازی شده است با توجه به اینکه با هر خرابی شبکه، خطوط ریلی مسدود می شوند، تعداد قطعی شبکه با مسدودی خط برابر است. بنا براین با بهینه سازی قابلیت اطمینان شبکه مسدودی خط کاهش می یابد. . همچنین پیش بینی رفتار شبکه و بدست آوردن احتمال خرابی های آن از طریق شبکه های عصبی سه لایه پرسپترون انجام شده و نتایج آن ارایه شده است. شبکه پیاده سازی شده در این مقاله شبکه انتقال مخابرات نوری منطقه ریلی آذربایجان به طول 654 کیلومتر می باشد.

    کلیدواژگان: شبکه مخابرات انتقال نوری، قابلیت اطمینان، شبیه سازی مونت کارلو، شبکه عصبی پرسپترون، مدل RBD
  • عارف بسطامی، فریدون امیدی نسب*، احمد دالوند صفحات 207-229
    بتن کامپوزیتی خودتراکم به عنوان کامپوزیت سیمانی با کارایی و چسبندگی بالا شناخته می شود. این کامپوزیت دارای قابلیت روانی و کارایی زیادی می باشد. خرابی بتن به تشکیل ترک ها و ریز ترک ها بستگی دارد. با افزایش بارگذاری, ریز ترک ها به هم متصل شده و ترک ها را تشکیل می دهند. برای برطرف کردن این مشکل و همچنین ایجاد شرایط همگن، در سال های گذشته از رشته های نازک الیاف در تمام حجم بتن استفاده می شود. بتن الیافی در حقیقت نوعی کامپوزیت سیمانی است که با به کارگیری الیاف تقویت کننده داخل مخلوط بتن، مقاومت کششی و فشاری آن، افزایش پیدا می کند. در این پژوهش اثر اضافه کردن مواد (میکروسیلیس ، خاکستر بادی ، سرباره کوره آهن گدازی) و الیاف فولادی سینوسی (موجدار) ، بر خصوصیات مکانیکی کامپوزیت سیمانی خودتراکم در 9 طرح اختلاط مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور مواد افزودنی جایگزین سیمان به میزان 10 درصد وزنی مواد سیمانی و الیاف فولادی به مقدار 1 درصد حجم کامپوزیت سیمانی، در طرح اختلاط ها استفاده گردید. در آزمایش مقاومت فشاری نمونه دارای 1 درصد الیاف فولادی افزایش مقاومت به میزان 5/4 درصد نسبت به نمونه مرجع داشت که نشان دهنده تاثیر بسیار کم الیاف فولادی بر روی مقاومت فشاری بود. همچنین استفاده از میکروسیلیس به میزان 10 درصد وزنی جایگزین سیمان، مقدار مقاومت فشاری را به میزان 6/6 درصد افزایش داد که با توجه به خاصیت میکروسیلیس در افزایش مقاومت، این نتیجه دور از انتظار نبود. به طور کلی استفاده از الیاف فولادی تاثیری در نتایج مقاومت فشاری، مویینگی و جذب آب نداشت ولی تغییرات سایر نتایج آزمایش ها نسبت به نمونه مرجع با توجه به استفاده از الیاف فولادی کاملا محسوس و مورد انتظار بود.
    کلیدواژگان: کامپوزیت سیمانی خودتراکم، الیاف فولادی موجدار، میکروسیلیس، خاکستر بادی، سرباره، خصوصیات مکانیکی
|
  • Reza. Farzad, Ebrahim Nohani *, Mahdi Ghasab, Ali Heydarimoghadam Pages 5-19
    The purpose of this research is to reduce cement consumption by replacing nano fly ash (NFA) in the concrete mixture and increase the compressive strength of concrete by strengthening the interfacial transition zone (ITZ). Thus, four proportions of NFA with values of 0.1, 0.5, 1 and 5% by weight were selected in the concrete mixture and the compressive strength of concrete was evaluated within 7 and 28 days. A scanning electron microscope (SEM) equipped with an X-ray energy diffraction spectrometer (EDS) was used to detect the compounds resulting from the reaction between particles. Based on the results, in the sample containing 1% NFA (optimal sample), compared to the samples without NFA, the 7-day compressive strength of concrete increases by 97% and the 28-day compressive strength increases by 61%; which shows the NFA has a better performance in increasing the strength of concrete at early ages. Also, the amount of water absorption in the sample containing 1% NFA decreased to 33%, therefore, the permeability of concrete against destructive agents is improved. These results show that the interfacial transition zone (ITZ), which is the weakest link in the concrete chain and the limiting factor of concrete strength, is strengthened in the presence of NFA, and leads to an increase in durability and compressive strength of concrete.
    Keywords: Concrete, Compressive strength, nano fly ash, interfacial transition zone (ITZ), Scanning electron microscope (SEM)
  • Behnam Soltanian, Ehsan Eshtehardian *, Mojtaba Azizi Pages 20-33
    Cost is considered as one of the main challenges for each project manager in the construction industry and one of the criteria that measure the success of the project is the comparison between the cost of the project with the planned budget at the beginning of the project. For this purpose, an accurate forecast in the early stages of the project can greatly assist the decisions that are taken in the feasibility phase. This accurate cost estimate will help us choose the best implementation systems in different parts of the building according to the budget we plan, and avoid the options that may not lead to our main objectives in the project. in this study, we intend to design a model to predict the cost of construction in a feasibility stage using artificial neural network (ANN) as one of the tools of artificial intelligence field, whose error is less than traditional methods and calculation time is much faster than methods such as bottom-top cost estimation. for this purpose, we have identified the most important factors that affect construction cost by experts in housing investment group and then we have collected data from the past projects. In the next stage we have used MATLAB program to build the construction cost estimation model using ANN based on data gathered from past projects on housing investment group. In the end, the model based on the obtained results has a precision of 89.56 %. Finally, a graphic user interface is designed as an EXE. file, which facilitates the use of the model for users to estimate the cost of new projects and eliminates the need for a MATLAB application to use the model.
    Keywords: cost estimation, Artificial Neural Network, construction project, Feasibility Phase, project management
  • The effects of pulse-like motions of near-fault earthquakes with forward-directivity characteristic on the response of concrete structures
    Meisam Mahboubi Niazmandi *, Sohrab Mirassi, Mohammad Momeni, Mohammad Bakhshandeh, Hossein Lotfi Pages 34-58
    Studies on behavior of structures under the effect of earthquakes in the near-field earthquakes, compared to far-field earthquakes, have shown more effects of this type of earthquake on the structure. Most of these effects depend on the characteristics of forward-directivity and flip-step with permanent displacement effect. The characteristics of near-filed earthquakes should be considered in the design and analysis of structures. The present research, aimed to investigate the effect of directivity characteristics of near-field earthquakes on the response of concrete structures. To this aim, first the different records of ChiChi earthquake in different stations have been determined as the basis for selecting accelerograms. Then, using analytical methods, the response spectrum of these records, considering the effect of forward-directivity and without it (removing dominant pulses) in the east-west and north-south directions was determined. Next, using time history analysis on two concrete structures of 10 and 15 stories, the drift (relative displacement) and the inter-story base shear in the structures was investigated for seven records of ChiChi earthquake. The results showed that due to the unpredictable nature of the earthquake, the drift and base shear responses of stories in both structures have been increased or decreased in different directions in some cases. Therefore, it can be seen that directivity does not always have a uniform effect on the behavior of the structure and does not follow a fixed pattern. Also, the results showed that by increase in the height of the structure and as a result of increasing its period, the effect of forward-directivity on the response of the structure increases. This is despite the fact that in many cases of shorter structures, the directivity does not have much effect on the response of the structure and even in some cases; it has caused a decrease in the response.
    Keywords: Near-Field Earthquake, forward-directivity effect, ChiChi earthquake, Seismic responses of concrete structures, Drift, shear base of stories
  • Yaser Marabi, Ali Reza Bagherieh *, Hadi Rezghi Maleki, Ahmad Fahmi Pages 59-71
    Today, the production of high-quality construction materials with low production costs is one of the needs of the construction industry. By using geopolymerization technology, it is possible to produce construction materials such as mortar, concrete, and geopolymer bricks with high mechanical strength and desirable quality. One of the aluminosilicate minerals that can be used to produce geopolymeric adhesive material is laterite. To improve the mechanical strength, durability, and physical characteristics of the geopolymer product, its reinforcement using different fibers such as glass fibers has been considered by various researchers. In the current research, using laboratory tests, the effect of reinforcing geopolymer mortar based on laterite powder using glass fibers was studied. The alkaline solution containing 6, 10, and 14 M sodium hydroxide was used to make samples of geopolymer mortar with laterite powder, without and containing glass fibers after 5 minutes of complete mixing, The samples were poured into 50 × 50 × 50 mm wooden molds and 40 × 40 × 160 mm prism molds and vibrated on a vibrating machine. After processing for 3 days in the greenhouse, the compressive and bending strength of the geopolymer samples as well as the water absorption percentage of the samples were measured. The results showed that the concentration of activating solution and glass fibers has a significant effect on the compressive and bending strength of geopolymer samples based on laterite powder with glass fibers. According to the obtained results, the increase in 3, 7, and 28 days compressive strength of geopolymer samples containing fibers varies between 10.9 and 47% compared to geopolymer samples without fibers. According to the results of this research, it is recommended to make geopolymer building materials based on laterite powder containing glass fibers with relatively high strength.
    Keywords: Geopolymer mortar, Laterite powder, Glass fibers, Alkaline Activator, Mechanical Strength, Water absorption percentage
  • Mohammad Ali Masoumi, Seyed Mohammad Sadegh Sahraeian *, Mohammad Amir Najafgholipour, Ali Shafiee Pages 72-95
    Because of the development of wind turbine farms in seismic areas, such as East Asia, southern Europe, and the United States, as well as the importance of the foundation of the wind turbines in the design and implementation, it is necessary to study the seismic behavior of wind turbine foundations. In this study, the seismic behavior of monopile foundation of a simplified offshore wind turbine model under a specific earthquake record was evaluated by using finite element method in OpenSees software. At first, the proposed numerical model was validated by the results of a dynamic centrifuge modeling of a steel pile located in sandy soil. Then, the effects of various parameters such as dimensions of monopile (diameter and length), soil relative density, end bearing pile effect and wind load effect were evaluated. The results of this study showed that the changes of these parameters have significant effects on the seismic behavior of the monopile of offshore wind turbines. Increasing dimensions of monopile (diameter and length) and soil relative density improves the seismic performance of the structure and foundation system and reduces lateral displacement at the top of tower and reduces settlement and rotation of the monopile. Chang of behavior of the monopile from frictional pile to end bearing pile, improves the behavior of the wind turbine structure and foundation under seismic loading. Also, wind loading causes more displacement and rotation to the structure, and static wind load creates more critical conditions than the dynamic wind load.
    Keywords: Offshore Wind turbine, Finite element modeling, Seismic response, Monopile foundation, Liquefaction
  • Alireza Khaloo, Mohammad Yekrangnia * Pages 96-114
    In this article, seismic vulnerability of one of the ancient monuments ‎in Iran, Falakol aflak Castle, located in ‎Lorestan, is evaluated. In this ‎regard, by conducting field surveys, the damages in different parts of ‎the ‎building were categorized. The results of these investigations ‎indicated erosion and cracking in the ‎construction of the building, ‎settlements of parts of the building that caused cracks in some parts ‎of the building, ‎and rising dampness due to the presence of water ‎flow in the foundation of the building. Next, by modeling the ‎building ‎in Abaqus software, the seismic vulnerability of the building was ‎studied through incremental analysis. The ‎results of this analysis ‎indicated the vulnerability of different parts of the building, which ‎indicated the necessity of ‎presenting a seismic improvement plan. By ‎using in-situ piles and micro piles in the soil as well as vertical ‎reinforced ‎cores in the walls, the results of numerical analysis showed ‎that a significant improvement in the seismic ‎performance of the ‎building has occurred. The intensity of the original maximum plastic ‎strains and its extent were ‎much less compared to the unretrofitted ‎building. Also, the force-displacement diagrams of the building in ‎different ‎directions indicated a significant decrease in the ‎deterioration of the building's stiffness, which indicates the ‎reduction ‎of its vulnerability due to the addition of the proposed improvement ‎system. ‎
    Keywords: Falak Al-Aflak &lrm, Castle, Vulnerability Assessment, Retrofit plan, Numerical modeling, Crack
  • Masoud Babazadeh, Omid Rezayfar, Ehsan Jahani * Pages 115-132
    In many practical applications of structural reliability analysis, one of the preferred sciences is the sensitivity analysis of failure probability based on design parameters under the limit state function. This information is needed, for example, in design optimization based on reliability. The design parameters are calculated by first- and second-order reliability methods FORM\SORM to sensitivity analysis of the probability of failure approximately. Therefore, in many cases, these methods are very inaccurate or difficult to solve problems. Accordingly, the Monte Carlo simulation method is very useful for determining the reliability sensitivity parameters. The derivation probability of failure into the parameters of the limit state function is calculated by integrating the surface of the performance function. By using the Monte Carlo simulation to determine this integral will not be efficient due to the small portion probability of failure and will have a high computational cost. Hence, some methods can be used to estimate Monte Carlo simulations that reduce the computational cost. One of these methods is linear sampling method. In this paper, an approximate method is used to determine the surface integral in terms of a domain integral. The integration domain can be calculated using standard Monte Carlo simulations or importance sampling simulations. This article presents two practical examples of sandwich panels to determine the effectiveness of parameters random variables are used in the design.
    Keywords: Reliability, Sandwich panels, Monte Carlo simulation, Sensitivity analysis, linear sampling
  • Reza Morshed *, Saeed Arman Pages 133-148
    Composite prestressed joist floors are one of the economical roof systems, which are increasingly used in Iran. In this research, the composite behavior of prestressed joists in composite joist floors has been experimentally evaluated. What can prevent the composite behavior of the prestressed joist and the in-situ concrete slab is the lack of proper transfer of horizontal shear at the contact surface of the prestressed joist and the in-situ concrete. In prestressed joist floors, unlike truss joist floors, it is difficult to install horizontal shear reinforcement between precast and in-situ concrete. This research was carried out in two stages and in each stage the final load as well as the cracking load and moment were evaluated. In the first stage, two prestressed joist samples were tested and the quality of the joists was ensured by matching the laboratory results and the calculated values. In the next stage, samples of composite joist slabs without horizontal shear reinforcement and with the proposed shear reinforcements were made and tested in the laboratory. Based on the results, the slab samples without shear reinforcement were able to resist the fast laboratory loading up to the calculated load based on the bending strength, but they almost immediately suffered brittle failure due to horizontal shear slip, which makes their use under long-term loading in the structure problematic. The proposed reinforcements were able to improve the composite behavior of the joist and in-situ concrete by improving the horizontal shear strength and improve the bearing capacity of the slab up to 27 percent.
    Keywords: Composite Joist Floor, Prestressed Joist, Horizontal Shear, Shear Reinforcement, Cracking Load
  • Armin Hatefniya, Nasrin Jafari * Pages 149-169
    In this article, the analysis of a simply supported viscoelastic Bernoulli beam under a dynamic transverse loading combined with a compressive axial load was discussed. The applied dynamic transverse load was considered a non-harmonic load with an exponential decreasing function over time, and the applied axial load was considered constant compressive. This study investigated the effect of a specific decreasing transverse load and introduced, formulated, and proved the phenomenon of non-harmonic resonance of the viscoelastic beam, for the first time. The stress-strain relationship of the linear viscoelastic material was expressed according to the Boltzmann integral law. The relaxation function of the viscoelastic material was defined based on two terms of the Prony series. The displacement field was approximated by the product of two functions, a known spatial function and a time function with unknown coefficients. Using the principle of virtual work, the formulation of the viscoelastic beam was extracted. Then, utilizing the Laplace transform, the unknown coefficients of the time function were calculated. Finally, the displacement field of the viscoelastic beam was expressed in the time and space domains. To validate the results, Abaqus software was used for beam modeling. In the numerical results section, the effect of different viscoelastic material parameters and different loads on the displacement of the viscoelastic beam was investigated. Also, the occurrence time of the non-harmonic resonance, and the ratio of the maximum displacement at the resonance time to the displacement at time zero were calculated
    Keywords: Axial compressive load, Boltzmann integral, Dynamic transverse load, Non-harmonic resonance, Time function, Viscoelastic Bernoulli Beam
  • Fatemeh Esfandiari, Ozeair Abessi *, Mahtab Koohi Pages 170-185
    Building and their related activities are important sources of the environmental pollutants, regarding the fact that during the process of building and materials manufacturing a considerable amount of carbon is produced and disposed to the atmosphere. Virtual carbon footprint related to this industry is not confined to the process of building and manufacturing, it actually includes the operation time and dismantling too. In this study, the per capita energy consumption and the carbon footprint of three buildings in Mazandaran province during one year of operation have been estimated and compared with each other. So, a house, two-story, and five-story apartments with the same structure in Babolsar have been modeled in Design-Builder, and energy consumption and carbon footprint during one year of operation have been assessed comparatively. The results of modeling indicate that along the one-year operation of the house, two-story and five-story apartments, 8490, 4878, and 4881kg carbon (kg per occupant) have been produced and released into the atmosphere. Furthermore, the per capita, energy consumption of the house has been estimated more than those of apartments significantly, and this fact illustrates a vast difference between the detrimental effects of houses and those of apartments during operation time on the environment.
    Keywords: Carbon Footprint, Green building, modelling, energy consumption, Concrete Structures
  • MAZIAR YAZDANY, Saeed Ghazi Maghrebi *, محمد علی Mohammad Ali Afshar Kazemi Pages 186-206

    Today, a huge amount of data is transmitted around the world through the high capacity of optical telecommunication networks. In railways, optical transmission telecommunication networks play a very important role in the transmission of vital rail data and the safety of movement. Reliability stability of telecommunication infrastructure is essential in increasing productivity, maintaining safety and reducing maintenance costs. In this article, the existing reliability level and all relevant parameters (the number of network outages and the duration between network failures, MTBF) of the railway optical transmission telecommunication network to obtain the number of blocked railway lines through the block diagram method (Reliability block diagram model) created and simulated through the Monte Carlo method and then optimized with the aim of reducing line blocking, considering that with each network failure, rail lines are blocked, the number of network outages is equal to line blocking. Therefore, with optimization, the reliability of the line blocking network is reduced. Also, predicting the behavior of the network and obtaining the probability of its failure is done through perceptron three-layer neural networks and its results are presented. The network implemented in this article is an optical telecommunication transmission network. The railway zone of Azerbaijan is 654 km long.

    Keywords: Optical transmission telecommunication network, Reliability, Monte Carlo simulation, perceptron neural, RBD model
  • Aref Bastami, Fereydoon Omidinasab *, Ahmad Dalvand Pages 207-229
    Self-compacting composite concrete is known as a cement composite with high performance and adhesion. This composite has a lot of psychological capability and efficiency. Concrete failure depends on the formation of cracks and microcracks. As the load increases, the microcracks join together to form cracks. To solve this problem and also to create homogeneous conditions, in recent years, thin fibers of fiber in the entire volume of concrete are used. Fiber concrete is actually a type of cementitious composite that increases its tensile and compressive strength by using reinforcing fibers inside the concrete mix. In this study, the effect of adding materials (Microsilica Fume, Fly Ash, GGBFS) and sinusoidal steel fibers (corrugated) on the mechanical properties of self-compacting cement composite was investigated in 9 mixing designs. For this purpose, cement alternative additives in the amount of 10% by weight of cementitious materials and steel fibers in the amount of 1% of the volume of cement composite were used in the mixing design. In the compressive strength test, the sample with 1% steel fibers had a 4.5% increase in strength compared to the reference sample, which showed a very low effect of steel fibers on the compressive strength. Also, the use of microsilica by 10% by weight of cement substitute increased the amount of compressive strength by 6.6%, which due to the property of microsilica in increasing resistance, this result was not far from the eye. In general, the use of steel fibers had no effect on the results of compressive strength, capillarity, and water absorption, but the changes in other test results compared to the reference sample were quite noticeable and expected due to the use of steel fibers.
    Keywords: Self-compacting cementitious composites, Wavy steel fibers, Microsilica fume, Fly ash, GGBFS, Mechanical properties