فهرست مطالب

نشریه مهندسی عمران فردوسی
سال بیست و دوم شماره 2 (بهار و تابستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/10/22
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمد رضایی پزند، محمدرضا اکبرزاده توتونچی صفحه 1
    کمینه کردن پاسخ سازه در برابر نوسان زمین با بهره گرفتن از ساختار کنترل حلقه باز هدف این مقاله می باشد. در این گونه کنترل فقط یک شبکه ی عصبی پیش بین وجود دارد و تنها نوسان زمین را انگاره می زند. شبکه ی عصبی براساس چند شتاب نگاشت ثبت شده آموزش می بیند و می تواند تغییرهای شتاب را در یک گام جلوتر پیش بینی کند. نیروی کنترل از حاصل ضرب جرم هر طبقه در شتاب گام جلوتر به دست می آید. این ساختار تا حدودی پاسخ سازه را کمینه می سازد. برای تضمین پایداری، یک کنترل کننده خطی به ساختار کنترل افزوده می شود و یک سامانه کنترل ترکیبی پدید می آید. این سامانه، افزون بر تضمین پایداری ساختارکنترل، کارکرد کنترل سازه را بهبود می بخشد. سرانجام، اثر تغییر جرم سازه بر روی ساختار کنترل بررسی می شود. یافته های این پژوهش نشان می دهند، اثر تغییر جرم سازه بر روی سامانه ی کنترل ترکیبی، نسبت به سامانه کنترل با شبکه ی عصبی پیش بین، کمتر می باشد.
  • بهروز حسنی، احمد گنجعلی، سیدمهدی توکلی صفحه 17
    در این مقاله، به شرح روشی برای بهبود میدان تنش به دست آمده از روش ایزوژئومتریک و برآورد خطای موجود در آن پرداخته می شود. این برآورد کننده خطا (Error estimator) در زمره دسته روش های برآورد خطای مبتنی بر بازیافت تنش قرار می گیرد. در این روش، با استفاده از نقطه های فراهمگرا، برای تابع مقدارهای هریک از مولفه های میدان تنش در هر ناحیه، یک سطح فرضی ساخته می شود. برای تعریف این سطح همان تابع های شکل نربزی (NURBS’ shape functions) به کار می روند که با کمک آن ها در روش ایزوژئومتریک تابع جابجایی تقریب زده می شود. از مقایسه نرم خطای کارمایه دقیق و نرم خطای کارمایه تقریبی، مشاهده می شود که برآورد کننده خطای پیشنهادی از کارایی مناسبی برای برآورد خطای موجود در تحلیل مساله ها به روش ایزوژئومتریک برخوردار است.
  • کاظم بدو، رقیه امامی صفحه 33
    ساختن خاکریز روی خاک های آلی و سست به دلیل فشردگی پذیری زیاد و مقاومت برشی کم با دشواری هایی مانند نشست زیاد، تغییر شکل های بلند مدت و ناپایداری خاکریز روبرو است. امروزه کاربرد مواد پلیمری ژئوسینتتیک به عنوان یکی از روش های کاربردی اصلاح خاک پذیرفته شده و مورد استفاده گسترده ای قرار می گیرد. در این مقاله با کمک نرم افزار PLAXIS و الگوی رفتاری خاک نرم خزشی، رفتار خاکریز روی بستری از خاک های آلی و سست در بخشی از بزرگراه شهید کلانتری تحلیل شد. نشست هایی که در طول 9 سال پس از ساختن بزرگراه روی دادند، به خوبی با نتیجه های تحلیل عددی هماهنگی داشت. در پی یافتن چاره ای برای کاهش نشست، اثرگذاری وجود یک لایه ژئوتکستایل در بستر مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های تحلیل های نشست نشان داد که کاربرد لایه ژئوتکستایل به عنوان مسلح کننده، سبب بهبود کارکرد خاکریز در این بخش از جاده می شود.
  • داوود مستوفی نژاد، محمد جواد حاج رسولیها صفحه 47
    آماده نبودن سطح بتن برای پیوند مناسب بین سطح بتن و ورق مرکب FRP از جمله دلیل های مهم جدا شدگی این ورق ها از سطح بتن به شمار می رود. این مساله به شکست زودرس و غیر اقتصادی عضو سازه ای می انجامد. بنابراین امروزه پیش از چسباندن ورق FRPبه سطح بتن برای مقاوم سازی، آماده سازی سطحی انجام می شود. ولی آماده سازی سطحی بتن با دشواری هایی مانند هزینه ی کار و آلودگی زیست محیطی روبروست؛ در همین راستا از مدتی پیش پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان، روش شیار زنی را به عنوان جایگزینی مناسب برای آمادسازی سطحی پیشنهاد دادند. در این مقاله میزان اثرگذاری عامل های عمق و عرض شیار بر کارآیی روش نوین شیار زنی برای در اختیارگرفتن جدا شدگی ورق FRP بررسی می شود. نمونه های موجود در آزمایشگاه 33 نمونه منشوری غیرمسلح با ابعاد 500 100 100 میلی متر می باشند. نخست، بر روی سطح همه نمونه ها 2 شیار با طول، عرض و عمق مشخص ایجاد و سپس داخل شیارها به طور کامل با اپوکسی مناسب پر شد. همه نمونه ها با ورقه های CFRP مسلح و با آزمایش خمش 4 نقطه ای آزموده شدند. نتیجه های این پژوهش نشان داد که اثر افزایش عرض شیارها بیش از افزایش عمق می باشد. همچنین می توان با انتخاب عمق و عرض شیار معین، از جداشدگی سطحی ورق به طور کامل پیشگیری کرد و یا تا اندازه زیادی سبب دیرکرد در پدید آمدن جداشدگی شد.
  • ساناز محمودپور، رضا عطارنژاد صفحه 59
    در این مقاله تحلیل دقیق پویای اندرکنش سد و مخزن در قلمرو زمان انجام می شود. ضخامت بدنه سد، متغیر و سازه سد، انعطاف پذیرو مخزن تا بی نهایت ادامه دارد. شرایط مرزی تشعشعی در مخزن و تغییر شکل بدنه سد به دقت در رابطه سازی گنجانده شده اند تا همه بعدهای پدیده فیزیکی اندرکنش سد و مخزن را دربربگیرند. فشار هیدروپویای در پشت سد ازمعادله فشار موج پیروی می کند. الگوسازی سازه سد به صورت اویلر- برنولی و با فرض قائم بودن بدنه در بالادست انجام پذیرد. روش نوینی برای تحلیل تیر با مقطع متغیر ارایه می شود. این روش نوین بر مبنای کاربرد تابع های نوینی است که تابع های شکل مبنا(BDFS) نام دارند. این تابع ها از حل معادله دیفرانسیل حرکت تیر اویلر- برنولی با مقطع متغیر به دست می آیند و با کمک آن ها تابع های شکل پویای نوینی حاصل می شوند که در تحلیل تیرهای با مقطع متغیر به کار می روند. پاسخ پویای سد و مخزن در برابر زلزله ال سنترو بررسی و تغییر مکان سد در حالت مخزن پر وخالی محاسبه شده است. مقایسه نتیجه های حاصل با نتیجه های موجود در نوشته های فنی، نشان دهنده شایستگی و دقت روش ارایه شده است.
  • سعید غفارپور جهرمی، علی خدایی صفحه 77
    پرکننده کوچکترین بخش مصالح سنگی بتن آسفالتی است که با پرکردن فضاهای خالی، به دلیل نرمی، ویژگی های سطحی و ترکیب شیمیایی می تواند نقش یک ماده فعال واکنش زا را بازی می کند. پرکننده بخش کوچکی از بتن آسفالتی را تشکیل می دهد، ولی با توجه به توانایی جذب به نسبت زیاد قیر، تغییرهای جزئی در مقدار و یا ویژگی های آن می تواند،روی نقش قیر به عنوان یک ماده چسبنده و پایدار کننده مصالح سنگی اثر بگذارد. یکی ازعامل های تعیین کننده کم قیری یا پرقیری مخلوط های بتن آسفالتی، ضخامت غشایی است که می تواند معیاری برای ناپایداری مخلوط باشد. در این پژوهش با به کارگیری دو گونه پرکننده با ویژگی های هندسی، فیزیکی و شیمیایی متفاوت، اثرگذاری آنها بر نسبت های حجمی و ضخامت غشایی مخلوط های بتن آسفالتی مورد بررسی قرار می گیرد. پرکننده های مورد برسی شامل سیمان پرتلند و گرد سنگ آهکی هستند که هریک در دو سطح ویژه و نرمی متفاوت در ساخت نمونه های مارشال استفاده شده و آزمایش می شوند. همچنین بر اساس تعریف های معمول و جدید از ضخامت غشایی، اثر نوع، میزان و نرمی پرکننده بر ضخامت غشایی مورد بررسی قرار می گیرد. نتیجه های این بررسی نشان می دهد پایداری مارشال و نسبت های حجمی مخلوط بتن آسفالتی مانند وزن مخصوص، حجم منفذها، جذب قیر و قیر بهینه،افزون بر نوع پرکننده به سطح مخصوص و نرمی آن نیز وابسته است. همچنین ضخامت غشایی با حجم منفذهای سنگدانه ها و حجم هوای مخلوط وابستگی نزدیکی دارد.
  • عبدالحسین فریدون، مصطفی محمدیان، حسین همتیان صفحه 89
    امروزه بهینه سازی بر پایه توانایی اعتماد (RBDO) یکی ازمساله های مهمی است که امکان دستیابی به هم سنگی میان ایمنی بالا و کاهش وزن را فراهم آورده است. با توجه به وجود عدم قطعیت در مساله های مهندسی طرح بهینه سازه باید به گونه ای باشد که توانایی اعتماد سازه از حد مشخصی کمتر نشود. مقاله حاضر به بهینه کردن وزن گونه ای از پانل ساندویچی پرداخته است. نخست مساله با الگوریتم موروثی حل شده، سپس با استفاده از روش تودرتو با تحلیل توانایی اعتماد به صورت مستقیم (RIA)، روش تودرتو با تحلیل توانایی اعتماد به صورت وارون (PMA) و روش طراحی فضای مطمئن (RDS)، وزن پانل با توجه به شاخص توانایی اعتماد موردنظر بهینه شده است.نتیجه های به دست آمده از روش های فوق الذکر و روش الگوریتم موروثی با هم مقایسه شده است. نتیجه ها نشان داد پانل با شمار نیم موج های هسته بیشتر، اگر محدودیت فضائی در طراحی وجود نداشته باشد، در فراهم کردن شاخص توانایی اعتماد به ویژه در بارهای بالاتر کارائی بهتری خواهد داشت.
  • محسن زاهری، محمدعلی برخورداری صفحه 103
    با رشد روز افزون استفاده از سازه های فضاکار، نیاز به تحلیل و طراحی دقیق این سازه ها بیش از پیش احساس می شود. شبکه های تک لایه مستوی از جمله سازه های فضاکار می باشند که در عرشه پلها و کشتی ها و پوشش سقفها با دهانه های کوتاه به کار می روند. با وجود روش های گوناگون پیشنهادی برای تحلیل سازه ها و رابطه های ساده و مشخصی که برای تحلیل و طراحی شبکه های تک لایه با روش مومسان به دست می آیند، باید برای تحلیل صحیح و دقیق تر سازه ها به اثر و نقش هریک از فرضیات در نتیجه های تحلیل آگاه بود. در این نوشته نخست به تحلیل و طراحی مومسان شبکه های مستوی با روش حل کران بالا و روش حل کران پایین پرداخته شد. این کار به یافتن رابطه های بسته ای منجر شد که با کمک آن ها تحلیل های غیر خطی با در نظر گرفتن الگوی رفتاری غیرخطی مصالح و غیرخطی هندسی انجام پذیرفت. در ادامه، شبکه های تک لایه بدون درنر گرفتن رفتار غیرخطی با برنامه های SAP و ABAQUS تحلیل شدند و نتیجه ها با یکدیگر و با نتیجه های تحلیل مومسان مورد مقایسه قرار گرفتند. سپس اثر فرض های ساده کننده در تحلیل شبکه ها بررسی و موردهای کاربرد مجاز هریک از تحلیل ها ارائه شد.
|
  • Mohammad Rezaieepajand, Mohammad Reza Akbarzadeh Page 1
    It is aimed to minimize the structure response against the earth vibration by the use of the open loop control system. In such a control, only one predicting neural network is utilized, which estimates only the earth vibration. The neural network is instructed by some recorded acceleration data, and it is able to predict the acceleration variation for the subsequent step. The control force is equal to the product of the mass of each story to its next step acceleration. This control system leads to the approximate minimum response. Moreover, to guarantee the system stability, a linear controller is added to the system. The resulted mixed control system can assure the system stability and also has better performance. Finally, the effect of the structural mass variation on the control system is investigated. The findings show that the effect of the structural mass variation on the mixed control system is smaller than the one by the predicting neural network
  • Behrooz Hassani, Ahmad Ganjali, Sayyed Mahdi Tavakkoli Page 17
    In the paper, a new approach is presented for improving the stress field and estimating the solution error based on the isogeometrical analysis method. In this approach, by using the superconvergent points for the components of the stress field in each area, an imaginary surface is generated. The surface is described by the same NURBS’ basis functions which are employed for approximating the displacement function in the isogeometrical analysis. The performance of the method is demonstrated by comparison of the exact and approximate energy error norms for a couple of examples that the exact solution is available. It seems that the proposed method can be used as a suitable approach for error estimation in the isogeometrical analysis method.
  • Kazem Badv, Roghayye Emami Page 33
    Construction the embankment on the soft soils leads to problems such as long term deformations and embankment stability due to high compressibility and low shear strength of the soil. Nowadays the use of geosynthetics is a practical procedure for improving soft soils characteristics. In this paper, a numerical modeling of the embankment constructed on the soft organic soil in the part of the Shahid Kalantari Highway was performed using the PLAXIS Code and Soft Soil Creep Model. The settlement of the highway after 9 years was reasonably predicted by numerical analysis. The effect of geotextile layer at the base of the embankment was then evaluated as a remedial action to control settlement. The results showed that the application of the geotextile layer, as a reinforcement layer, could significantly improve the performance of the embankment in this part of the highway.
  • Davood Mostofinejad, Mohammadjavad Hajrasouliha Page 47
    A major challenges in flexural strengthening of reinforced concrete beams by FRP laminates is FRP sheet debonding from the concrete substrate, which leads to the premature failure of strengthened structural member. Surface preparation of concrete before FRP sheets installation is a suitable method to postpone debonding, however the effectiveness of the method is limited by the problems such as practical costs and environmental pollution. Grooving is an innovative technique to overcome debonding of FRP laminates from concrete surface, which has been recently used in Isfahan University of Technology (IUT). In this paper, the effect of some factors influencing the grooving capability aiming at reducing the debonding potential of FRP sheets from the concrete surface is addressed. These factors include the width and the depth of the grooves. In the experimental study, thirty-three prism specimens of dimensions 100×100×500 mm were subjected to 4-point flexural loading. The surfaces of the specimens have been grooved. After reinforcing the specimens by CFRP sheets, the four point flexural tests were carried out to measure the ultimate loading capacity. The results indicate that debonding can be completely prevented or highly limited by applying specified width and depth for the grooves.
  • Sanaz Mahmoudpour, Reza Attarnejad Page 59
    In the paper a dynamic exact solution in the time domain for dynamic analysis dam-reservior interaction is presented. The dam structure is flexible with infinite reservoir Exact consideration of the radiation boundary condition of the infinite reservoir and deformation of dam structure are included in the formulation which explicitly expresses the physical phenomena of fluid-structure system. The hydrodynamic pressure in the fluid domain of the structure-reservoir system is assumed to be governed by the pressure wave equation. The upstream face of the dam is considered vertical. The dam structure is modeled as a cantilever Euler-Bernoulli beam. The thickness of the dam is assumed to be variable. A new method for analysis of non-prismatic beams is presented. This new method is based on using new functions namely Basic Displacement Functions (BDFs).These functions are obtained by solving the governing equation of motion of a non-prismatic Euler-Bernoulli beam. Using this method dynamic shape functions are efficiently obtained for non-prismatic beams. Interactive behavior of the dam-reservoir system with different geometrical properties is demonstrated by numerical examples when the system is subjected to ramp acceleration and El Centro earthquake ground motions. The results are compared with those of literature and the competency of the method is shown in both economy and exactness.
  • Saeed Ghaffarpour Jahromi, Ali Khodaii Page 77
    Mineral filler is the finest fraction of aggregate used in concrete asphalt that can fill the void with effective interface in the mixture. It is essential for producing a mixture which is dense, cohesive, durable and resistance to the water penetration. Small change in the amount or the properties of the filler can cause the paving mixture to appear excessively dry or rich and film thickness can be a good parameter to predict concrete asphalt stability. It is generally believed that an asphalt paving mixture should have an adequate asphalt film thickness around the aggregate particles to ensure reasonable durability (resistance to aging) of the mixture. This study focuses on comparing volumetric properties and film thickness of the asphalt concrete using different fillers with a view to the geometry, physical and chemical properties. The fillers are limestone mineral and portland cement that used in two different specific surfacein the construction of Marshal test specimens. The range of the changes depends on the filler interaction with bitumen. Volumetric properties were investigated in the study are density, VFB, VTM, VMA. Other properties are Marshall stability, flow, optimum binder and film thickness. Results show that kind, content and filler properties have different effects on the volumetric properties and film thickness.
  • Abdolhosein Fereidoon, Mostafa Mohammadian, Hosein Hemmatian Page 89
    Reliability-based design is applied as an important approach to achieve high safety with light weight. In the engineering problems uncertainity should be considered in the design procedures so that the structural reliability is not smaller than a determined value. In this paper, the weight of a sandwich panel is optimized. First, the problem is solved by GA and then the weight is optimized by RIA, PMA and RDS methods based on the reliability indices. The results obtained from the aforementioned methods and GA method are compared. The comparision reveals that the panel with six wavelength core is more effective to obtain a high reliability.
  • Mohsen Zaheri, Mohammadali Barkhordari Page 103
    By the growing interest in space structure using, the need for precise analysis and design of these structures is more than ever sensed. plane single-layer orthogonal grids are types of space structures which used in the bridge decks, ships and covering of the ceilings with short opening. In the aspect of the presence the different methods to analyze these structures and in the spite of the determined and simple relations are obtained to analyze and design single layer grids by plastic method, it is necessary to aware of the effect of theories and also the role of each theory in the result of the analysis in order to acquire a precise and accurate analysis of the structure. First, in this paper, analysis and design of plane grids has been stated by the means of upper bound and lower bound methods, which led to find closed from relationships Then, nonlinear analysis (elastoplastic) is carried out by considering different kinds of material modeling methods and geometric nonlinear behavior.The analysis is also carried out without considering each nonlinear effects in single layer grids by SAP and ABAQUS softwares. The results are compared to the each other and the plastic analysis. the effects of the simplifying hypothesises in the analysis results are investigated and the allowable applications of each analysis method described.