فهرست مطالب

مهندسی عمران فردوسی - سال بیست و پنجم شماره 2 (بهار و تابستان 1393)

نشریه مهندسی عمران فردوسی
سال بیست و پنجم شماره 2 (بهار و تابستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/08/22
  • تعداد عناوین: 11
|
  • پژوهشی
  • علیرضا مرتضایی علی خیرالدین صفحه 1
    در طراحی بر اساس عملکرد، تعیین نیازهای لرزه ای یک گام مهم و اساسی در روند طراحی می باشد. نیازها را می توان به کمک روش های خطی یا غیرخطی تعیین نمود. دستورالعمل به سازی لرزه ای ساختمان های موجود، روش های تحلیلی مختلفی را به منظور ارزیابی و تعیین نیازها معرفی می نماید. از آن جایی که انتظار می رود اعضای سازه ای تحت اثر نیروی لرزه ای رفتار غیرخطی از خود بروز دهند، لذا منطقی است که در تعیین نیازهای اعضا، روش های غیرخطی مورد استفاده قرار گیرند. از بین دو روش غیرخطی، روندهای استاتیکی شامل تحلیل های بارافزون نسبت به روندهای تاریخچه زمانی مقبولیت بیش تری دارند. لذا در این مقاله به بررسی روش های غیرخطی و تفاوت های موجود بین روش های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی برای تخمین نیازهای لرزه ای پرداخته می شود و نتایج و آثار استفاده از روش های بارافزون در تخمین نیاز لرزه ای اعضا تحت اثر زمین لرزه های حوزه ی دور و نزدیک مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.مقایسه ی نتایج حاصل از روش بارافزون با نتایج تحلیل تاریخچه ی زمانی غیرخطی نشان می دهد که روش های بارافزون در سطوح فوقانی سازه نیازهای لرزه ای را در حد پایین تری تخمین می زنند. این امر اهمیت ارتباط مشارکت مدهای بالاتر را در سازه های میان مرتبه و بلندمرتبه مشخص می نماید.
    کلیدواژگان: تحلیل بارافزون، زمین لرزه حوزه ی نزدیک، مدهای بالاتر، توزیع بار جانبی، تغییرمکان نسبی
  • سیدمحمدحسین جزایری ابنوی، محمدحسین ابوالبشری صفحه 17

    تاکنون روش های مختلفی برای بهینه سازی شکل و ساختار سازه های مکانیکی با الهام از رفتار طبیعت تدوین گردیده است. در این مقاله با استفاده از اصل رشد سازگار بیولوژیکی، دو الگوریتم برای بهینه سازی شکل و ساختار ارائه شده است. الگوریتم اول به یک صفحه ی سوراخ دار و نیز یک فیلت و الگوریتم دوم به یک تیر مخروطی و نیز یک تیر با سطح مقطع متفاوت اعمال شده است. نتایج نشان می دهد که عمر خستگی صفحه ی سوراخ دار تا 40 برابر افزایش و تنش های ماکزیمم فیلت نسبت به نتایج دیگر پژوهشگران 6درصد کاهش یافته است. هم چنین این الگوریتم می تواند حجم سازه را به طور قابل توجهی کاهش دهد.

    کلیدواژگان: بهینه سازی شکل، بهینه سازی ساختار، رشد سازگار بیولوژیکی، عمر خستگی
  • غلام حسن اسکندری، علی رئیسی استبرق، عباس سروش صفحه 31

    تعیین تغییرحجم خاک های غیراشباع در حین بارگذاری و تغییرمکش از مشکلات اساسی آزمایشگاهی برای این نوع خاک ها محسوب می گردد. بررسی منابع نشان می دهد تاکنون تلاش های بسیاری برای ابداع ابزار آزمایشگاهی مناسب به منظور اندازه گیری تغییرحجم نمونه های غیراشباع خاک با دقت مناسب صورت گرفته است. این مقاله به شرح جزئیات و مزایای طراحی و ساخت یک دستگاه سه محوری با سلول دوگانه ی کاملا خودکار برای اندازه گیری تغییرحجم نمونه های غیراشباع خواهد پرداخت. در ادامه، مراحل کالیبراسیون برای تغییرحجم ظاهری ناشی از انبساط اولیه و جذب آب و انبساط اتصالات مربوطه ی دستگاه مذکور نیز ارائه شده است. آزمایش بر روی نمونه های غیراشباع خاک متورم شوندهبرای تعیین منحنی مشخصه ی آب خاک در شرایط غیرایزوتروپیک انجام شد. نتیجه های به دست آمده نشان دهنده ی عملکرد مناسب دستگاه ساخته شده می باشد.هم چنین نتایج آزمایش ها نشان می دهد که منحنی مشخصه ی رطوبتی خاک تابعی از اعمال بار وارد به نمونه می باشد.

    کلیدواژگان: خاک غیراشباع، تغییرحجم، سلول دوگانه، کالیبراسیون، منحنی مشخصه ی رطوبتی خاک، بارگذاری غیرایزوتروپیک
  • محمدرضا صبور، بهجت رضایی، امین جعفرقلی صفحه 53

    امروزه با توسعه ی استفاده از محصولات نفتی بحث افزایش آلودگی خاک و نیاز به پاک سازی آن از مسائل جدی و مطرح می باشد. علت فراوانی استفاده از روش SVE (Soil Vapor Extraction) برای پاک سازی خاک،آسانی کار، هزینه ی مناسب و راندمان خوب آن بوده است. به نظر می رسد با توجه به جوان بودن این بحث در کشورمان نیاز است تا با ابعاد مختلف آن بیش تر آشنا شویمو از این روش برای پاک سازی خاک های آلوده در گذشته و آینده استفاده نماییم. در این مقاله تاثیر نوع خاک و حرارتبه عنواندو پارامتر مهم در راندمان روش استخراج بخارات مورد بررسی قرار گرفته است. خاک مورد استفاده ماسه بادی بوده که با درصدهای مختلف از رس کائولینیت مخلوط گردید. با ساخت پایلوت و انجام آزمایش، نتایج پاک سازی این خاک ها از هیدروکربن های آلیفاتیک موجود در گازوئیل گزارش شده است. نتایج به دست آمده بیان کننده ی این مطلب است که با افزایش میزان رس در خاک ماسه بادی، راندمان پاک سازی به شدت کاهش می یابد به طوری که در حالت عدم وجود رس، راندمان پاک سازی بعد از 24 ساعت تا 4/78% پیشرفت داشت. هنگامی که خاک دارای 20% رس بود راندمان حذف به 24/25% رسید و در حالت40% رس راندمان به 75/23% رسید. اعمال حرارت درحالت عدم وجود رس تاثیر محسوسی در افزایش راندمان پاک سازی نداشت. در حالت وجود 20%رس، حرارت بیش ترین تاثیر را داشت و راندمان پاک سازی را به میزان 6/20% افزایش داد. در حالت وجود40% رس تاثیر حرارت دوباره کاهش یافت و به میزان 57/12% رسید. در مجموع نقش بافت خاک پررنگ تر از اثر حرارت بود و افزایش درصد رس راندمان پاک سازی را کاهش داد.

    کلیدواژگان: استخراج بخارات، پاک سازی خاک، رس، هیدروکربن های آلیفاتیک، گازوئیل، ماسه بادی، حرارت
  • محمدرضا صبور، مینا یکه لر، مرتضی نیکروان صفحه 67

    بتن از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی در جهان محسوب می شود و نانوسیلیس به علت طبیعت پوزولانی بالا، برای استفاده در بتن مورد توجه قرار گرفته است. از این رو، مطالعه ی عملکرد زیست محیطی آن ضروری به نظر می رسد. در این مطالعه برای بررسی کارآمدی بتن حاوی نانو سیلیس و مقایسه ی آن با بتن متعارف از روش ارزیابی زیست محیطی چرخه ی عمر استفاده شده است. هم چنین طبق توصیه ی ASTM از روش ارزیابی اقتصادی چرخه ی عمر به منظور ارزیابی اقتصادی بهره گرفته شده است. در پایان نیز با استفاده از روش تصمیم گیری چند شاخصه، نتایج ارزیابی زیست محیطی و اقتصادی به منظور نتیجه گیری تلفیق شده اند. در این مطالعه کاهش اثرات زیست محیطی در شاخص گرمایش جهانی و مصرف سوخت های فسیلی در صورت جایگزینی 5/1% نانوسیلیس با سیمان، به ترتیب به میزان 05/26 و 88/10 درصد به دست آمد. نتایج ارزیابی اقتصادی نیز نشان داد که جایگزینی 5/1% نانوسیلیس در بتن، هزینه ی چرخه ی عمر بتن را در حدود 10 درصد کاهش می دهد. نمرات ارزیابی تلفیقی دو سناریو نیز به ترتیب 8/52 و 6/47 به دست آمد.

    کلیدواژگان: بتن، l نانو سیلیس، ارزیابی زیست محیطی چرخه ی عمر، شاخص گرمایش جهانی، شاخص مصرف سوخت فسیلی، ارزیابی اقتصادی چرخه ی عمر
  • ابوذر جعفری، بهروز حسنی صفحه 79

    بررسی اثر محصورشدگی بتن بر عملکرد و رفتار لرزه ای سازه های پانلی که با روش قالب بندی ماندگار ساخته می شوند، موضوع این مقاله است. به این منظور چند مدل ساختمانی با ارتفاع های مختلف و آرایش یکسان دیوارها، با و بدون در نظر گرفتن اثر محصورشدگی (اثر اجرای المان های مرزی)، مورد مطالعه قرار گرفته است. برای انجام مطالعات با به کارگیری نرم افزار PERFORM 3D، رفتار غیرخطی این سازه ها توسط اجزای محدود پوسته ای چندلایه ی دارای مقاطع الیافی مدل شد. در مدل اجزای محدود این مقاطع از دو نوع الیاف بتنی محصور شده و محصور نشده، برای مطالعه ی این اثر استفاده گردید. پس از مدل سازی و انجام تحلیل های غیرخطی، عملکرد هر یک از نمونه ها در دو سطح خطر تعیین شده و نتایج مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که اجرای عناصر مرزی در این سیستم ها نه به طور چشمگیر بلکه تنها اندکی عملکرد لرزه ای را بهبود می بخشد؛ اما عامل محصورشدگی می تواند به طور قابل ملاحظه ای پارامترهایی چون نسبت شکل پذیری، بیشینه مقاومت محتمل و میزان اتلاف انرژی اعمال شده به سازه را افزایش دهد و رفتار لرزه ای این سیستم های سازه ای را بهبود بخشد.

    کلیدواژگان: طراحی مبتنی بر عملکرد، سیستم دیوار باربر، محصورشدگی بتن، مدل سازی رفتار غیرخطی
  • محمدکاظم شربتدار، احمد دالوند، ابوذر حمزه نژادی صفحه 99

    در بسیاری از سازه های امروزی به خصوص در سازه هایی که در سواحل دریا ساخته می شوند بحث خوردگی آرماتورها و کاهش ظرفیت سازه برای تحمل بارهای ثقلی و جانبی یک موضوع جدی می باشد. استفاده از الیاف پلیمری FRP تا حدودی می تواند این مشکل را مرتفع سازد. در مقاله ی حاضر یک تحقیق آزمایشگاهی و عددی بر روی اثر جایگزینی خاموت های ساخته شده از الیاف FRP به جای خاموت های فلزی تحت بارگذاری استاتیکی صورت گرفته است. به همین منظور سه نمونه تیر بتنی ساخته و تحت بارگذاری تک نقطه ای در وسط دهانه آزمایش گردید. از سه نمونه تیر یک تیر به عنوان مرجع دارای خاموت فلزی و دو تیر دیگر دارای خاموت ساخته شده از الیاف FRP در محل کارگاه بودند. آرماتورهای طولی همه ی نمونه ها فلزی بودند. ضمنا دو تیر آزمایشگاهی دارای خاموت فلزی و FRP به وسیله ی نرم افزار المان محدود ANSYS مدل سازی گردید و پس از اعتبار سنجی، دو گروه تیر بتنی دیگر نیز مدل سازی و تحلیل شد. نتایج حاصل نشان دادند که خاموت های FRP دارای عملکرد ظرفیت برشی مناسبی در مقایسه با خاموت های فلزی بودند و در مواردی کرنش نهایی خاموت های ساخته شده از FRP تا 8/0 درصد نیز رسید که دو برابر مقادیر پیشنهادی آیین نامه ها برای طراحی این گونه سازه های بتنی با الیاف کامپوزیت می باشد.

    کلیدواژگان: خوردگی، تیر بتن مسلح، خاموت FRP، المان محدود، عملکرد برشی
  • محمدهادی افشار، سید ابراهیم رضایی سنگدهی، رامتین معینی صفحه 117

    بهره برداری بهینه از مخازن سدها از جمله مسایل مهم در علوم مهندسی آب است که روش های بهینه سازی متعددی به منظور حل آن به کار گرفته شده است. امروزه کارشناسان مهندسی آب به استفاده از الگوریتم های فراکاوشی به منظور حل این مساله گرایش پیدا کرده اند. یکی از این الگوریتم ها، الگوریتم بهینه سازی جامعه ی مورچگان است که بر مبنای شبیه سازی رفتار جستجوی غذا در جامعه ی مورچگان ارائه شده است. در این تحقیق قابلیت های چهار الگوریتم مختلف از الگوریتم های بهینه سازی جامعه ی مورچگان به نام های الگوریتم پایه ی سیستم مورچگان، الگوریتم سیستم مورچگان نخبه، الگوریتم سیستم مورچگان ترتیبی و الگوریتم سیستم مورچگان بیشینه-کمینه به منظور حل دو مساله ی تک هدفه ی بهره برداری از مخزن سد دز به منظور تامین آب مورد نیاز (بهره برداری ساده) و بهره برداری برقابی از مخزن سد دز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که الگوریتم بهینه سازی جامعه ی مورچگان، الگوریتمی مناسب در حل مسایل بهره برداری از مخازن سدها می باشد. هم چنین، از میان الگوریتم های مورد مطالعه، الگوریتم سیستم مورچگان بیشینه - کمینه به منظور حل مسایل مورد نظر مناسب تر عمل نموده است.

    کلیدواژگان: الگوریتم فراکاوشی، الگوریتم بهینه سازی جامعه ی مورچگان، بهره برداری بهینه از مخازن سدها
  • محمود قضاوی مسعود مشفق یگانه صفحه 135
    در این مقاله با استفاده از معادلات مبتنی بر نظریه ی پلاستیسیته ی مواد و بر پایه ی روش های تعادل حدی، روابطی به منظور تخمین نیروی برآیند محرک وارد بر دیوارهای حائل صلب ناشی از خاکریزهای لایه ای ارائه می گردد. به این منظور با استفاده از معادلات پلاستیسیته ی حاکم بر سطوح گسیختگی (معادلات کوتر) و با در نظر گرفتن اثر نیروهای استاتیک فشار عکس العمل، نیروی عکس العمل خاک ثابت بر روی گوه خاک محاسبه می گردد. علاوه بر روش تحلیلی حل، فرم خلاصه جواب برای زاویه ی شکست گوه خاک پشت دیوار حائل و در نتیجه فرم خلاصه برای محاسبه ی نیروی کل محرک به دست آمده است. نتایج به دست آمده در این مقاله برای خاکریزهای لایه ای نیز بسط داده شده است. با توجه به ایجاد رابطه ای برای محاسبه ی فشار ناشی از عکس العمل خاک از نیروهای ناشی از گوه، به صورت ویژه به توضیح قابلیت ویژه ی این روش در محاسبه ی بازوی نیروی جانبی برآیند به صورت تحلیلی در خاکریزهای چندلایه و تک لایه بدون در نظر گرفتن فرضیات هندسی پرداخته شده است. نتایج به دست آمده از روش حاضر برابری مقدار نیروی برآیند جانبی به دست آمده از روش حاضر را با مقدار به دست آمده از روش کولمب نشان می دهد. هم چنین ارتفاع نقطه ی اثر نیروی برآیند، وابسته به خصوصیات خاک خاکریز می باشد. علاوه بر این نتایج به دست آمده نشان می دهد که در حالت استاتیکی و با فرض مد حرکت چرخش حول پاشنه برای دیوار حائل، مقادیر لنگر به دست آمده از روش کولمب در جهت اطمینان و برای طراحی دیوارهای حائل مناسب می باشد.
    کلیدواژگان: دیوار حائل، سطح شکست، حالت فعال، پلاستیسیته، روش تعادل حدی، خاک لایه ای
  • یادداشت پژوهشی
  • سعید پورزینلی، نصرت الله فلاح، موسی اکبری آقبلاغ صفحه 147

    در این تحقیق، ابتدا مشخصات سازه ای مدل سه بعدییک ساختمان اسکلت فلزیچهار طبقه با مقیاس 1:12 از چندین روش تعیین می گردد. اندازه گیری میرایی های مودال و اشکال مودی بروش جاروی فرکانسی صورت می گیرد و مقادیر بهینه ی پارامترهای مختلف TMD با استفاده ازروش آزمون و خطا به دست می آید. سپس،TMD مربوط ساخته شده و در تراز بام نصب می شود و سازه تحت تحریک هارمونیک پایه بر روی میز لرزه مورد آزمایش قرار می گیرد.اندازه گیری های آزمایشگاهی حاکی ازعملکرد بسیار مناسب سیستم کنترلی طراحی شده در تحریک های هارمونیکی پایه، با فرکانسی برابر با فرکانس غالب سازه ی اصلیمی باشد.برای بررسی عملکرد سیستم کنترلی بهینه شده برای تحریک غیر هارمونیک پایه، پاسخ سیستم تحت تحریک 23 زلزله ی داخلی و خارجی با محتواهای فرکانسی متفاوت، به صورت تحلیلی نیز محاسبه شده است.

    کلیدواژگان: سیستم کنترلی میراگر جرمی همساز (TMD)، تحریک لرزه ای، مطالعه ی تجربی، تحریک هارمونیک پایه
  • علی اخترپور عباس سروش صفحه 159
    نقش اصلی هسته در سدهای خاکی و سنگریزه ای کاهش و کنترل نشت آب از بدنه ی سد می باشد. برای دستیابی به این هدف عموما از خاک های رسی برای هسته استفاده می شود که به خاطر نفوذپذیری اندک، این نوع خاک می تواند این وظیفه را به خوبی انجام دهد. ولی نفوذپذیری اندک این نوع خاک همزمان با بالا رفتن درجه ی اشباع خاک ناشی از افزایش سربار می تواند باعث ایجاد فشار آب حفره ای در هسته ی سد در زمان ساخت گردد و این فشارهای آب منفذی نمی تواند به سادگی استهلاک یابد. لذا افزایش سرعت خاکریزی می تواند باعث افزایش فشار های آب منفذی در هسته به میزان قابل توجهی گردد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار اجزا محدودPLAXIS7.2 و مدل رفتاری پلاستیک سخت شونده مقادیر فشار آب حفره ای و تنش های کل در هسته ی سد سنگریزه ای مسجد سلیمان در زمان ساخت و اولین آبگیری محاسبه می شود و با مقادیر حاصل از ابزار دقیق مقایسه می گردد. به طور کلی نتایج تحلیل تطبیق خوبی را با مقادیر حاصل از ابزار دقیق نشان می دهد.
    کلیدواژگان: سد سنگریزه ای، فشار آب حفره ای، مدل رفتاری الاستوپلاستیک، ضریب فشار آب حفره ای، تنش کل
|
  • A. Mortezaei, A. Kheyroddin Page 1
    Accurate identification of seismic hazard and the estimation of associated seismic demands are the key components in the performance-based seismic design (PBSD). Although nonlinear time history (NTH) analysis is the most precise procedure to evaluate the seismic demands of buildings structures، it is relatively complex and time-consuming for routine applications. Nonlinear static procedures (NSPs) are now prevalently used in engineering practice instead of nonlinear time history analysis for the prediction of seismic demands in building structures. Current Instruction for Seismic Rehabilitation of Existing Buildings (No. 360) uses invariant load distributions. While those invariant load distributions (such as inverted triangle، uniform، or mass proportional) are based on the assumption that the response is primarily in its fundamental mode of vibration، it can lead to incorrect estimates for structures with significant higher mode contributions. The objective of this paper is evaluation of the assumptions، approximations and limitations of pushover analysis and the differences between static and dynamic methods to estimate seismic demands in building structures subjected to both far- and near-fault ground motions. Analytical results show that lateral load pattern used to estimate demands can have a significant influence on the computed demands. When compared to nonlinear time history estimates، pushover methods tend to underestimate demands at the upper levels signifying the relevance of high mode participation in mid to high rise structures.
    Keywords: Pushover analysis, near, fault earthquake, higher modes, lateral load distribution, Drift
  • S.M.H. Jazayeri, M.H. Abolbashari Page 17

    Many shape and topology optimization methods have been inspired from the nature. In this paper، two different optimization algorithms based on the adaptive biological growth (ABG) have been applied to some structural elements. The first algorithm is developed for the shape optimization and is applied to a plate with a central hole as well as a fillet plate. The second algorithm is the soft kill option (SKO) that is applied to a cone cantilever beam and a beam with variable cross section where the optimum topology of them are sought. The results show that the fatigue life of the plate with a central hole is increased by 40 times. Also، the maximum normalized first principle stress is 6% lower and finally، the volume of the optimum structure is less than those obtained by other researchers.

    Keywords: Shape Optimization, Topology Optimization, Adaptive Biological Growth, Fatigue Life
  • G.H. Eskandari, A. Raeesi, A. Soroush Page 31

    Determination of volume change of unsaturated soils during loading and suction change is one of the most important difficulties in testing unsaturated specimens. It is revealed from literature review that various attempts have been made to invent an apparatus that can be used in testing on unsaturated soil specimens، simply and accurately. In this research، details of design and manufacture of a fully automatic 3-axial apparatus is explained، that can be used in measurement of volume change in unsaturated soils. Calibration procedure is also explained. To determine SWCC، some tests were conducted in anisotropic conditions. Results confirm the operation of apparatus. It is shown that SWCC is a function of excreted load.

    Keywords: Unsaturated soil, Volume Change, Double Cell, Calibration, Soil Water Characteristic Curve (SWCC), Anisotropic Loading
  • M.R. Sabour, B. Rezaie, A. Jafargholi Page 53

    Utilizing considerablepetroleum products، increasing soil contamination and need to its clean-up is one of serious environmental issues. Soil vapor extraction is a common and very wide used method for soil remediation because of its Easy operation، low cost and high efficiency. In this paper، influence of soil type and heating، as two important parameters in efficiency of soil vapor extraction method is examined. The used soil is blown sand، which is mixed with different percentages ofkaolinite clay. Establishing pilot and running experiments، the result of soilsremediationout of aliphatic hydrocarbons in gas-oil is reported. The results indicate thatenhancement of clay percentage leads to great reductioninclean-up efficiency. After 24 hours test running،removal efficiencyreached to 78. 4%for the soil with 20% clay content، while this efficiency fell down to 23. 75% for the soil with 40%of clay content. Having no clay within the soil، soil-heated vapor extractionmethod did not causenoticeable increasing in clean-up efficiency. However، heating has the most influence and increases clean-up efficiency for 20. 6%with presence of 20% clay within the soil، while presence of %40 clay decreasesthe efficiency to 12. 57%.

    Keywords: Clay, Heating, Soil Remediation, Soil Vapor Extraction Method, Gas, Oil
  • M.R. Sabour, M. Yekkalar, M. Nikravan Page 67

    Concrete is one of the most utilized construction materials in the world. Nowadays، Nano silicate usage due to its special property attracted considerable attention. On this basis، studying its environmental functions is an essential issue. Accordingly، the behavior of normal concrete and the one with Nano silicate were compared via taking advantage of Life Cycle Assessment (LCA) method in this investigation. In addition، due to ASTM recommendation، the abovementioned method was utilized to compare these two concrete mixtures economically، too. Concluding the outcomes، the economic and environmental assessments were mixed via multi-criteria decision-making method. Reducing environmental impacts via substitution of cement with 1. 5% Nano silicate، global warming criterion and fossil fuel consumption have been reduced 26. 5 and 10. 88 percent، respectively. Having the same substitution in concrete production، economic assessment indicates 10% reduction in life cycle expenses for this mixture. The mixture assessments for both normal and mixture with Nano silicate concrete ranked them 47. 6 and 52. 8، respectively.

    Keywords: Concrete, Nano silicate, Environmental Life Cycle Assessment, Global Warming Criterion, Fossil Fuel Consumption Criterion, Economical Life Cycle Assessment
  • A. Jafari, B. Hassani Page 79

    Study of the effect of confinement of concrete on the seismic performance and behavior of permanent shuttering concrete panel structures is the subject of this paper. For this purpose، a few building models with different heights، but similar planar layout of walls، with and without considering the effect of confinement، i. e. execution of boundary elements، are taken into consideration. For this study، the PERFORM 3D software is employed for the modeling of nonlinear behavior of these structures by the possibility of using a multi layer shell element with fiber sections. For finite element modeling of these sections two types of concrete fibers، confined and non-confined، are employed. After modeling and carrying out nonlinear analyses، performance of each of specimens at two different risk levels is determined. The obtained results indicate that although execution of the boundary elements in these structural systems does not considerably improve the seismic performance but the confinement is a major factor in improving some parameters such as ductility، the probable maximum strength and the loss of energy that have a positive influence on the seismic performance of the structure.

    Keywords: Performance Based Design, Bearing Wall System, Concrete Confining, Modeling of Nonlinear Behavior
  • M.K. Sharbatdar, A. Dalvand, A. Hamzenezhadi Page 99

    Today، corrosion in reinforcements is an important issue in many structures، especially those made in off-shore، resulting of reduction of the structural capacity under gravitational and lateral loads. Using FRP polymer can reduce this effect to some extents. A numerical and experimental investigation has been conducted on three different concrete beams to find out the effect of replacing steel stirrups with FRP ones under static loading. So، three beams were tested under concentrated loading on the middle of the span. One of the three beams، as the reference had steel stirrups، while the other two contained in-place FRP made stirrups. Longitudinal steel reinforcements were used in all three specimens. Also، two different beams with steel and FRP stirrups were analyzed by finite element method in ANSYS. After calibration، two other groups of concrete beams were modeled and analyzed. The results demonstrated that FRP stirrups had the better shear capacity performance compared to steel stirrups and the final strain in FRP stirrups reached %0. 8 which is two times of the value suggested by design code provisions.

    Keywords: Structural Capacity, FRP Polymer, Experimental Investigation, Steel Stirrups, FRP Made Stirrups, Concrete Beams, Shear Capacity
  • M.H. Afshar, S.E. Rezaee, R. Moeini Page 117

    Optimal operation of reservoir is one of the most important problems of water resource engineering addressed by many researchers. Mathematical and traditional optimization methods have been extensively used to solve reservoir operation problem. Nowadays، meta-heuristics methods such as Ant Colony Optimization (ACO) algorithms، however، are being used more and more to solve this problem. ACO algorithms refer to a family of search methods based on the foraging behavior of real ant colonies. In this paper، the application of four ACO algorithms namely، Ant System، Elitist Ant System، Ranked Ant System and Max-Min Ant System is used to solve the simple and hydropower reservoir operation problems. The efficiency of these methods is tested against the benchmark example of «Dez» reservoir and the results are presented and compared. The results indicate the superiority of Max-Min Ant System over other algorithms to solve reservoir operation problem.

    Keywords: Meta, Heuristic Algorithm, Ant Colony Optimization Algorithm, Optimal Operation of Reservoir
  • M. Ghazavi, M. Moshfegh Yeganeh Page 135
    In this paper، based on soil plasticity and pseudo-static methods، necessary equations have been derived for determination of total active thrusts due to layered backfill on rigid retaining walls using limit equilibrium approach. For this purpose، the reaction force applied on the failed wedge due to granular backfill has been determined using Kotter’s equations. The total lateral thrust and the angle of the failed wedge in the backfill with the horizontal direction has also been computed for both active and passive conditions. In addition، heights of application points of these thrusts have been calculated and compared with those obtained from earlier research work. Moreover، the method has been expanded for layered backfill. The results show that the total resultant thrust obtained from this study is well in accordance with the Coulomb method. In addition، it has been shown that the point of application of the resultant thrust depends on the backfill layering and backfill properties. Moreover، the developed method has shown that for retaining walls rotating sufficiently about their toes، overturning moments computed from the Coulomb method are on the safe side.
    Keywords: Retaining Wall, Slip Surface, Active Condition, Plasticity, Limit Equilibrium Approach, Layered Backfill
  • S. Pourzeynali, N. Fallah, M. Akbari A. Page 147

    Basic dynamic characteristics of a 1:12 scaled experimental model of a 4 stories 3-D steel frame are obtained using different methods. The frequency sweep method is used to calculate the modal damping ratio and mode shapes of the frame. The optimal values of the TMD different parameters are evaluated using try and error method. Then the associated TMD system is constructed and installed on the top story andthe model is tested under support harmonic excitation.The experimentally measured results of the model frame under resonant harmonic support excitationshow the significant effectiveness of the proposed TMD system in reducing the model frame response.The above model is also analytically examined under 23 world-wide earthquake accelerogrames with different level of frequency content.

    Keywords: TMD Control, Earthquake excitation, Frequency Content, Harmonic excitation
  • A. Akhtarpour, A. Soroush Page 159
    The main role ofcore in earth dams is to reduce and control the seepage flow through the dam. In order to achieve this purpose، the core material is usually selected from pure or mixed clays. Due to very small coefficient of permeability، the clay cores can prevent water leakageeasily. However، pore water pressures developed inside the core during construction، can not be dissipated quickly. As a result، increasing the rate of embankment filling during the construction stage، may lead to large development of the pore pressure inside the core. In this study،based on a hardening elasto-plastic constitutive model، the total stresses and pore pressures inside the core of MASJED-E-SOLEYMAN rockfill dam، are calculated using the PLAXIS software during the construction and first reservoir filling stages. The analysis is in term of effective stress coupled with consolidation analysis. In order to verify the result of the numerical analysis، the measurment data from installed instruments intherockfill dam have been compared with the numerical results. This comparsion shows that the numerical analysis results are in a good agreement with the instrument results. Excess amount of pore pressures in the core of this dam is due to very small coefficient of permeability and high rate of embankment filling.
    Keywords: Rockfill Dam, Pore Water Pressure, Elasto, Plastic Constitutive Model, Pore Pressure ratio, Total Stress, Effective Stress