مهندسی عمران شریف
سال:1399 | دوره:36-2 | شماره:1/2 |تعداد مقالات:14

امروزه روش به روزرسانی مدل اجزاء محدود به درستی به عنوان روشی دقیق و قابل اعتماد برای تشخیص میزان و محل آسیب شناخته شده است که می تواند جایگزین مناسبی برای روش های سنتی محسوب شود. در نوشتار حاضر، متدولوژی برای به روزرسانی مدل تحلیلی سازه های دوبعدی فولادی پیچیده و نامنظم خمشیمهاربندی که آسیب های پراکنده با شدت های مختلف دارند، ارایه شده است. متدولوژی اشاره شده از روشی تکرارشونده مبتنی بر حساسیت با به کارگیری بهینه یابی غیرخطی مقید مبتنی بر الگوریتم ناحیه ی امن نیوتن استفاده می کند. پارامترهای به روزرسانی، ضرایب کاهش سختی اعضا یا قطعه هایی از اعضاء سازه هستند که در حین کمینه سازی تفاوت میان بسامدها و شکل های مدی اندازه گیری شده و تحلیلی به دست می آیند. به منظور افزایش کارایی روش مذکور و به دست آوردن نتایج دقیق تر، به روزرسانی در دو مرحله انجام شده است. نتایج حاصل از ارزیابی متدولوژی پیشنهادی بر روی مدل های متنوع ارایه شده نشان می دهد: روش مذکور قابلیت شناسایی آسیب در 3 سطح از مباحث پایش سلامت، یعنی: تشخیص آسیب در سازه، تشخیص عضو آسیب دیده و تعیین شدت آسیب وارده به عضو را هر چند کوچک، به درستی و با دقت بسیار بالایی دارد.

در نوشتار حاضر، تاثیر ریزشمع تزریقی در پتانسیل روانگرایی ماسه ی اشباع انزلی با چگالی نسبی 30٪ و 50٪ با استفاده از دستگاه میزلرزه بررسی شده است. برای این منظور، ریزشمع هایی با رعایت قوانین مقیاس در 3 آرایش مختلف با قطر معادل 0٫ 9 سانتی متر و طول 23 سانتی متر تحت فشار 0٫ 1 بار در جعبه ی میزلرزه ساخته شدند. نتایج به دست آمده، شان دهنده ی آثار چشم گیر افزایش تعداد ریزشمع ها، چگالی نسبی خاک و سربار در بیشینه ی مقدار نسبت اضافه فشار آب حفره یی و تعداد سیکل های لازم برای رسیدن به آن هستند. مقایسه های انجام شده با روش های موجود ارزیابی پتانسیل روانگرایی بیانگر لزوم بازنگری روش های مذکور با درنظر گرفتن آثار کاهشی حاصل از اجرای ریزشمع در مناطق مستعد روانگرایی است. با توجه به نتایج به دست آمده، حدود بالا و پایین جدیدی با توجه به شرایط آزمایش، جهت پیش بینی مقادیر $r_{u}$ در ماسه ی خالص و مسلح شده با ریزشمع ارایه شده است.

روانگرایی پدیده یی است که طی آن رسوب های سست اشباع, هنگامی که تحت بارهای دینامیکی قرار می گیرند, مقاومت شان به طور چشمگیری کاهش می یابد و یا از بین می رود, لذا شناخت هر چه بهتر روانگرایی و عوامل موثر در آن اهمیت زیادی دارد. در پژوهش حاضر, تاثیر چگالی نسبیو میزان ریزدانه ی غیرخمیری در پتانسیل روانگرایی و نشست ماسه ی اشباع با استفاده از دستگاه میزلرزه بررسی شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که با افزایش تراکم نسبی, حتی در تکان های نسبتا شدید, فشار آب حفره یی به طور محسوسی کاهش می یابد و در چگالی های بالانیز احتمال روانگرایی کاملا از بین می رود. به علاوه مقدار نشست سطحی خاک نیز به صورت قابل توجهی کاهش خواهد یافت. همچنین با زیاد شدن مقدار ریزدانه ی غیرخمیری, فشار آب حفره یی افزایش و در مقابل میزان نشست خاک, کاهش خواهد یافت. به علاوه با افزایش میزان چگالی نسبی و در درصدهای سیلت بالا, حالت روانگرایی سریع تر از بین می رود.

برنامه ریزی فعالیت ها فقط بر مبنای زمان و هزینه و بدون درنظر گرفتن فضاهای موردنیاز اجرای کار، منجر به تداخل فضای کار منابع ساخت، کاهش بهره وری و در نتیجه انحراف از برنامه ی پیش بینی شده می شود. در این راستا، برنامه ریزی چندبعدی فضاهای اجرای کار در بستر فناوری اطلاعات ساختمان و قبل از شروع عملیات ساخت، درک کامل تری از شرایط مذکور را فراهم می آورد. پژوهش حاضر، با ارایه ی یک مدل پنج بعدی از فضاهای موردنیاز، تعداد و اندازه ی تداخلات بین آن ها را بر مبنای زمان شبیه سازی می کند. فرایند پژوهش در سه مرحله ی: 1. تولید مدل اولیه (اطلاعات زمانی و هزینه یی فعالیت ها)، 2. تعریف و تخصیص فضاهای کاری فعالیت های ساخت 3. شبیه سازی تصویری و تشخیص تداخلات فضایی تعریف شده است. فرایند طراحی شده در پروژه ی موردی (سطح خرد) پیاده سازی شد و آنالیز اطلاعات به دست آمده، ضریب همبستگی هم جهت و موثری را بین متغیرهایی، مانند: تعداد فعالیت ها، تعداد و مجموع فاصله ی تداخلات نشان داد.

هدف از انجام پژوهش حاضر، تصفیه ی تکمیلی شیرابه با استفاده از فرایند مایکروویو فنتون بوده است. مطالعه ی حاضر، در مقیاس آزمایشگاهی و به صورت ناپیوسته، با استفاده از شیرابه ی خروجی تصفیه خانه، یکی از کارخانجات کمپوست کشور انجام پذیرفته است. در پژوهش حاضر، پس از انجام آزمایش های اولیه، اثر مجزای متغیرهای مختلف در تصفیه ی تکمیلی شیرابه توسط فرایند مایکروویو فنتون به روش تحلیل تک عاملی بررسی شده است. براساس نتایج آزمایش ها در شرایط بهینه، بیشینه ی راندمان حذف COD، ازت کل، رنگ و کدورت از شیرابه به ترتیب به میزان 72٪ ، 70٪ ، 75٪ و 88٪ در $rm{PH=3}$، $frac{H_{2}O_{2}}{COD}=3. 75$، $frac{H_{2}O_{2}}{Fe^{2+}}=3$ و تابش مایکروویو به مدت 5 دقیقه با توان 170 وات حاصل شد. براساس نتایج حاصل و با توجه به میزان $COD$ اولیه ی شیرابه، فرایند مورد استفاده قادر به کاهش بار آلی شیرابه به منظور تخلیه به محیط های پذیرنده نیست. اما با توجه به افزایش نسبت $frac{BOD_{5}}{COD}$ از 0٫ 01 به 0٫ 25 می توان امیدوار بود که با یک مرحله فرایند بیولوژیکی متداول، مانند لجن فعال، بار آلی باقیمانده ی شیرابه به محدوده ی تعیین شده توسط استاندارد تقلیل یابد.

همواره دانشگاه ها، پژوهشگاه ها و پارک های علم و فناوری برای توسعه ی فضاهای آموزشی و پژوهشی خود، پروژه های ساخت کوتاه مدت و درازمدت تعریف می کنند. بروز اختلاف و عدم توافق میان پیمانکاران، کارفرمایان و مشاوران در پروژه های عمرانی موجب بروز مشکلاتی در موفقیت پروژه ها می شود. تصحیح شرایط عمومی پیمان و بررسی نارسایی های احتمالی، در کاهش اختلاف و افزایش موفقیت پروژه می تواند حایز اهمیت باشد. در پژوهش حاضر، نارسایی های شرایط عمومی پیمان جهت تدوین شرایط عمومی پیمان خاص دانشگاه ها و مراکز پژوهشی بررسی شده است. به منظور رسیدن به تحلیلی جامع، دو فرضیه ی مجزا جهت بررسی اهمیت اصلاح در فصل های مختلف شرایط عمومی پیمان و همچنین بررسی میزان نارسایی مطرح شده است. آزمون فرض، نشان دهنده ی آن است که در بیشتر موارد، فصل های شرایط عمومی پیمان از نظر میزان اهمیت اصلاح تفاوت معناداری ندارند و همچنین نارسایی آن ها بسیار به هم نزدیک است. لذا می توان نتیجه گرفت که کمیته ی تدوین شرایط عمومی پیمان لازم است به تمام فصل های شرایط عمومی پیمان، اهمیت یکسانی بدهند. براساس نظرات مشارکت کننده ها در پژوهش حاضر، پیشنهادهایی جهت اصلاح ماده های شرایط عمومی پیمان ارایه شده است. پژوهش حاضر، مورد علاقه ی کسانی خواهد بود که در اصلاح شرایط عمومی پیمان، مشارکت داده می شوند.

در نوشتار حاضر، اتصال ستون های بتن مسلح دایره یی به پی با استفاده از پلیمرهای مسلح الیافی مقاوم سازی و رفتار آن ها به صورت تحلیلی و آزمایشگاهی بررسی شده است. تعداد 4 نمونه اتصال ستون بتن مسلح دایره یی به پی با استفاده از میلگردهای GFRP و ورق های CFRP مقاوم سازی شدند. یکی از نمونه ها فاقد تقویت، دو نمونه ی دیگر با میلگردهای GFRP با قطرهای متفاوت تقویت شدند. نمونه ی چهارم نیز با میلگردهای GFRP و ورق های CFRP تقویت شد. این نمونه ها تحت اثر همزمان بار محوری فشاری ثابت و جابه جایی جانبی چرخه یی قرار گرفتند. به منظور بررسی توانایی نرم افزار آباکوس، نمونه های آزمایشگاهی در نرم افزار مذکور شبیه سازی شدند. پارامترهای سختی اولیه، ظرفیت اتلاف انرژی، ظرفیت باربری جانبی و شکل پذیری نیز در نمونه های مذکور بررسی شد. نتایج نشان داد که تقویت خمشی اتصال موردنظر با میلگردهای GFRP موجب افزایش قابل توجه پارامترهای ذکر شده خواهد شد. افزایش قطر میلگردهای GFRP نیز نقش موثری در افزایش پارامترهای مذکور داشت. بیشترین مقدار افزایش در پارامترهای مذکور مربوط به نمونه ی چهارم بوده است. همچنین نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی نمونه ها تطابق قابل قبولی داشتند.

نوشتار حاضر، به بررسی عملکرد لرزه یی سازه های جداسازی شده یی پرداخته است، که در پی فلسفه یی نوین برای طراحی لرزه یی کم هزینه تر، الزامات آیین نامه یی درز لرزه یی مورد نیاز در آنها برآورده نشده است. پاسخ بازه ی گسترده یی از سازه های جداسازی شده و سازه های پایه گیردار همتای آنها به موجک های تحلیلی شتاب پالسی، که بیان گر حرکت حوزه ی نزدیک گسل است، برای برآورد نیاز لرزه یی هنگام برخورد به دیوار یا مانع بازدارنده ارزیابی و سیستم جرم-فنر-میراگر برای شبیه سازی برخورد با روش استریومکانیک بکار برده شد. نتایج تحلیل های پارامتری نشان می دهد که نیاز لرزه یی روسازه به دوره ی تناوب دیوار بازدارنده، درز لرزه یی و ویژگی های پالس تحلیلی جنبش زمین وابستگی بسیاری دارد. همچنین با درز لرزه یی کمتر از الزامات آیین نامه یی و انتخاب مناسب ویژگی های دینامیکی سامانه ی جداسازی شده، سطح عملکرد لرزه یی ساختمان های مذکور پس از برخورد تقریبا معادل عملکرد سازه های پایه گیردار همتای آنهاست و می توان با پذیرش خسارت در روسازه پس از برخورد در سطوح خطر بالا، از فروپاشی کلی جلوگیری کرد و خسارت را از لایه ی جداگرها به روسازه منتقل کرد.

مصالح توانمند سیمکن، نوع جدیدی از مصالح هستند که به علت درصد بالای الیاف، مشخصات مکانیکی، همچون مقاومت خمشی، شکل پذیری، طاقت و کنترل عرض ترک آن ها به طور قابل توجهی بیشتر از بتن های الیافی متداول است و استفاده از آن ها، مشکلات اجرایی چندانی ندارد. در نوشتار حاضر، به منظور بررسی تاثیر مقاوم سازی اتصال های تیر-ستون با لایه های سیمکن در رفتار لرزه یی قاب های بتن مسلح، پس از صحت سنجی، 3 قاب بتنی با تعداد طبقات 4، 7 و 10، ارزیابی و مقاوم سازی شده اند. نتایج به دست آمده از تحلیل استاتیکی غیرخطی نشان داد که مقاومت، شکل پذیری و تغییرمکان نهایی قاب های مقاوم سازی شده، افزایش قابل ملاحظه یی نسبت به قاب های کنترلی فاقد جزییات لرزه یی داشته است. همچنین مقاوم سازی اتصال های تیر-ستون با لایه های سیمکن، سبب کاهش بیشینه ی دریفت طبقات و بیشینه ی جابه جایی بام و نیز افزایش بیشینه ی برش پایه ی قاب ها در تحلیل تاریخچه ی زمانی غیرخطی شده است.

عیب یابی سازه ها، از مهم ترین بخش های پایش سلامت سازه هاست. مشخصات دینامیکی سازه ها در اثر آسیب های موضعی دچار تغییر می شوند. در نوشتار حاضر، روش جدیدی برای شناسایی آسیب در اتصال های صلب قاب های خمشی در ارتفاع و پلان سازه معرفی شده است. روش مذکور بر اساس تغییرات انحناء شکل مود سازه است. ابتدا با استفاده از انحنای شکل مودی ستون های سازه، تراز آسیب مشخص و سپس با استفاده از انحنای شکل مودی تیر طبقه، محل دقیق اتصال آسیب دیده در پلان تعیین می شود. محاسبه ی انحنای تقریبی شکل مود در ابتدا و انتهای اعضا، شناسایی آسیب در مناطق مرزی را ممکن می سازد. برای نرمال کردن اختلاف انحنای شکل مودها، از روش ابداعی استفاده می شود. روش مذکور بر روی یک قاب فولادی 7 طبقه ی 3 دهانه با ابعاد واقعی و در سناریوهای آسیب مختلف مطالعه شده است. نتایج نشان می دهند که روش پیشنهادی در پژوهش حاضر می تواند موقعیت 100٪ محل اتصال های آسیب دیده، خصوصا در ابتدا و انتهای سازه را شناسایی کند.

مطالعه ی آزمایشگاهی حاضر با هدف بررسی اثر پارامترهای مختلف در میزان فراآب انجام شده است. در مطالعه ی حاضر، اثر زاویه ی پایه ی پل به سمت پایین دست، به سمت بالادست و به سمت دیواره ی کانال و همچنین اثر عدد فرود جریان و نسبت تنگ شدگی بر میزان فراآب بررسی شده است. برای طراحی آزمایش ها و تحلیل نتایج از نرم افزار طراحی آزمایش (7Design-Expert) استفاده و با انجام 54 آزمایش به بررسی اثر کج شدگی پایه ی استوانه یی شکل در سه راستا بر عمق جریان پرداخته شده است. نتایج نشان داد با افزایش زاویه ی کج شدگی پایه به سمت پایین دست و به سمت دیواره ی کانال، فراآب افزایش می یابد. در حالی که با افزایش زاویه ی کج شدگی پایه به سمت بالادست، فراآب (نسبت به حالت قایم) کاهش می یابد. البته تاثیر مقدار زاویه ی کج شدگی در حالت های مختلف کج شدگی پایه در فراآب یکسان نیست. همچنین نتایج نشان داد با افزایش عدد فرود جریان و نسبت تنگ شدگی فراآب افزایش می یابد. علاوه بر این مشخص شد پارامترهایی که بیشترین اثر را در میزان فراآب دارند، عدد فرود جریان و نسبت تنگ شدگی هستند. در پایان نیز رابطه ی تجربی برای محاسبه ی مقدار فراآب ارایه شده است.

در پژوهش حاضر، رفتار سازه ی تاج و گلوگاه سرریز نیلوفری در هنگام رخداد سیلاب ارزیابی شده است. سازه ی سرریز با استفاده از روش المان محدود و سیال مخزن سد با روش حجم محدود در نرم افزار ANSYS شبیه سازی شده است. رفتار سازه ی سرریز نیلوفری طی سه سناریو شبیه سازی شده است: الف) سناریوی تحلیل استاتیکی مخزن خالی سد، ب) سناریوی تحلیل استاتیکی مخزن پر که جریان روی تاج سرریز وجود ندارد و ج) سناریوی تحلیل دینامیکی اندرکنش سازه سیال. سناریوی (ج) در دو بخش: 1. شروع حرکت جریان سیلاب بر روی سرریز طی گذر زمان و 2. حالتی که جریان سیلاب بر روی سرریز به تعادل رسیده است، تقسیم بندی شده است. تحلیل سازه ی بتنی به صورت خطی انجام شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، بحرانی ترین حالت برای سازه، از لحاظ بیشینه ی تنش کششی به مقدار 5٫ 3 مگاپاسکال، در بخش اول سناریوی (ج) رخ داده است. همچنین بیشینه ی تنش فشاری به مقدار 12٫ 3 مگاپاسکال نیز در بخش دوم سناریوی (ج) بوده است.

جهت تعیین سطح عملکرد واقعی سازه ها تحت زلزله، لازم است ظرفیت نهایی اتصال های تحت بار سیکلی مشخص شود. از طرف دیگر، در سال های اخیر انهدام موضعی اعضا و ایجاد خرابی پیش رونده در سازه ها در اثر انفجار و یا آتش سوزی، تعیین ظرفیت نهایی اتصال ها تحت بار یکنواخت را اجتناب ناپذیر کرده است. در پژوهش حاضر، ظرفیت نهایی اتصال های دارای تیر با مقطع کاهش یافته ی RBS تحت بارگذاری یکنواخت با استفاده از سناریوی حذف ستون و با استفاده از مدل تنش مشخص کرنش بحرانی مشخص شد. سپس ظرفیت نهایی اتصال های موردبررسی تحت بارگذاری سیکلی با استفاده از مدل رشد و به هم پیوستگی حفره ها تحت بار سیکلی به دست آمد تا در مواقعی که امکان انجام آزمون های آزمایشگاهی نیست، بتوان با استفاده از مدل های مذکور، ظرفیت اتصال RBS را تعیین کرد. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهند ظرفیت چرخش اتصال های RBS تحت بار سیکلی کمتر از اعداد ذکر شده در نشریه ی 350FEMA است، ولی ظرفیت چرخش اتصال های ذکر شده تحت بار یکنواخت تقریبا 2 برابر ظرفیت چرخش آن ها تحت بار سیکلی است.

با توجه به جمعیت زیاد دانش آموزان در کشور، بحث تصادف های وسایط نقلیه با آن ها و تامین ایمنی محیط های مجاور مدارس امری ضروری به نظر می رسد. هدف پژوهش حاضر، بررسی تاثیر آرام سازی ترافیک در محدوده ی مدارس درون شهری در تصادف های دانش آموزان است که در شهر بروجرد انجام شده است. در پژوهش حاضر، اطلاعات 116 مدرسه با استفاده از ابزارهای مصاحبه و مشاهده و به روش توصیفی استنباطی بررسی شده است. یافته ها نشان داد که 73٪ تصادف های دانش آموزان در محدوده ی مدارس در شرایط عدم حضور تجهیزات آرام سازی ترافیک رخ داده و همچنین مشخص شده است که 62٪ تصادف های دانش آموزان در مناطق با کاربری مسکونی، 47٪ در معابر شریانی درجه 2) توزیع کننده ی اصلی و 100٪ آن ها در محدوده ی مدارس دولتی اتفاق افتاده اند. بررسی رابطه ی تصادف های دانش آموزان نیز با آرام سازی ترافیک نشان داد که بین تصادف های دانش آموزان در محدوده ی مدارس دولتی، در مناطق با کاربری مسکونی، در معابر شریانی درجه 2 (توزیع کننده ی اصلی) و همچنین تصادف های جرحی دانش آموزان با آرام سازی ترافیک رابطه ی معکوس معنی دار وجود دارد، اما رابطه ی تصادف های دانش آموزان از نظر مقطع تحصیلی، گروه سنی و جنسیت با آرام سازی ترافیک معنی دار نبوده است.