مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
سال:1400 | دوره:51 | شماره:1 |تعداد مقالات:12

با توجه به عملکرد نامناسب اتصالات قاب های خمشی در زلزله های نورثریج و کوبه، تحقیقات گسترده ای برای بررسی علل خرابی و بهبود رفتار لرزه ای اتصالات خمشی انجام شد. در حالت کلی با در نظر گرفتن ایده تشکیل مفاصل پلاستیک به دور از بر ستون، دو روش برای تقویت این اتصالات پیشنهاد شده است که عبارتنداز: 1) تقویت اتصال تیر به ستون با استفاده از ورق و 2) تضعیف تیر در ناحیه ای به دور از بر ستون. روش رایج برای تضعیف تیر، برش و یا ایجاد سوراخ در بال و جان تیر است. در سال های اخیر برای رفع کاستی های روش مذکور، راهکار نوینی ارایه شده است. در این روش، مقطع تیر با رعایت یک پروتکل زمانی حرارت دهی در ناحیه ای از آن حرارت داده شده و در نتیجه مقاومت تسلیم فولاد کاهش داده می شود. در این مقاله استفاده از این ایده نوین برای تیرهای I شکل با مقاطع مختلف تحت اثر بارگذاری شبه استاتیکی چرخه ای آیین نامه AISC341 و نزدیک گسل توسط نرم افزار ABAQUS ارزیابی شد. همچنین با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی نرم افزار SAP2000، ضرایب عملکرد لرزه ای قاب های خمشی دوبعدی 5، 10 و 15 طبقه که تیر آن ها توسط حرارت تضعیف شده بود، بررسی شد. با توجه به نتایج به دست آمده، مشاهده شد که این اتصالات علاوه بر متمرکز کردن رفتار غیرارتجاعی در محدوده حرارت دیده، تا تغییر مکان جانبی نسبی 6% بدون کمانش قابل ملاحظه، رفتار چرخه ای بدون باریک شدگی، جذب انرژی و سختی بالا داشتند. همچنین ضریب رفتار میانگین برای این سیستم برابر 2/6 حاصل شد.

بحث شناسایی و بازیابی تابع شدت منابع آلاینده ناشناخته، یکی از مهم ترین مسایل و چالش های زیست محیطی در رودخانه ها است. از این رو لزوم بهره گیری از روش های مطمین و دقیق جهت بازیابی اطلاعات مربوط به شدت زمانی و زمان رهاسازی آلودگی از منابع آلاینده در رودخانه اجتناب ناپذیر است. در هرکدام از روش های حل معکوس معادله جابه جایی-پراکندگی در رودخانه، محدودیت ها و نقاط ضعفی وجود دارد، بنابراین روشی موردنیاز است که علاوه بر دقت و کاهش محدودیت ها، پیچیدگی های شرایط واقعی رودخانه را نیز از لحاظ شرایط جریان و منابع آلاینده مورد بررسی قرار دهد. بر همین اساس یک مدل عددی مبتنی بر رویکرد ریاضی ماتریس معکوس برپایه روش تنظیم تیخونف و نتایج حاصل از اصل برهم نهی ارایه شده است. این مدل به بازیابی توابع شدت زمانی منابع چندگانه آلاینده در حالت پیچیده پرداخته و با استفاده از داده های واقعی رودخانه کارون در فاصله ایستگاه ملاثانی تا ایستگاه فارسیات در حالت یک بعدی و شرایط جریان غیرماندگار صحت سنجی شده است. در پایان علاوه بر ارایه چارچوب، نتایج محاسبات نشان می دهد که مدل معکوس مذکور به خوبی قادر است با کم ترین اطلاعات مشاهدات پایین دست و تنها با یک مرتبه اجرا تمامی توابع شدت منابع آلاینده در هر نقطه از رودخانه را بازسازی کند.

به منظور شناخت رفتار لرزه ای و ارزیابی آسیب پذیری قاب های بتن مسلح با در نظر گرفتن رفتار خارج از صفحه میان قاب های مصالح بنایی، تحقیق پیش رو انجام شد. بر این اساس ابتدا یک مدل اجزاء محدود غیرخطی به کمک نرم افزار DIANA 9. 6 توسعه داده شد. پس از صحت سنجی مدل پیشنهادی با اطلاعات آزمایشگاهی موجود، اثر عواملی مانند وجود بازشوی مرکزی با ابعاد مختلف، مقاومت فشاری، مقاومت کششی مصالح بنایی و ضخامت میان قاب بررسی شد. نتایج نشان داد وجود بازشو، عملکرد خارج از صفحه میان قاب بنایی را تحت تاثیر قرار می دهد به گونه ای که با افزایش ابعاد بازشو تا رسیدن به یک سطح بهینه، بیشینه مقاومت خارج از صفحه میان قاب در ابتدا افزایش می یابد. پس از آن با فراتر رفتن ابعاد بازشو، بیشینه مقاومت به شدت کاهش پیدا می کند. با افزایش مقاومت فشاری مصالح بنایی، بیشینه مقاومت خارج از صفحه میان قاب به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. هم چنین مشخص گردید با افزایش مقاومت کششی مصالح بنایی، بیشینه مقاومت برون صفحه میان قاب تغییر چندانی نمی کند؛ این در حالی است که سختی موثر خارج از صفحه دیوار مصالح بنایی با افزایش مقاومت کششی آن، بهبود می یابد.

در صنعت روسازی در دهه اخیر در کشور به توسعه کاربرد سیمان در روسازی ها توجه بیشتری شده است، یکی از مشکلات سطح رویه های بتن غلتکی کنده شدن سنگ دانه های سطحی و پوسته شدن سطح آن است، هدف از انجام این مطالعه تعیین دانه بندی مصالح سطحی و نوع قیر مناسب برای بهبود عملکرد رویه های بتنی غلتکی است. بنابراین میزان کنده شدن دو نوع سنگ دانه ریز و درشت دانه از سطح رویه بتن غلتکی به عنوان متغیر کنترلی در این تحقیق انتخاب شد و در این راستا آزمایش جاروب برای کنترل کنده شدن سنگ دانه ها استفاده شد. یکی دیگر از عوامل موثر در کنده شدن سنگ دانه میزان چسبندگی قیر است، از این رو آزمایش بیرون کشیدگی سنگ دانه ها از دو نوع قیر امولسیون و قیرامولسیون اصلاح شده با پودر لاستیک نیز انجام شد. در این آزمایش میزان انرژی لازم برای کنده شدن سنگ دانه ها از سطح چیپ سیل به دست آمد. همچنین برای بررسی بافت درشت چیپ سیل از آزمایش پخش ماسه استفاده شد، در مقیاس میدانی نیز نمونه های چیپ سیل نیز بر روی بتن غلتکی اجرا شد و نتایج در بازه زمانی چهار ماهه بررسی گردید. نتایج نشان می دهد، با افزایش قیر مصرفی عمق بافت درشت دانه در چیپ سیل به مقدار 2 درصد کاهش می یابد. استفاده از پودر لاستیک در قیر امولسیون در آزمایش بیرون کشیدگی باعث افزایش ایجاد کشسانی در قیر به میزان 5/2 برابرمی شود. با ریزتر شدن دانه بندی میزان کنده شدن سنگ دانه ها به طور متوسط 14 درصد کاهش می یابد. در بررسی میدانی، بعد از پردازش تصویر مشخص شد که 70 درصد سطح بافت ریزدانه سالم باقی مانده ولی بافت درشت دانه تقریبا از بین رفته و تنها 40 درصد آن باقی مانده است.

خرابی پیش رونده سازه های ساختمانی به طور معمول هنگامی اتفاق می افتد که تحت شرایط بارگذاری غیرمعمول ناشی از کاهش ناگهانی ظرفیت باربری یک یا چند عضو حیاتی قرار می گیرند که این عامل منجر به خرابی زنجیروار و نهایتا خرابی فاجعه بار می گردد. در این تحقیق، بر پایه رهیافت مسیر بار جایگزین (ALP)، با استفاده از روش تحلیل المان محدود (FEM)، مطالعه عددی به منظور بررسی رفتار اتصالات تیر-ستون در قاب های بتن آرمه تحت شرایط از دست رفتن ستون پیرامونی (خارجی) در طبقه هم کف انجام می پذیرد. این پژوهش یک روش مدل سازی المان محدود ساده و در عین حال قابل اعتماد برای پیش بینی پاسخ غیرخطی بار-جابه جایی زیرمجموعه های بتن آرمه ای که توسط محققین قبلی به روش تجربی آزمایش شده اند را ارایه می دهد. مدل های آزمایشگاهی مورد استفاده برای صحت سنجی شامل دو سری از زیرمجموعه های تیر-ستون داخلی و خارجی با جزییات آرماتورگذاری متفاوت می باشند. در شبیه سازی عددی مورد نظر سعی شده است رفتار غیرخطی فولاد و بتن به وسیله داده های ساختاری مناسب و هماهنگ با المان ها و مش بندی ساده، مدل شود. مقایسه داده های تجربی و نتایج حاصل شده عددی نمونه های مختلف شبیه سازی شده، نشان از دقت بالای این مدل پیشنهادی دارد. در ادامه تحقیق، بر اساس مدل عددی صحت سنجی شده، مطالعه موردی برای بررسی اثر دال به صورت تیر T شکل بر روی رفتار زیرمجموعه ها و همچنین رفتار زیرسازه های تشکیل شده از هر دو اتصال داخلی و خارجی انجام شده است.

بسیاری از تونل های راه آهن کشور نیاز به مرمت دارند و در طرح اولیه آن ها بارگذاری لرزه ای در نظر گرفته نشده است. از سوی دیگر تغییر شکل برشی تونل ناشی از امواج برشی لرزه ای عمودی یکی از مهم ترین بارگذاری ها در تونل هاست که باید در نظر گرفته شود. براین اساس در این مقاله یک تونل راه آهن (تونل 68 در استان لرستان) با مقطع نعل اسبی و سیستم نگهدار بنایی از لحاظ لرزه ارزیابی می شود. ابتدا شرایط استاتیکی تونل (عملکرد تونل تحت تنش های برجا) بررسی می شود و در ادامه تحلیل لرزه ای انجام شده و عملکرد تونل در شرایط بارگذاری لرزه ای بررسی می شود. از روش تحلیل لرزه ای شبه استاتیکی برای ارزیابی تونل استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که سیستم نگهدار بنایی با توجه به عدم یکپارچگی لازم در مقابل بار لرزه ای در منطقه جوابگو نیست و نیاز به بهسازی لرزه ای دارد.

پروژه های عمرانی پیچیده، پویا و بی همتا هستند و حجم بالای منابع درگیر در آن ها در کنار متفاوت بودن ذات و طبیعت کاری عوامل دست اندر کار پروژه اعم از کارفرما، مشاور و پیمانکار سبب می گردد تا پتانسیل بروز اختلافات و دعاوی قراردادی بین ایشان زیاد گردد. در این تحقیق مدلی مبتنی بر شبکه عصبی شعاعی (RBF) به عنوان یکی از انواع شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) ارایه گردید تا با توجه به لزوم شناسایی سهم هر یک از دست اندرکاران پروژه در بروز ادعا (claim)، قادر به شناسایی و پیش بینی آن باشد. در این راستا پس از تعریف ادعا و نیز شناسایی 140 ادعای عمده پروژه های عمرانی سه عاملی در کشور ایران و تفکیک و دسته بندی آن در 20 مقوله ادعای متداول، رتبه بندی آن ها صورت گرفت و سپس با توجه به اهمیت ادعاهای قراردادی میزان سهم هر یک از دست اندرکاران پروژه (کارفرما، مشاور و پیمانکار) در بروز ادعاهای "نقص در اسناد مناقصه و قرارداد" مورد پرسش قرار گرفت. این پاسخ ها در کنار شش آیتم "متراژ پروژه، مبلغ پروژه، مدت پروژه، نوع قرارداد و درصد افزایش مدت و مبلغ پروژه"، به عنوان ورودی شبکه های عصبی شعاعی (RBF) لحاظ گردیدند. خروجی این شبکه نیز درصد سهم هر یک از کارفرما، مشاور و پیمانکار در بروز ادعای قراردادی قرار گرفت. پس از آموزش و آزمایش شبکه طراحی شده، نتایج حاکی از قابلیت 82 درصدی مدل در پیش بینی صحیح خروجی ها می باشد. این مدل می تواند در قضاوت تخصصی و درون پروژه ای عوامل اصلی بروز ادعا در پروژه ها به کار گرفته شود.

یکی از عوامل رشد و توسعه اقتصادی جوامع، موفقیت در اجرای پروژه های عمرانی است. همه ساله بخش عمده ای از سرمایه کشور به پروژه های عمرانی و زیربنایی اختصاص می یابد و تعداد زیادی از این پروژه ها با تاخیر اجرا می شوند. بررسی عوامل موثر بر تاخیر اجرای پروژه ها امری ضروری در راستای حذف این عوامل و اجرای به موقع پروژه های عمرانی است. در پژوهش حاضر پس از مرور جامع تحقیقات متعددی که به بررسی عوامل موثر بر تاخیر پروژه پرداخته اند، این عوامل در هفت گروه شامل کارفرما، مشاور، پیمانکار، مواد اولیه، نیروی کار، تجهیزات و سایر عوامل مورد بررسی قرار گرفته اند. سپس با استفاده از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی، عوامل موثر بر تاخیر پروژه های ساخت و ساز اولویت بندی شده اند. نتایج نشان داد مشکلات مالی و تاخیر در پرداخت توسط کارفرما با وزن 12/0، ضعف مدارک فنی ارایه شده توسط مشاور با وزن 18/0، مشکلات مالی پیمانکار با وزن 15/0، تغییر نوع و مشخصات مواد در طول ساخت با وزن 53/0، عدم احساس مسیولیت نیروی کار با وزن 27/0 و نوسانات قیمت با وزن 24/0، مهم ترین عوامل موثر بر طولانی شدن زمان اجرای پروژه های ساخت وساز در هر یک از هفت گروه مذکور می باشند.

پی های عمیق عموما برای تحمل بارهای فشاری سنگین و انتقال بار از سطوح ضعیف خاک به لایه های عمیق و مقاوم تر زمین استفاده می شوند. باتوجه به افزایش ضرورت ساخت سازه هایی نظیر برج های انتقال نیرو و دودکش های بزرگ که علاوه بر تحمل بارهای فشاری سنگینی، در معرض نیروهای بالارانش قایم و مایل بزرگی همچون بارهای باد و زلزله نیز قرار دارند، محققین به دنبال بررسی راه حل هایی برای مقابله با این نیروها هستند. استفاده از شمع ها به عنوان مهار جهت مقابله با بارهای کششی مایل و قایم، باعث گسترش مطالعه رفتار کششی و بررسی عوامل مختلف موثر بر ظرفیت بالارانش شمع ها، در سالیان گذشته شده است. در این پژوهش توسط دستگاه ساخته شده در دانشگاه بوعلی سینا، مطالعه آزمایشگاهی رفتار مدل های شمع ساده و پافیلی واقع بر بستر خاک ماسه ای با دانسیته نسبی 60%، تحت بار های کششی انجام گرفته و اثر پارامتر های مختلف شامل زاویه اعمال بار و نسبت قطر پافیلی به قطر شمع بر رفتار بار-جابه جایی مطالعه شد. مدل های شمع با زوایای صفر (قایم)، 30، 60 و 90 درجه (افقی)، نسبت به محور شمع تحت کشش قرار گرفته و سپس پاسخ بار-جابه جایی به دست آمد. بر پایه نتایج تحقیق، مقادیر زوایای بحرانی بارهای کششی مایل تحت پارامترهای مختلف که به ازای آن حداکثر ظرفیت باربری شمع تحت بار کششی حاصل می شود، تعیین شد؛ زاویه بحرانی متناظر با حداکثر ظرفیت کششی، 60 درجه به دست آمد. تحلیل نتایج مطالعه نشان داد که ظرفیت باربری قایم نهایی شمع پافیلی نسبت به شمع ساده و همچنین با افزایش قطر قسمت پافیلی شمع، به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

دانستن حد مقاومت و سختی پیونده ها برای طرح و ساخت سازه های فضاکار ضروری است و برای نیل به این هدف از دو روش انجام تحلیل های عددی و یا کارهای آزمایشگاهی استفاده می شود. این مقاله ملاحظات و مطالعات مربوط به تعیین مقاومت و سختی، پیونده "شش-پر"(hexa-node) که در ساخت برج های خنک کن فلزی نیروگاهی می تواند به کار برود را ارایه می دهد. هندسه و ابعاد هر پیونده ای را عواملی از قبیل نوع و میزان نیروهای وارده، اندازه و نوع اعضای سازه ای، نوع تاشه، جزییات انتهایی اعضا، فن آوری های در دسترس ساخت، روش اجرای سازه و پارامترهای اقتصادی تعیین می کند. با ملاحظه پارامترهای مختلف، پیونده شش-پر برای ساخت برج های خنک کن شبکه ای دولایه طراحی گردید و برای تعیین ظرفیت نیرویی و تعیین میزان سختی آن، تحلیل های عددی غیرخطی، نهایی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود برای حالات محتمل نیرویی در زیر بارهای چند سویه برای دست یابی به نمودارهای نیرو-جابه جایی صورت گرفت.

افزایش تقاضا برای انرژی باد در نواحی فراساحلی و گسترش استفاده از توربین های بادی فراساحلی در مناطق لرزه خیز، نیاز به توجه ویژه ای در انتخاب پی مناسب و شناخت رفتار آن دارد. وقوع روانگرایی در خاک های ماسه ای در مناطق لرزه خیز، موجب خسارت های سازه ای متعددی همانند نشست های اضافی و گسیختگی ناشی از کاهش ظرفیت باربری می شود. پی های باکت نوعی پی صندوقه ای مکشی نوین می باشند که در طی دو دهه گذشته به عنوان فونداسیون توربین های بادی فراساحلی مورد استفاده قرار گرفته اند. در این پژوهش، رفتار پی های باکت تحت بار قایم در خاک های روانگرا، با روش مدل سازی فیزیکی در شرایط تراوش رو به بالا مطالعه گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد در اثر افزایش فشار آب منفذی، ظرفیت باربری پی کاهش می یابد، اما حتی در شرایط روانگرایی کامل نیز پی ها دارای ظرفیت باربری قابل توجهی هستند. پی های باکت به دلیل لبه هایی که در اطراف دارند، تراکم خاک درون و زیر پی باکت را بهبود می بخشد. به همین علت، در شرایط روانگرایی پی های باکت در مقایسه با پی سطحی از افت ظرفیت باربری کم تری برخوردارند. همچنین به دلیل وجود لبه ها در اطراف پی باکت، عملکرد پی در مقایسه با پی سطحی بهبود یافته و دامنه نشست کاهش می یابد.

خاک های مارنی در حالت خشک دارای مقاومت نسبتا خوبی هستند اما این خصوصیات در تماس با آب دچار افت زیادی می شود. عدم شناخت رفتار خاک های ریزدانه رسی و به خصوص مارن ها می تواند سازه ها و بناهای ساخته شده بر روی چنین خاک هایی را دچار چالش اساسی نماید. براین اساس هدف از پژوهش حاضر بررسی مشخصات ژیوتکنیکی خاک های مارن و ارایه راهکار جهت بهبود رفتار وارفتگی و خصوصیات مهندسی این خاک ها در حالت اشباع است. در این راستا برای دست یافتن به اهداف این پژوهش، به بررسی تاثیر افزودن آهک و ترکیب آهک و نانوسیلیس بر ویژگی های ژیوتکنیکی خاک (حدود اتربرگ، مقاومت فشاری، رسوب و وارفتگی) با توجه به زمان عمل آوری نمونه ها پرداخته شده است. براساس نتایج مقاله حاضر افزودن آهک و نانوسیلیس به خاک مارن منجر به کاهش شاخص پلاستیسیته خاک مارن شده است. با توجه به نتایج آزمایش وارفتگی، افزودن بیش از 7/0% نانوسیلیس به خاک مارن حاوی 2% آهک، مانع فروپاشی و گسیختگی نمونه در آب شده است. همچنین نتایج آزمایش های مقاومت فشاری محدود نشده نشان می دهد، حضور 6 درصد آهک با 7/0 درصد نانوسیلیس در زمان عمل آوری 28 روزه، مقاومت فشاری نمونه را به kg/cm22/14 رسانده است که نسبت به خاک طبیعی حدود 90% افزایش یافته است.