مهندسی عمران شریف
سال:1394 | دوره:31-2 | شماره:4/1 |تعداد مقالات:16

در تونل سازی مکانیزه برای نگهداری تونل از پوشش های بتنی پیش ساخته استفاده می شود، که با طراحی اقتصادی تر آن ها می توان هزینه پروژه ها را کاهش داد. جهت ارزیابی دقیق تر بارهای وارد بر پوشش تونل های با قطر بزرگ، تاثیر پارامترهای مختلف سازه های سطحی و مشخصات هندسی تونل به همراه لایه بندی زمین و مشخصات خاک پیرامون تونل با مدل سازی سه بعدی با استفاده از نرم افزار Abaqus بررسی شده است. بر اساس نتایج حاصل، لایه بندی زمین و وجود سازه ها در میزان بارهای وارد بر پوشش تونل ها موثر است و در مطالعه موردی سازه های 5 طبقه و بیشتر، تاثیر قابل ملاحظه یی دارد. این آثار برای تونل های کم عمق بیشتر است و اثرات سازه ها با افزایش عمق تونل کاهش می یابد. همچنین پارامتر عرض ساختمان، موثرترین پارامتر در مساله اندرکنش ساختمان و تونل است و با افزایش عرض اثرگذاری، سایر پارامترها نیز افزایش می یابند.

در این نوشتار به ارائه مقایسه رفتار و پارامترهای حد طراحی اندازه گیری شده پایه های سنگریزه یی کوبشی و پایه های بتنی درجاریز تحت بار برکنش در محل پرداخته شده است. در این مطالعه، دو گروه متناظر چهارتایی از پایه های سنگریزه یی کوبشی و پایه های بتنی درجاریز منفرد با مقیاس کوچک در محل ساخته و آزمایش شده اند. ناحیه آزمایشی شامل یک لایه لای مرطوب یکنواخت بوده است. نتایج نشان می دهند به طور میانگین، بار برکنش و جابجایی اندازه گیری شده در حد طراحی پایه های سنگریزه یی کوبشی، حدود 1.3 برابر مقدار نظیر در پایه های بتنی است. رفتار پایه های بتنی نیز به ازاء طول های مختلف به صورت صلب و رفتار پایه های سنگریزه یی کوبشی به ازاء نسبت های لاغری کمتر از 4، مشابه پایه های بتنی و به ازاء نسبت های لاغری بیشتر از 4، به صورت شکل پذیر هستند.

با وجودی که سال ها از کاربرد بتن خودمتراکم می گذرد، هنوز پژوهشی در خصوص تاثیر وزن بتن موجود در قسمت بالای تراز موردنظر در مقاومت آن تراز از بتن انجام نشده است. به همین دلیل با به کارگیری مخلوط های مختلف بتن خودمتراکم و با استفاده از روش درجای «انتقال اصطکاک» با ساخت ستون های بتنی، تاثیر وزن قسمت های بالایی در مقاومت بتن تراز موردنظر مطالعه و نتایج حاصل در این نوشتار ارائه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که وزن بتن در قسمت های بالایی یک تراز، تاثیر مثبتی در مقاومت بتن خودمتراکم در آن تراز دارد. علاوه بر مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج متناظر بتن معمولی، تاثیر تغییرات درصد خاکستر بادی و دانه بندی در مقاومت های به دست آمده نیز در این نوشتار بررسی شده اند.

پیمانکاران صنعت ساخت و ساز با تهیه بیمه حوادث کارگری، ریسک ها را به شرکت های بیمه منتقل می کنند. هر چه عملکرد مدیریت ایمنی در کارگاه ساخت و ساز ضعیف تر باشد، ریسک بیمه کردن این کارگاه برای شرکت های بیمه بیشتر خواهد بود و بالعکس. بنابراین امتیازدهی به عملکرد مدیریت ایمنی در کارگاه های ساخت و ساز، کمک مناسبی برای شرکت های بیمه در راستای تعیین حق بیمه بهینه خواهد بود. در این پژوهش با مطالعه ادبیات موضوع و مشاوره با افراد خبره، عوامل اصلی تاثیرگذار در ایمنی یک کارگاه ساخت و ساز شناسایی و سپس یک سیستم خبره فازی برای امتیازدهی به عملکرد ایمنی در کارگاه های ساخت و ساز پیشنهاد شده است. به منظور افزایش دقت، سیستم خبره طراحی و پارامترهای سیستم خبره فازی پیشنهادی با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده اند. نتایج حاصل از ارزیابی سیستم خبره فازی طراحی شده، کارآمدبودن این سیستم را تایید می کند.

ادعاها در حال تبدیل شدن به یکی از بخش های جدانشدنی در قراردادها هستند، که با شناسایی این ادعاها می توان تا حد زیادی از وقوع آن ها در پروژه جلوگیری کرد. در همین راستا، در این مطالعه با استفاده از مطالعات کتابخانه یی و مصاحبه نیمه ساختاریافته با خبرگان مرتبط و بررسی اسناد مربوط به ادعاهای پروژه های طرح و ساخت غیرصنعتی، داده های مربوط جمع آوری شده اند؛ سپس الگوریتم ادعاهای حقوقی- قراردادی تدوین و بر اساس آن، پرسش نامه بسته شامل: بررسی فراوانی و شدت تاثیر انواع ادعاهای پروژه های طرح و ساخت غیرصنعتی در 12 ردیف، 4 بخش و در قالب 2 گروه تهیه و توزیع شده است، و نتایج حاصل از آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. از برخی یافته های مهم این مطالعه، ارائه طبقه بندی ادعاهای پروژه های طرح و ساخت غیرصنعتی کشور از منظر درجه ابهام و شفافیت، تدوین نمودار درجه شفافیت، فراوانی وقوع، و شدت تاثیر برای آن هاست.

قاب های مهاربندی ویژه فولادی از نوع سیستم های متداول سازه یی برای مقابله با بارهای جانبی هستند، که ضوابطی برای شکل پذیری آن ها در برابر زلزله در آئین نامه های لرزه یی و پژوهش های پیشین ارائه شده است. در این پژوهش، رفتار 4 نمونه قاب یک دهانه- یک طبقه مهاربندی ویژه فولادی با مهاری قطری با اعمال بار جانبی چرخه یی به روش های آزمایشگاهی و عددی بررسی شده است. در قاب های مذکور، ورق اتصال مهاربند با فاصله آزاد خمش مستقیم، بیضی گون و با سخت کننده طراحی شده اند. نتایج آزمایشگاهی و عددی این نمونه ها در قالب معیارهای سختی، مقاومت، استهلاک انرژی، کرنش خمیری معادل در نواحی بحرانی، ظرفیت کمانشی و جابجایی خارج از صفحه عضو مهاربند مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج آزمایش ها نشان داده است که قاب های مهاربندی ویژه در صورت رعایت شرایط لازم در اتصال مهاربند، شکل پذیری لازم و قابلیت استهلاک انرژی را به خوبی تامین و عملکرد لرزه یی مطلوب را برآورده می کنند. در نمونه های با ورق اتصال، که بر اساس رعایت فاصله آزاد خط مستقیم یا بیضی گون طراحی شده اند، تجمع کرنش های خمیری در میانه مهاربند و گوشه های ورق اتصال در مراحل نهایی بارگذاری، باعث آغاز ترک و شکست در نمونه ها شده است. در نمونه های با ورق اتصال تقویت شده، امکان تشکیل 3 مفصل خمیری در میانه و دو انتهای مهاربند فراهم شده است، ولی شکست نهایی در میانه مهاربند رخ داده است.

جابجایی هدف یا نقطه عملکرد سازه، یکی از ارکان اصلی روش های تحلیل استاتیکی غیرخطی است؛ که تغییرمکان ها و تلاش های داخلی سازه، در آن جابجایی بررسی می شوند. روش N2 یکی از مهم ترین روش های تخمین نقطه عملکرد سازه است، که طی یک فرایند سعی و خطا، از تقاطع منحنی ظرفیت سازه و طیف پاسخ غیرکشسان متناظر با شرایط سازه تحت زلزله، جابجایی هدف سازه را تعیین می کند. یکی از مهم ترین پارامترهای موثر در این روش، طیف مورد استفاده پاسخ غیرکشسانی است. این طیف به عواملی چون دوره تناوب و ظرفیت استهلاک انرژی سازه، رفتار هیسترزیس مصالح و پارامترهای زمین لرزه وابسته است. در این نوشتار، بر اساس روش های موجود تخمین طیف پاسخ غیرکشسان، یک روش تقریبی برای تولید این طیف بر مبنای شرایط خاک، نسبت شکل پذیری و دوره تناوب سازه ارائه شده است، که با استفاده از آن می توان جابجایی هدف سازه های منظم با ارتفاع متعارف را با تقریب مناسبی به روش N2 تخمین زد.

طراحی لرزه یی در بسیاری از آیین نامه ها، از جمله استاندارد 2800 ایران، بر اساس روش نیرویی است. در این روش برای ارتقاء سطح عملکرد ساختمان ها، نیروی وارد بر آنها با افزایش ضریب اهمیت ساختمان (I) افزایش داده می شود. از آنجا که در روش نیرویی، رفتار سازه در حوزه غیرارتجاعی مشخص نیست، میزان و محل آسیب سازه در سطوح عملکرد متفاوت برای طراح نامعلوم خواهد بود. در این نوشتار با استفاده از تحلیل های استاتیکی غیرخطی، سطح عملکرد سازه های طراحی شده بر اساس استاندارد 2800 ایران برآورد و نسبت ضریب اهمیت سازه های مورد مطالعه در سطوح عملکرد مختلف بررسی و ارزیابی شده است. در نهایت، مقدار ضریب اهمیت مورد نیاز برای سطوح عملکرد موردنظر برآورد شده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده آن است که سازه های بلندمرتبه با اهمیت متوسط و سازه های با اهمیت خیلی زیاد جواب گوی سطح عملکرد موردنظر نیستند و نیاز به افزایش مقدار ضریب اهمیت آن ها دارند.

در شرایطی که خاک زیر پی ضعیف باشد و تحمل بارهای وارده را نداشته باشد، بهسازی خاک با جایگزینی خاک مناسب، راهی منطقی و مناسب است. استفاده از مسلح کننده های ژئوگرید با توجه به مکانیزم اندرکنش با خاک، امکان دستیابی به ظرفیت باربری بیشتر و یا کاهش ضخامت لایه متراکم را ممکن می سازد. در این نوشتار، ضمن بررسی اثر لایه جایگزین شده خاک دانه یی سست با خاک دانه یی متراکم در ظرفیت باربری و نشست نهایی شالوده نواری به بررسی و تحلیل اثر وجود مسلح کننده ژئوگرید در مرز دو لایه مذکور در محیط نرم افزار تفاضل محدود FLAC 2D پرداخته شده است. نتایج تحلیل ها نشان می دهند که افزایش عمق لایه خاک متراکم بیشتر از 2.5 برابر عرض پی، تاثیری در افزایش ظرفیت باربری نهایی پی نواری نخواهد داشت و بهینه ترین بهسازی برای خاک سست با شیوه جایگزینی لایه خاک متراکم، استفاده از مسلح کننده ژئوگرید با عرض کافی در مرز دو لایه و عمق بهسازی حدود 0.75 عرض پی است. همچنین اثر مسلح سازی خاک لایه یی با افزایش عمق بهسازی کاهش می یابد. استفاده از لایه مسلح کننده با عرض کمتر از 5 برابر عرض پی نیز پیشنهاد نمی شود.

سالیانه مقادیر قابل توجهی سرباره صنایع فولاد به عنوان محصول فرعی در ایران تولید می شود، که به دلیل زیادبودن حجم اشغال شده توسط این مواد زائد در کشور، مسائل محیط زیستی جدی ایجاد شده است. هدف از این پژوهش بررسی امکان استفاده از سرباره کوره قوس الکتریکی EAF در مخلوط آسفالتی جهت کاهش پدیده عریان شدگی در آسفالت است. در این پژوهش، ابتدا مشخصات فیزیکی و شیمیایی سرباره فولاد مورد ارزیابی قرار گرفته و سپس با جایگزین کردن 50 و 100 درصد مصالح ریزدانه، 50 و 100 درصد مصالح درشت دانه و همچنین 50 و 100 درصد کل سنگ دانه های مخلوط آسفالتی با سرباره، حساسیت رطوبتی مخلوط آسفالتی حاصل مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که استفاده از سرباره کوره قوس الکتریکی به جای درشت دانه در مخلوط آسفالتی، ضمن آنکه منجر به افزایش مقاومت و دوام مخلوط آسفالتی در برابر آسیب های رطوبتی می شود، باعث افزایش استقامت مارشال، ضریب برجهندگی، و مقاومت کشش غیرمستقیم نیز می شود.

قرن هاست ریاضی دانان از دنباله های بازگشتی و توابع مولد آن ها برای حل برخی از مسائل در ریاضیات استفاده می کنند، ولی استفاده از این بخش زیبای ریاضیات در تحلیل سازه ها مهجور مانده است. در این نوشتار، ابتدا برای یک تیر سراسری چنددهانه با طول برابر در حالت های انتها مفصل، انتها گیردار و انتها گیردار غلتکی، که تحت اثر لنگر خمشی متمرکز در ابتدای تیر قرار گرفته اند، ضابطه لنگر تکیه گاه ها به دست آمده و لنگر آن محاسبه شده است. سپس به منظور نشان دادن کاربرد روش ارائه شده، قاب های یک و دو طبقه با طول دهانه برابر در نظر گرفته شده و با صرف نظرکردن از سختی محوری ستون ها، از فنرهای پیچشی به جای ستون ها استفاده و مجددا با استفاده از دنباله های بازگشتی لنگرهای محل اتصال تیر و ستون محاسبه شده است.

استفاده از الیاف بسپاری (پلیمری) روش مناسبی برای تقویت قطعات و عناصر سکوهای دریایی و دیگر عناصر سازه های دریایی است. این مطالعه به تاثیر الیاف بسپاری در عملکرد قطعات فولادی و پیوستگی الیاف با فولاد تحت شرایط محیطی شدید نظیر: چرخه ذوب و یخ زدگی و تر و خشک شدن متوالی می پردازد. لذا دو سری نمونه با تعداد لایه متفاوت بسپاری در معرض دو چرخه 170 و 210 سیکل ذوب و یخ زدگی و تحت دو چرخه 60 و 120 سیکل تر و خشک قرار گرفته اند. همچنین در این مطالعه به بررسی مقاومت و سختی پیوند، مد گسیختگی و تغییرشکل پرداخته شده است. افزایش تعداد لایه های (CFRP) باعث افزایش 30 و 32 درصدی تغییرشکل نهایی به ترتیب تحت ذوب و یخ زدگی و تر و خشک شدن شده و نمونه های در معرض شرایط ذوب و یخ زدگی نسبت به نمونه های در معرض شرایط تر و خشک شدن، بار کمتری را تحمل کرده اند.

شمع کوبی یکی از روش های رایج در اجرای پی های عمیق است، که به طور گسترده در ساختمان های مسکونی، صنعتی، پل ها، بزرگراه ها و... استفاده می شود. در کنار مزایایی که استفاده از این روش دارد، فرایند شمع کوبی حائز آثار نامطلوبی است که مهم ترین آن ها، ارتعاشات ایجادشده در زمین است، که می تواند باعت آسیب به سازه های مجاور و تاسیسات حساس شود. رایج ترین شاخص برای سنجش میزان ارتعاشات ناشی از شمع کوبی، سرعت بیشینه ذرات خاک (PPV) است. در این نوشتار، با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود plaxis 2D، پارامترهای موثر در ارتعاشات ایجادشده در سطح زمین ناشی از کوبش شمع بررسی شده است. نتایج تحلیل نشان داده است که با افزایش زاویه اصطکاک داخلی و ضریب پواسون خاک، سرعت بیشینه ذرات خاک افزایش می یابد؛ در حالی که افزایش مدول کشسانی، وزن مخصوص و میرایی مصالح خاک، موجب کاهش سرعت بیشینه ذرات خاک می شود. همچنین تغییرات دانسیته نسبی خاک، تاثیر محسوسی در سرعت بیشینه نداشته است.

تاکنون پژوهش های بسیاری به منظور ارزیابی رفتار تیرهای بتن آرمه الیافی تحت بارگذاری یکنواخت انجام شده است، ولی مطالعات محدودی بر روی رفتار آن ها تحت بارگذاری سیکلی انجام شده است. در این پژوهش، یک مطالعه جامع آزمایشگاهی برای بررسی خصوصیات مکانیکی تیرهای بتن آرمه خودتراکم الیافی صورت پذیرفته است. هدف اصلی این مطالعه، ارزیابی تاثیر استفاده از الیاف در رفتار المان سازه یی تیر است. الیاف مورد استفاده شامل: الیاف فولادی و پلی فینیل سولفاید (PPS) بوده است. مقادیر انتخابی هر نوع الیاف برابر 0.1، 0.2، 0.3، و 0.4 نسبت حجمی الیاف به بتن است، و بتن فاقد الیاف به عنوان بتن مرجع در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که افزودن الیاف موجب افزایش ظرفیت باربری و انرژی تلف شده و همچنین باعث کاهش عرض ترک در مقایسه با طرح مرجع می شود. مقایسه تاثیر استفاده از دو نوع الیاف مذکور نشان می دهد که بتن حاوی الیاف فولادی، مقادیر انرژی تلف شده تجمعی بیشتر و مقاومت بالاتری را نسبت به مقدار متناظر در بتن حاوی الیاف PPS نتیجه می دهد.