مهندسی عمران شریف
سال:1398 | دوره:35-2 | شماره:3/1 |تعداد مقالات:14

محدودیت منابع انرژی و افزایش قیمت انرژی در دوره ی ساخت و بهره برداری پروژه های ساخت و ساز باعث ظهور مفاهیمی مانند ساختمان های سبز شده است. اگرچه مفهوم ساختمان سبز به تنهایی می تواند راهگشای مصرف انرژی باشد، اما باید سازوکار پیاده سازی آن در کشور فراهم شود. در پژوهش حاضر سعی شده است با معرفی ساختمان سبز، راهکارهایی جهت تغییر مفاد شرایط عمومی پیمان به عنوان یکی از پرکاربردترین قوانین حاکم بر پروژه های کشور ارائه شود. ابتدا با بررسی ادبیات پژوهش، تعداد زیادی شاخص ساختمان های سبز استخراج شد که از بین آن ها 10 شاخص اصلی با روشی منطقی انتخاب شد تا معیارها بتوانند در ارزیابی شرایط عمومی پیمان و ارائه ی پیشنهاد تغییر استفاده شوند. براساس 10 شاخص مذکور و مفاد شرایط عمومی پیمان، پرسش نامه یی طراحی و بین تعدادی از مهندسان به صورت پیش آزمون توزیع و پس از تایید روایی و پایایی در جامعه، در نمونه ی آماری توزیع شد. پس از جمع آوری، آزمون هایی صورت پذیرفت تا امکان ارائه ی پیشنهاد تغییرات شرایط عمومی پیمان مهیا شود. درنهایت، اعتبارسنجی نتایج صورت پذیرفت.

یکی از راهکارهای مناسب برای حل مشکل انباشت رسوبات در بالادست سرریزهای لبه تیز، تغییر شرایط هیدرولیکی سرریز است. با تغییر هندسه ی سرریز، شرایط هیدرولیکی بالادست آن تغییر می کند که عاملی بر تغییر شدت آشفتگی در پشت سرریزهاست. گرچه ایجاد آشفتگی باعث کاهش ضریب دبی سرریز می شود، اما می تواند باعث افزایش شرایط خودپالایی رسوبات ناحیه ی بالادست سرریز نیز شود. ازاین رو، پژوهش حاضر با هدف معرفی نوع جدید سرریز لبه تیز با دیواره ی نیم سیکل کسینوسی انجام شده است. در این راستا، ابتدا سه مدل از سرریز لبه تیز با دیواره ی نیم سیکل کسینوسی با بازشدگی های صفر، 3 و 6 سانتی متر ساخته و یک مدل مستطیلی نیز به عرض مشابه با 3 سرریز دیگر به عنوان شاهد در نظر گرفته شدند. برداشت الگوی جریان توسط سرعت سنج صوتی ADV در ناحیه ی بالادست سرریز نشان داد که با افزایش بازشدگی سرریز، شدت آشفتگی افزایش پیدا می کند. بیشترین میزان شدت آشفتگی در سرریز با بازشدگی w/b=0. 2 مشاهده شد. همچنین ضریب دبی سرریز در جریان آزاد ارزیابی شد و نتایج نشان داد که به ازاء h/P=0. 78، ضریب دبی سرریزهای کسینوسی از سرریزهای مستطیلی کمتر می شود، ولی به ازاء مقدار مذکور، شدت آشفتگی که عاملی بر آب شستگی رسوبات است، افزایش پیدا می کند.

در نوشتار حاضر، فرایند نوینی برپایه ی میرایی بحرانی برای کنترل فعال سازه ها ارائه شده است که براساس نگره های دینامیک سازه و بهبود عملکرد روش میرایی بحرانی است. در شیوه ی متداول، بحرانی شدن مودهای نوسان سازه نیازمند استفاده از چند عملگر است که نصب و استفاده از آن ها در کنترل فعال بسیار دشوار و پرهزینه است. روش پیشنهادی در نوشتار حاضر، نقص ذکر شده را برطرف می کند؛ به گونه یی که با استفاده از فقط یک عملگر، دو مود نوسان سازه در شرایط میرایی قرار می گیرند و کارایی و عملکرد روش میرایی بحرانی را افزایش می دهند. همچنین، با استفاده از شرط نیمه معین مثبت بودن ماتریس میرایی کل سامانه، شرطی نوین برای تعیین محل حسگر و عملگر ارائه شده است. همچنین برپایه ی دو نگره ی پیشنهادی، یک الگوریتم نوین کنترل فعال به دست آمده و کارایی آن با کنترل نوسان های چند سازه ی برشی تحت بارگذاری های مختلف بررسی شده است. نتایج به دست آمده، برتری چشمگیر عملکرد کنترل فعال پیشنهادی را نسبت به سایر روش ها نشان می دهد.

در نوشتار حاضر، یک روش جدید برای مدل سازی باند برشی ارائه شده است. برای مدل سازی، به منظور یافتن مسیر ناپیوستگی از تحلیل دوشاخه یی استفاده شده است. همچنین برای اولین بار برای مدل سازی باند برشی، المان های با ضخامت صفر استفاده شده است. با استفاده از درایه های تانسور سختی مماسی، یک تابع محاسبه شده است که با استفاده از علامت و ریشه های مشتق آن، مکان و جهت ناپیوستگی تعیین شده است. پس از شروع محلی شدن کرنش، با استفاده از المان های با ضخامت صفر در مسیر ناپیوستگی، ابتدا رفتار باند برشی و سپس با ادامه ی بارگذاری، گسترش باند برشی مدل سازی شده اند. روش مذکور در دو مثال عددی استفاده شده و با مقایسه ی نتایج آن ها با نتایج روش های موجود، نشان داده شده است که روش جدید در مدل سازی رفتار باند برشی توانایی دارد.

در پژوهش حاضر با طراحی و ساخت یک مدل آزمایشگاهی از محیط متخلخل اشباع و همگن، انتقال آلاینده شبیه سازی شد. هدف اصلی، ردیابی پراکندگی آلودگی در مقیاس آزمایشگاهی و تدقیق ضرایب پراکندگی طولی و عرضی آلودگی بود. از ماسه ی یکنواخت با قطر 2٫ 5− 1 میلی متر و از نمک طعام با سه غلظت 5، 7٫ 5 و 10 گرم در لیتر به عنوان ردیاب استفاده شد. از دستگاه EC متر جهت داده برداری استفاده و پس از آن مقادیر غلظت متناظر با هر EC محاسبه شد. مقادیر غلظت در هر گام زمانی با مقدار غلظت که از حل تحلیلی قانون دوم فیک مقایسه شدند و با استفاده از ریشه ی میانگین مربعات خطا، ضرایب پراکندگی بهینه به دست آمدند. درنهایت، مقادیر ضرایب پراکندگی طولی ردیاب برای شرایط مطالعه شده به ترتیب برابر 3. 36{e-6}، 3. 08e-6 و 3. 52e-6 و مقادیر ضرایب پراکندگی عرضی برابر 6. 58e-7، 6. 49e-7 و 6. 79e-7 مترمربع بر ثانیه به دست آمد.

هدف مطالعه ی حاضر، ساخت و اصلاح غشاهای نانو فیلتراسیون پلی آمیدی با استفاده از نانو لوله های کربنی چنددیواره برای افزایش فلاکس غشاها و کاهش میزان گرفتگی است. برای این منظور نانو لوله های کربنی چنددیواره در معرض محلولی شامل اسیدنیتریک و اسیدسولفوریک قرار گرفتند تا اکسید شوند. سپس سه نوع غشا بدون نانو لوله، حاوی نانو لوله ی کربنی ساده، حاوی نانو لوله ی کربنی اکسید شده در غلظت های مختلف ساخته و میزان نمک زدایی، گذردهی و مشخصات گرفتگی غشاهای مذکور بررسی شد. نتایج نشان دادند که شار آب عبوری برای غشا با 0٫ 005٪ وزنی نانو لوله ی کربنی اکسید شده به میزان 65. 7, L/m^{2}h افزایش می یابد. عملکرد نمک زدایی غشاها نیز نشان داد که غشا مذکور با 97٫ 9٪ نمک زدایی نمک rm{Na_{2}SO_{4}}، بهترین عملکرد را در میان تمام غشاها داشت. می توان نتیجه گرفت که افزودن نانو لوله ی کربنی چنددیواره، مشخصات نمک زدایی غشاهای نانو فیلتراسیون را در هر سه بخش گرفتگی، نمک زدایی و شار بهبود می بخشد.

مطالعه ی حاضر به منظور ارزیابی تاثیر مواد خنثی و با استفاده از آزمایش سه محوری بزرگ مقیاس در نمونه ی زباله های تازه و سالخورده در مرکز دفن کهریزک تهران انجام و برای بررسی آن، سنگ دانه های با درصدهای شکستگی مختلف و با مقدار 15٪ وزنی به نمونه ها اضافه شده است. نتایج نشان می دهد وجود بخش خنثی باعث افزایش مقاومت برشی توده ی زباله تا 3 برابر مقدار اولیه شده و هر چه مواد مذکور، زبری و سطوح ناصاف بیشتری داشته باشند، مقاومت برشی افزایش بیشتری نشان می دهد. تاثیر وجود بخش خنثی در نمونه های تازه به دلیل ماهیت اجزاء زباله، بیشتر از نمونه های سالخورده است، ولی مقاومت برشی نمونه های سالخورده در شرایط یکسان تا 50٪ بیشتر است. همچنین بخش خنثی، تاثیر بیشتری در افزایش پارامتر زاویه ی اصطکاک داخلی (Phi) دارد و می تواند آن را تا 3 برابر افزایش دهد.

علی رغم تاثیر خاک های نرم با قابلیت روانگرایی در پاسخ لرزه یی سطح زمین، در حال حاضر به دلیل پیچیدگی های مرتبط با مسئله ی مطرح شده، شناخت جامعی از آن در ادبیات فنی وجود ندارد. در پژوهش حاضر، رفتار لرزه یی لایه های خاک با قابلیت روانگرایی و تاثیر آن ها در پاسخ لرزه یی سطح زمین ارزیابی شده است. از این رو، با تکیه بر اصول مدل سازی فیزیکی و بهره مندی از آزمایش میزلرزه، الگوی اولیه ی پاسخ لرزه یی در پروفیل خاک موردنظر استخراج و در ادامه، در قالب مدل سازی عددی مبتنی بر تحلیل تنش موثر یک بعدی به بررسی مسئله پرداخته شده است. درنهایت، الگوهای بزرگ نمایی لرزه یی پردازش و نقش زیرلایه های مستعد روانگرایی در تعدیل و یا تشدید پاسخ لرزه یی سطح زمین بررسی شده است. به طور کلی، مطالعات آزمایشگاهی و عددی پژوهش حاضر نشان داده اند که روانگرایی لایه های زیرین به طور موثر قابلیت تعدیل شدت امواج لرزه یی و مهار نیروی ناشی از زلزله را خواهد داشت.

کمبود پارکینگ عمومی در شهر تهران به عنوان یکی از عوامل تاثیرگذار در افزایش ترافیک شهر، آلودگی هوا و در نتیجه کاهش رفاه شهروندان مطرح است و انجام مطالعاتی که دغدغه های اصلی شهروندان تهرانی در برخورد با مشکل مذکور را شناسایی و جهت گیری های لازم برای برنامه ریزان شهری را مشخص کند، لازم به نظر می رسد. به همین منظور در پژوهش حاضر، ابتدا با بررسی استانداردها و آمار مرتبط با پارکینگ های عمومی بر وجود مشکل پارک خودرو در تهران صحه گذاری شده و سپس با مراجعه به صاحبان خودرو، دامنه ی مشکلاتی که عدم وجود فضاهای پارک خودرو برای آن ها به وجود آورده است، شناسایی شده است. براساس نتایج به دست آمده در حدود 74٪ از شهروندان اعتقاد دارند که به طور متوسط زمانی بیش از 10 دقیقه برای یافتن جای پارک صرف می کنند و یافتن جای پارک خودرو برای حدود 65٪ از آنان، تنش عصبی زیادی ایجاد می کند. نتایج به دست آمده حاکی از آثار منفی اجتماعی روانی کمبود پارکینگ در زندگی شهروندان است که باید به عنوان معضلی جدی با آن برخورد شود و می تواند در تنظیم سیاست های شهری استفاده شود.

هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی افزایش مقاومت برشی پانچینگ دال های تخت دوطرفه با استفاده از الیاف فولادی است. یکی از مشکل های موجود در دال های تخت، پدیده ی برش پانچینگ است و این پدیده در دال های با ضخامت کم که امکان اجرای خاموت وجود ندارد، جدی تر می شود. با افزودن الیاف می توان این مشکل را برطرف کرد. در نوشتار حاضر، 8 نمونه دال مربعی با ابعاد 1000times{1000}times{100} میلی متر ساخته و آزمایش شده است. پارامترهای متغیر در این دال ها درصد الیاف و درصد آرماتور کششی است. درصد الیاف به کار رفته در پژوهش حاضر شامل 0٫ 5، 1 و 1٫ 5 درصد و نسبت آرماتورهای خمشی استفاده شده 0٫ 45٪ و 1٫ 02٪ است. از جمله نتایج مهم پژوهش حاضر اینکه افزودن 1٫ 5٪ الیاف بسته به نسبت آرماتور موجب افزایش 34 و 64 درصدی ظرفیت برش پانچینگ می شود.

پایش و ارزیابی رفتار سدهای خاکی سنگریزه یی در تمامی دوران عمر آن ها، مانند: ساخت، آبگیری و بهره برداری و همچنین تحت شرایط لرزه یی از دیدگاه پیشرفت شناخت رفتار بخش های مختلف سد و کنترل ایمنی و پایداری آن ها اهمیت خاصی دارد. بدین منظور در پژوهش حاضر، پس از مدل سازی بزرگ ترین مقطع سد گتوند علیا (مقطع 4) به صورت دوبعدی در نرم افزار تفاضل محدود 4٫ 0FLAC و انجام تحلیل های برگشتی جهت تدقیق خصوصیات مصالح، با اتخاذ مدل رفتاری غیرخطی مناسب موهر کولمب به همراه قوانین میسینگ فین، تحلیل های دینامیکی جهت پیش بینی تغییرمکان های سد گتوند علیا تحت زلزله ی قابل انتظار (MCE) انجام شده است. بیشینه ی نشست حاصل از تحلیل دینامیکی با زلزله ی منجیل برابر 1٫ 94 متر در ترازهای فوقانی هسته و بیشینه ی تغییرمکان افقی برابر 1٫ 30 و 1٫ 19 متر به ترتیب در شیب های بالادست و پایین دست پیش بینی شده است. بررسی تاثیر نوع شتاب نگاشت و میزان شتاب ورودی در سطوح مختلف زلزله در تغییرمکان ها نشان داد که مقادیر و میزان افزایش تغییرمکان ها به شدت به محتوای شتاب نگاشت و میزان شتاب ورودی بستگی دارد.

امروزه با توجه به افزایش حملات تروریستی در نزدیکی ساختمان های با اهمیت بالا و مراکز دولتی حساس، طراحی ساختمان ها در برابر بارهای ضربه یی و به طور مشخص انفجار، اهمیت ویژه یی دارد. در نوشتار حاضر، بررسی اثر انفجار در یک سازه ی موجود بتنی و دو شیوه ی بهسازی سازه در برابر انفجار بررسی شده است. به عنوان گزینه ی ابتدایی، میراگرهای سیال ویسکوز با درصدهای میرایی 5 تا 25 و سپس استفاده از جداسازهای لرزه یی به عنوان گزینه ی دوم بررسی شدند. کلیه ی مدل سازی های عددی در محیط نرم افزار SAP و به روش تاریخچه ی زمانی غیرخطی انجام شده اند. در بررسی ها مشهود است که میزان برش پایه در استفاده از جداگر لرزه یی نسبت به قاب خالی در حالت بهینه ی انتخابی، 50٪ کاهش و میراگرها در حالت بهینه ی انتخابی این میزان را حدود 60٪ افزایش داده اند. اما از طرف دیگر، میزان جابه جایی های نسبی بین طبقات در حالت استفاده از میرایی های ذکر شده بسیار کاهش داشته و به میزان 1٫ 7٪ رسیده است، به گونه یی که میزان آن با جداگر لرزه یی، به کمینه ی 2٪ رسیده است.

در نوشتار حاضر، مدلی برای محاسبه ی ردپای آب در صنعت سیمان ارائه شده است که راهکار جامعی را برای محاسبه ی ردپای آب صورت های مختلف انرژی، حمل ونقل و اثر انسانی و چگونگی کاهش آن ها ارائه می کند. یک آنالیز مرز سیستم جهت استفاده ی مدل عملا ارائه شده و کارخانه ی تولید سیمانی در غرب ایران به عنوان مطالعه ی موردی انتخاب و بررسی شده است. با استفاده از مدل ارائه شده، مقدار ردپای آب کلی کارخانه در سال 1396 برابر 3٫ 614٫ 000 مترمکعب محاسبه شد که نشان دهنده ی سهم بالای تولید سیمان در مصرف آب و ریسک بقای صنعت سیمان در کشورهای خشک، مانند ایران است. استفاده از مدل ردپای آب ارائه شده در پژوهش حاضر نشان داد که با به کارگیری مفهوم ردپای آب، شدت مصرف آب برای تولید هر تن سیمان در کارخانه ی مذکور برابر 2٫ 126 مترمکعب است. براساس یافته های پژوهش حاضر، راهکارهایی برای کاهش ردپای آب ارائه شده است.