مهندسی عمران شریف
سال:1396 | دوره:33-2 | شماره:4/2 |تعداد مقالات:17

امروزه استفاده از دیوارهای برشی فولادی به عنوان یک سیستم باربر جانبی لرزه یی کارآمد، در افزایش مقاومت جانبی و سختی ساختمان ها در برابر زلزله، در نوسازی و بهسازی لرزه یی سازه های بتنی و فولادی مورد توجه قرار گرفته است. در نوشتار حاضر، ظرفیت و سختی برشی دیوار برشی فولادی تحت آرایش های مختلف سخت کننده، اعم از: افقی، قائم و افقی قائم، به کمک روش اجزاء محدود بررسی و درنهایت، روابط نیمه تجربی مرتبط ارائه شده است. نتایج حاکی از پیش بینی مناسب سختی و مقاومت برشی دیوار برشی با سخت کننده بوده است، لیکن افزایش تعداد سخت کننده از حدی خاص، تاثیر محسوسی در افزایش سختی و مقاومت نخواهد داشت.

در پژوهش حاضر، سیاست قیمت گذاری تراکم با عوارض متغیر نسبت به وقت از روز، به عنوان سیاست مدیریتی دفعی و بهبود سیستم اتوبوس رانی از طریق اعمال دو سیاست کاهش زمان سفر اتوبوس و کاهش فاصله ایستگاه اتوبوس تا محل کار، به عنوان سیاست های تشویقی بررسی شده اند. با استفاده از رجحان بیان شده، 231 نفر از شاغلان محدوده زوج فرد شهر تهران نسبت به سیاست های موردنظر، مدل لوجیت آشیانه یی انتخاب وسیله سفر ساخته و اثرات مستقل و ترکیبی سیاست ها برآورد شده است. نتایج نشان داده اند که سیاست قیمت گذاری تراکم در ساعات 6:30 تا 9 صبح، اگر به صورت ترکیبی با سیاست کاهش فاصله ایستگاه اتوبوس تا محل کار اعمال شود، می تواند تا 0.49 سهم گزینه ی خودروی شخصی در ساعات مذکور را کاهش دهد. همچنین می توان به سیاست های پیشنهادی پژوهش حاضر به عنوان جایگزینی برای طرح زوج فرد شهر تهران توجه کرد.

در پژوهش حاضر، نتایج تحلیل لرزه یی غیرخطی سدهای بتنی وزنی با احتساب اندرکنش سد و مخزن با استفاده از مفاهیم مکانیک شکست، به منظور مقایسه مدل سازی ترک در جسم سد به دو روش ترک اندود چرخشی و غیرچرخشی چندجهته عمود ارائه شده است. سیستم سد مخزن به روش لاگرانژی مدل سازی و تحلیل به روش اجزاء محدود صورت گرفته و پاسخ های تغییر مکان تاج سد و نیز تنش در جسم سد پاین فلت تحت شتاب زلزله تفت ارائه شده است. از روش انتگرال زمانی بوساک برای حل معادلات دینامیکی حرکت استفاده و تحلیل غیرخطی به روش نیوتن رافسون اصلاح شده انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که هر دو روش مدل سازی ترک اندود، ضمن اینکه تا حدی وابسته به پارامترهای مدل سازی ترک است، در بسیاری از نقاط آسیب دیده ی جسم سد به طور مناسبی بر هم منطبق هستند. همچنین هر دو الگوی ترک ثابت و چرخان در تعداد نقاط ترک خورده و نیز مسیر رشد ترک، اختلاف اندکی با هم دارند.

در نوشتار حاضر با استفاده از روش های تحریک طبیعی، تبدیل ویولت پیوسته و تبدیل هیلبرت، مشخصات دینامیکی یک قاب برشی 3 طبقه تحت تحریک نوفه سفید ناایستا شناسایی شده است. همچنین روشی برای تبدیل سیگنال های ناایستا به سیگنال های ایستا پیشنهاد شده است، تا بتوان از روش تحریک طبیعی استفاده و ارتعاشات آزاد درجات آزادی سیستم را استخراج کرد. در روش مذکور، ارتعاشات آزاد استخراج شده به کمک تبدیل ویولت پیوسته به ریزسیگنال های مودی سیستم تجزیه و با استفاده از تبدیل هیلبرت ریزسیگنال ها، مشخصات دینامیکی سیستم نظیر: بسامدهای طبیعی، میرایی های مودی و ماتریس های میرایی و سختی شناسایی می شوند. در نوشتار حاضر، به کمک روش پیشنهادی مشخصات دینامیکی (بسامدهای طبیعی، شکل های مودی، ماتریس میرایی و سختی) یک سیستم قاب برشی 3 طبقه ی خطی و یک قاب 2 بعدی فولادی تحت ارتعاش نوفه سفید ناایستا شناسایی شده است.

در نوشتار حاضر، تاثیر فاصله زمانی بیشینه پاسخ مولفه های افقی و قائم زمین لرزه در رفتار لرزه یی ساختمان های بتن آرمه ارزیابی شده است. از این رو، ساختمان های منظم بتن آرمه با تعداد طبقات 4، 7، 10، 13، 16 و 20 با سیستم قاب خمشی به کمک نرم افزار Open Sees تحت 7 رکورد زلزله حوزه نزدیک، تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی شدند و تاثیر مشخصه مذکور در نیروی محوری ستون ها، تغییر مکان جانبی، برش پایه، زمان تناوب افقی، ترتیب و الگوی شکل گیری مفاصل خمیری بحث و بررسی شد. نتایج نشان دادند که فاصله زمانی بیشینه پاسخ مولفه قائم و افقی زلزله، تاثیر قابل ملاحظه یی در نیروی محوری ستون ها دارد و این تاثیر در ستون های داخلی بیشتر از بقیه ستون هاست و می توان بیان کرد که تاثیر فاصله زمانی در ساختمان های کوتاه مرتبه بیشتر از ساختمان های میان مرتبه و بلندمرتبه است، به گونه یی که در ساختمان 4 طبقه، مقدار افزایش 43% به مقدار 28% در ساختمان 20 طبقه کاهش می یابد. تاثیر مولفه قائم زمین لرزه در تغییرات بارمحوری با افزایش فاصله زمانی میل به کاهش دارد، اما در تغییر مکان جانبی و برش طبقات ناچیز است.

در مطالعات پیشین، رابطه های تحلیلی متعددی برای تخمین باربری ستون های محصور شده با FRP تحت بار فشاری ارائه شده است، اما عملا ستون ها تحت اثر توام بار فشاری و لنگر خمشی قرار می گیرند. روابط کمی برای تعیین باربری ستون ها تحت بارگذاری خارج از مرکز ارائه شده است و در بعضی موارد، مدل های ارائه شده در تناقض با یکدیگر هستند. در مطالعه حاضر، ابتدا به اصلاح ضریب عامل موثر کرنش FRP در مدل لام و تنگ برای نمونه های تحت بارگذاری هم مرکز که با توجه به نوع FRP متفاوت است و سپس به بررسی ضریب تصحیحی برای اعمال خروج از مرکزیت در مدل های موجود و مقایسه آنها با نتایج آزمایشگاهی موجود پرداخته شده است. در مطالعه حاضر، ضرایب مذکور با استفاده از الگوریتم ژنتیک با بهینه کردن اختلاف بتن نتایج آزمایشگاهی و مدل تئوری محاسبه شده اند. با مقایسه نتایج آزمایشگاهی و نتایج مدل های اصلاح شده نشان داده شده است که مدل های اصلاح شده در مطالعه حاضر، تخمین بهتری برای ستون های دورپیچ شده تحت بارگذاری خارج از مرکز و هم مرکز ارائه می دهند.

در نوشتار حاضر، اتصالات خارجی تیر به ستون بتنی تحت اثر بارهای چرخه یی آزمایش شده اند. پس از ایجاد آسیب اولیه در نمونه ها، تقویت با ورقه های FRP انجام و اتصالات مجددا آزمایش شدند. سپس اتصال مبنا و اتصالات تقویت شده با استفاده از نرم افزار Open sees مدل سازی و نتایج با رفتار آزمایشگاهی آنها مقایسه شده است. سپس یک قاب 3 طبقه مدل سازی شده و روند ایجاد آسیب تحت اثر تحلیل بارافزون بررسی و با توجه به شدت آسیب، قاب ها مشابه روند آزمایش مقاوم سازی شدند. در انتها، قاب ها تحلیل غیرخطی تاریخچه ی زمانی شدند و اندیس خسارت پارک و انگ به دست آمد. با توجه به نتایج، سطح ترمیم پذیری سیستم قاب خمشی تقویت شده با ورقه های FRP معادل سطحی است که تمامی تیرها در سطح عملکرد آستانه فروریزش قرار گیرند. با بررسی پاسخ دینامیکی قاب ها و محاسبه اندیس خسارت پارک، سطح ترمیم پذیر برای قاب مورد مطالعه در دریفت طبقه 1.03% ایجاد می شود.

سازه های فولادی سرد نورد شده در مقایسه با سایر انواع سازه های ساختمانی، از قبیل: سازه های فولادی معمولی، سازه های بتن آرمه و سازه های سنتی، محاسن قابل توجهی از جمله: سبکی قابل توجه وزن و سرعت بالای ساخت دارند. یکی از سیستم های مقاوم در مقابل نیروهای جانبی در ساختمان های فولادی سبک، دیوار برشی با پوشش صفحه سیمان فایبری است. در نوشتار حاضر، رفتار لرزه یی دیوار برشی سرد نورد شده فولادی با پوشش صفحه سیمان فایبری بررسی شده است.برای این منظور از تحلیل المان محدود غیرخطی با استفاده از نرم افزار ANSYS استفاده شده است که در آن تاثیر برخی از مشخصات هندسی قاب ها، مانند: نسبت عرض به ارتفاع، ضخامت ستونچه ها، ضخامت صفحه سیمان فایبری و فاصله ستونچه های قاب ها بررسی شده است. پارامترهای بیشترین ظرفیت باربری دیوار و شکل پذیری آن، از جمله پارامترهای اصلی مورد استفاده جهت مقایسه قاب ها هستند و ضریب رفتار قاب های بررسی شده با مقادیر آیین نامه های موجود مقایسه شده است.

در نوشتار حاضر، روش نوینی برای تشخیص محل و میزان آسیب در سازه ها ارائه شده است. در روش پیشنهادی از اطلاعات مودال سازه، شامل بسامد و شکل مودی استفاده شده است. با توجه به محدودیت موجود در تعداد حس گرهای به کار رفته در سازه، برای به دست آوردن اطلاعات مودال نسبت به مدل اجزاء محدود، اطلاعات مودال به دست آمده از حس گرها با استفاده از روش کاهش بهبود یافته، بسط داده شده و به عنوان ورودی برای آموزش ماشین یادگیری کرانه یی به کار رفته است. برای نمایش کارایی روش ارائه شده از 3 مثال عددی، شامل: خرپای مستوی، تیر سراسری و قاب 4 طبقه استفاده شده است. همچنین اثر وجود نوفه در اطلاعات مودال نیز بررسی شده است. نتایج به دست آمده بیانگر کارایی روش ارائه شده در تشخیص محل و میزان آسیب با استفاده از اطلاعات مودال به دست آمده از تعداد محدودی حس گر است که ممکن است نوفه نیز داشته باشند.

طراحی لرزه یی مناسب و ایمن بر پایه درک واقعی و دقیق تر از رفتار سازه صورت می گیرد که مستلزم شناخت دقیق تر از نحوه رفتار سازه در هنگام وقوع زلزله است و با درنظر گرفتن معیارهای مختلف آیین نامه یی تحقق می یابد. لذا در پژوهش حاضر، قاب های خمشی فولادی منظم با شکل پذیری و ارتفاع متوسط انتخاب و با معیارهای مقاومت (روش نیرو)، تغییر مکان مستقیم، انرژی و رخداد مفصل خمیری طراحی و ارزیابی شده است. پس از ارزیابی مدل ها، رابطه یی جدید برای بیشینه تغییر مکان جانبی مجاز بام (جهت کنترل رفتار سازه پس از طراحی) ارائه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که رابطه مذکور، اجازه تغییر شکل های بیشتری را نسبت به استاندارد 2800 به سازه می دهد. همچنین روش های تغییر مکان مستقیم و نیرو به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار برش پایه و روش های رخداد مفصل خمیری و انرژی نیز به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار دوره ی تناوب را ارائه می دهند.

در پژوهش حاضر، عملکرد دینامیکی پل چند دهانه تحت تحریک وسیله نقلیه متحرک شتاب دار مطالعه شده است. مدل نوسان گر متحرک به منزله مدلی از یک سیستم متحرک که با درنظر گرفتن اثرات سیستم تعلیق و فنربندی وسیله نقلیه، مدل کامل تری نسبت به مدل های سنتی نیرو و جرم متحرک است، در پژوهش حاضر به کار رفته است. با مطرح شدن اندرکنش نوسان گر متحرک و سازه ی تیر چند دهانه، فرایند تحلیل در برگیرنده مدل های نیرو و جرم متحرک در دو حالت مجانبی نسبت بسامدی نوسان گر متحرک به بسامد سازه و علاوه بر آن شامل طیف وسیعی از حالات میانی خواهد بود. بررسی تاثیر شتاب حرکت نوسان گر متحرک در پاسخ دینامیکی تیر نشان می دهد که در نسبت سرعت های پایین، کمینه میزان پاسخ دینامیکی تیر به وقوع پیوسته و با افزایش یافتن پارامتر شتاب حرکت نوسان گر متحرک، بیشینه پاسخ دینامیکی نرمالایز شده بین دهانه ها در یک تیر چند دهانه به شکل محسوسی افزایش می یابد.

با توجه به روند شتابان واگذاری بخش اعظم فعالیت ها به شرکت های پیمانکاری، نرخ شاخص های مرتبط با حوادث شغلی، رشد نگران کننده یی به خود گرفته و موجب شده است تا بحث ارزیابی و انتخاب پیمانکاران صنعت ساخت و ساز از نظر بهداشت، ایمنی و محیط زیست حائز درجه اهمیت بالایی شود. الگوی ارائه شده از طریق تحلیل مطالعات کمی و نیز تکمیل پرسش نامه اختصاصی و برداشت های میدانی انجام و حجم نمونه با سطح اطمینان 95% و احتمال خطای 5%، 252 نفر تعیین شد. روش آزمون با استفاده از آزمون کامئو و بارتلت و تحلیل عاملی تاییدی صورت گرفت.نتایج پژوهش حاضر بیانگر آن است که بالاترین شدت تاثیرگذاری مربوط به معیار منابع انسانی و کمترین شدت مربوط به معیار طرح ریزی است. الگوی پیشنهادی می تواند نیاز روزافزون سازمان ها را به یک الگوی جامع ارزیابی و انتخاب پیمانکاران برآورده سازد.

در پژوهش حاضر، از توابع پتانسیل مختلط استیونسون برای تنش در محیط اطراف حفره بیضی شکل در داخل صفحه فلزی کشسان استفاده شده است. توابع پتانسیل مذکور برای تونل های طولانی و با فرض کرنش صفحه یی قابل استفاده هستند. ضرایب توابع پتانسیل با توجه به شرایط مرزی و فرضیات مساله به دست آمدند و سپس با به کارگیری مشتقات متوالی و جزء به جزء توابع مرتبط، تنش های محوری و برشی در اطراف تونل بیضی شکل محاسبه شدند. از شرایط تنش های برجای یک محوری و دومحوری برای حل مسائل مربوط استفاده شده است. با استفاده از نگاشت همدیس، منطقه اطراف تونل بیضی شکل به قلمرو اطراف تونل دایره یی شکل تبدیل یافت. نتایج به دست آمده از تنش های محوری و شعاعی، هماهنگی مناسب با روش و مدل ارائه شده ماش خلیشویلی بر روی سطح تونل دارد.

خاک های متورم شونده در مناطق زیادی از جهان وجود دارند و یکی از روش های اصلاح آنها، اضافه کردن آهک است. در نوشتار حاضر، اثر نوع آهک و روش افزودن آن بررسی شده است. پس از تعیین درصد بهینه آهک، با آزمایش بر روی نمونه های یک نوع خاک با درصد آهک متفاوت، دو نوع آهک شامل آهک دولومیتی و آهک خالص استفاده و در هر مورد سعی شده است تا خاک با افزودن آهک به صورت شکفته و مرده تثبیت شود. نتایج به دست آمده نشان داده که درصد آهک بهینه، 3% وزنی خاک است. از طرفی آهک خالص در مقایسه با آهک دولومیتی، تورم آزاد کمتر، ولی فشار تورم بیشتری دارد. همچنین آهک های شکفته نسبت به آهک های زنده، تورم آزاد بیشتر و فشار تورم کمتری دارند. در نهایت، بهترین روش اختلاط آهک، تثبیت آن در درصد رطوبت بهینه خاک و به صورت دوغاب تعیین شده است.