مهندسی عمران شریف
سال:1386 | دوره:23 | شماره:1-40 (ویژه مهندسی عمران) |تعداد مقالات:10

در این نوشتار از روش گالرکین بدون شبکه برای تحلیل مکانیکی توده های سنگی درزه دار و همچنین از روش پنالتی برای اعمال شرایط مرزی ضروری استفاده شده است که نتایج حاصل از آن نشان دهنده قابلیت های خوب این روش برای تحلیل چنین مسایلی است. در تحلیل رفتار سنگ های درزه دار با روش های مبتنی بر شبکه، معمولا با مشکلاتی از قبیل هندسه های بد به ویژه هنگام حفاری این توده سنگ ها یا مراحل مربوط به معرفی درزه، مواجهیم. اما در روش های بدون شبکه که در حوزه مساله فقط گره معرفی می شود و شبکه ای وجود ندارد، چنین معضلاتی به وجود نمی آید.در این پژوهش علاوه بر تغییر شکل های نسبی بلوک ها نسبت به هم، تغییر مکان درزه ها و گروه های هر بلوک نیز با استفاده از روش گالرکین بدون شبکه محاسبه می شود. به همین منظور، ضمن ارایه مثال هایی در این خصوص در پایان هر مثال علاوه بر محاسبه تغییر مکان ها، زمان محاسبه لازم در دو روش گالرکین بدون شبکه و روش تفاضل محدود مقایسه شده است که بر این اساس روش گالرکین بدون شبکه زمان محاسبه کم تری را صرف کرده است.

در این نوشتار برای هر پروژه ساختمانی واقع در مناطق بیست گانه زلزله خیر ایران - در مرحله طرح، یا در زمان اجرا و حتی برای یک پروژه پایان یافته - عددی به عنوان ضریب ریسک پروژه برای احتمال وقوع زلزله ای خاص در طول زمان بهره برداری از آن پروژه به دست می آید. برای یافتن این عدد برای هر کدام از مناطق فوق، از رابطه خطی گوتنبرگ - ریشتر برای مرتبط کردن بزرگی زلزله و تعداد زلزله های با بزرگی برابر و بزرگ تر از مقداری خاص، و همچنین برای به دست آوردن معادله خط مذکور از رگرسیون خطی کلاسیک استفاده شده است. از آزمون هایی برای بررسی ناهمسانی واریانس ها و وجود خود همبستگی در مورد داده های موجود استفاده شده که این دو خصلت در تعیین معادلات یک خط توسط رگرسیون خطی کلاسیک در نظر گرفته نشده اند. در صورت وجود هر کدام از دو خصلت، از طریق راه های درمانی مربوط به هر یک، که به نام رگرسیون GLS خوانده می شود، بهترین خط رگرسیون برای رابطه گوتنبرگ - ریشتر محاسبه شده است. همچنین رابطه بزرگی زلزله و تعداد آن به صورت یک معادله درجه دوم نیز مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از توزیع آماری پواسن و با داشتن زلزله طرح پروژه و مدت بهره برداری از پروژه که با همان مفاهیم پارامترهای بزرگی زلزله و دوره بازگشت زلزله در معادلات به کار گرفته می شوند، می توان پارامتر سوم که همان ریسک زلزله طرح است را برای پروژه ساخت خاص در محلی خاص و برای مدت بهره برداری مدنظر از آن پروژه محاسبه کرد. این نوشتار در راستای دانش مهندسی مدیریت ساخت به نگارش در آمده است.

در این تحقیق پس از بررسی علت خرابی ستون ها در زلزله های گذشته، چگونگی در نظر گرفتن خصوصیات غیرخطی ستون های بتن مسلح تقویت شده و نشده توسط GFRP، و به طور کلی مدل سازی اعضای بتن آرمه در نرم افزار ANSYS 5.4 تشریح شده است. همچنین 12 نمونه ستون بتن آرمه مورد تحلیل استاتیکی غیرخطی قرار گرفته اند. دو نمونه طبق جزییات آیین نامه آبا مدل شده و 10 نمونه طبق جزییات آیین نامه ACI قبل از سال 1971 که 5 نمونه آن تا 24 سانتی متر تقویت شده اند و همه تحت بارهای محوری متفاوت و تغییر مکان جانبی در بالای ستون مورد تحلیل قرار گرفته اند. علت انتخاب جزییات ستون ها طبق آیین نامه ACI قبل از 1971 شباهت این ستون ها به ستون های ساخته شده در کشور ایران است. هدف از انجام این تحلیل ها به دست آوردن ظرفیت ستون های تقویت شده در مقایسه با ستون های تقویت نشده و نیز ستون های طرح شده طبق آبا در مقایسه با ستون های ساخته شده طبق ACI قبل از سال 1971 در بارهای محوری متفاوت است.

سازه های پوسته ای در مهندسی عمران و مهندسی مکانیک کاربردهای متنوعی دارند. پوسته ها مثل دیگر سازه ها دچار آسیب دیدگی و تغییراتی از قبیل ایجاد و گسترش ترک می شوند. هدف این تحقیق بررسی اثر وجود ترک نفوذی غیرقابل گسترش و پارامترهای مختلف مربوط به آن بر روی فرکانس های ارتعاشی و شکل مودهای پوسته های استوانه ای مختلف است. به همین منظور تعداد 400 مدل پوسته استوانه ای ترک دار ایجاد و کل پروژه به دو قسمت پانل های استوانه ای و استوانه های کامل تقسیم شد؛ و سپس اثر پارامترهای مختلف، نظیر طول ترک، زاویه ترک، ضخامت پوسته، ضریب پواسون، ارتفاع پوسته و زاویه انحنای پانل بر روی فرکانس های ارتعاشی و شکل مودهای پوسته استوانه ای مورد بررسی قرار گرفت.

در این نوشتار بعد از نگاهی گذرا به اهمیت ضریب رفتار و کاربرد آن در سازه ها، محتوای این ضریب و عوامل موثر بر مقدار آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نحوه محاسبه این ضریب توسط یکی از روش های متداول، یعنی روش ارایه شده توسط فریمن مورد بررسی قرار گرفته است. سپس پارامترهای مورد استفاده در این تحقیق برای محاسبه ضریب رفتار ارایه شده و ضرایب رفتار قاب های دوبعدی مهاربندی شده هم محور فولادی، به دو صورت ضربدری و L شکل، با در نظر گرفتن درصد گیرداری تیر به ستون و پای ستون، و نیز درصد سخت شدگی کرنش به صورت نسبی از مدول یانگ محاسبه شده است؛ و در نهایت مقادیر بدست آمده مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

در این نوشتار کوتاه شدگی ستون ها و همچنین اختلاف کوتاه شدگی بین دیوار و ستون در قاب های بتن آرمه با دیوار برشی با استفاده از روش های آنالیز غیرخطی مرحله به مرحله و نیز با استفاده از روش های انتگرال گیری مستقیم و سری دیریکله، و با در نظر گرفتن تغییرات هر پارامتر به صورت جداگانه، محاسبه شده است. تعدادی قاب دوبعدی که از سازه های واقعی سه بعدی استخراج شده اند و از 15 تا 45 طبقه اند، مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج این کار می تواند به عنوان راهنمایی برای تخمین و درک چگونگی تاثیر مساله وارفتگی (خزش) و افت (آبرفتگی) در رفتار سازه های بتنی به کار رود.

لاستیک های مستعمل خودروها یکی از مصالحی هستند که در چرخه بازیافت طبیعت شرکت نمی کنند و به عنوان یکی از آلاینده های زیست محیطی محسوب می شوند. تحقیق حاضر با هدف امکان سنجی کاربرد آنها در ساخت بتن انجام شده است. در این تحقیق نمونه های آزمایشگاهی در دو گروه کلی ساخته و آزمایش شدند: در گروه اول جایگزینی سنگدانه درشت (شن) با خرده لاستیک، و در گروه دوم جایگزینی سیمان با پودر لاستیک انجام شد. آزمایش مقاومت فشاری را برای آگاهی از رفتار مقاومتی نمونه ها، و دو نوع از مهم ترین آزمایشات دوام شامل جذب آب و نفوذپذیری برای بررسی دوام این نمونه ها در شرایط مختلف در نظر گرفتیم.نتایج نشان می دهد که روند کسب مقاومت فشاری در بتن حاوی لاستیک با یک رابطه تجربی و با تخمین مناسب قابل تعیین است و در درصدهای جایگزینی کم، مقاومت فشاری نمونه های 28 روزه شبیه نمونه های کنترل است. همچنین هنگامی که درصد جایگزینی از حد معینی تجاوز نکند دوام این گونه بتن ها شبیه بتن های رایج است.

در این نوشتار، به منظور بررسی رفتار و اثر متقابل حفاری تونل در عمق های متفاوت زیرزمین و گودبرداری سازه های سطحی از لحاظ پایداری در حین اجرا و بهره برداری و تغییر شکل ها و جابجایی های ایجاد شده در سطح زمین، بخش های شمالی خط 1 متروی تهران (حد فاصل بین ایستگاه های R1 و T1) به عنوان نمونه مورد مطالعه قرار گرفته است. برای انجام این تحلیل های عددی در این پژوهش از نرم افزار اجزا محدود (PLAXIS) استفاده شده است. مدل سازی شامل حفاری و اجرای تونل و گودبرداری ساختمان است. اجرای تونل به روش «حفاری چند مرحله ای مقطع» (روش نوین تونلزنی اتریشی، NATM) و در سه مرحله اصلی انجام می گیرد. ابتدا فضای بالای تونل به دو بخش تقسیم شده و در دو مرحله حفاری شده و سیستم نگه دارنده نصب می شود، و سپس بخش پایینی تونل اجرا می شود. از یک پوسته شاتکریت که به وسیله پروفیل های فلزی و شبکه تور فولادی مسلح شده به عنوان نگه دارنده اولیه تونل، و از پوشش بتنی به ضخامت 40 سانتی متر به عنوان نگه دارنده نهایی تونل استفاده شده است. گود ساختمانی نیز با دیوار دیافراگم و پشت بندهای افقی مدل شده و بار ناشی از ساختمان در کف گود به صورت باری گسترده اعمال می شود. در نهایت پارامترهایی از قبیل عرض و عمق گود، فاصله لبه گود از تاج تونل، عمق روباره تونل، سطح آب زیرزمینی، مشخصات نگه دارنده اولیه تونل و تقدم و تاخر زمانی اجرای تونل و گودبرداری ساختمان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و اثر آنها بر تغییر مکان افقی دیواره گود، تغییر شکل سطح زمین در بالای تاج تونل، نشست لبه گود، تغییر شکل نگه دارنده نهایی تونل، توزیع تنش در اطراف تونل و گود، توزیع نقاط خمیری در اطراف تونل و گود بررسی می شود. سپس نتایج به دست آمده از تحلیل ها از نظر میزان کنترل تغییر شکل ها در محیط اطراف مورد بررسی و ارزیابی قرار می گیرد.

آب مخازن پشت سدها در بیشتر اوقات سال دارای لایه بندی جرمی است. در چنین حالتی، تخلیه آب از مخزن سد به شرط آن که دبی خروجی زیاد نباشد، تنها از لایه آب همسطح دریچه صورت می گیرد. این پدیده که به «تخلیه گزینشی» معروف است. در حوزه مدیریت کیفیت آب مخازن پدیده شناخته شده ای است، و در مخازن بر اثر حرکت امواجی بنام «امواج برشی» ایجاد می شود. نتایج مطالعات قبلی نشان می دهد که با بازشدن ناگهانی دریچه تعداد نامحدودی امواج برشی در محل دریچه تشکیل می شود که این امواج با سرعت های متفاوتی به بالادست مخزن حرکت می کنند. با حرکت هر یک از این امواج، توزیع سرعت در داخل مخزن چنان تغییر می کند که سرعت افقی در سطح دریچه بیشتر و در لایه های دیگر کاهش یافته و در نتیجه تخلیه گزینشی شکل می گیرد. نهایتا جریان در مخزن هنگامی دایمی می شود که حرکت امواج برشی توسط جریان مخزن متوقف، با بر اثر لزجت سیال میرا شوند. در این نوشتار، با فرض کوچک بودن دبی خروجی، اثرات غیرخطی ضعیف جریان پایه روی سازوکار پدیده تخلیه گزینشی با استفاده از روش تحریک چندمقیاسی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. نتایج حاصله دلالت بر این دارند که غیرخطی شدن جریان باعث کاهش سرعت امواج برشی می شود.