مهندسی عمران امیرکبیر (امیرکبیر)
سال:1389 | دوره:42 | شماره:3 |تعداد مقالات:12

دیوارهای برشی بتن آرمه به عنوان سیستم مقاوم در برابر بارهای لرزه ای در سازه های بلند مرتبه در همه جای دنیا مورد استفاده قرار می گیرند. تغییر در نیازهای آیین نامه ای، و عوامل مخرب باعث شده تا بعضی از دیوارهای برشی برای ادامه عمر خدمت ضعیف باشند. در سال های اخیر مواد FRP در صنعت ساختمان مورد توجه قرار گرفته اند. استفاده از این مواد در طرح های بهسازی به دلیل ویژگی های ممتاز آن ها جذابیت یافته است. با این وجود مروری بر تحقیقات گذشته نشان می دهد که بر خلاف دیوارهای چاق، تا کنون بر روی تقویت دیوار برشی بتن آرمه لاغر با مواد FRP تحت بار مونوتونیک مطالعه آزمایشگاهی یا تحلیلی صورت نگرفته است.در این مقاله اثر تقویت اجزا مرزی دیوار توسط مواد FRP، بر رفتار دیوار برشی بتن آرمه لاغر مورد مطالعه قرار گرفته است. نرم افزار اجزای محدود ابتدا کالیبره شده و درستی نتایج آن با مدل سازی نمونه های آزمایشگاهی مورد تائید قرار گرفته است. در این تحقیق از روش آنالیز اجزای محدود غیر خطی بتن آرمه و مدل رفتاری پلاستیسیته آسیب (Damage Plasticity)، به همراه اثر سخت شدگی کششی برای مدل سازی رفتار بتن استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان داد که تقویت اجزای مرزی دیوار توسط مواد FRP باعث بهبود باربری دیوار می شود.

مدل سازی جریان سیال درون شکستگی طبیعی سنگی یکی از مسائل مهم در ژئومکانیک بشمار می رود. بطور کلی روشهای عددی گوناگونی بمنظور مدل سازی جریان سیال در شکستگیها بکار می روند. در کنار روشهای عددی متداول، روش اتومات سلولی قابلیت زیادی در مدل سازی پدیده های فیزیکی پیچیده مانند جریان سیال، مدل سازی گسل و ایجاد و رشد ترک از خود نشان داده است و از این رو می تواند نقش مفیدی در مدل سازی جریان در شکافهای سنگی، به کمک سایر روشها ایفا کند.در این مطالعه، جریان سیال نیوتنی در یک شکستگی با دیواره های صاف و نیز زبر با بهره گیری از روش عددی اتومات سلولی مدل شده است. در این تحقیق سیال بصورت تک فاز در نظر گرفته شده و شکاف طبیعی نیز بصورت دوبعدی مدل می شود. بمنظور مدل سازی عددی، برنامه ای در محیط برنامه نویسی فرترن تهیه شده و مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله، ابتدا روش اتومات سلولی معرفی شده و چگونگی کاربرد آن در مدل سازی جریان سیال تشریح می گردد. در ادامه، چگونگی مدل سازی جریان سیال و چگونگی شبیه سازی شرایط مرزی بیان می گردد. در پایان نیز نتایج مدل سازی ارائه شده و با روشهای تحلیلی و تجربی مقایسه می شود.

اثرات محلی ساختگاه نقش بسیار مهمی در مشخصات حرکات لرزه ای و از آن طریق در حرکات مبنای طرح زمین دارند زیرا می توانند جنبش های لرزه ای را قبل از رسیدن به سطح زمین با شدت بزرگ (یا کوچک) نمایند.هدف این مقاله بررسی پاسخ محلی زمین در منطقه عباس آباد (محدوده مصلی تهران) است. برای انجام تحلیل دینامیکی آبرفت ویژگی های دینامیکی لایه های خاک با استفاده از نتایج آزمایشات لرزه ای امواج نزولی در محل 6 گمانه تعیین و پس از بررسی ویژگی های لرزه خیزی سنگ بستر منطقه، 15 شتابنگاشت از زمین لرزه های مختلف دنیا انتخاب شده است. با توجه به توپوگرافی و شرایط خاک محلی از تحلیل یک بعدی خطی معادل استفاده شده و نتایج آن به صورت نقشه های ریزپهنه بندی بیشینه شتاب و سرعت زمین، بیشینه بزرگنمایی و طیف طرح ویژه ساختگاه ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که حضور لایه های خاک دانه ای متراکم، با سختی بالا و ضخامت کم روی حرکت لرزه ای سنگ بستر تاثیر چندانی ندارد و کاربرد طیف نرمال طراحی آیین نامه زلزله ایران (2800) برای ساختگاه مورد بررسی، در زمان های تناوب بلند نتایج محافظه کارانه ای بدست می دهد.

با وجود تحقیقات مختلف در کاربرد نانو رس ها در طرح های مختلف مهندسی، در زمینه کاربرد ژئوتکنیک زیست محیطی نانورس ها، تحقیقات قابل توجهی صورت نگرفته است. در این پژوهش امکان استفاده از نانورس ها برای جذب آلاینده های فلز سنگین مورد مطالعه آزمایشگاهی قرار گرفته است. با انجام آزمایش های ژئوتکنیک زیست محیطی، اندرکنش چند نانورس و کانی های رسی کائولینیت و بنتونیت با آلاینده های فلزی سرب و مس مطالعه شد. بررسی ظرفیت بافرینگ، میزان نگهداری آلاینده توسط نانو رس، و نتایج پراش اشعه ایکس نشان داد که در مقایسه ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)، سطح مخصوص و کربنات، بخش قابل توجهی از ظرفیت بافرینگ خاک ناشی از حضور کربنات است و CEC دومین عامل در این اندرکنش است. با حضور آلاینده سرب در خاک، شدت قله اصلی کلیه نمونه ها در پراش اشعه ایکس کاهش نشان داد. در نانو رس کلوزایت 15A که کمترین مقدار جذب آلاینده را داشت بعد از اندرکنش با آلاینده، کمترین کاهش شدت قله (200Cps) دیده شد. همچنین نتایج نشان داد که در نمونه های مورد مطالعه، ترتیب قابلیت نگهداری آلاینده عبارتست از: Bentonite>CloisiteÒNa+>Kaolinite>CloisiteÒ30B>CloisiteÒ20A>CloisiteÒ15A

در این مقاله عملکرد لرزه ای قاب های خمشی فولادی (ویژه و معمولی) مورد بررسی قرار خواهد گرفت. تحلیل استاتیکی معادل، استاتیکی و دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی بر روی قاب های خمشی 5، 10 و 15 طبقه بر اساس ویرایش سوم آیین نامه 2800 و همچنین ضوابط لرزه ای جدید انجام شده است و عملکرد اعضا با توجه به معیارهای دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران تعیین گردید. در آنالیز تاریخچه زمانی از شتاب نگاشت های مقیاس شده (بر اساس آیین نامه 2800) زلزله های نورتریج، امپریال و لوماپریتا استفاده شده است. مدلسازی رفتار اعضای قاب ها نیز بر اساس دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران و با نرم افزارD perform 3 انجام گرفته است. در پایان قاب های خمشی ویژه که بر اساس ضوابط لرزه ای جدید طرح شده بودند، بر اساس عملکرد طراحی گردیدند به طوری که عملکرد آنها در محدوده اهداف آیین نامه قرار گرفت.

نتایج مطالعات آزمایشگاهی بر روی اثر پوزولانهای طبیعی تراس جاجرود، پومیس اسکندان، توف آبیک و پومیس خاش بر دوام بتن های معمول سازه ای در حمله کلرایدی در این مقاله ارائه می شود. در این مطالعه نمونه های بتنی با سه درصد جایگزینی وزنی مختلف سیمان با پوزولان ساخته شده و در سنین مختلف آزمایشهای نفوذ تسریع شده یون کلراید، مقاومت الکتریکی، نفوذپذیری آب، جذب مویینگی آب و پتانسیل نیم پیل بر روی آنها انجام شده است. نتایج نشان دهنده عملکرد مناسب پوزولانهای طبیعی در مقابل نفوذ یون کلراید و خوردگی آرماتورها در مقایسه با بتن های معمولی بدون پوزولان می باشد. خواص و میزان جایگزینی پوزولان طبیعی در کنترل نفوذ یون کلراید و مقاومت در برابر خوردگی آرماتورها موثر می باشد.

به منظور بررسی عملکرد پل ها و سلامت سنجی آن ها از مدل سازی عددی، آزمایش های بارگذاری میدانی و یا ترکیبی از هر دو روش استفاده می شود. با توجه به اعمال فرضیات و ساده سازی عوامل پیچیده حاکم بر رفتار واقعی پل ها، روش های مبتنی بر آزمایش های میدانی می توانند عملکرد واقعی سازه پل ها را با کمترین مقادیر خطا و تقریب آشکار نمایند. در این مقاله نتایج آزمایش بارگذاری پل قلعه مرغی به منظور رفتارسنجی، عیب یابی و بررسی دلایل لرزش ساختمان های اطراف ارائه شده است. در مطالعات عددی، مدل سازه در نرم افزار های تحلیلی ساخته و تحت بارگذاری های آیین نامه ای قرار گرفت. در ادامه رفتار سنجی پل با نصب بیش از یکصد حسگر و انجام آزمایش های استاتیکی و دینامیکی اجرا گردید. نتایج بیانگر لرزش شدید پل و ارتعاش پیچشی آن در مود اول به جای ارتعاش خمشی می باشد که موجب ایجاد ارتعاشات ناخواسته در پل و ساختمان های اطراف شده است. از طرفی به دلیل نزدیکی فرکانس ارتعاشی پل با ساختمان های اطراف شاید پدیده تشدید رخ دهد. در انتها راهکارهایی برای کاهش ارتعاش پل و جلوگیری از ایجاد تشدید احتمالی در ساختمان های اطراف ارائه شده است.

معادلات آبهای کم عمق از جمله مدلهای ریاضی کارآمد برای توصیف دو بعدی و رفتار جریان در برخورد به موانع مسیر جریان می باشد. در کار حاضر برای مدلسازی عددی جریان در اطراف پایه پلها، گسسته سازی معادلات با استفاده از روش رئوس مثلثی همپوشان احجام محدود انجام گرفته است. برای مدلسازی جریان آشفته در اطراف پایه از مدل آشفتگی k-e برای حالت جریان با سطح آزاد استفاده شده است. در ادامه، با تلفیق مدل عددی جریان و آشفتگی و فرمولهای تجربی حاصل از روش E-SRICOS (روشی آزمایشگاهی برای برآورد شستگی ناشی از جریان آب)، چگونگی شکل گیری آبشستگی در اطراف پایه دایره ای و تغییرات تراز بستر با زمان شبیه سازی می شود. کیفیت نتایج حاصل از این مدل برای برخی آزمونهای مشابه با نتایج در دسترس، در حالت بستر رسی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج مدلسازی آبشستگی با استفاده از مدل دو بعدی افقی جریان آب با روابط تجربی برای شستگی کف، دقت مناسبی بدست می دهد.

کاربرد بتن مبتنی بر پودر واکنش زا به دلیل خواص ویژه مانند مقاومت فشاری بیش از 140 مگاپاسکال، در سازه های خاص مانند سازه های محافظ توسط محققان در حال بررسی است. در تحقیق حاضر مقاومت ضربه ای بتن مبتنی بر پودر واکنش زا و بتن مبتنی بر پودر واکنش زا مسلح به الیاف فولادی با استفاده از آزمایش وزنه افتان با ضربه های تکراری مطابق با 544 ACI بررسی و نتایج آزمایش با استفاده از روش های آماری تجزیه و تحلیل شده است.برخلاف مقاومت فشاری زیاد بتن مبتنی بر پودر واکنش زا، مقاومت ضربه ای آن بسیار کم است. با کاربرد الیاف فولادی مقاومت ضربه ای بتن مبتنی بر پودر واکنش زا افزایش قابل ملاحظه ای می یابد. همچنین نتایج آزمون کلموگروف-اسمیرنوف مشخص می کند که برخلاف پراکندگی زیاد، نتایج مقاومت ضربه ای بتن مبتنی بر پودر واکنش زا و بتن مبتنی بر پودر واکنش زا مسلح به الیاف فولادی که به روش وزنه افتان با ضربه های تکراری تعیین شده اند دارای توزیع نرمال هستند.