مهندسی عمران و نقشه برداری
سال:1389 | دوره:44 | شماره:4 |تعداد مقالات:13

هدف از این مقاله بررسی اثر مولفه قائم زلزله بر رفتار سازه های فولادی جداسازی شده می باشد، لذا یک سازه 4 طبقه با خروج از مرکزیت های مختلف و 3 رکورد زلزله و 3 نوع جداگر الاستومریک با زمان تناوب و میرائی های متفاوت تحت تحریک 3 مولفه ای زلزله بررسی گردیده که در مقایسه با کارهای پیشین، بررسی نیرویی اعضا و همچنین پارامترهای موثر طراحی چون بلندشدگی محلی جداگرها ارزیابی گردیده است. نتایج، نشان دهنده تاثیر چشم گیر مولفه قائم زلزله بر روی نیروی محوری (در حدود 2 برابر) و بلند شدگی محلی ستون ها می باشد، به علاوه نسبت حداکثر مولفه قائم زلزله به حداکثر مولفه افقی نیز به عنوان پارامتری موثر استخراج گردیده است. همچنین نتایج، نشان دهنده ضعف آیین نامه های معتبر دنیا نظیر IBC، NEHRP و ... می باشد که بر خلاف سازه های متعارف اثر مولفه قائم زلزله بر سازه های جداسازی شده را نادیده گرفته اند، چراکه در محاسبه بار محوری ستون تا 2.5 برابر در زلزله های دارای مولفه قائم به افقی بزرگ و در حدود %5 در زلزله های متوسط خطا ایجاد می نماید.

هدف از این تحقیق، بررسی ظرفیت شکل پذیری ستون های بتنی تقویت شده با الیاف CFRP است. بدین منظور پس از ارائه تعاریف کلیدی و مروری بر تحقیقات انجام شده، المان ها و مدل های رفتاری بتن، FRP و میلگردها در نرم افزار مورد بررسی قرار گرفته است. پس از آن نحوه مدل سازی شرح داده شده و ضمن بررسی و مقایسه با کارهای آزمایشگاهی، مدل مورد نظر صحت سنجی شده است. پس از کالیبره کردن نتایج نرم افزار با نتایج ارائه شده توسط Ozcan و همکارانش، تاثیر طول و ضخامت دور پیچ بر شکل پذیری جابجایی و ظرفیت چرخشی ستون مورد نظر بررسی شده است. بدین ترتیب که ستون هایی با شرایط بدون CFRP، یک و دو لایه دور پیچ CFRP با طولهای مختلف توسط نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS مدل شده و برای هر ستون میزان کرنش به وجود آمده در نقاط مختلف CFRP استخراج گردیده و منحنی برش پایه- تغییر مکان انتهای ستون ها و شکل پذیری جابجایی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین میزان انحنا در نقاط مختلف در طول ستون و لنگر ایجاد شده در پای ستون به دست آمده و سپس مقایسه ای بین نتایج به دست آمده با روابط تحلیلی ارائه گردیده است. در ادامه طول مفصل پلاستیک و دوران ایجاد شده در پای ستون ها محاسبه شده و نیز تاثیر طول و ضخامت دور پیچ CFRP بر ظرفیت چرخشی ستون ها مورد تحلیل قرار گرفته است. همچنین به منظور بررسی تاثیر طول و ضخامت دورپیچ بر عملکرد لرزه ای ستون ها، بر اساس روش ATC40 در برآورد نقطه عملکرد، طیف ظرفیت ستون ها و نیز طیف طلب زلزله با کمک دستورالعمل مذکور محاسبه شده و با تبدیل منحنی طلب زلزله و ظرفیت به مختصات طیف ADRS، از تلاقی این دو منحنی، نقطه عملکرد ستون ها به دست آمده است. سپس جهت تعیین معیارهای کمی پذیرش برای روشهای غیر خطی- ستون بتن مسلح دورپیچ شده با CFRP بازای طول و ضخامت مختلف دورپیچ، بر اساس نتایج مدل سازی، میزان انرژی زایل شده در هر ستون محاسبه گردیده و از آنجا مقادیر حداکثر زاویه دوران پلاستیک ستون ها به دست آمده است. در نهایت به منظور تعمیم نتایج حاصل در موارد مشابه جهت به دست آوردن معیارهای کمی پذیرش بازای سطوح عملکردی مختلف، رابطه ای کاربردی پیشنهاد گردیده است.

آبگیر جانبی همراه با کانال انحرافی یکی از انواع سازه های آبگیری از رودخانه است که از گذشته های دور تا کنون جهت تامین آب در مصارف گوناگون استفاده شده است. شبیه سازی عددی الگوی جریان در آبگیرها، با توجه به هزینه کمتر و سهولت بیشتر نسبت به مدل سازی آزمایشگاهی، به شناخت سریعتر هیدرولیک جریان در انشعاب کمک خواهد نمود. در این مقاله، شبیه سازی عددی جریان در آبگیری از مسیر مستقیم یک کانال مستطیلی روباز به کمک نرم افزار FLUENT صورت گرفته است.توزیع سرعت با استفاده از مدل های آشفتگی K-e استاندارد، K-w و RSM در مقاطع مختلف در نزدیک سطح آب به دست آمده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. با توجه به نتایج به دست آمده می توان دریافت که مدل آشفتگی RSM به علت عدم اعمال محدودیت هموژنی لزجت گردابه ای، در پیش بینی الگوی جریان بهتر از سایر مدل های به کار رفته عمل می نماید. جهت بررسی پارامترهای موثر مختلف بر جریان در انشعاب، در یک مطالعه پارامتریک در حالت اول برای نسبت های عرض مختلف در انشعاب 90 درجه و در حالت دوم در زوایای مختلف آبگیری در نسبت عرض واحد، اثر پارامترهای مهمی چون عدد فرود جریان ورودی و نسبت توزیع دبی بر ابعاد ناحیه جدایی جریان ایجاد شده در آبگیر، بررسی شده و روابط ریاضی مختلفی ارائه گردیده است.

در مناطق زلزله خیر شکل پذیری اعضای سازه های بتن مسلح پارامتری مهم برای طراحی اینگونه سازه ها است. در این تحقیق اعضای خمشی مسلح ساخته شده با بتن خودمتراکم (SCC) مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته و نتایج حاصل با مقادیر حاصله از فرمولبندی تئوریک بر اساس آیین نامه مدون جهت سازه های مسلح ساخته شده با بتن معمولی، مقایسه شده است. کرنش سنج های الکتریکی جهت قرائت کرنش میلگردهای کششی و فشاری بر روی سطح میلگردهای مذکور در مقاطع مورد بررسی نصب گردید. همچنین جهت قرائت خیز در مقاطع مختلف، خیز سنج های الکتریکی در طول تیر نصب شدند. نتایج حاصله بعد از هر بارگذاری قرائت گردید و با استفاده از این نتایج شکل پذیری جابجایی و انحنا محاسبه شده و با نتایج تئوریک منطبق بر آیین نامه های آمریکا و کانادا مقایسه گردید. با استناد به تحقیق حاضر شکل پذیری تیرهای مسلح حاوی بتن خود متراکم به نحو محافظه کارانه ای بیش از مقادیر منتج از آیین نامه های پیشنهادی در مورد بتن های معمولی می باشد. نتایج حاصله می تواند اطلاعات نسبتا موثری در زمینه شکل پذیری تیرهای بتن مسلح ساخته شده با بتن خود متراکم در اختیار محققین جهت انجام تحقیقات گسترده تر، قرار دهد.

دراجرای سقف بتنی، برای سهولت نصب قالب وسپس جدا نمودن ان، موضوع باقی گذاردن قسمتی از قالب درسقف به طور دایمی پیشنهاد می گردد. در تحقیق حاضر یک نوع سقف تیرچه- بلوک که دارای تیرچه فولادی می باشد، و بلوک ان سیمانی و عریض تر از بلوک های معمول و رایج سفالی و سیمانی است، در جهت براوردن هدف فوق معرفی شده است. درسقف تیرچه-بلوک رایج، بار ثقلی توسط دال روی بلوک ها به تیرچه ها و از تیرچه ها به تیرهای اصلی، به صورت یک طرفه و در یک امتداد منتقل می گردد. با افزایش عرض بلوک ها با استفاده از دو بلوک مجاور هم، سقف سبک تر می گردد. جهت افزایش ظرفیت باربری، نیاز به افزایش ضخامت است که باقراردادن ورق های پلاستوفوم در ضخامت های لازم تامین می شود. بار هنگام بتن ریزی سقف توسط شمع های عمودی به زمین منتقل می شود و در هنگام بهره برداری توسط تیرچه های T شکل تحمل می شود. در مثال های واقعی ازساختمان یک طبقه با اسکلت فولادی تحت بارهای ثقلی و بار معادل استاتیکی زلزله، بادهنه ها و ضخامت ها و آرایش های مختلف سقف، بررسی و محاسبه و جزییات لازم ارائه شده است.

به دلیل عدم تولید پروفیل های H شکل (IPB) در ایران، برای طرح ستون از مقاطع مرکب مزدوج I شکل استفاده می گردد. عملکرد ستون های مرکب در سازه های موجود مبهم است. در این مقاله به کمک تحلیل های غیر خطی سه بعدی رفتار ستون های مرکب مزدوج I شکل بررسی می گردد. رفتار یکنواخت شش نمونه تحت بار محوری و رفتار هیسترزیس شش نمونه دیگر تحت بارگذاری چرخه ای بدست آمده است. تعداد نصف نمونه ها دارای جوشکاری متعارف، متناظر با شرایط اجرایی کارگاه های ساختمانی در ایران و شش نمونه دیگر با جوشکاری ایده آل در نظر گرفته شده است. در خاتمه رفتار دو دسته نمونه از نظر میزان مقاومت محوری و خمشی، تمرکز تنش ها و مکانیزم گسیختگی مقایسه و نتیجه گیری شده است.

در این مقاله امکان به کارگیری میکروترمورها در تعیین سختی برشی اولیه یا سرعت موج برشی (Vs) در لایه های رسوبات آبرفتی بررسی خواهد شد. بدین منظور مجموعه ای از اندازه گیریهای میکروترمور در شهر بم صورت گرفته است. اندازه گیریهای صورت گرفته هر دو روش اندازه گیری آرایه ای و تک نقطه ای را شامل می شوند. در ابتدا بر پایه خصوصیات پراکندگی امواج رایلی موجود در مولفه قائم میکروترمورها و با استفاده از آنالیز فرکانس– عدد موج منحنی های پراکندگی تجربی به دست آمده اند. در مرحله بعد با استفاده از تئوری انتشار امواج در محیط های لایه ای، منحنی های پراکندگی تئوری محاسبه شده و با استفاده از آنالیز معکوس، پروفیل سرعت موج برشی در نقاط مورد نظر محاسبه شده است. در نهایت به منظور بررسی دقت نتایج حاصله، پروفیل های سرعت موج برشی بدست آمده از روش میکروترمورها، با نتایج سایر روشها همانند روش های درون چاهی و ژئوفیزیک سطحی مقایسه شده اند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که پروفیل های Vs حاصله از روش میکروترمور از تطابق بسیار خوبی با نتایج سایر روش ها برخوردار است. بنابراین از اندازه گیری های میکروترمور می توان به عنوان یک روش کارا و قابل اعتماد در تخمین پروفیل Vs استفاده نمود. به علاوه روش میکروترمورها در تشخیص لایه های سست سطحی نتایج بهتری به دست داده است.میکروترمورها همچنین به خوبی توانستند تا لایه سست قرار گرفته در زیر یک لایه سخت را تشخیص دهند.

کاربرد دستگاه افت و خیز سنج ضربه ای قابل حمل (PFWD) در کنترل کیفیت ساخت لایه های غیرچسبنده روسازی در سطح جهان در حال گسترش است. با این وجود هنوز در زمینه نحوه به کارگیری PFWD و دقت نتایج آزمایش ابهاماتی وجود دارد که تحقیقات بیشتر را ضروری می سازد. در این تحقیق اثر عوامل دستگاهی نظیر میزان وزنه بارگذاری، ارتفاع سقوط، قطر صفحه بارگذاری، نحوه تماس صفحه با سطح، فواصل ژئوفن ها بر مدول سختی مصالح غیرچسنده مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی این عوامل، ابتدا PFWD در چندین پروژه راهسازی در استان تهران و سپس روی یک نوع مصالح دانه ای متراکم شده داخل یک جعبه فلزی و در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی مورد آزمایش گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده میزان وزنه، قطر صفحه بارگذاری و نحوه تماس صفحه با سطح، تاثیر قابل ملاحظه ای بر مدول سختی دارد، درصورتی که اثر ارتفاع سقوط قابل اغماض می باشد.

طراحی سازه به منظور مقاوم ماندن در برابر زلزله یکی از مباحث مهم سازه ای می باشد. با در نظر گرفتن پیشرفت های دانش لرزه ای و پاسخ سازه و دسترسی به انواع فناوری، توجه طراحان به این موضوع بیشتر از قبل شده است. در آیین نامه های مختلف لرزه ای سعی بر آن است که خسارت در سازه ها کنترل شود، تا نسبت به عملکرد لرزه ای سازه ها اطمینان بیشتری حاصل گردد. در این مطالعه، قاب های خمشی بلند مرتبه 20 و 25 طبقه مورد تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی زمین لرزه های واقعی رودسر، ناغان، طبس، قرار گرفت و با تغییر نوع مهاربندی در ارتفاع این قاب ها، تراز مناسب جهت تغییر نوع مهاربندی پیشنهاد گردیده است. در تغییرات مهاربندی ها، مهارهای هم محور ضربدری و شورون (V) مورد بررسی قرار گرفت به نحوی که توصیه آیین نامه های لرزه ای مبنی بر سختی طبقات پایین نسبت به سختی طبقات بالاتر، رعایت گردید. در انتها مشخص گردید که تغییر در نوع سیستم مهاربندی در تراز مشخصی از ارتفاع می تواند در بهبود رفتار لرزه ای سازه ها تحت زلزله، موثر باشد. این تراز مشخص، بستگی به تعداد طبقات، تعداد دهانه و نوع رکورد زمین لرزه دارد. به عنوان نمونه در سازه 20 طبقه با جایگزینی سومین مهار هفتی، حداکثر بیشینه نیاز تغییر مکان نسبی میان طبقه ای، حدود 75% کاهش را نشان می دهد همچنین در سازه 25 طبقه با جایگزینی سومین مهار هفتی، کمترین مقدار در حداکثر بیشینه نیاز دوران موضعی رخ می دهد.

در این تحقیق تقویت برش پانچینگ دال های تخت با استفاده از صفحات پلیمری - الیافی CFRP مورد بررسی قرار می گیرد. ده نمونه دال بتن مسلح به ابعاد 100×1000×1000 میلی متر و با درصدهای مختلف فولاد کششی و دو نوع بتن با مقاومت های فشاری مختلف ساخته شد. هشت نمونه با استفاده از صفحات CFRP تقویت شدند و دو نمونه دیگر به عنوان نمونه های کنترلی تقویت نشده مورد آزمایش قرار گرفتند. پهنای صفحات CFRP در نمونه های مختلف متفاوت بود. صفحات CFRP در وجه کششی تحتانی دال و در اطراف ستون در دو راستای عمود برهم چسبانده شدند. بارگذاری دال ها از بالا به پایین و با استفاده از جک فشاری انجام شد. در آزمایش ها بار و تغییرمکان وسط نمونه ها اندازه گیری شد. نتایج آزمایشات نشان می دهند که استفاده از تقویت CFRP موجب افزایش سختی خمشی و مقاومت برشی پانچینگ دال ها می گردد. به منظور استفاده از آیین نامه های طراحی برای پیش بینی مقاومت برشی پانچینگ دال های تقویت شده، از یک روش تحلیلی جهت محاسبه نسبت آرماتور خمشی معادل و عمق موثر معادل استفاده گردید و بر اساس آن مقاومت برشی پانچینگ نمونه های آزمایشگاهی با نتایج به دست آمده از روابط طراحی سه آیین نامه ACI 318-05 و BS 8110-85 و JSCE-86 و یک رابطه تئوری مقایسه شد. بر اساس مقایسه نتایج آزمایشگاهی و روابط آیین نامه ها، روابط جدیدی پیشنهاد گردید. مقادیر محاسبه شده از روابط پیشنهادی نشان می دهد که این روابط با دقت خوبی مقاومت برشی پانچینگ دال های تقویت شده را پیش بینی می کنند.

روش های تحلیل ساده شده غیرخطی خصوصا روش تکرار تحلیل خطی1 را می توان نامزد بسیار مناسبی برای تحلیل لرزه ای سدهای بتنی وزنی دانست. در این مطالعه سعی شده است مشکلات کاربرد این روش با توجه به خصوصیات سازه سد برطرف شده و ابزار مناسب برای این منظور تهیه و ارائه گردد. الگوریتم لازم برای تهیه منحنی لنگر- انحناء2 درخصوص مقاطع بتنی غیرمسلح که در آنها ترک خوردگی کششی مجاز بوده و رفتار خمیری مصالح در فشار تجربه می گردد، پیشنهاد شده است. در این الگوریتم از نقش فشار محوری بجای عناصر کششی استفاده شده است. درنظرگرفتن پدیده های غیرخطی مانند ترک خوردگی و رفتار غیرخطی بتن بدنه سد در قالب منحنی های رفتاری لنگر-انحناء در روش تکرار تحلیل خطی باعث شده است که بتوان به جای یک تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی از چند تحلیل طیفی خطی در تخمین تغییر نیروهای داخلی مقطع هنگام زمین لرزه استفاده نمود. همچنین سعی شده است که دراین بستر مناسب، اثر اندرکنش سد با بستر سنگی و با دریاچه را ملحوظ نمود. برای پی بردن به دقت روش، یک سد نمونه که در یکی از مراجع مورد مطالعه قرار گرفته، انتخاب و با روش تکرار تحلیل خطی مورد تحلیل قرار گرفته است. مقایسه نتایج نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی در عین سادگی از دقت خوبی برخوردار می باشد.

تاثیر موقعیت مکانی نیروگاهها بر میزان و هزینه تولید و انتقال انرژی، محیط زیست و .... انتخاب مکان مناسب برای این تاسیسات را ضروری می سازد.استفاده از GIS امکان تلفیق اطلاعات مورد نیاز در مکان یابی را به گونه ای موثر فراهم می آورد. در این مقاله، ضمن شناسایی عوامل مهم در تعیین مکان مناسب برای احداث نیروگاههای گازی، نقش و میزان تاثیرگذاری هر یک از عوامل فوق در مکان یابی مشخص گردید. سپس با استفاده از توابع عضویت فازی، نقشههای مختلفی بر اساس ماهیت و نقش این عوامل در مکان یابی، تشکیل گردید. با طراحی شبکههای استنتاجی مختلف و به کارگیری مدل منطق فازی، ترکیب اطلاعات به صورت غیر خطی، انجام شد. در نهایت مکانهای مناسب به دست آمده از دو شبکه استنتاجی مختلف مورد مقایسه قرار گرفتند. اکثر لایه های اطلاعاتی مورد استفاده دارای مقیاس 1:250000 می باشند.

در این مقاله برای طراحی شبکه مانیتورینگ GPS برای گسل بم روشی بر مبنای بهینگی دقت برآورد پارامترهای مکانیکی و زمین شناسی گسل و هزینه ارائه شده است. الگوی الاستیک مورد استفاده تابعی از پارامترهای مکانیکی گسل واقع در یک محیط الاستیک و همگن است. این پارامترها عبارتند از عمق قفل شدگی و سرعت لغزش.تابع هدف برای بهینه سازی ترکیبی از دقت نهایی پارامترهای فوق و هزینه، باتوجه به قیود زمین شناسی است. باتوجه به اهمیت محل استقرار ایستگاه و پایداری نسبی محل نصب آنتن گیرنده GPS، با استفاده از نقشه های رقومی زمین شناسی قیود زمین شناسی در طراحی لحاظ شده و مکان های با استحکام بالا جهت نصب ایستگاه تعیین شده است. الگوریتم ژنتیک با پارامترهای پیوسته و مقید برای حل مساله بهینه سازی استفاده شده است و به کمک این ابزار که یک روش هوشمند جستجوی تصادفی است و از ساز و کار ژن ها و کروموزوم ها در موجودات زنده و نحوه تولید مثل آنها الهام گرفته است تابع هدف کمینه و پارامترهای مختلف از جمله موقعیت ایستگاه ها تعیین شده اند.