مهندسی عمران فردوسی
سال:1394 | دوره:27 | شماره:1 |تعداد مقالات:13

دیوارهای برشی کوپله یکی از پرکاربردترین سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی در ساختمان های بلند و متوسط بتنی می باشد. از آن جایی که رفتار سازه ها در برابر بارهای جانبی تا حد زیادی به رفتار دیوارهای برشی بستگی دارد، لذا این جزء سازه ای باید دارای رفتار مطلوبی در شرایط بارگذاری گوناگون باشد. با توجه به این که سازه های موجود در نزدیکی منبع لرزه زا در هنگام وقوع زمین لرزه رفتاری متفاوت نسبت به سازه های دور از منبع لرزه زا از خود نشان می دهند، لذا بررسی و شناخت رفتار این دیوارها در برابر زلزله های میدان نزدیک از اهمیت بالایی برخودار است. بدین منظور پس از اعتبارسنجی مدل اجزای محدود با یک نمونه آزمایشگاهی، دیوارهای برشی دو ساختمان 10 و 20 طبقه بانسبت هایl/h (l طول دهانه وh ارتفاع تیر کوپله) 2/1.75، 2/1 و 2/0.7 در نرم افزار Abaqus مدل سازی شده و با انجام تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی تحت اثر دو زوج رکورد دور و نزدیک گسل، به بررسی رفتار این دیوارها تحت اثر زلزله های میدان نزدیک پرداخته شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در نواحی نزدیک گسل در مقایسه با حوزه دور، نیازهای سازه ای بیشتر خواهد بود. هم چنین با افزایش ارتفاع تیر کوپله و پریود طبیعی سازه، از اثرات زلزله های نزدیک گسل کاسته می شود و درنتیجه خسارات وارد کاهش می یابد.

در این مقاله الگوریتمی برای تخمین ارزیابی ریسک آتش سوزی شبکه گاز پس از زلزله در کاربری های مسکونی، صنعتی، آموزشی و دولتی منطقه 20 شهر تهران بر اساس شبیه سازی مونت کارلو ارائه شده است. مدول های تحلیل خطر، برآورد آسیب پذیری، تحلیل نشت و شکست در خطوط لوله، تحلیل احتمال اشتعال در نقاط نشت، تحلیل جریان گاز در خطوط لوله و تحلیل پیامد اشتعال به کار گرفته شده است. وقوع 4 نشت، 1 شکست و 2 اشتعال در شدیدترین حالت برآورد شده و مجموع مساحت تحت تاثیر 4 کاربری ذکر شده 25233 مترمربع و تعداد افراد تحت تاثیر 146 نفر محاسبه شده است. پس از اعمال راهکار پیشنهادی، نتایج مذکور در حالت نشت 75%، در حالت شکست 100% و در حالت اشتعال 100% تقلیل یافته است.

با توجه به ارتفاع زیاد منارها و مقاومت کششی ضعیف مصالح بنایی آجری، بررسی رفتار سازه ای آنها در برابر زلزله های آینده حائز اهمیت می باشد. بدین منظور در این مقاله نه منار تاریخی شهر اصفهان در دو حالت به صورت کامل و فقط پوسته خارجی، با استفاده از روش المان محدود غیرخطی مدل سازی شده اند. نتایج حاصل از آنالیزهای تاریخچه زمانی غیرخطی دلالت بر این دارند که منارها تحت شتاب نگاشت های انتخاب شده بر مبنای ضوابط استاندارد 2800 در مراحل ابتدایی دچار شکست از نوع ترک های کششی مورب در آجر و خردشدگی در مصالح می شوند. لذا در ادامه تاثیر چهار پارامتر شامل ارتفاع، مقاومت های کششی و فشاری مصالح، معیار شکست و میزان میرایی برای رسیدن به حالتی که منارها دچار شکست نشوند، بررسی شده است. تغییر متعارف در پارامترهای مذکور از شکست منارها جلوگیری در برابر زلزله نمی کند.

با توجه به خطر روزافزون سیل در تمام نقاط جهان از جمله ایران، تعیین مناطق سیل خیز و اولویت بندی این مناطق در جهت کنترل سیل امری ضروری است. در این تحقیق نگرشی جدید بر روش واکنش سیل واحد با عنوان روش کاهش سیل مطرح شد و از این نگرش به منظور اولویت بندی اقدامات کنترل سیل زیرحوضه های بالادست سد کارده در استان خراسان رضوی استفاده گردید. به این منظور، پس از تقسیم حوضه مورد مطالعه به 24 زیرحوضه، خصوصیات فیزیکی حوضه و زیرحوضه ها از طریق نرم افزار جانبی HEC-GeoHMS، در محیط ArcGIS تهیه شد. پس از واسنجی مدل HEC-HMS از طریق داده های یک واقعه بارش- رواناب، رواناب حاصل از بارش طراحی با دوره بازگشت 50 سال با استفاده از این مدل شبیه سازی گردید. سپس اولویت بندی سیل خیزی زیرحوضه ها به روش واکنش سیل واحد و اولویت بندی اقدامات کنترل سیل به روش کاهش سیل انجام شد. نتایج نشان داد در حوضه مورد مطالعه سیل خیزترین زیرحوضه لزوما مناسب ترین زیرحوضه برای اقدامات کنترل سیلاب نمی باشد و به طور کلی نتایج اولویت بندی اقدامات کنترل سیل زیرحوضه ها تفاوت زیادی با اولویت بندی سیل خیزی آنها دارد. در ادامه تاثیر تداوم بارش بر روی اولویت بندی زیرحوضه ها بررسی شد. نتایج نشان داد تداوم بارش تاثیر قابل توجهی بر اولویت بندی زیرحوضه ها دارد.

عموما مطالعات پیرامون آبشستگی توسط مدل های فیزیکی انجام می شود. تحقیقات نشان داده است که میزان هوای ورودی به جت خروجی از سرریزها در مدل کمتر از اصل است. لذا تاثیر هوادهی بر حفره آبشستگی نیازمند مطالعه می باشد. در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی تاثیر پارامترهایی نظیر میزان اختلاط هوا و عمق پایاب بر ابعاد حفره آبشستگی ناشی از جت های قائم مستغرق پرداخته شده است.حفره آبشستگی که تحت شرایط هوادهی و بدون هوادهی ایجاد شده، تحت شرایط هیدرولیکی یکسان از قبیل سرعت جت و عمق پایاب مورد مقایسه قرار گرفته است. پروفیل حفره آبشستگی تحت شرایط یکسان قطر ذرات مصالح بستر و عمق پایاب اساسا به عمق آبشستگی وابسته است. تحقیق حاضر نشان داد که غلظت هوا در میزان ابعاد حفره آبشستگی موثر است و عمق آبشستگی را کاهش می دهد. از بررسی روند تغییرات حداکثر عمق و طول نسبی آبشستگی ds/htw و Ls/htw در مقابل عدد فرود پایاب Frtw ناشی از جت های قائم پیش هوادهی شده در حوضچه استغراق ملاحظه گردید که با افزایش غلظت هوای وارد به جت، میزان حداکثر عمق و طول نسبی حفره آبشستگی کاهش می یابد. این میزان تغییرات در ابعاد حفره آبشستگی دارای آستانه حدی می باشد. بررسی نتایج نشان می دهد که به ازا اعداد فرود پایاب بزرگ تر از 8.78، در صورتی که میزان غلظت هوای وارد به جت کوچک تر از 3.25 درصد باشد، تاثیری بر میزان حداکثر عمق نسبی حفره آبشستگی مشاهده نمی گردد. هم چنین به ازای عدد فرود پایاب بزرگ تر از 8.45، چنانچه میزان غلظت هوای وارد به جت کوچک تر از 3.25 درصد باشد اثری بر حداکثر طول نسبی حفره آبشستگی مشاهده نمی گردد.

شناخت الگوی جریان و مکان های فرسایش و رسوب گذاری در پیچ آبراهه ها دارای اهمیت زیادی می باشد. اما استفاده از مدل های فیزیکی و بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان در پیچ ها دارای محدودیت است و مدل های ریاضی می توانند کمک شایانی به شناخت الگوی جریان در پیچ ها کنند. در این تحقیق، مدل های آشفتگی RSM و LES در پیچ تند یک آبراهه آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار فلوئنت مقایسه شده اند. آبراهه آزمایشگاهی، کانالی با پیچ تند است که در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه EPFL مستقر می باشد. برای بررسی مدل های آشفتگی، از پارامترهای متوسط گیری شده در عمق استفاده گردید. هم چنین برای بررسی کمی مدل های آشفتگی، تعدادی پروفیل سرعت طولی انتخاب شد و با پروفیل های اندازه گیری شده مقایسه گردید. نتایج بررسی سرعت طولی متوسط گیری شده در عمق نشان داد که مدل RSM توانایی تعیین دقیق نقاط مهم جریان را ندارد. این مدل، منطقه جداشدگی جریان را در زاویه 85 درجه و با بیشینه عرض 40 درصد نشان می دهد در حالی که در اندازه گیری ها، این منطقه دارای بیشینه عرض 60 درصد عرض کل و در حدود زاویه 75 درجه واقع می باشد. در مقابل، مدل LES به صورت مناسبی منطقه جداشدگی را نشان می دهد و موقعیت های بیشینه سرعت طولی متوسط گیری شده در عمق را نیز مناسب تر از مدل RSM مشخص می کند. بررسی سرعت عرضی متوسط گیری شده در عمق نیز نشان داد که موقعیت های تغییر جریان عرضی به وسیله مدل LES مناسب تر از مدل RSM شناخته شده است. نهایتا مقایسه کمی پروفیل های سرعت نشان داد که مدل LES خطای کمتری دارد و نتایج مناسب تری را ارائه می دهد.

استفاده از سازه های اصلاح الگوی جریان در قوس ها از جمله روش های کنترل فرسایش در قوس ها محسوب می شود. صفحات مثلثی (سرریزهای مثلثی) از جمله این سازه ها می باشند که نسبت به دیگر سازه های اصلاح کننده الگوی جریان مانند آب شکن، عمق آب شستگی کمتری ایجاد می کنند. با توجه به این که اطلاعات اندکی در رابطه با الگوی فرسایش و رسوبگذاری اطراف صفحات مثلثی شکل وجود دارد بنابراین در این تحقیق به بررسی تغییرات طول موثر سازه بر الگوی فرسایش و رسوب گذاری در قوس ملایم 90 درجه پرداخته شده است. لذا در این تحقیق صفحه مثلثی شکل به ازای طول های موثر مختلف (23.3، 17.5، 14 و 10 سانتی متر) و تحت شرایط هیدرولیکی متفاوت (اعداد فرود 0.194، 0.214، 0.233 و 0.253) مورد آزمایش قرار گرفت. در همه آزمایش ها تک صفحه مثلثی شکل با زاویه 30 درجه نسبت به ساحل بالادست و در موقعیت بیشترین عمق آب شستگی قوس 90 درجه ملایم یعنی زاویه 72 درجه نصب گردید. عمق جریان در تمام آزمایش ها ثابت و برابر 13 سانتی متر بوده است. در انتهای هر آزمایش توپوگرافی بستر برداشت گردید و با توجه به آن هندسه چاله فرسایشی و پشته رسوب گذاری تعیین گردید. نتایج این تحقیق نشان دادند که با کاهش طول موثر، حداکثر عمق آب شستگی کاهش می یابد. در اعداد فرود 0.194 و 0.214 روند تغییرات کمتر از اعداد فرود 0.233 و 0.253 است؛ به گونه ای که در اعداد فرود بالا اثر طول موثر بر حداکثر عمق آب شستگی اندک می باشد. رسوبات فرسایش یافته در راستای محور سازه توسط جریان نزدیک بستر به طرف ساحل بیرونی منتقل می شوند. نتایج نشان دادند که در عدد فرود 0.233 فاصله شروع رسوب گذاری از ابتدای سازه در طول موثر یک هفتم عرض مجرا حدود 0.8 برابر طول موثر و در عدد فرود 0.253 در طول های موثر یک پنجم و یک هفتم عرض مجرا به ترتیب حدود 1 و 2 برابر طول موثر سازه می باشد. از دیگر نتایج این تحقیق این بود که با کاهش طول موثر سازه حداقل فاصله پشته رسوب گذاری از ساحل بیرونی کاهش می یافت. فاصله پشته رسوبی از ساحل بیرونی در طول های موثر یک پنجم و یک هفتم عرض مجرا اختلاف اندکی با هم دارند و حدود 2-1.5 درصد عرض فلوم می باشند.

در این مقاله، الگوریتم دسته پرندگان کاملا آگاه (FIPS) برای حل مساله زمان بندی پروژه، تحت محدودیت منابع و محدودیت های پیش نیازی در حالت چندگانه (MRCPSP)، با هدف حداقل نمودن زمان پروژه پیشنهاد شده است. در FIPS پیشنهادی، روش نمایش کلید تصادفی و روش نمایش لیست حالات اجرایی مربوط در جهت کدگذاری استفاده می گردد و برای رمزگشایی نیز، از روش تولید زمان بندی سری چندحالته، کمک گرفته خواهد شد. به ویژه، تابع تناسب جدیدی برای کاهش زمان محاسبات برنامه و انحراف متوسط ارائه می شود. مجموعه های پایه و شناخته شده کتابخانه مسائل زمان بندی پروژه ها (PSBLIB) به منظور آزمایش الگوریتم FIPS پیشنهادی به کار گرفته شده اند که نتایج محاسباتی حاصل از آن و مقایسات انجام شده، کارآمدی الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد.

الگوی فرسایش و رسوبگذاری در قوس رودخانه ها به دلیل وجود جریان حلزونی دارای پیچیدگی فراوانی است. غالب مطالعات انجام شده در زمینه مورفولوژی رودخانه ها به مطالعه تغییرات توپوگرافی بستر پرداخته اند و مکانیسم های شکل گیری و تغییرات تراز بستر ناشناخته مانده اند. در تحقیق حاضر روند شکل گیری توپوگرافی بستر در یک کانال قوسی 180 با آبگیر جانبی و مکانیسم های ورود رسوبات به آبگیر توسط مدل SSIIM2 شبیه سازی شده است. برای مشاهده نحوه شکل گیری فرم های بستر، مدل با زمان های مختلف اجرا شده و خروجی ها با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. هم چنین اثر دبی آبگیری بر نحوه حرکت رسوبات و مکانیسم های ورود رسوبات به آبگیر بررسی شده است. نتایج حاصل از مدل عددی نحوه حرکت رسوبات در قوس، مکانیسم های ورود رسوبات به آبگیر، محل تشکیل دیون های متناوب در بالادست آبگیر، محل تشکیل پشته های رسوبی را به خوبی شبیه سازی نموده است. هم چنین توپوگرافی بستر در زمان تعادل و ارتفاع تراز بستر در مقاطع عرضی مختلف با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است و خطای محاسبه شده نشان داد که بیشترین اختلاف در جلوی دهانه آبگیر می باشد.

هدف از این مقاله تحلیل هم زمان یک صفحه دایره ای انعطاف پذیر و نشیمن آن که یک محیط نیم بینهایت با رفتار ایزوتروپ جانبی است، می باشد به طوری که مجموعه تحت اثر نیروی قائم متقارن محوری موثر بر صفحه قرار گرفته است. در بررسی تحلیلی جزئیات اندرکنش بین صفحه انعطاف پذیر و نیم فضا در این مقاله ناحیه تماس صفحه و نیم فضا بدون قابلیت تحمل کشش در نظر گرفته شده است. به منظور حل، با اعمال نیروی حلقوی قائم بر دو محیط نیم فضا و صفحه به صورت جداگانه، توابع گرین تغییرمکان قائم این دو محیط در دستگاه مختصات استوانه ای به دست می آید و با در نظر گرفتن شرایط پیوستگی تغییرمکان ها در ناحیه تماس، معادلات انتگرالی دوگانه حاکم بر تنش تماسی مساله به دست می آید. برای حل این معادلات از روش المان های محدود استفاده می شود به طوری که با به کارگیری المان های رینگی شکل و با تغییر تدریجی اندازه های المان، شرایط یکنواختی و تکینگی مساله قابل مدل سازی می باشد. به منظور تایید صحت انجام محاسبات در این مطالعه، نتایج به دست آمده با مقالات پایه ای موجود در دو حالت اندرکنش خطی و غیرخطی صفحه دایره ای انعطاف پذیر با نیم فضا مقایسه شده است. در ادامه برخی نتایج جدید به دست آمده در این مطالعه به منظور نشان دادن اثرات درجات مختلف ناایزوتروپی نیم فضا به صورت جداول و گراف هایی ارائه شده است. نتایج این مقاله برای مدل سازی واقعی شالوده های مستقر بر خاک با رفتار ایزوتروپ جانبی استفاده می شود.

در این مقاله، رفتار غیرخطی دیوارهای برشی فولادی، که در آن ورق پرکننده جان با الیاف پلیمری شیشه تقویت شده است، به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل آزمایشگاهی شامل یک پانل برشی فولادی یک طبقه، با اتصال مفصلی اعضای مرزی در چهار گوشه قاب و هم چنین اتصال پیچی اعضای مرزی به ورق پرکننده است. در مجموع تعداد پنج آزمایش انجام شده است. در مدل اول آزمایشگاهی از ورق پرکننده فولادی تقویت نشده استفاده شده است، در حالی که در چهار مدل آزمایشگاهی بعدی از ورق پرکننده فولادی تقویت شده با الیاف پلیمری شیشه با تعداد لایه های تقویتی متفاوت با چیدمان های متفاوت استفاده شده است. نمونه های مورد بررسی تحت بارگذاری شبه استاتیکی سیکلی در امتداد قطری قرار گرفته و نتایج حاصل ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که با استفاده از ورق پرکننده کامپوزیتی در سیستم دیوار برشی فولادی، می توان به مقدار قابل توجهی مقاومت تسلیم و نهایی، سختی اولیه و ثانویه و هم چنین جذب انرژی سیستم را افزایش داد.

در این پژوهش پایداری دیوارهای خاکی مسلح با ژئوسنتتیک با استفاده از نرم افزار اجزای محدود PLAXIS مورد بررسی قرار گرفت تا تاثیر عوامل گوناگونی چون سختی محوری ژئوسنتتیک، فاصله عمودی بین لایه های ژئوسنتتیک، طول لایه های ژئوسنتتیک، زاویه اصطکاک داخلی خاک ریز بر تغییرشکل های دیوار و هم چنین نیروهای محوری به وجود آمده در المان مسلح کننده، مورد ارزیابی قرار گیرد. در ابتدا صحت نتایج تحلیل در مقایسه با نتایج یک پروژه واقعی مورد ارزیابی قرار گرفت سپس یک تحلیل پارامتریک مفصل انجام شد. نتایج این تحلیل ها نشان داد که با افزایش میزان سختی کششی ژئوسنتتیک از مقدار تغییرشکل های افقی دیوار کاسته می شود. لیکن اثر افزایش سختی محوری ژئوسنتتیک در کاهش تغییرشکل های افقی دیوار فقط تا مقدار مشخصی قابل ملاحطه می باشد و پس از این مقدار معین، افزایش سختی ژئوسنتتیک تاثیر قابل ملاحظه ای بر کاهش تغییرشکل ها و نشست ها ندارد. هم چنین با کاهش فاصله بین لایه های مسلح کننده و افزایش طول لایه ژئوسنتتیک، میزان تغییر شکل های افقی دیوار کاهش می یابد. اما این کاهش فقط تا تعداد لایه معین و طول معینی محسوس می باشد و بعد از آن تغییرات کمتر می شود.

دو روش اصلی برآورد صحیح حداکثر بارش محتمل (probable maximum precipitation)، روش سینوپتیکی و روش آماری می باشد که در اغلب موارد نتایج آنها متفاوت است و انتخاب گزینه مناسب مشکل می باشد. این مشکل می تواند از آنجا ناشی شود که در اغلب تحقیقات فاکتور فراوانی در روش آماری برابر 15 در نظر گرفته می شود که این یک حد نهایی است و برآورد بیشتری از PMP آماری ارائه می دهد. در این تحقیق PMP در تداوم های 1 تا 7 روز با دو روش آماری و سینوپتیکی برای حوضه آب ریز سد بختیاری محاسبه شد و سعی گردید که فاکتور فراوانی در روش آماری بر اساس حداکثر بارش مشاهده شده به طور صحیح تر محاسبه و انتخاب شود. نتایج نشان داد که فاکتور فراوانی مناسب در روش آماری برای این حوضه حدود 6.1 است که در این صورت نتایج آن تقریبا مشابه روش سینوپتیکی می باشد. بر اساس نتایج به دست آمده در PMP سینوپتیکی و آماری با فاکتور فراوانی 6.1 در تداوم های مختلف، حدود 55 درصد از PMP مشاهده گردید در صورتی که در PMP آماری با فاکتور فراوانی 15، کمتر از 30 درصد PMP مشاهده شده است.