مهندسی عمران شریف
سال:1399 | دوره:36-2 | شماره:2/2 |تعداد مقالات:14

در پژوهش های صورت پذیرفته بر روی دیوار برشی فولادی، دو حالت ورق صاف با و بدون سخت کننده و ورق فولادی موج دار مطالعه شده است. با وجود اینکه دیوارهای برشی موج دار توانسته اند میزان سختی سازه یی را به طور چشم گیری افزایش دهند، اما از نظر پایداری در رفتار لرزه یی، مقاومت نهایی و جذب انرژی عملکرد ضعیف تری نسبت به دیوارهای صاف سخت نشده از خود نشان داده اند. در پژوهش حاضر و در راستای بهبود عملکرد سیستم لرزه یی ذکر شده، دیوار برشی فولادی مرکب از ورق های صاف و موج دار (SSW-C-FCS) توسط مؤلفان پیشنهاد شده است. بدین منظور عملکرد لرزه یی دیوارهای برشی فولادی در حالت های صاف سخت نشده، موج دار و سیستم نوین پیشنهادی مرکب با جهت موج افقی و قائم در شرایط متفاوت از نظر ابعاد قاب و ضخامت ورق جان مقایسه شده اند. مدل های عددی نشان می دهند که دیوار برشی مرکب پیشنهادی توانسته است ضعف های مربوط به عملکرد لرزه یی دیوارهای صاف سخت نشده و موج دار را به خوبی بهبود بخشد.

از آن جا که نفوذپذیری سازه های بتنی، یکی از عوامل مهم و تأثیرگذار در دوام و عمر سرویس دهی آنهاست، در پژوهش حاضر اثر افزودنی های دوده ی سیلیسی، خاکستر بادی، زئولیت و پودر آهک با درصدهای جایگزینی 5، 10، 15 و 20 درصد وزن سیمان در نفوذپذیری و مقاومت فشاری نمونه های بتنی 7 روزه با استفاده از روش ''محفظه ی استوانه یی`` بررسی شده است. همچنین رابطه ی بین ضرایب نفوذپذیری و انتشار با متغیرهای: عمق نفوذ، حجم نفوذ، متوسط نرخ نفوذ، درصد حجمی منافذ نفوذپذیر و مقاومت فشاری نمونه ها ارزیابی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که علی رغم مشاهده ی رابطه یی با دقت بالا بین ضرایب نفوذپذیری و انتشار با متغیرهای ذکر شده، رابطه یی مستقیم و قابل توجه بین مقاومت فشاری بتن و ضرایب مذکور مشاهده نمی شود.

سرریزهای سیفونی در شرایط وجود محدودیت فضا برای احداث انواع دیگر سرریزها و نیز برای عبور دبی زیاد در دامنه ی هد محدود استفاده می شوند. در نوشتار حاضر، به بررسی هیدرولیکی انواع رژیم های جریان، شامل: جریان زیر اتمسفر، جریان دوفازی و جریان با آب سیاه درسرریزهای سیفونی در شرایط غیردائمی پرداخته شده است. جهت صحت سنجی نتایج شبیه سازی عددی، از نتایج آزمایشگاهی مطالعات پیشین استفاده شده است. جهت انجام شبیه سازی عددی از حل گر سیالاتی ANSYS-CFX که در زمینه ی شبیه سازی جریان های دوفازی، توانایی های بیشتری نسبت به سایر نرم افزارها دارد، استفاده شده است. بررسی نتایج نشان داد که میزان نوسان های فشار در یک دبی مشخص در نقاط مختلف سرریز برای شرایطی که جریان داخل مجرای سرریز در حالت دوفازی است، به مراتب بیشتر از زمانی است که جریان زیر اتمسفر داخل سرریز برقرار است. بیشترین نوسان های فشار که می توانند باعث ارتعاش سازه ی سرریز شوند در قسمت های ورودی و گلوگاه سرریز ایجاد می شوند.

ارزیابی روسازی های در حال بهره برداری با استفاده از آزمایش سقوط وزنه ی خیزسنج از ضروری ترین مؤلفه های سیستم مدیریت روسازی در بسیاری از کشورهاست. تخمین ویژگی های لایه ی روسازی در حال خدمت به منظور تخمین عمر باقیمانده ی روسازی و همچنین عملیات نگهداری روسازی، همواره مورد توجه پژوهشگران و مهندسان روسازی بوده است. از طرف دیگر، محاسبات بازگشتی به طور گسترده به منظور تخمین ویژگی های لایه ی روسازی استفاده می شود. در اغلب روش های محاسبات بازگشتی، از نرم افزارهای تجاری، نظیر: آباکوس، انسیس و غیره برای به دست آوردن توزیع تنش، کرنش و جابه جایی ها استفاده می شود. اما مسئله ی مذکور، ترکیب آن با موتور بهینه سازی را با مشکل مواجه کرده و الگوریتم های ذکر شده نیاز به استفاده از داده های تحلیلی مصنوعی از قبل تولید شده برای فضای جستجو دارند. در نتیجه، تعداد تکرارها زیاد می شود و زمان محاسبات افزایش می یابد. در نوشتار حاضر، از روش عددی دیفرانسیل کوادرچر (DQ) برای تحلیل روسازی استفاده شده است. با ترکیب روش اخیر و الگوریتم بهینه سازی جستجوی هارمونی، یک مدل محاسباتی کارا برای محاسبه ی تغییرمکان سطح رویه به گونه یی که بتواند به طور مؤثری زمان محاسباتی برای محاسبه ی معکوس را کاهش دهد، گسترش داده شده است. نتایج حاصل از مطالعه ی حاضر با جمعیت متفاوت نشان داد که در روش مورد نظر می توان در کمتر از 20 تکرار و با خطای بیشینه ی 0٫ 13\٪ به مدول کشسانی لایه های روسازی دست یافت.

تحلیل سازه ها و بالاخص تعیین مود خرابی آن ها از نیازهای اساسی در حوزه ی مهندسی عمران است. به دست آوردن این اطلاعات به خصوص در سازه های بلندمرتبه، فرایند دشواری است که حتی با استفاده از نرم افزارهای تخصصی نیز بسیار زمان بر است. در پژوهش حاضر، الگوریتم جدیدی به نام الگوریتم پژواک دلفین باینری ارائه شده است، که با اصلاح الگوریتم پژواک دلفین به دست آمده است. سپس تحلیل خمیری قاب های خمشی با استفاده از الگوریتم جدید مذکور، بهینه سازی شده است. مقایسه ی نتایج نشان می دهد که روش ارائه شده با دقت و سرعت بسیار بالا، نتایج بسیار مطلوبی ارائه کرده و مود خرابی سازه را نیز به خوبی نمایان ساخته است. در عین حال اصلاحات صورت گرفته در الگوریتم دلفین، کارکرد جدیدی بر الگوریتم اخیر افزوده است، که از این پس می تواند برای مسائل باینری استفاده شود.

این مقاله به بررسی آزمایشگاهی دیوار برشی فولادی که توسط پیچ و مهره به قاب بتنی متصل شده است، می پردازد. سه نمونه ی مختلف تحت بارگذاری شبه استاتیکی رفت و برگشتی مطابق آیین نامه ی 01− 1. 1ACI T قرار گرفتند. افزودن دیوار برشی فولادی ساده به قاب بتنی، موجب افزایش به ترتیب 3، 8، 12 و 4 برابری ظرفیت باربری، سختی اولیه، جذب انرژی و میرایی معادل شد. وجود سخت کننده های افقی و قائم در نمونه ی دارای بازشوهای قطری، موجب ثابت ماندن تقریبی سختی اولیه ی سیستم و افزایش جذب انرژی و میرایی معادل تا حدود 15 درصد شد و ظرفیت باربری را به میزان 7 درصد کاهش داد. بیشترین تنش ها در نمونه ی دارای بازشو و سخت کننده، در جابه جایی نسبی 1٫ 75 درصد، در چشمه ی توپر نزدیک تیر بین سخت کننده ها و در نمونه ی دارای دیوار برشی ساده در گوشه ها اتفاق افتاد. مطابق نتایج کرنش سنج ها، تسمه های اتصال در گوشه ها در محل اتصال تیر به ستون، دارای بیشترین تنش وارده بودند در حالی که این تسمه ها و سایر اجزا در محدوده ی کشسانی بودند.

رفتار غیرارتجاعی قاب های مهاربندی شده ی واگرای فولادی با طول تیر پیوندی متوسط، ترکیبی از تسلیم برشی و خمشی است و بنابراین اندرکنش لنگر خمشی و نیروی برشی باید در تحلیل آنها در نظر گرفته شود. به منظور تحلیل غیرارتجاعی سازه علاوه بر سطح تسلیم، دستور جریان لازم است. در نوشتار حاضر، ابتدا تعدادی قاب مهاربندی شده ی واگرا به روش اجزاء محدود مدل سازی شدند. آن گاه بعد از صحت سنجی مدل سازی، با استفاده از تئوری تیر تیموشنکو، سهم تغییرشکل برشی و خمشی تفکیک شده است. با استفاده از نتایج به دست آمده یک رابطه ی دستور جریان برای مقاطع I− شکل فشرده ی لرزه یی پیشنهاد شده است. سپس برای نشان دادن کاربرد دستور جریان پیشنهادی، یک تیر با طول متوسط تحلیل شد، که در آن مفصل مرکب تشکیل شده است. در مثال مذکور، دستور جریان پیشنهادی منحنی بار-جابه جایی تا 7٫ 5\٪ کمتر از حالت بدون اندرکنش به دست آمده است. نتایج مثال اخیر نشان می دهد که اثر اندرکنش خمش و برش و دستور جریان در حالت های مختلف متفاوت است و در بعضی حالت ها، قابل اغماض نیست و باید بررسی شود.

تأسیسات آب و فاضلاب جزء سرمایه ها و زیرساخت های اساسی هر کشوری است و هر نوع توقف خدمت رسانی و خسارت به این سامانه ممکن است مسائل اجتماعی و سیاسی در پی داشته باشد و نیز سلامتی و جان انسان ها را به خطر اندازد. از این رو، مطالعه و ارزیابی دارایی و آسیب پذیری تأسیسات یاد شده در برابر حملات احتمالی ضروری است تا بتوان برای کاهش ریسک احتمالی برنامه ریزی کرد. با توجه به این مسئله در این مطالعه روش تلفیقی (RAMCAP) و تحلیل سلسله مراتبی (AHP) کل زیرساخت آب و فاضلاب شهر تهران از لحاظ ارزش دارایی و ریسک پذیری بررسی شده است؛ این مطالعه در زمره ی تحقیقات کاربردی (نوع توسعه یی) است و در این مسیر از روش ماتریس زوجی با اخذ نظرات 42 خبره استفاده شده است؛ برای تحلیل داده ها از روش سلسله مراتبی با استفاده از راهنمای RAMCAP استفاده شده است و برای منطقی بودن مقایسات زوجی هر پاسخ دهنده به ماتریس ارائه شده از نرخ ناسازگاری استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد از نظر اهمیت دارایی ها، سد لتیان با دارا بودن عدد ارزش دارایی 1 حائز بیشترین ارزش دارایی است و بعد از آن سد لار با عدد ارزش دارایی 0٫ 6920 در ردیف دوم است و شبکه ی توزیع آب و مخازن ذخیره با عدد ارزش دارایی به ترتیب 0٫ 0312 و 0٫ 0310 بر مبنای سه معیار ارزش اقتصادی، ارزش عملکردی، منحصربه فرد بودن در ردیف آخر این ارزش گذاری قرار دارند. همچنین 12 تهدید مختلف ارزیابی شد که در این بین حملات شیمیایی و میکروبیوهسته یی (زیست هسته یی) با عدد نزدیک به یک 1 بیشترین احتمال وقوع را دارند. بیشترین آسیب پذیری ناشی از تهدید مربوط به حملات شیمیایی، میکروبی و هسته یی نیز مربوط به سد لتیان با عدد آسیب پذیری 0٫ 9310 است؛ سپس سد امیرکبیر با عدد 0٫ 8353 و سد طالقان با عدد 0٫ 6304 جزء آسیب پذیرترین تأسیسات آب و فاضلاب هستند.

در مطالعه ی حاضر، با استفاده از ماشین آموزش نیرومند، ضریب دبی روزنه های جانبی مستطیلی و دایروی تخمین زده شده است. برای ارزیابی دقت مدل سازی از شبیه سازی ها مونت کارلو و جهت صحت سنجی از روش اعتبارسنجی چندلایه برای k=5k=5 استفاده شده است. ابتدا بهینه ترین تعداد نرون های لایه ی مخفی مساوی 30 انتخاب شده است. همچنین نتایج کلیه ی توابع فعال سازی مدل ماشین آموزش نیرومند بررسی و تابع فعال سازی sigmoid برای شبیه سازی انتخاب شده است. سپس، توسط پارامترهای ورودی، 2 ترکیب مدل سازی و 5 مدل ماشین آموزش نیرومند توسعه داده شده است. تجزیه و تحلیل نتایج مدل سازی ها نشان داد مدلی که شامل پارامتر ضریب شکل بود، دقت بیشتری داشته است. به عنوان مثال، مقادیر RR و MAPEMAPE برای مدل مذکور به ترتیب مساوی با 0٫ 990 و 0٫ 223 تخمین زده شده است. نتایج مدل برتر با روابط تجربی نیز مقایسه و نشان داده شد که مدل اخیر، دقت بیشتری داشته است. همچنین برای کلیه ی پارامترهای ورودی، تحلیل حساسیت مشتق نسبی اجرا شده است.

یکی از روش های بررسی بسامد موج زلزله، استفاده از سری فوریه و طیف توان است. در نوشتار حاضر، به بررسی بسامد مود غالب سازه تحت زلزله با استفاده از طیف توان پرداخته شد و بسامدی از زلزله، که بیشترین تأثیر را در پاسخ سازه داشت، بررسی شده است. برای این منظور، ابتدا با استفاده از تئوری موجک گسسته، شتاب نگاشت زلزله تا 5 مرحله فیلتر شده است. در هر مرحله از فیلتر، دو موج تقریبات و جزئیات حاصل شد. با توجه به مطالعات پیشین، موج تقریبات به موج زلزله ی اصلی نزدیک تر است. به همین جهت برای انجام تحلیل در حوزه ی بسامد، طیف توان موج تقریبات رسم شد. سپس چند سازه )4 سازه( تحلیل مودال شدند و سپس تحت طیف توان زلزله در حوزه ی بسامد تحلیل شدند و بسامد مود غالب آن ها به دست آمد. با استفاده از تبدیل موجک، تعداد نقاط شتاب نگاشت زلزله ی اصلی به اندازه ی 32 برابر کاهش می یابد، در صورتی که خطای ناچیزی در تخمین بسامد غالب سازه وجود دارد.

شکل پذیری به عنوان یکی از مفاهیم اصلی در طرح خمیری و لرزه یی سازه ها مطرح است. شکل پذیری در طراحی عموماً با ظرفیت چرخشی عضو اندازه گیری می شود. در صورت طرح صحیح اتصال و تأمین فشردگی لرزه یی جان و بال مقطع تیر، خرابی های رخداده ناشی از وقوع کمانش خمیری درون صفحه یا برون صفحه خواهد بود. در نوشتار حاضر، ظرفیت دورانی اتصال های خمشی تیر به ستون با مقاطع فشرده ی لرزه یی غیرمنشوری در جان با بهره گیری از تئوری خطوط تسلیم و استفاده از اصول تحلیل خمیری صلب ناشی از بارگذاری چرخه یی و کمینه سازی انرژی پتانسیل محاسبه شده است. سپس شکل پذیری به دست آمده از روش مذکور با محاسبات عددی ناشی از تحلیل المان محدود مقایسه و درنهایت با ساخت یک نمونه ی آزمایشگاهی، مکانیسم خرابی رخداده با مکانیسم های به دست آمده از تحلیل خمیری مقایسه شده است. نتایج حاصل، نشان از تطابق مناسب شکل پذیری محاسبه شده با استفاده از سه روش ذکر شده و تأمین الزام های آیین نامه یی در استفاده از اتصال های مذکور در قاب های خمشی ویژه دارد.

هدف از مقاله حاضر، مرور جدیدترین یافته های علمی پیرامون ارتباط بین میزان آلودگی هوا با نرخ ابتلا و مرگ ناشی از ویروس 19− COVID است. پژوهش های انجام شده غالباً شامل تحلیل های آماری روی داده های غلظت اندازه گیری شده برای آلاینده های \rmPM2. 5\rmPM2. 5 و \rmPM10\rmPM10 و گازهای \rmNOx\rmNOx و همچنین داده های تعداد ابتلا و مرگ ناشی از ویروس 19COVID-در کشورهای آمریکا، ایتالیا، چین و انگلستان بوده اند. نتایج مطالعات اخیر بیانگر آن است که همبستگی قوی، مثبت، و معناداری بین غلظت آلاینده های ذکر شده و نرخ ابتلا و مرگ ناشی از ویروس 19− COVID وجود دارد، به طوری که حضور بلندمدت در معرض هوای آلوده، تأثیر چشمگیری در افزایش مرگ ناشی از ویروس 19− COVID داشته است. از آنجا که شهرهای بزرگ ایران هر ساله در فصل های سرد از نظر غلظت آلاینده های هوا در وضعیت ناسالم قرار می گیرند، نتایج پژوهش حاضر می تواند مدیران و سیاست گذاران کشور را در مسیر مدیریت هر چه بهتر بحران حاصل از شیوع ویروس 19− COVID یاری رساند.

هدف از انجام این پژوهش، بررسی رفتار و خرابی پیش رونده ناشی از آتش سوزی در ساختمان های میان مرتبه ی فولادی است. بدین منظور، ابتدا یک ساختمان نمونه ی 15 طبقه با سیستم سازه ای قاب خمشی فولادی و با ارتفاع طبقات 3٫ 2 متر و ابعاد نقشه 29. 4\times31. 929. 4\times31. 9 متر مربع با استفاده از مقررات ملی ساختمان ایران، برای بارهای ثقلی و جانبی مرسوم طراحی شده است. در ادامه، بحرانی ترین قاب سازه به صورت دو بعدی در نرم افزار OpenSees مدل سازی شده و سناریوهای مختلف آتش سوزی، خرابی پیش رونده ی ناشی از فروریزش کف ها و حذف ستون ها بر آن اعمال شده است. نتایج نهایی پژوهش حاکی از آن است که تیرها تحت تأثیر آتش سوزی تا دمای حدود 400 درجه سانتی گراد، تغییر شکل زیادی نداشته اند. اما پس از این دما با کاهش سختی و مقاومت فولاد، تغییر شکل تیرها به سرعت افزایش یافته است به طوری که در دمای 500 تا 650 درجه سانتی گراد، دچار تغییر شکل زیادی شده و خراب شده اند. هم چنین بیشترین افزایش نسبت تقاضا به ظرفیت اسمی تیرها در دمای 350 تا 400 درجه سانتی گراد اتفاق افتاده است.

آلودگی خاک، در سال های اخیر سبب ایجاد نگرانی در حوزه ی محیط زیست و مهندسی ژئوتکنیک شده است. در این مطالعه ی عددی به رفتار یک پی نواری مستقر بر خاک ماسه یی شیب دار و آلوده به نفت گاز و نفت سفید پرداخته شده است. متغیرهای تحقیق شامل نوع و میزان آلودگی، ضخامت لایه ی آلوده و فاصله ی پی تا لبه ی شیب است. نتایج نشان داده اند با افزایش شیب خاکی، ضخامت لایه ی آلوده و میزان آلودگی، ظرفیت باربری پی نواری کاهش می یابد. ضمن این که با فاصله گرفتن پی از لبه ی شیب، ظرفیت باربری آن افزایش می یابد. نتایج عددی شامل نمودارهای بار-نشست و ظرفیت باربری نهایی پی با نتایج آزمون های آزمایشگاهی گذشته اعتبارسنجی شده اند. میزان بیشینه کاهش ظرفیت پی نواری مستقر بر لب شیب با زاویه ی 60 درجه، برای هر دو نوع آلاینده در حالتی اتفاق می افتد که ضخامت لایه ی آلوده با درصد آلودگی 4، دو برابر عرض پی باشد. این مقدار برای نفت سفید 42 درصد و برای نفت گاز 43 درصد است.