مهندسی عمران شریف
سال:1400 | دوره:37-2 | شماره:3/1 |تعداد مقالات:14

پروژه های ساخت در حوزه ی نفت و گاز نیاز به بودجه ی سنگین و مدت زمان طولانی برای اجرا دارند. یکی از چالش هایی که پروژه های نفت و گاز با آن روبروست بحث تأخیرها و عدم بهره وری مناسب منابع است. اتمام پروژه ها با هزینه ی مشخص و در زمان معلوم نیازمند برنامه ریزی مناسب است تا بتوان پروژه را به موقع به بهره برداری رساند. تحقیق پیش رو سعی دارد با استفاده از ابزارهای نوین رایانه یی از جمله شبیه سازی ساخت چارچوبی را برای بهبود برنامه ریزی پروژه های ساخت خط لوله گاز معرفی کند. بررسی اثر تعداد منابع بر روند پروژه، تخمین مدت زمان واقع بینانه ی پروژه، افزایش بهره وری منابع، بررسی دقیق عملیات ساخت و در نهایت کاهش زمان و هزینه ی پروژه از اهداف این چارچوب است. چارچوب مدنظر با همکاری شرکت مهندسی و توسعه ی گاز ایران در قالب مطالعه ی موردی خط لوله ی انتقال گاز دهگلان به میاندوآب ارائه می شود.

در مطالعه ی حاضر فرایند تشخیص آسیب در پایه های یک اسکله ی دلفینی بر مبنای مدل سازی آزمایشگاهی و عددی با به کارگیری انرژی موجک که از حساسیت بالایی نسبت به تغییرات جزئی در یک سیگنال ارتعاشی برخوردار است، ارائه شده است. همچنین بدون استخراج یک رابطه ی تحلیلی مشخص با عنوان شاخص آسیب، به طور مستقیم با محاسبه ی چگالی انرژی تبدیل موجک پیوسته )اسکالوگرام(، موقعیت دقیق آسیب تعیین شده است. بررسی نتایج حاصل نشان داد که روش پیشنهادی در سناریوهای شبیه سازی آسیب چندتایی بدون هیچ گونه خطای اضافی موقعیت سه آسیب ایجاد شده را به خوبی و با دقت لازم پیش بینی می کند. درحالی که در روش های دیگر تخمین موقعیت آسیب ها توأم با خطاست. مقایسه ی نتایج به دست آمده از روش پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی، قابلیت روش به کار گرفته شده در تشخیص آسیب های چندتایی را با محاسبه ی چگالی انرژی تبدیل موجک پیوسته نشان می دهد.

استفاده از فنّاوری مدل اطلاعاتی ساخت در پروژه های زیربنایی مانند راه سازی، سیستم انتقال آب و نیروگاه ها یکی از مهم ترین چالش های صنعت ساخت است. بیشتر پژوهش های گذشته به کاربرد مدل اطلاعاتی ساخت در پروژه های ساختمانی اشاره کرده اند و به کاربردهای آن در پروژه های زیربنایی کمتر توجه شده است. بر اساس مزایای BIM و GIS، مدل یکپارچه ی این دو فنّاوری می تواند روند تصمیم گیری را در مراحل برنامه ریزی، طراحی و ساخت تسهیل کند. هدف این مقاله ارائه ی الگوریتمی برای یافتن مسیر مناسب خط لوله با استفاده از فرایند تحلیل سلسله مراتبی )AHP( و بر اساس مدل یکپارچه ی GIS و BIM است. در این پژوهش ابتدا مفاهیم BIM و GIS، یکپارچگی این سیستم ها در پژوهش های پیشین و کاربردهای آن در پروژه های زیرساختی بررسی می شوند. سپس با توجه به پارامترهای در نظر گرفته شده و نظرات متخصصان و همچنین استفاده از مدل یکپارچه ی BIM و GIS، مناسب ترین مسیر خط لوله در سیستم توزیع آب بر اساس روش AHP تعیین می شود. در این مقاله، با توجه به مسیرهای اولیه و نظرات کارشناسان و ذی نفعان، کلیه ی مسیرها بر اساس معیارهای مختلف مقایسه و در نهایت مسیر بهینه با استفاده از روش AHP تعیین می شود. نتایج این مطالعه نشان می دهد که کوتاه ترین مسیر لزوماً بهترین مسیر خط لوله نیست؛ زیرا معیارهای مختلفی در تعیین مسیر بهینه دخیل هستند و همه باید در انتخاب مسیر مناسب خط لوله در نظر گرفته شوند.

مخازن فولادی جدارنازک در صنایع مختلف برای ذخیره سازی نفت و میعانات گازی استفاده می شوند. این مخازن با متراکم کردن بستر زیرین بر روی فونداسیون تکیه داده می شوند. این بستر تکیه گاهی ممکن است در قسمتی از فونداسیون مخازن به دلایل غیریکنواختی هندسه یا عدم تراکم مناسب خاک زیر فونداسیون یا توزیع غیریکنواخت بار اعمالی به فونداسیون قدرت باربری خود را از دست دهد و دچار نشست شود. نشست های محتمل شامل نشست یکنواخت، نشست از نوع کج شدگی و نشست غیریکنواخت است. نشست موضعی غیریکنواخت دیواره ی مخزن یکی از رایج ترین و مخرب ترین نوع نشست های مخازن است. در این تحقیق اثر نشست موضعی بر میزان ظرفیت کمانشی در مخزن با و بدون تقویت کننده مورد بررسی آزمایشگاهی و عددی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تقویت کننده نقش مؤثری در افزایش پارامترهای چقرمگی، بیشینه ی بار معادل و سختی اولیه دارد. به طوری که باعث افزایش 98 درصدی چقرمگی، 58 درصدی بیشینه ی بار معادل و 101 درصدی سختی اولیه می شود. هم چنین حضور تقویت کننده، نقش بسیار مهمی در کنترل تغییر مکان های شعاعی دارد. به طوری که با جلوگیری از تغییر مکان شعاعی لبه ی بالایی باعث افزایش ظرفیت کمانشی و پس کمانشی مخازن می شود.

یکی از مسائل مهم در شناسایی آسیب سازه ها، تعیین میزان آسیب در اتصالات آنهاست. سرعت و دقت در تعیین میزان آسیب، شدیداً به وجود نویز در اندازه گیری پاسخ های سازه بستگی دارد. در این تحقیق روشی پیشنهاد می شود که با استفاده از آن، دقت و سرعت تعیین میزان آسیب با وجود مقادیر نویز افزایش می یابد. در روش پیشنهادی به جای استفاده از چندین شکل مود طبیعی فقط یک شکل مود متعامد سره استفاده می شود و میزان آسیب در اتصالات صلب قاب های خمشی با دقت قابل قبولی محاسبه می شود. برای اثبات عملکرد این روش چندین مثال عددی و یک نمونه ی آزمایشگاهی بررسی شده اند. نتایج نشان می دهد که این روش از دقت و سرعت قابل قبولی برای تخمین میزان آسیب در اتصالات صلب قاب های خمشی فولادی برخوردار است.

به منظور بررسی رفتار برشی و بیرون کشش ژئوکامپوزیت مدفون در خاک تک لایه و دولایه، مطالعه یی آزمایشگاهی به وسیله ی دستگاه برش مستقیم بزرگ مقیاس و بیرون کشش تحت تنش های قائم مختلف انجام گرفت. نتایج نشان داد تنش قائم، عامل مؤثری برای افزایش مقاومت برشی، مقاومت بیرون کشش و تغییر در نوع گسیختگی خاک ژئوکامپوزیت است و اثر چشم گیری بر جابه جایی در بیشینه ی مقاومت بیرون کشش دارد. در شرایط یکسان بارگذاری، قرارگیری ژئوکامپوزیت در سطح مشترک خاک دولایه باعث تغییر رفتار بیرون کشش نسبت به حالت تک لایه شده است. اندرکنش خاک ژئوکامپوزیت علاوه بر تنش قائم به نوع و اندازه ی ذرات خاک، تک لایه و دولایه بودن آن حساس است. میانگین ضرایب سطح تماس مؤثر محاسبه شده برای ماسه ژئوکامپوزیت 0/8 و برای شن ژئوکامپوزیت 0/91 است. قرارگیری ژئوکامپوزیت در مرز خاک دولایه باعث بهبود رفتار خاک نسبت به حالت تک لایه شده است؛ به طوری که میانگین ضریب اندرکنش بیرون کشش برای خاک دولایه (ماسه ژئوکامپوزیت شن) 0/51 و برای خاک ماسه یی و شنی به ترتیب 0/35 و 0/47 به دست آمده است.

در این نوشتار، رفتار برشی پانل های جان با نسبت ابعادی بزرگ و در دماهای معمولی و بالا بررسی شده است. در این راستا، ابتدا به منظور ارزیابی روابط طراحی برشی آیین نامه ی فولاد آمریکا (16-360AISC )، در نرم افزار ABAQUS مدل های مطالعات پارامتریک ایجاد و نتایج حاصل از تحلیل اجزای محدود با نتایج روابط آیین نامه مقایسه شد. پس از بررسی نقص روابط آیین نامه، بر اساس نتایج مدل های اجزای محدود رابطه ی جدیدی برای تخمین مقاومت برشی نهایی پانل های جان با نسبت ابعادی بزرگ، با در نظر گرفتن اثر عواملی نظیر لاغری ورق جان، کاهش مقاومت مصالح به دلیل اثر حرارت و همچنین اثر نقص هندسی اولیه پیشنهاد شد. در رابطه ی پیشنهادی، مقدار ضریب کاهش مقاومت برشی در دماهای بالا به صورت تابعی از مقدار لاغری ورق ارائه شده است. مقایسه و بررسی نتایج، حاکی از دقت مناسب رابطه ی پیشنهادی است. بدین صورت که ضریب همبستگی بین نتایج حاصل از تحلیل اجزای محدود و رابطه ی پیشنهادی در دمای 400، 600 و 800 درجه ی سانتی گراد به ترتیب 999/0، 999/0 و 996/0 به دست آمد.

فصل مشترک بین بتن و ملات تعمیری از اهمیت فراوانی برخوردار است. جمع شدگی و عدم تراکم صحیح ملات باعث ایجاد حفره ها و در نتیجه افت چسبندگی می شود. لذا در این نوشتار با به کارگیری آزمون های «انتقال اصطکاک» و «کشیدن از سطح» و همچنین عکسبرداری و تحلیل با میکروسکوپ الکترونی روبشی و الگوی پراش اشعه ی ایکس، تأثیر الیاف پلی پروپیلن و پیش فشار، بر مقاومت چسبندگی برشی و کششی بین ملات و بتن بررسی شده است. همچنین با ارزیابی مقاومت فشاری ملات ها به صورت درجا، نمودارهای کالیبراسیون رسم و معادلات برای تبدیل نتایج آزمون های فوق به مقاومت فشاری ملات های مسلح به الیاف ارائه شده است. در ادامه نحوه ی توزیع تنش ها و شکست در ملات با نرم افزار آباکوس مدل سازی شد. نتایج حاصله بیانگر تأثیر مثبت پیش فشار و الیاف بر چسبندگی است. همچنین همبستگی بالایی بین آزمون های درجا و آزمایشگاهی مشاهده شد.

در این مطالعه معادلات تنش در روش اجزای محدود توسعه یافته (XFEM) مورد بررسی قرار گرفتند. مؤلفه های تنش جدید برای درجات آزادی غنی شده توسعه پیدا کرده و مؤلفه های تنش کلاسیک برای درجات آزادی استاندارد اصلاح شدند. تنش های اصلاح شده برای درجات آزادی استاندارد دارای مقدار یکسان برای کل دامنه ی اجزای ترک خورده بوده در حالی که مؤلفه های تنش در هر سمت ترک مقادیری متفاوت دارند. معادلات جدید با استفاده از معادلات نیروهای داخلی ذخیره شده در المان محاسبه شدند. بدین منظور با استفاده از توابع چندجمله یی جدید که برای توابع هویساید اصلاح شده توسعه یافت، جداسازی تیغه ی جزء ترک خورده حذف شد. صحت فرمول های تنش پیشنهادی با استفاده از معیار همگرایی نیرو ارزیابی شد. همچنین، نیروهای داخلی محاسبه شده توسط معادلات تنش پیشنهادی با بارگذاری خارجی در تعادل اند. نشان داده شد معادلات پیشنهادی برای درجات آزادی استاندارد با خصوصیات انتشار ترک در درون جسمِ دارای ترک انطباق بهتری دارند؛ همچنین مؤلفه های تنش برای درجات آزادی غنی شده نشان دهنده ی نیروهای سطحی روی سطوح ترک هستند.

در این تحقیق، به توسعه ی منحنی های شکنندگی دیوارهای بتنی مرکزگرای پایه گهواره یی تحت سه مجموعه شتاب نگاشت شامل 22 شتاب نگاشت دور از گسل (FF)، 14 شتاب نگاشت نزدیک گسل دارای پالس (NF-Pulse) و 14 شتاب نگاشت نزدیک گسل بدون پالس (-No Pulse NF) پرداخته شد. به این منظور، سازه های 4، 8، 12، 16 و 20 طبقه تحت اثر شتاب نگاشت های مزبور مورد تحلیل دینامیکی فزاینده غیرخطی قرار گرفتند. مدل سازی های در نرم افزار OpenSEES و به صورت دوبعدی انجام شد. نتایج منحنی های شکنندگی نشان داد که دیوارهای کوتاه تحت رکوردهای NF-Pulse و دیوارهای بلند تحت رکوردهای FF و-No Pulse NF، با شتاب طیفی مود اول کوچک تر در سطوح عملکردی مختلف به احتمال میانه شکنندگی می رسند. افزایش لنگر خمشی در طبقات میانی دیوار سازه ی 20 طبقه نسبت به پای دیوار در سطح عملکرد آستانه ی فروریزش (CP)، تحت رکوردهای FF و-No Pulse NF به ترتیب برابر با 46 و 39 درصد است که این افزایش لنگر به دلیل اثرات مودهای بالا ایجاد می شود.

منحنی نگهداشت آب-خاک رابطه ی میان رطوبت خاک و مکش را تبیین می کند و کاربرد زیادی در مسائلی از قبیل پیش بینی مقاومت برشی یا تحلیل جریان دوفازه و پایداری شیروانی ها دارد. دسته ی منحنی های نگهداشت برای یک خاک با پارامترهای حالت مشخص، به دو منحنی مرزی خشک شدگی و تر شدگی محاط شده است و در نتیجه، مشخصه بندی این دو منحنی و متعاقباً پدیده ی هیسترزیس هیدرولیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است. اندازه گیری مستقیم منحنی نگهداشت نیازمند تجهیزات پیشرفته و تخصص بالاست و خروجی آزمایش ها به صورت گسسته و محدود است که امکان استفاده ی مستقیم از آن در شبیه سازی های عددی را سلب و مدل سازی تحلیل را اجتناب ناپذیر می کند. بنابراین هدف اصلی این مقاله، مروری جامع بر رویکردهای مختلف مدل سازی تحلیلی موجود و طبقه بندی آنها در قالب هفت گروه است. پس از ارائه ی چارچوب نظری هر رویکرد و بحث بر روی نقاط قوت و ضعف آن، چالش های پیش روی مدل سازی در پژوهش های آتی پیشنهاد می شود.

پوسته های کامپوزیتی با توجه به خواص مکانیکی جذاب آنها، در صنایع مختلف هوا و فضا، انتقال نفت و گاز و مخازن نگهداری مایعات کاربرد فراوانی دارند. در این تحقیق رفتار پوسته های استوانه یی تقویت شده با الیاف شیشه ی سوزنی تحت بار فشار محوری به صورت تجربی و عددی بررسی شده است و مقدار بار بحرانی و حالت خرابی تعیین شده است. برای روش عددی از نرم افزار آباکوس استفاده شده و تحلیل غیرخطی ریکس با در نظر گرفتن ناکاملی های هندسی و تکیه گاهی انجام شده است؛ همچنین نسبت L/R در این پوسته ها ارزیابی شده است. نتایج حاکی از آن است که مود خرابی در این پوسته ها به دلیل ضخیم بودن جدار پوسته از نوع خرابی مواد و بیشتر به صورت آسیب ماتریس در فشار بوده است و با افزایش ارتفاع سختی نمونه ها کاهش می یابد ولی تقریباً بار خرابی در نمونه ها یکسان است و در مدل های عددی با افزایش نسبت شعاع به ضخامت بار خرابی تقلیل می یابد. از طرفی انطباق قابل قبولی بین نتایج آزمایشگاهی و عددی وجود دارد.

هدف از این مطالعه بهبود عملکرد کششی مصالح تشکیل دهنده ی این بلوک ها با اضافه کردن الیاف پلی پروپیلن است. در این راستا تعداد 84 نمونه ی استوانه یی و مکعبی تحت آزمایش های دو نیم شدگی و فشاری قرار گرفتند. سه پارامتر نوع الیاف، مقدار الیاف و نیز مقدار خمیر سیمان به عنوان متغیر در نظر گرفته شد تا تأثیر هر یک بر روی مشخصات مکانیکی مصالح شامل مقاومت دو نیم شدگی، ظرفیت کرنشی و جذب انرژی در کشش و نیز مقاومت فشاری مصالح بررسی شود. نتایج این مطالعه حاکی از این است که نمونه های فاقد الیاف به صورت ترد و ناگهانی دچار گسیختگی می شوند؛ اما حالت خرابی در نمونه های دارای الیاف از شکل پذیری مناسبی برخوردار است. همچنین با اضافه کردن الیاف بهبود قابل ملاحظه یی در همه ی مشخصات مکانیکی مورد بررسی مصالح مشاهده شد. به طور کلی، میزان بهبود در نمونه های دارای الیاف کوچک مقیاس بهتر از نمونه های متناظر با الیاف بزرگ مقیاس بود و نیز این بهبود با افزایش مقدار خمیر سیمان بیشتر می شود.

صنعت ساخت وساز و کارگاه های ساختمانی به عنوان یکی از پرحادثه ترین صنایع در جهان شناخته می شود که این امر باعث شده تا توجه پژوهشگران نسبت به استفاده از فنّاوری های جدیدی همچون فنّاوری اینترنت اشیاء برای بهبود شرایط ایمنی جلب شود. در این پژوهش، با استفاده از تلفن هوشمند همراه و بهره گیری از روش اثر انگشت روی شبکه ی وای فای و سامانه ی موقعیت یاب جهانی )جی پی اس( سامانه یی معرفی شده است که با رهگیری افراد، نزدیک شدن آن ها را به نقاط خطرناک موجود در کارگاه ساختمانی شناسایی می کند و هشدارهای لازم را ارائه می دهد. این سامانه، علاوه بر کار کردن در مناطق سرپوشیده و روباز، نقاط قوت دیگری چون سادگی کارکرد، قیمت پایین پیاده سازی و دقت بالاتر نسبت به نمونه های مشابه را دارد. در این پژوهش به متوسط خطای تشخیص 1/21/2 متر دست یافته ایم که خطای قابل قبولی است و نشان از عملکرد صحیح سامانه دارد.