مهندسی سازه و ساخت
سال:1395 | دوره:3 | شماره:2 |تعداد مقالات:11

خداوند عزوجل را سپاسگزاریم که توفیق داد تا هفتمین شماره نشریه علمی-پژوهشی «مهندسی سازه و ساخت» را تقدیم اساتید، محققان، اندیشمندان، دانشجویان و فعالان حوزه مهندسی سازه و ساخت نمائیم. نشریه «مهندسیسازه وساخت» وابسته به انجمن مهندسی سازه ایران می باشد که طی نامه شماره 527972/18/3 مورخ 20/9/1392 وزارت علوم، تحقیقات و فناوری مجوز فعالیت دریافت نموده و اعتبار آن حسب مجوز شماره 221321/18/3 مورخ 27/11/93 وزارت یاد شده، علمی-پژوهشی شناخته شده است.هدف اصلی از چاپ این نشریه، درج مقالات و یادداشت های علمی و پژوهشی اساتید، دانشجویان و محققان حوزه مهندسی سازه و ساخت است. واقعیت این است که کشور ما در این برهه از زمان به پیشرفت های بسیار زیادی در زمینه توسعه تکنولوژی مهندسی سازه و مهندسی ساخت دست یافته و امروزه هم در حوزه تحقیق و پژوهش و هم در حوزه ساخت موفقیت های چشم گیری حاصل شده است. در حال حاضر سهم بزرگی از اعتبارات عمرانی کشور در حوزه مهندسی سازه و ساخت به مصرف می رسد. از طرفی بزرگ ترین سرمایه گذاری و گردش مالی در بخش خصوصی نیز مربوط به حوزه مهندسی ساختمان است. افزایش روزافزون فارغ التحصیلان و دانشجویان و گسترش دانشکده های تخصصی در این حوزه سبب می شود تا تولیدات علمی این بخش هرچه گسترده تر در معرض مطالعه و استفاده علاقمندان و پژوهشگران دانشگاهی و حرفه ای قرار گیرد.نقش دانشگاهیان و پژوهشگران در تولید مقالات علمی، پژوهشی بی تردید کمک بسیار موثری به سازندگان و طراحان در حوزه مهندسی سازه و ساخت است. با توجه به همین موضوعات و با هدف تخصصی تر کردن مقالات علمی در این بخش، انجمن علمی مهندسی سازه ایران نسبت به چاپ نشریه علمی و پژوهشی خود اقدام نموده که اینک دومین شماره سال 1395 تقدیم می گردد.فرصت را غنیمت شمرده از زحمات و تلاش های جناب آقای دکتر وحید احمدی معاون محترم پژوهشی و فناوری وزارت علوم، تحقیقات و فناوری و رئیس کمیسیون انجمن های علمی ایران، جناب آقای دکتر مظفر شریفی مدیرکل محترم دفتر سیاست گذاری و برنامه ریزی امور پژوهشی وزارت علوم، تحقیقات و فناوری و کارشناسان و همکاران ایشان، جناب آقای دکتر محمود صادقی دبیر محترم کمیسیون انجمن های علمی و کارشناسان و همکاران محترم ایشان در دبیرخانه، اعضای محترم هیئت مدیره انجمن، اعضای محترم هیئت تحریریه، مدیران محترم داخلی و اجرایی نشریه و از سایر عزیزانی که در این مسیر پرمشقت ما را یاری نموده و می نمایند تشکر و قدردانی نموده و ادامه همکاری آنان را در این راه مقدس برای سربلندی ایران عزیزمان مسئلت می نمایم.

براساس آیین نامه های رایج طراحی لرزه ای، قابلیت بهره برداری سازه ها، پس از وقوع زلزله های شدید ضروری نیست و فقط نجات جان انسان ها حائز اهمیت است. این موضوع سالانه سبب هدررفت سرمایه عظیمی در جهان می شود. در سال های اخیر، محققان با استفاده از روش ها و مصالح جدید، قابلیت ترمیم و بهره برداری سازه را پس از وقوع زلزله های شدید، مدنظر قرار داده اند. به عنوان مثال، استفاده از مصالح دارای خاصیت ارتجاعی بالا و کرنش پسماند اندک، همانند آلیاژهای حافظه دار شکلی (SMA)، پیشنهاد شده است. در این تحقیق کاربرد این آلیاژها در مهاربندهای زانویی فولادی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی در سیستم مهاربندی زانویی، امکان استفاده مجدد سازه را پس از زلزله، فراهم می کند.

در بسیاری از پروژه ها پیمانکاران نقش مدیریتی را اجرا می کنند و پیمانکاران جز مسوولیت های اجرایی پیمانکار اصلی را به عهده می گیرند. نتیجتا، مدیریت پیمانکاران جز یکی از مهمترین موضوعات در برنامه های مدیریت پروژه می باشد. این تحقیق قصد دارد تا در خصوص معیارهای انتخاب پیمانکاران جز تحقیقاتی را ارائه دهد. در این مقاله از مدل کانو برای تقسیم بندی کردن معیارها به سه گروه الزامی، تک بعدی و جذاب استفاده شده است. پرسشنامه کانو در بین بهترین شرکت های پیمانکاری اصلی در شهر تهران توزیع شد و نتایج براساس روش میانگین موزون حاصل گردید. مهمترین خروجی این مقاله ارائه یک تقسیم بندی واقع بینانه از معیارهای انتخاب پیمانکاران جز در ایران می باشد.

امروزه بتن یکی از مهم ترین و پر مصرف ترین مصنوعات تولیدی بشر است. بهبود مشخصات بتن همواره یکی از مسائل اساسی پیش روی مهندسین سازه بوده و هست. بهبود مشخصات فیزیکی آب، به عنوان یکی از عناصر اصلی بتن، یکی از راه های بهبود مشخصات بتن است. آب مغناطیسی، به آبی گفته می شود که از درون میدان مغناطیسی عبور کرده و کیفیت فیزیکی آن دچار تغییر شده است. این تحقیق به بررسی تاثیرات استفاده از آب مغناطیس شده با سیملوله حامل جریان، بر مقاومت فشاری و روانی بتن توانمند می پردازد. متغیر های این تحقیق شامل شدت میدان مغناطیسی، میزان میکروسیلیس جایگزین شده با سیمان و نسبت آب به سیمان در طرح اختلاط های متفاوت می باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که استفاده از آب مغناطیسی منجر به افزایش روانی بتن تازه به طور متوسط به میزان 36% می گردد. آب مغناطیسی در ترکیب با فوق روان کننده تاثیر مثبت بیشتری نسبت به آب مغناطیسی بر روانی و مقاومت فشاری بتن دارد. نمونه های فاقد میکروسیلیس نسبت به نمونه های دارای میکروسیلیس تاثیر بیشتری از آب مغناطیسی پذیرفته اند. افزایش شدت میدان مغناطیسی منجر به افزایش روانی بتن و مقاومت فشاری 28 و 90 روزه آن می گردد.

بتن به عنوان پر مصرف ترین مصالح ساختمانی مدت هاست جوابگوی نیازهای روبه گسترش جامعه بشری است. انواع بتن معمولی و بتن با عملکرد بالا مدت زمان زیادی است که تشکیل دهنده اصلی سازه های بتنی بوده اند، اما نیاز به ساخت سازه های مرتفع تر، مقاوم تر و دارای المان های سازه ای با ابعاد کوچک تر و عمر طولانی تر، محققان را وادار به جستجو و تحقیق برای ساخت بتن مقاوم تر و با دوام تر نموده است.تحقیقات دانشمندان طی دو دهه اخیر منجر به پیدایش نوع جدیدی از بتن با خواص فوق العاده و مقاومت فشاری بسیار بالاشده است، که این بتن تحت عنوان بتن فوق توانمند شناخته می شود این نوع بتن دارای مقاومت فشاری بیشتراز 120 مگا پاسکال است و در برابر عوامل مهاجم همچون یون کلر و سیکل های یخبندان از دوام فوق العاده برخوردار است. در این تحقیق پس از به دست آوردن طرح اختلاط مناسب سایر ویژگی های مکانیکی این نوع بتن با آزمایش هایی بر اساس استانداردهای مربوطه به دست آمده است و با انجام آزمایش کشش بر روی نمونه های استوانه ای به طول 850 میلی متر که با یک میلگرد فولادی در مرکز مسلح شده اند تاثیر نوع میلگرد، قطر میلگرد و اثر نسبت ضخامت پوشش بتن روی میلگرد به قطر میلگرد بر رفتار ترک خوردگی بتن فوق توانمند در کشش اعضای بتن مسلح بررسی شده است. با بررسی رفتار نمونه ها پس از مرحله ترک خوردگی برای متوسط، حداقل و حداکثر فاصله ترک ها روابطی ارائه شده است که نتایج سایر محققان را بهبود داده است و با نتایج حاصل از آزمایش نیز همخوانی بسیار خوبی دارد.

ضریب رفتار یکی از پارامترهای طراحی لرزه ای است که عملکرد غیرخطی سازه ها را حین زلزله های شدید لحاظ می کند. در اکثر آیین نامه های طراحی لرزه ای از ضریب رفتار برای لحاظ نمودن عملکرد غیرخطی سازه ها در تحلیل های خطی استفاده می شود. هدف از این پژوهش محاسبه پارامترهای لرزه ای سازه تحت زلزله های دور و نزدیک گسل (دوران داده شده در راستای موازی و عمود بر گسل) با استفاده از روش ارائه شده در FEMAP695 و مقایسه نتایج حاصل با مقادیر آیین نامه ای است. به همین منظور از 5 قاب خمشی فولادی با تعداد طبقات 4، 7، 10، 15 و 20 و شکل پذیری متوسط استفاده شده است. به منظور استخراج منحنی ظرفیت سازه ها از روش تحلیل استاتیکی غیرخطی تطبیقی (Displacement-based Adaptive Pushover Analysis, DAP) استفاده شده است. همه تحلیل های غیرخطی با استفاده از نرم افزار OpenSees انجام شده است. نتایج حاصل نشان می دهد ضریب رفتار تحت زلزله های مورد بررسی با افزایش ارتفاع سازه کاهش می یابد. میانگین اختلاف ضریب رفتار حاصل از زلزله های دور و نزدیک گسل مقدار 6.5 درصد و به دلیل بیشتر بودن ضریب رفتار حاصل از زلزله های دور از گسل است. همچنین ضریب رفتار حاصل از زلزله های نزدیک راستای موازی با گسل (Strike Parallel, SP) از زلزله های راستای عمود بر گسل (Strike Normal, SN) بیشتر است به نحوی که میانگین این اختلاف در سازه های مختلف در حدود 4 درصد است.

خرابی پیشرونده به گسترش یک آسیب موضعی اولیه در درون سازه اطلاق می شود. به دنبال آسیب موضعی در اثر حذف یک یا چند عضو باربر، خرابی به صورت زنجیره ای در سازه گسترش می یابد و باعث خرابی بخشی از سازه یا کل سازه می گردد. در بحث خرابی پیشرونده تعیین المانی که بیشترین پتانسیل ایجاد خرابی پیشرونده را دارا می باشد، اهمیت دارد، زیرا با تقویت این المان می توان عملکرد سازه را بهبود بخشید. در این مقاله به بررسی موقعیت ستون بحرانی در پلان L شکل پرداخته شده است. برای این منظور سازه های 10، 15 و 20 طبقه به صورت سه بعدی مدلسازی شده اند. برای تعیین المان کلیدی در این نوع پلان ها، ستون ها در موقعیت های مختلف حذف شده و سازه ها تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی افزاینده قائم قرار گرفته اند. بر اساس مقادیر ظرفیت باربری سازه، شاخص حساسیت محاسبه شده و المانی که بیشترین مقدار شاخص حساسیت را دارا باشد به عنوان المان کلیدی در خرابی پیشرونده تعیین می شود. نتایج بدست آمده در این مقاله نشان می دهند که در پلان L شکل، ستون مرکزی بحرانی ترین ستون در خرابی پیشرونده می باشد. علاوه بر این، نتایج نشان می دهد که در سازه هایی با ارتفاع بیشتر، حذف ستون می تواند شرایط بحرانی تری از نظر خرابی پیشرنده به وجود آورد.

مطالعات موجود در زمینه ارتعاش آزاد خمشی و پیچشی سازه های قابی معمولا بدون در نظر گرفتن اثر بار محوری انجام شده است. در این مقاله به بررسی تاثیر بار محوری بر ارتعاش آزاد خمشی- پیچشی سازه های قابی مسطح و سه بعدی با استفاده از روش سیستم پیوسته پرداخته شده است. در روش سیستم پیوسته که یکی از پرکاربردترین روش ها در تحلیل تقریبی سازه های ساختمانی محسوب می شود، سازه ساختمانی با یک عضو تیری مناسب که شامل مشخصات غالب سازه می باشد، جایگزین می شود. بر این اساس، با حل معادله دیفرانسیل حاکم بر تیر معادلی که در آن توزیع جرم و سختی یکنواخت فرض شده است، می توان فرکانس های طبیعی سازه های ساختمانی مذکور را محاسبه کرد. بار محوری معادل وارد شده بر تیر، بر حسب وزن کل و تعداد طبقات ساختمان محاسبه شده است. برای نشان دادن سادگی و موثر بودن حل پیشنهاد شده، یک نمونه مثال عددی نیز ارائه شده است.

پروژه های ساخت و ساز همواره پیچیده هستند. همراه با افزایش پیچیدگی پروژه های بزرگ ساخت و ساز، مشکلات مربوط به اجرای این پروژه ها نیز افزایش می یابد. درک درستی از پیچیدگی این نوع پروژه ها و ارزیابی آنها از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. ارزیابی پیچیدگی پروژه می تواند منبعی فراهم آورد که تصمیم گیرندگان و مدیران مربوطه از آن بهره گیرند. فرآیند تحلیل شبکه ای فازی رویکردی منطقی و سیستماتیک برای شناسایی، ارزیابی و رتبه بندی است. این روش اجازه تحلیل سیستم های پیچیده و تعیین پیچیدگی سیستم های پروژه را می دهد. در این پژوهش با استفاده از فرآیند تحلیل شبکه ای فازی، شاخص های موثر در ایجاد پیچیدگی پروژه های مربوط به ساخت و سازهای بزرگ در ایران شناسایی و اولویت بندی شده اند. نتایج نشان داد شاخص های پیچیدگی اجتماعی- سیاسی، پیچیدگی وابستگی پروژه و پیچیدگی فنی اولویت های اول تا سوم را دارند. همچنین سه پروژه بزرگ تجاری-اداری، بیمارستانی و برج های بلند از لحاظ پیچیدگی مورد مقایسه قرار گرفتند و پروژه بیمارستانی پیچیده ترین پروژه ارزیابی شد. این مدل برای افراد حرفه ای در مدیریت پروژه های بزرگ مفید خواهد بود.

پل ها از جمله سازه هایی هستند که عملکرد آنها در هنگام اعمال نیروهای نامتعارف همواره با اهمیت بوده است. در این مطالعه به عملکرد دو نمونه پل، با و بدون جداساز لرزه ای، تحت دو سناریوی آسیب ناشی از حذف ستون کناری در حالت اول و حذف ستون میانی از پایه پل، در حالت دوم تحت تحلیل دینامیکی غیرخطی پرداخته شده و تاریخچه زمانی و بیشینه پاسخ ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این راستا با طراحی جداساز اصطکاکی-لاستیکی با روش ارائه شده در راهنمای AASHTO به مدل سازی پل ها در نرم افزار OpenSees پرداخته شده و ضریب اصطکاک جداساز به صورت پارامتری متغیر نسبت به سرعت لغزشی و نیروی قائم در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است که جداسازها در خرابی پیش رونده در هر دو حالت اول و دوم تسلیم نمی شوند و در نتیجه لغزش عرشه بر روی آن ها اتفاق نمی افتد اما در حالت اول جابجایی ماندگار به علت نامتعادل شدن عرشه رخ خواهد داد. با این حال نشان داده می شود که استفاده از جداساز لرزه ای باعث افزایش بیشینه پاسخ ها در اکثر موارد شده است.

یکی از عوامل تاثیرگذار در پیش بینی رفتار سدهای بتنی که کمتر مورد توجه قرار گرفته، وجود ریزگسل ها در بستر سدها و تاثیر حرکت آن بر سدها می باشد که منجر به رفتار غیرخطی و پیچیده تر شدن تحلیل سیستم سد-پی-مخزن می شود. هدف این تحقیق، تحلیل غیرخطی سدهای بتنی وزنی با احتساب تغییرمکان ناشی از حرکت نرمال ریزگسل ها در پی سد می باشد. بدین منظور سیستم سد-پی-مخزن به روش لاگرانژی مدل سازی و تحلیل به روش المان محدود صورت پذیرفته که در آن برای مدل سازی ترک در سد و پی بر مبنای مکانیک شکست غیرخطی از مدل ترک اندود چرخان استفاده گردیده است. برای مدل سازی حرکت ریزگسل از روش گره های مجزا و دو روش دیگر متکی بر المان تماسی شامل روش میان لایه و تکتونیکی، استفاده و تاثیر موقعیت و زاویه قرارگیری آن مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی نتایج، پاسخ های تغییرمکان تاج سد و نیز پروفیل ترک خوردگی در جسم یک سد بتنی وزنی به عنوان نمونه ارائه گردیده است. نتایج نشان می دهد که حتی تغییرمکان کم ریزگسل ها سبب ایجاد ترک در بدنه سد شده و می تواند پایداری و ایمنی سدهای بتنی را تا حدود زیادی به مخاطره اندازد. علاوه بر این روش میان لایه نسبت به دو روش دیگر مناسب تر بوده و ضعف روش گره های مجزا در مدل سازی ناپیوستگی پی را برطرف نموده و همچنین نسبت به روش تکتونیکی مکانیسم واقع بینانه تری از اعمال حرکت ریزگسل در پی را ارائه می دهد.