مهندسی عمران شریف
سال:1402 | دوره:39 | شماره:2 |تعداد مقالات:12

در نوشتار حاضر، نوع جدیدی از میراگرهای تسلیمی به نام میراگر لانه زنبوری موجدار ارائه شده است. از مزایای میراگر پیشنهادی می توان به سادگی در ساخت و اجرای آن ضمن ارائه ی رفتار پایدار تحت بارگذاری جانبی اشاره کرد. شکل پایه ی میراگر لانه زنبوری متشکل از دو ورق خم کاری شده به شکل ذوزنقه است، که با استفاده از جوش به یکدیگر متصل می شوند و هندسه ی لانه زنبوری را ایجاد می کنند. در پژوهش حاضر، ابتدا رابطه ی تحلیلی سختی اولیه ی میراگر به دست آمده است. سپس در شبیه سازی عددی با اعمال بارگذاری یکنواخت و چرخه یی، رفتار میراگر در ناحیه های خطی و غیرخطی بررسی شده است. به منظور برآورد تأثیر مشخصه های هندسی در رفتار میراگر، مطالعه ی پارامتری بر روی دوازده نمونه انجام و نتایج متناظر ارائه شده است. همچنین، بر اساس نتایج تحلیل های غیرخطی، سختی مؤثر، میرایی معادل و مدل سه خطی رفتار میراگر جهت استفاده در طرح عملی سازه ها ارائه شده است.

خصوصیات الیاف ها و میلگردهای طولی، تأثیر مثبتی در خصوصیات خمشی تیرهای بتن آرمه دارند. در نوشتار حاضر، تأثیر دو نسبت متفاوت آرماتور طولی )کمینه و بیشینه( در خواص خمشی و نحوه ی گسترش ترک های تیرهای الیافی به صورت آزمایشگاهی بررسی و نتایج آنها با تیرهای بتنی معمولی مقایسه شده اند. 8 عدد تیر ساخته شدند، که تیرهای گروه اول، شامل 2 تیر بتن معمولی مرجع و گروه های دوم تا چهارم، هم شامل 6 تیر بتن الیافی مسلح شده با درصد حجمی الیاف فولادی برابر 5/0، 0/1 و 5/1 بودند. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که بار ترک خوردگی، مقاومت خمشی، شکل پذیری و جذب انرژی تیرهای بتن الیافی نسبت به تیرهای بتن معمولی مشابه خود بهبود یافته است. بیشترین نسبت شکل پذیری در میان نمونه های ساخته شده با آرماتور کششی کمینه و 1\٪ الیاف با افزایش 30\٪ نسبت به نمونه ی مشابه غیرالیافی مشاهده شده است. ضمناً افزودن 5/0، 0/1 و 5/1 درصد الیاف فولادی به ترتیب باعث افزایش 16، 23 و 29 درصد مقاومت خمشی نسبت به تیرهای بدون الیاف شده است.

در پژوهش حاضر، به منظور بررسی خواص مکانیکی و مقاومت در برابر ضربه ی بتن حاوی سبک دانه ی لیکا و الیاف باگاس تحت بارهای فشاری و ضربه یی، ابتدا یک طرح اختلاط ثابت در نظر گرفته شده و سپس نمونه هایی براساس طرح اختلاط مذکور، بدون افزودن باگاس و لیکا ساخته شده و پس از عمل آوری، تحت آزمایش قرار گرفته اند. سپس نمونه هایی با طرح اختلاط مذکور و با ترکیب باگاس و لیکا به نسبت وزنی 1 به 3 و همچنین نمونه هایی با استفاده از لیکا (بدون باگاس)، با درصدهای 10، 20 و 30 جایگزین سنگ دانه ها، ساخته شده و پس از عمل آوری، آزمایش های مقاومت فشاری و ضربه یی بر روی آنها صورت گرفته و نتایج استخراج شده اند. نتایج نشان می دهند که بتن های حاوی 20 و 30 درصد سبک دانه در رده ی بتن سبک جای دارند و بتن حاوی 20\٪ سبک دانه، به عنوان بتن سبک سازه یی محسوب می شود و مقاومت ضربه یی بسیار بالاتری نسبت به بتن معمولی دارد.

در پژوهش حاضر، یک روش جدید برای شناسایی آسیب سازه ها ارائه شده است، که بر پایه ی تحلیل مؤلفه های اصلی و داده های چگالی طیفی توان کرنش ـ محور فرمول بندی شده است. عیب یابی، شامل یافتن مکان و مقدار آسیب است، که توسط یک معادله ی حساسیت ابداعی و با استفاده از داده های کرنش و بهینه سازی کمینه ی مربعات حل شده است. داده های مذکور از پاسخ های اندازه گیری شده ی غیرکامل سازه گرفته شده اند. روش ارائه شده مبتنی بر استفاده از داده های حوزه ی بسامد بوده و از تغییرات به وجود آمده در سختی المان ها به این منظور استفاده شده است. به منظور اثبات توانایی روش اخیر، دو سازه ی فلزی، شامل یک خرپای دوبُعدی و یک قاب دوبُعدی دو طبقه ی دو دهانه انتخاب شده اند. نتایج نشان می دهند که حتی با وجود خطای اندازه گیری، عملکرد روش ارائه شده خوب بوده است. همچنین، مقایسه ی روش ارائه شده با روش های دیگر نشان می دهد که نتایج معادله ی اشاره شده، حساسیت مناسب تری نسبت به دیگر روش های کرنش ـ محور دارد.

در مطالعه ی حاضر، از ژئوپلیمر با مواد پسماند پوست تخم مرغ برای تثبیت خاک رس استفاده شده است. در این راستا، از ترکیب سدیم هیدروکسید و چسب سیلیکات به عنوان فعال کننده ی بازی استفاده شده است. جهت بررسی نمونه های خاکی تثبیت شده به روش ژئوپلیمر، از آزمایش مقاومت فشاری تک محوری و آزمایش برش مستقیم استفاده شده است. تحلیل شیمیایی واکنش ها از طریق بررسی عکس برداری الکترونی (S E M) روی نمونه های ژئوپلیمری انجام شده است. براساس نتایج پژوهش حاضر، استفاده از پسماندها با داشتن المان های آلومینا (A l_{2}O_{3}) و سیلیکا (S i O_{2}) بالا می تواند سبب افزایش در مقاومت خاک تثبیت شده به روش ژئوپلیمر شود. استفاده از پودر پوست تخم مرغ با درصدهای 5، 5/7، 10 و5/12 در دوره ی عمل آوری 45 روزه به ترتیب باعث مقاومت فشاری تک محوری به میزان M P a 24/1، M P a 21/1، M P a 18/1 و k P a 849 شده است.

هدف از مطالعه ی حاضر، ارزیابی درصد حذف رنگ تارترازین از محلول آبی با استفاده از فنّاوری پلاسمای سرد است. بدین منظور، پارامترهای اصلی فرایند حذف رنگ با استفاده از پلاسمای سرد شامل غلظت رنگ (20−4 میلی گرم در لیتر)، p H محلول (2/2-9/4)، ولتاژ منبع تغذیه (110ـ70 ولت)، زمان تصفیه (30ـ10 دقیقه) و فاصله ی الکترود تا سطح محلول رنگی به طور ثابت 8 میلی متر بررسی شده اند. آزمایش ها در حجم 15 میلی لیتر با استفاده از منبع تغذیه ی الکتریکی جریان متناوب (A C) برای تولید پلاسمای سرد انجام شده است. بررسی حذف رنگ نشان داد که حالت بهینه ی آزمایش ها در غلظت اولیه ی 14 میلی گرم در لیتر، ولتاژ 86 ولت، r m{p H=4/1} و زمان تابش پلاسما در 18/7 دقیقه با درصد حذف رنگ \%99/78 رخ داده است که در این حالت بازده انرژی 108/3 میلی گرم در کیلووات ساعت بوده است. نتایج مستخرج شده از مدل سازی حاکی از تأثیر مستقیم زمان ماند و ولتاژ اولیه و تأثیر معکوس p H و غلظت اولیه ی رنگ صنعتی در راندمان حذف بوده است.

مدل سازی اطلاعات ساخت )B I M(، ابزاری کلیدی برای مدیران است. جدید بودن B I M در ایران و جهان باعث شده است که موانعی در به کارگیری آن وجود داشته باشد. هدف پژوهش حاضر، بررسی موانع مذکور در ایران است. در ابتدا با استفاده از مرور ادبیات، 27 مانع در سطح بین المللی شناسایی و در 4 گروه سازمانی ـ فرهنگی، قراردادی، قانونی و فنی دسته بندی شده اند. سپس با مطالعه ی موردی 28 شرکت کارفرمایی، مشاوره و پیمانکاری، 17 مانع به کارگیری B I M در ایران تحلیل و شناسایی شده اند. برای گردآوری داده ها، از بررسی اسناد، شرکت در جلسات، مصاحبه ی نیمه ساختاریافته و مشاهده ی مستقیم استفاده شده است. پس از کدگذاری داده ها در نرم افزار N-V i v o، یافته ها با نظر خبرگان گروه بندی شده اند. 10 مورد از موانع بازار ایران با ادبیات مشابهت داشت. در مقابل، 7 مانع جدید نیز شناسایی شد: عدم انجام وظایف توسط سایرین، انتظار دستمزد بالای متخصصان B I M، عدم انطباق باB E P، ارزش کم مشوق ها/جرائم، دشواری سنجش پیشرفت خدمات B I M، نبود محیط اشتراک داده ی کارآمد و مشکلات پهنای باند. انتظار می رود شناسایی موانع ذکر شده، سبب بهبود استقرار B I M در پروژه ها شود.

بتن غلتکی در سازه های حجیم کاربرد دارد، که به علت حجم زیاد، بتن ریزی در چند مرحله و با ایجاد وقفه ی زمانی انجام می شود. این موضوع باعث بروز درز می شود، که کاهش مقاومت فشاری و افزایش نفوذپذیری را به دنبال دارد. اهداف پژوهش حاضر، ارزیابی تأثیر جایگزینی بخشی از سیمان با زئولیت در کاهش آثار مخرب تشکیل درز است. بنابراین زئولیت با درصدهای مختلف جایگزین سیمان شد و در هر درصد نیز، نمونه ها با انواع درز ساخته شدند. سپس آزمایش های مقاومت فشاری، نفوذ سریع یون کلراید (R C P T)، عمق نفوذ آب، جذب آب، سرعت پالس اولتراسونیک و مقاومت الکتریکی بر روی نمونه ها انجام شده است. نتایج بیان گر نقش بسزای زئولیت در کاهش آثار مخرب درزهای گرم و سرد در خصوصیات دوامی و همچنین بهبود اثر منفی درز گرم در مقاومت فشاری بوده است.

تثبیت/جامدسازی پایه ی سیمانی از روش های جلوگیری از انتقال آلودگی در خاک است. هدف پژوهش حاضر، ارزیابی ریزساختاری مکانیزم های کنترل کننده در تثبیت/جامدسازی بنتونیت آلوده در شرایط عمل آوری سیستم باز (قرارگیری در معرض رطوبت) و شرایط عمل آوری سیستم بسته (عدم قرارگیری در معرض رطوبت) بوده است. به این منظور، یک مجموعه آزمایش p H، آب شویی آلودگی (T C L P) و اشعه ی ایکس انجام شد. براساس نتایج به دست آمده، در حضور 15\٪ سیمان، p H محیط در ناحیه ی ایمن قرار گرفته و نوع عمل آوری، تأثیری در بازده تثبیت نداشته است. در دو سیستم عمل آوری سیستم های باز و بسته، مکانیزم رسوب آلاینده، عملکرد نسبتاً یکسانی داشته است. نتایج آزمایش های اشعه ی ایکس، پیشرفت محدود واکنش های پوزولانی را به دلیل حضور فلز سنگین نشان داده است. با وجود این، براساس نتایج آزمایش های ریزساختاری اشعه ی ایکس، احراز محدودیت های استاندارد E P A در نمونه های عمل آوری شده در سیستم بسته را می توان به پیشرفت بهتر واکنش های پوزولانی و جامدسازی آلاینده با تشکیل C-S-H و C-A-S-H برای نمونه های عمل آوری شده در سیستم بسته نسبت داد.

کارایی یک ساختمان با سیستم جداسازی پایه، از مودهای بالاتر تأثیر می پذیرد. با توجه به نبود مطالعات برای بسیاری از انواع پلان های نامنظم در ساختمان های دارای جداساز پایه پاندولی، در مطالعه ی حاضر به پوشش طیف وسیعی از میزان نامنظمی چیدمان های مختلف جداگرها پرداخته شده است. به منظور بررسی تأثیر مودهای بالاتر ارتعاشی در ساختمان های دارای جداگر پایه پاندولی، یک مطالعه ی پارامتریکی روی مدل های ساختمانی با پلان های مختلف در ساختمان های 2، 4 و 6 طبقه با پلان L شکل، همچنین از 4 ساختمان یک طبقه با خروج از مرکزیت های متفاوت مرکز جرم و سختی و ساختمان های U و S شکل در مطالعه ی حاضر انجام شده است.در هر کدام از ساختمان ها از 8 چیدمان مختلف جداگر پایه پاندولی استفاده شده است. زمان تناوب مودهای مختلف ارتعاشی، درصد مشارکت جرمی مودها و تغییرات متوسط بیشینه ی جابه جایی تراز پایه تحت 12 شتاب نگاشت مقایسه شده است. نتایج کلی تحلیل ها نشان می دهد که در صورت انطباق مرکز سختی تمامی جداگرهای پایه بر مرکز جرم تجمعی در تراز پایه از درصد مشارکت جرمی مود اول کاسته و در عوض، به درصد مشارکت جرمی مودهای دوم یا سوم و بالاتر اضافه می شود. لذا، مود دوم و یا بالاتر، تعیین کننده ی پاسخ های سازه می شود و تغییرمکان تراز پایه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

در نوشتار حاضر، تغییرات ایجاد شده در نفوذپذیری خاک های ماسه یی رس دار با احتمال واقع شدن آن ها برای مدت طولانی در معرض خشکسالی بررسی شده است. خاک استفاده شده برای مطالعه ی حاضر، ترکیب ماسه ی فیروزکوه کد 161 و رس کائولن با 20 و 30 درصد وزنی ماسه بوده است. آزمایش های نفوذپذیری در دو مسیر خشک شدگی و ترشدگی با دستگاه سه محوری بر روی نمونه ها انجام شده است. نتایج آزمایش ها نشان دادند که خشک شدگی و ترشدگی در نفوذپذیری نمونه ها در ابتدای عبور آب، به دلیل ایجاد ترک های ناشی از خشک شدن تأثیر قابل توجهی دارد و با گذشت زمان و جذب مجدد رطوبت توسط خاک، نفوذپذیری کاهش می یابد و به عدد ثابتی میل می کند. همچنین نمونه هایی که در مسیر خشک و تر شدن واقع شده بودند، نسبت به نمونه ی ساخته شده با رطوبت بهینه به دلیل ایجاد درز و ترک، نفوذپذیری بیشتری نشان داده اند. برای مثال، در ابتدای ورود آب به نمونه ی کاملاً خشک، ضریب نفوذپذیری آن نسبت به نمونه با رطوبت بهینه برابر 1/8 و 2/5 به ترتیب برای نمونه های حاوی 20 و 30 درصد رس بوده است. از طرفی آزمایش ها نشان دادند که لزوماً نمونه ی کاملاً خشک، بیشترین نفوذپذیری را ندارد.

پل های کابلی ایستا به پل هایی گفته می شود که در آن ها، عرشه مستقیماً توسط کابل های مورب به برج ها وصل شده است. پل های کابلی ایستا، جزء سازه های بزرگ و با نامعینی زیاد محسوب می شوند، بنابراین بهینه سازی آن ها، همواره یک چالش بزرگ و پُرهزینه بوده است. از طرفی تغییرشکل عرشه و برج ها وابسته به مقدار نیروی پیش کشش وارد شده به کابل هاست که به کمک فرایند بهینه سازی محاسبه می شود. پژوهش حاضر قصد دارد با افزایش سرعت تحلیل، زمان فرایند بهینه سازی را کاهش دهد. لذا به جای تحلیل مدل سه بُعدی و کامل سازه، از تحلیل جداگانه ی مدل های دوبُعدی عرشه و برج بدون درنظر گرفتن کابل استفاده شده و پل کابلی لالی در خوزستان به عنوان نمونه به کار رفته است. مقایسه ی نتایج نشان می دهد که خطای محاسبه ی نیروی بهینه در روش ذکر شده نسبت به فرایند بهینه سازی مدل کامل ناچیز بوده و زمان محاسبه ی آن کمتر شده است.