مهندسی سازه و ساخت
سال:1402 | دوره:10 | شماره:10 |تعداد مقالات:12

پل ها ازجمله سازه های اصلی و حیاتی در هر کشور می باشند و لازم است امکان بهره وری از آن ها به ویژه در هنگام وقوع حوادثی مانند زلزله به منظور امدادرسانی فراهم باشد. وقوع خرابی زیاد و فروریزش بسیاری از پل ها در زلزله های گذشته منجر به توسعه روش های مقاومسازی و بهسازی لرزه ای شده که یکی از این روش ها استفاده از انواع جداسازهای لرزه ای می باشد. همچنین با توجه به تحقیقات گسترده روی علل خرابی های بوجود آمده در پل ها، مشخص شد که مولفه قائم زلزله و در پی آن تغییرات نیروی محوری ستون ها مساله ای اساسی و تاثیرگذار بر خرابی پایه ها بوده است. بنابراین در تحقیق پیش رو به بررسی تغییرات نیروی محوری و احتمال خرابی پایه ها و جداگرهای یک پل کوله باز سه دهانه با شاه تیرهای پیش ساخته بتنی و طول دهانه های متفاوت که توسط جداسازهای پاندولی اصطکاکی تک قوسی جداسازی شده است می پردازیم. به منظور افزایش دقت پاسخ ها و درنظر گرفتن عدم قطعیت ذاتی پدیده زلزله از تحلیل دینامیکی فزاینده استفاده شده است و به کمک منحنی های شکنندگی احتمال خرابی پایه پل و جداگرها تحت اثر همزمان سه مولفه زلزله درمقایسه با اعمال دو مولفه بررسی شده است. نتایج حاصل از مقایسه حداقل نیروی محوری فشاری، نشان دهنده رشد نرخ کاهش این نیرو با اعمال مولفه قائم بود. همچنین مولفه قائم زلزله حداکثر نیروی محوری فشاری و نیروی کششی ستون را افزایش داده و باعث افزایش احتمال خرابی پایه ها در سطح خرابی متوسط و گسترده به ترتیب به میزان شش و بیست و چهار درصد و در جداگرها به میزان بیست و یک درصد شده است.

چکیدهدر مطالعه حاضر، ارزیابی عملکرد لرزه ای ساختمان های فولادی بر روی دو نوع سامانه جداساز لرزه ای تحت زلزله های حوزه دور از گسل مورد بررسی قرار گرفته است. جداسازهای مورداستفاده، جداساز لاستیکی هسته سربی و جداساز آونگی تک قوسی می باشند. جهت مقایسه رفتار این جداسازها زمان تناوب مؤثر به عنوان یکی از مهم ترین خصوصیات جداساز انتخاب و زمان تناوب مؤثر جداسازها 2/5، 3/5 و 4/5 در نظر گرفته شده است. سه ساختمان فولادی دارای قاب خمشی فولادی ویژه 3، 7 و 12 طبقه بر روی جداگرها قرار گرفته و تحلیل شده اند. این سه ساختمان نمایانگر ساختمان های کوتاه مرتبه، میان مرتبه و بلندمرتبه می باشند. در این پژوهش، اثر این دو نوع جداساز لرزه ای در کاهش پاسخ شتاب ساختمانها و تغییرمکان نسبی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند کارایی هر دو نوع سامانه جداساز لاستیکی هسته سربی و جداساز اصطکاکی تک قوسی با افزایش ارتفاع ساختمان کاهش پیدا می کند. میزان کاهش کارایی توسط سامانه جداساز آونگی تک قوسی 14 درصد نسبت به جداساز لاستیکی هسته سربی بیشتر می باشد. افزایش دوره تناوب طبیعی هدف (کاهش سختی جداساز) در کاهش پاسخ ساختمان ها در سامانه جداساز لاستیکی هسته سربی به طور متوسط 27 درصد نسبت به سامانه جداساز اصطکاکی تک قوسی عملکرد بهتری دارد.

مدل سازی اطلاعات ساختمان یک نمایش دیجیتالی از یک ساختمان یا زیرساخت است که به معماران، مهندسان و متخصصان ساخت و ساز کمک می کند، تا پروژه های ساختمانی را کارآمدتر طراحی، برنامه ریزی و مدیریت کنند. نیاز به ادغام تکنیک های مدل سازی اطلاعات ساختمان در پروژه های ساختمانی برای بالا بردن راندمان پروژه می تواند موثر می باشد، که در این بین برای بهبود راندمان از فناوری های مختلف می توان استفاده نمود، از همین رو در این پژوهش اقدام به بررسی تکنیک اسکن برای مدل سازی اطلاعات ساختمان در پروژه های درحال ساخت شده است. در این بین ابتدا بخش کیفی پژوهش که شامل مطالعات و استخراج فاکتورهای موثر از تحقیقات مرتبط پیشین است، آغاز شده که با اقدام به تایید و غربال عوامل با استفاده از روش دلفی فازی و با محوریت نظر خبرگان در دو فاز، تکمیل گردیده است. به منظور محاسبه میزان کفایت حجم جامعه آماری از آزمون کرویت-بارتلت استفاده شده و نتایج بدست آمده توسط افراد خبره مورد تایید قرار گرفته اند. براساس ضرایب استاندارد که شاخص پردازش داده های جمع آوری شده با ضریب 0/94، شاخص جمع آوری داده ها با ضریب 0/86، شاخص انتخاب لیزر اسکن بهینه با ضریب 0/79، شاخص استفاده از داده ها در مدلسازی با ضریب 0/68، شاخص بررسی نتایج با ضریب 0/64 و شاخص بازرسی کیفی با ضریب 0/59 را می توان اولویت بندی نمود. با بکارگیری عواملی همچون تهیه نقشه ای اولیه به منظور مدیریت برخوردها در روند جمع آوری داده ها و نمایش آنها در قالب نقشه های سیستم اطلاعات جغرافیایی و اقدام به مانیتورینگ دقیق از ابعاد و اجزای پروژه این امکان فراهم میشود تا طراحی و اجرای ساختمان با راندمان بالاتری انجام شود.

چاپ سه بعدی بتن در کاربردهای ساختمانی یکی از حوزه های خلاقانه و چالش برانگیز است که دانش ساخت و ساز سنتی را با فناوری های دیجیتال ترکیب می کند. حذف قالب، کاهش هزینه و نیروی انسانی مورد نیاز و چندین مزیت عمده ی دیگر، تمرکز بر این حوزه را بیشتر نموده است. در این صنعت که دارای پتانسیل ویژه ای در ساخت سریع و انبوه، و معماری های پیچیده است، چالش های بسیاری مانند رعایت الزامات رئولوژیکی، پیوند بین لایه، مواد مورد استفاده و تقویت آن ها و رفتار ناهمسانگرد مواد وجود دارد. از گذشته تا به امروز عملکرد سازه های ساخته شده، همواره حاصل تعاملی بین فولاد و بتن بوده است. با توجه به کاربرد های عملی این فناوری ، ساخت موادی سازگار و استفاده از سیستم های تقویت کننده مانند الیاف و آرماتورها و حفظ تعامل مناسب بین آنها از جمله موضوعات مورد توجه محققین در این حوزه می باشند. این مقاله نمونه هایی از روند تحقیقاتی در این حوزه را به همراه تجزیه و تحلیل آن ها، مرور می کند و از آنجا که با هدف معرفی این تکنولوژی و چالش های آن به نگارش در آمده است، زمینه ای الهام بخش را برای آشنایی هر چه بیشتر مخاطبان با اهداف متضاد در تولید بتن مناسب، برای بهبود قابلیت و کیفیت چاپ فراهم می سازد.

سطح بتن مهم ترین قسمتی است که بصورت مستقیم با محیط بیرون در ارتباط است. لذا افزایش مقاومت سطحی بتن می تواند باعث کاهش نفوذ مقدار مواد زیان آور به داخل بتن گردد. می توان گفت که نفوذپذیری و مقاومت سطحی عواملی هستند که دوام و زمان بهره دهی سازه ی بتنی را تحت تأثیر قرار می دهند. به همین دلیل ساخت بتنی که مقاومت سطحی مورد نظر را تأمین نموده و نفوذپذیری کمتری نیز داشته باشد از اهمیت خاصی برخوردار است. لذا در این تحقیق با به کارگیری آزمون های " محفظه استوانه ای" و "پیچش"، اقدام به اندازه گیری مقاومت سطحی و نفوذپذیری بتن، تحت چرخه های تغییرات دمایی شده است. در این خصوص روابط موجود بین مقاومت سطحی و نفوذپذیری نمونه های بتنی بدست آمد. همچنین با استفاده از تابع خطی، رابطه ی بین عمق با حجم نفوذ، با دقت بالا تخمین زده شد. نتایج حاصل از آزمون پیچش نشان می دهد که با افزایش سن عمل آوری بتن معمولی، مقاومت سطحی نیز افزایش یافته است به گونه ای که مقاومت سطحی در سن 120 روز حدود 42 درصد بیشتر از مقاومت سطحی در سن 7 روز هست؛ اما با قرار گرفتن نمونه ها در چرخه های تغییرات دمایی، دچار کاهش مقاومت سطحی بتن حاصل از آزمون پیچش شده است. همچنین نتایج آزمایش های نفوذپذیری با دستگاه محفظه استوانه ای نشان می دهد که تغییرات دمایی دارای تأثیر منفی روی نفوذپذیری و عمق نفوذ در نمونه های بتنی می باشد. نفوذپذیری و عمق نفوذ بتن تحت چرخه های تغییرات دمایی پس از 120 روز به ترتیب بیش از 8 و 3 برابر افزایش داشته است. با توجه به نتایج تحقیق می توان گفت که چرخه های دمایی معتدل، بر نفوذپذیری و عمق نفوذ تأثیر قابل توجهی دارد.

موج یکی از منابع پاک انرژی در دنیا است و استفاده از آن رو به افزایش است. انرژی امواج ناشی از وزیدن باد بر سطح دریاها است. الگوی میدان باد متاثر از شرایط اقلیمی تغییر می کند. از این رو و با توجه به تغییرات احتمالی میدان باد در هر یک از سناریوهای اقلیمی، شرایط هیدرودینامیکی امواج و در نتیجه انرژی آنها در آینده تغییر می کند. سناریوی CNRM-CM6-SSP2-45 از CMIP6 یک سناریوی اقلیمی میانی و حد وسط با درصد انتشار کربن و افزایش دمای محدود شده و از سناریوهای محتمل اقلیمی است. این سناریو برای برنامه ریزی های مدیریتی کاربرد فراوان دارد. در این مطالعه اثر تغییرات اقلیم این سناریو بر روی انرژی امواج در محدوده چابهار در سواحل سیستان و بلوچستان ارزیابی شده است. به منظور ریزمقیاس سازی از تکنیک ویبول اصلاح شده به روش استاتیکی استفاده شد. با استفاده از یک مدل واسنجی شده موج نتیجه گیری شد که انرژی امواج در دوره ده ساله منتهی به سال 2100 نسبت به دوره مشابه خود در صد سال گذشته، افزایش 22/0 کیلووات در هر متر از موج (معادل 3 درصد) خواهد داشت. این در حالی است که مقدار فصلی انرژی امواج در چابهار تغییرات محسوستری دارد و از 27/2 کیلووات (معادل 42 درصد) کاهش در زمستان تا 24/2 کیلووات در متر (معادل 27 درصد) افزایش در پائیز متغیر است.

امروزه یکی از بزرگترین چالش های موجود در صنعت ساخت وساز، رخ دادن دعاوی متعدد در پروژه ها می باشد،که این دعاوی، عاملی برای بوجود آوردن اختلافات در پروژه است. از همین رو، مدیریت کردن این ادعاها عاملی برای کاهش این اختلافات و در نتیجه موفقیتی برای بخش حقوقی-قراردادی پروژه است. از طرفی سیستم اجرای طرح و ساخت با توجه به کاهش عناصر اصلی درگیر در پروژه، خود کمک شایانی به کاهش ادعاهای ساخت و ساز کرده است؛ اما همواره رخ دادن ادعا در پروژه، امری اجتناب ناپذیر است. لذا با توجه به اقبال کارفرمایان صنعت ساخت و ساز به این نوع سیستم اجرا و پذیرش آن توسط پیمانکاران و اهمیت مدیریت دعاوی در این نوع پروژه-ها، شناخت دعاوی قراردادی کارفرمایان و شیوه برخورد با آن از موضوعات مهمی است که بایستی مدنظر بخش حقوقی-قراردادی پروژه-ها،کارفرمایان و علی الخصوص پیمانکاران قرار گیرد. لذا در این تحقیق با استفاده از تحقیقات پیشین و به کمک نظرات خبرگان و مطالعه 10 پروژه موردی، ابتدا دعاوی قراردادی کافرمایان در قراردادهای طرح و ساخت غیرصنعتی(EPC – Package 84) مورد بررسی قرار گرفته و سپس 51 علل و 3 منشا کلی دلایل دعاوی شناسایی شد. سپس با بررسی شیوه های حل و فصل پیش بینی شده در این قراردادها(خواسته کافرما) و دسته بندی آن ها در 11 گروه، الگوریتم کلی رخ دادن ادعای قراردادی کارفرمایان ترسیم و 51 دلیل ادعا مطابق این الگوریتم دسته بندی شدند. مطابق با نتایج بدست آمده، خواسته های قراردادی کارفرما از ادعا در 4 دسته کلی زمانی، هزینه ای، اقدام به کاری خاص(عملی) و فسخ دسته بندی شده است.

در این مطالعه مقاومت پیوستگی میلگرد با کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند حاوی سه نوع الیاف فولادی (1% و 2%)، پلی پروپیلن (PP) و پلی وینیل الکل (PVA) (1/0%، 2/0%، 3/0% و 4/0%) که به صورت ترکیبی در نظر گرفته شده است، در دمای محیط آزمایشگاه و تحت اثر حرارت های 400 و 600 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا 19 نمونه آزمایشگاهی برای استفاده از آزمایش مقاومت فشاری تحت دماهای مذکور مورد ارزیابی قرار گرفت که این کامپوزیت ها حاوی مواد چسباننده ی سیمان و دوده سیلیس) به میزان 20 درصد وزنی سیمان( می باشند و از میان آنها 4 طرح اختلاط آزمایشگاهی برتر برای آزمایش و ارزیابی مقاومت پیوستگی میان میلگرد و کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند در نظر گرفته شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که مقاومت پیوستگی میلگرد با کامپوزیت های سیمانی توانمند حاوی الیاف ترکیبی (با ثابت نگه داشتن الیاف فولادی به میزان 2 درصد) به نحوی بوده که افزایش دما تا 400 درجه سانتی گراد، میزان افت پیوستگی با الیاف PP حدود 38 درصد بوده است در حالیکه این میزان کاهش برای نمونه های حاوی الیاف PVA حدود 26% بدست آمده است. با افزایش دما تا 600 درجه سانتی گراد، مقاومت پیوستگی کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند با میلگرد همچنان کاهش می یابد تا جایی که این افت برای نمونه های منتخب حاوی الیاف ترکیبی (2% الیاف فولادی و 3/0% الیاف PP) حدود 64% مقاومت پیوستگی نمونه ها در دمای آزمایشگاه (یعنی 23 درجه سانتی گراد) می باشد. این میزان افت برای نمونه حاوی 2% الیاف فولادی و 2/0% الیاف PVA برابر 62% محاسبه شده است. نتایج مدل سازی نشان داد که عملکرد مدل اسپلاین رگرسیون چندمتغیره انطباقی بر اساس معیارهای آماری خطا از دقت بیشتری نسبت به روش شبکه عصبی مصنوعی برخوردار بوده است.

هدف از انجام این تحقیق شبیه سازی نزدیک به واقعیت نحوه حرکت آب در خاک در مسائل مهندسی ژئوتکنیک که از اهمیت و جایگاه خاصی برخوردار است، می باشد. در طول سالیان گذشته روش های عددی متعددی برای حل معادله عمومی جریان آب در خاک ارائه شده، اما در این پژوهش سعی بر آن است که با استفاده از معادله ریچارد و تکنیک منفصل سازی کرنک- نیکلسون و روش عددی حجم محدود، حرکت آب در خاک مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. به همین منظور دو مسئله ی پرکاربرد و مهم مورد بررسی قرار گرفته است. در مسئله اول برآورد نحوه حرکت آب پشت دیواره گود در مناطقی که سطح آب زیرزمینی بالاست و در مسئله دوم چگونگی حرکت آب بین دو زهکش زیرسطحی هم عمق وقتی که سطح ایستابی بر اثر بارندگی بالا می آید، بررسی می شود. برای اطمینان از عملکرد مناسب، مسئله اول با استفاده از نرم افزار اجزای محدود Seep 2D که از فرمول بندی المان محدود تبعیت می کند، شبیه سازی شده است. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی نرم افزار Seep 2D با نتایج پژوهش حاضر صحت عملکرد رویه پژوهش حاضر را تایید می کند.

قابلیت دسترسی شبکه به معنای پایداری شبکه در شرایط عملیاتی و در زمان مشخص است؛ به عبارتی شبکه در زمان عملیات نباید خاموش شود و اگر خاموش شد، باید در زمان مشخص رفع خرابی شود. قابلیت دسترسی مجموعه ای از قابلیت اطمینان و قابلیت نگهداری شبکه یا سیستم است. شبکه های مخابرات نوری گسترده، برای انتقال ظرفیت بالایی ازداده های داخلی و یا بین المللی بصورت ترانزیت داده، استفاده می شوند، در قراردادهای انتقال ترافیک بین المللی تفاهم نامه های سطح کیفیت شبکه وجود دارد که در صورت پایین بودن سطح قابلیت دسترسی از سطوح مورد توافق و قابل قبول و یا خاموشی شبکه، صاحبان شبکه متحمل خسارت های سنگینی می شوند. همچنین در صنایع مختلف مانند صنعت ریلی، ساختارهای کنترل قطار بر بستر شبکه های مخابرات نوری قرار دارند و کاهش سطح دسترسی شبکه ممکن است منجر به مسدودی خطوط ریلی و سوانح غیر قابل جبرانی گردد، بنابراین سطح بالای قابلیت دسترسی منجر به پایداری شبکه و کاهش مسدودی خط می شود. در این مقاله علاوه بر مدل سازی افزایش سطح دسترسی شبکه انتقال نوری (نمونه موردی پیاده سازی شده شبکه انتقال مخابرات نوری منطقه هرمزگان راه آهن می باشد) و مشاهده نتایج آن در کاهش مسدودی خطوط ریلی، رفتار شبکه از طریق متد مونت کارلو پیش بینی و شبیه سازی می شود.

قاب های خمشی خرپایی ویژه ( STMF) جلوه ای از یک سیستم قاب خمشی فولادی را نشان می دهد که به دلیل وجود تیرهای خرپایی عمیق، سختی جانبی بالا داشته و می تواند عرض دهانه طولانی را پوشش دهد. هنگامی که یک قاب STMF در معرض بارگذاری چرخه ای قرار می گیرد، اتلاف انرژی از طریق شکل پذیری قسمت ویژه که در میانه دهانه تیر خرپایی قرار دارد صورت می گیرد. در این تحقیق مروری بر نتایج عددی یک قاب STMF با دهانه ویرندل ارائه می شود که قسمت ویژه آن به منظور اتلاف انرژی بیشتر توسط میراگرهای تسلیمی به عنوان ابزار افزاینده سختی و میرایی تقویت خواهد شد. برای این منظور از میراگر لوله ای X شکل (XPD ) استفاده شده و تاثیر پارامترهای این میراگر بر رفتار چرخه ای قاب های STMF بررسی خواهد شد. افزودن این میراگرها در دو حالت با اعضای یال بالا و پایین دارای انتهای گیردار و مفصلی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل های اجزای محدود بر اساس پارامترهای چرخه ای (حد باربری و سختی اولیه و نهایی)، مقدار بیشینه کرنش پلاستیک تجمعی و همچنین اتلاف انرژی صورت گرفته در طی بارگذاری با هم مقایسه شده است. طبق نتایج حاصل شده از تحلیل مدل های عددی قاب خمشی با تیر خرپایی دارای اتصال مفصلی در دو انتهای قسمت ویژه که به مجموعه میراگر پیشنهادی مجهز شده است، استفاده از این میراگر باعث افزایش اتلاف انرژی تا 70% می شود. افزایش ضخامت میراگر لوله ای X شکل باعث افزایش باربری اعم از نیروی تسلیم و نهایی می شود. علاوه بر این، تمرکز تنش و کرنش در اعضا به میزان زیادی کاهش می یابد که در نتیجه از آسیب در اعضا اجتناب می شود.

آیین نامه های طراحی با ارائه ضوابطی مانند حداقل ضخامت پوشش بتن روی میلگرد، حداقل مقاومت فشاری مجاز و محدود کردن نسبت آب به سیمان، ضوابط مربوط به دوام را تجویز می کنند. این ضوابط در فاز اولیه موجب به تاخیر افتادن اثر عوامل مخرب محیطی می شود ولی با آغاز خوردگی میلگرد این ضوابط تجویزی می تواند اثرات متفاوتی را در نحوه گسترش عوامل مخرب داشته باشند. یکی از عواقب ناشی از خوردگی میلگردها، ایجاد ترک در پوسته بتن می باشد که با افزایش عرض این ترک ها در طی دوره گسترش خوردگی، آثار عامل زیان آور خارجی بیشتر می گردد. در این پژوهش با استفاده از مهمترین مدل های تجربی موجود برای پیش بینی عرض ترک، به بررسی اثر تدابیر تجویزی آیین نامه بر مقادیر عرض ترک پرداخته شده است. بدین منظور، ضوابط تجویزی آیین نامه با توجه به وضعیت محیطی سازه بتن مسلح به عنوان شرایط اولیه سازه در نظر گرفته شده است. مدل های مورد بررسی بر مبنای خوردگی ایجاد شده بر اثر نفوذ یون کلر انتخاب شده اند. مهمترین پارامترهای تاثیر گذار در مد ل ها به صورت متغیر تصادفی در نظر گرفته شده اند و مقدار عرض ترک به صورت یک متغیر تصادفی بر اساس مدل های موجود بدست آمده است. تاثیر انتخاب قطر میلگرد در شرایط محیطی تعریف شده در آیین نامه بر عرض ترک محاسبه شده است. محاسبات عرض ترک با استفاده از روش نمونه برداری مونت کارلو انجام گرفته و میانگین مدل های تجربی به همراه ضریب تغییرات آن با در نظر گرفتن همبستگی بین مدل ها انجام گرفته است. نتایج نشان داده است که استفاده از میلگردهای با قطر کمتر موجب کاهش عرض ترک تا 90 درصد می شود. همچنین در صورت آغاز خوردگی میلگرد، در یک زمان معین، سطح ایمنی یک سازه مشخص در شرایط محیطی مختلف به دلیل تفاوت زیاد عرض ترک در آنها همسان نیست.