رویکردهای نوین در مهندسی عمران
سال:1398 | دوره:3 | شماره:3 |تعداد مقالات:6

بتن خود متراکم بتنی است که تحت اثر وزن خود جاری می شود و ضمن حفظ همگنی خود بدون نیاز به ویبراتور تمامی قالب را پر کرده و شکل ظرف را به خود می گیرد. با داشتن کارایی زیاد این بتن در اجرا خطر جداشدگی سنگدانه ها و خمیر را نداشته و در عین حال مقاومت زیاد و دوام نسبتا بالایی برخوردار است. از طرفی وجود انبوه ضایعات کاشی و دفن این ضایعات توسط کارخانجات تولید کاشی و سرامیک اهمیت به کارگیری از این محصول ثانویه را در دیگر صنایع از جمله صنعت ساختمان مشخص می کند. همچنین استفاده از این ضایعات موجب حفظ محیط زیست نیز می گردد. در این مطالعه آزمایشگاهی، در مرحله اول طرح اختلاط بتن خود متراکم تعیین و سپس با طرح اختلاط به دست آمده نمونه هایی با طرح اختلاط سنگدانه بازیافتی، جایگزین سنگدانه طبیعی، با درصد حجمی 0%، 25%، 50%، و 100% ساخته شد. لازم به ذکر است که نسبت آب به سیمان و درصد فوق روان کننده ثابت می باشد و مقدار سنگ آهک و دوده ی سیلیس در تمام طرح ها ثابت در نظر گرفته شده است. آزمایشات جریان اسلامپ برای تعیین کارایی بتن تازه وآزمایش مقاومت فشاری و جذب آب مویینه در سنین 3، 7، 14 و 28 روزه در این مطالعه انجام شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که به طور کلی با افزایش درصد جایگزینی کاشی شکسته شده با سنگدانه طبیعی، کارایی بتن تازه و مقاومت فشاری بتن سخت شده کاهش و دوام بتن سخت شده افزایش یافته است و به طور ویژه در 100% جایگزینی سنگدانه طبیعی با کاشی شکسته شده تغییرات به صورت عمده مشاهده شده است ولی تا 75% جایگزینی تغییرات عمده ای مشاهده نشده است.

ویژگی های منحصربه فرد و فوق العاده ی بتن فوق توانمند به عنوان مصالحی نوین در علم مهندسی عمران، افق های جدید و هیجان انگیزی را پیش روی طراحان سازه قرار داده است. یکی از این افق های طراحی که می تواند در آینده بسیار کاربردی باشد، ایده سازه های مرکب بتن عادی و بتن فوق توانمند است که باهدف استفاده حداکثری از ظرفیت مصالح، مطرح گردیده است. از این ایده می توان هم در ساخت سازه های جدید و هم در ترمیم و بهسازی سازه های موجود بهره برد. چنان که مطالعات و کاربردهای عملی اثبات نموده اند؛ سازه مرکب بتن آرمه عادی و بتن فوق توانمند، نسبت به سازه بتن آرمه اولیه، هم زمان بادوام تر و پر مقاومت تر خواهد بود. حال آنکه در هر سازه مرکبی، عملکرد یکپارچه مصالح با یکدیگر بسیار حیاتی است و این عملکرد یکپارچه از مسیر مقاومت پیوستگی بین مصالح به دست خواهد آمد. به علاوه، با توجه به جدید بودن ایده سازه های مرکب بتن عادی و بتن فوق توانمند، مطالعات بسیار محدودی در سطح دنیا در رابطه با مقاومت پیوستگی بین این مصالح انجام گرفته است؛ بنابراین در این مطالعه به عنوان بخشی از مجموعه مطالعات در رابطه با کاربرد بتن فوق توانمند در دانشکده فنی دانشگاه تهران، مقاومت پیوستگی بین بتن عادی و بتن فوق توانمند با استفاده از دو نوع آزمایش متداول، در حالات مختلف آماده سازی سطح بتن پایه، بررسی گردیده است. مطابق نتایج این پژوهش مقاومت پیوستگی بین این دو مصالح به شدت به شرایط آماده سازی سطح بتن پایه بستگی داشته و در صورت انجام آماده سازی سطحی مناسب، شرایط بسیار بهتری را حتی نسبت به ضوابط موجود در مراجع ایجاد می نماید.

هدف از این مطالعه طراحی بهینه قاب های فولادی خمشی سه بعدی با استفاده از الگوریتم ژنتیک است. الگوریتم ژنتیک، یک الگوریتم تکاملی و مبتنی بر جستجوی هوشمندانه است که در مسائل تصمیم گیری گسسته، کارایی بالایی دارد و از این حیث برای بهینه سازی قاب های فولادی با پروفیلهای موجود در بازار میتواند مناسب باشد. جهت کنترل قیودات طراحی، از نرم افزار تحلیل سازه OpenSees برای تعیین پاسخ سازه استفاده میشود که به نحو مناسبی این نرم افزار با کد الگوریتم ژنتیک تهیه شده در نرم افزار MATLAB مرتبط می شود. روش طراحی در این مطالعه روش ضرایب بار و مقاومت (LRFD) است. در این مطالعه، مدلهای طراحی بهینه سه قاب سه بعدی شامل یک قاب شش طبقه و دو قاب ده طبقه تحت بارگذاری بار ثقلی، بار زلزله و بار باد توسعه داده می شود و نتایج آن ارائه می گردد. در فرآیند بهینه سازی، قاب ها با قیود اجرایی و بدون قیود اجرایی مورد بررسی قرار گرفته اند و نتایج هر دو حالت ارائه می شود. نتایج نشان می دهد که مدل بهینه سازی از کارایی بالایی در ارائه طرح های بهینه برخوردار است.

در سالهای اخیر با توجه به افزایش چشمگیر آلاینده های هوا، تهیه نقشه های دقیق آلودگی هوا و توسعه سامانه های آنی پایش آلودگی هوا؛ توجه محققان زیادی را به خود جلب کرده است. با توجه به اینکه داده های به دست آمده از ایستگاه های پایش آلودگی هوا، عاری از خطا نبوده و برخی از مشاهدات آنها جا افتاده است؛ لذا بهره گیری از مدلی توانمند جهت پالایش داده ها و پیش بینی مشاهدات جا افتاده ضروری بنظر می رسد. در تحقیق حاضر، مقادیر آلاینده های هوا برای ایستگاه های موجود در منطقه 3 تهران به کمک فیلتر کالمن تصحیح و پیش بینی شد. نتایج حاکی از دقت متوسط 92 درصدی برای فیلتر کالمن بوده است.

جداسازی لرزه ای یکی از بهترین روش های کنترل ارتعاشات لرزه ای در ساختمان ها، پل ها و تأسیسات هسته ای است. در این روش، تمرکز بر روی کاهش پاسخ لرزه ای و شتاب ورودی زلزله به سازه است. در این پژوهش، یک جداگر لرزه ای ترکیبی الاستومریک چندلایه اصطکاکی جدید، پیشنهاد و در نرم افزار اجزای محدود آباکوس مدل سازی، تحلیل و بررسی و با مدل های تقریبا مشابه در مقالات دیگر، مقایسه شده است. در این جداساز لرزه ای جدید از هسته های اصطکاکی به جای هسته های سربی استفاده شده و برخی از مشکلات جداسازهای قبلی، به شکل تقریبا قابل قبولی مرتفع گردیده است. بررسی های انجام شده نشان می دهد که جداگر پیشنهادی جدید در شرایط مختلف بارگذاری قائم و افقی، دارای سختی اولیه مناسب و رفتار هسیترسیس کاملی است و تنش های داخلی در لایه های مختلف نیز در حد قابل قبول است. همچنین با افزایش ضرایب اصطکاکی هسته ها، سختی اولیه و مساحت کلی نمودار اندکی افزایش می یابد، هرچند این ضرایب اصطکاکی باید در محدوده مشخصی قرار گیرند.

این تحقیق به بررسی ارزیابی عملکرد لرزه ای دیوارهای سبک فولادی سرد نورد شده با مهاربندهای K شکل تودلی و اتصالات بهبود یافته تحت بارگذاری جانبی یکنواخت یکطرفه میپردازد. برای این منظور ابتدا مدل نرم افزاری Abaqus یک نمونه آزمایشگاهی موجود از قاب مهاربندی K شکل تودلی سرد نورد با اتصالات بهبود یافته، ساخته شده و با مقایسه نتایج تحلیلی با نتایج آزمایشگاهی موجود، صحت مقادیر مدل سازی به اثبات رسیده است. سپس چهار مدل اجزای محدود دیوار سبک فولادی سرد نورد با تغییر در اعضای تک به کار برده شده در مهاربندها و اعضای مرزی (متصل به ورق اتصال) به مقاطع دوبل، به ابعاد 4/2 در 4/2 متر از مقاطع C شکل ساخته شدند و تحت بارگذاری جانبی یکطرفه مورد تحلیل غیرخطی قرار گرفتند. بارگذاری به شیوهی کنترل تغییرمکان در تمام مدل ها اعمال گردید. برای تمام نمونه ها، منحنی بارجانبی و سختی و انرژی جذب شده بر حسب تغییرمکان جانبی نسبی و مطلق، مد خرابی و شکلپذیری استخراج و با یکدیگر مقایسه شده است. در نهایت مدل مهاربند دوبل K شکل سرد نورد با اتصالات بهبود یافته، مناسبترین عملکرد را از نظر ظرفیت برشی و انرژی جذب شده و سختی و شکلپذیری که به ترتیب با افزایش 91/1، 19/2، 85/1، 03/1 برابر نسبت به نمونه شاهد از خود نشان دادند.