رویکردهای نوین در مهندسی عمران
سال:1398 | دوره:3 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

در نواحی شمال شرقی تبریز به دلیل وجود لایه های ریزدانه و بالا بودن تراز آب زیر زمینی، تعدادی از سازه ها دچار آسیب شده اند. کوی فرشته تبریز در شهرک باغمیشه از جمله مناطقی می باشد که در سال های اخیر نشست غیرمجاز ساختمان های تازه احداث شده در آن به علت عدم رعایت اصول طراحی و اجرا به وفور مشاهده شده است. با توجه به اهمیت استفاده از پی های گسترده متکی بر شمع یا پی-شمع (Pile-Raft foundation)، در این تحقیق با استفاده از نتایج حاصل از دو گمانه ماشینی و دستی مشخصات ژئوتکنیکی خاک بخشی از منطقه کوی فرشته شمالی تبریز مورد استفاده قرار گرفته است. در ادامه به وسیله نرم افزار المان محدود پلکسیس مدل های عددی اندرکنش مستقیم خاک، پی و سازه، مدل سازی شده و نتایج آن ها بررسی گردیده اند. براساس نتایج به دست آمده در این تحقیق، حداقل طول لازم شمع ها در سیستم فونداسیون پی-شمع جهت تغییر وضعیت آئین نامه ای نشست سازه ها از غیر مجاز به مجاز، برای سازه 4 و 6 طبقه 6 متر و برای سازه 8 طبقه 8 متر می باشد. با توجه به اینکه در سازه های 4، 6 و 8 طبقه به ترتیب درصورت استفاده از شمع هایی به طول 8، 10 و 12 متر نشست حداکثر پی به حدود 19-، 21-و 20-میلی متر می رسد، بنابراین برای سیستم پی-شمع فونداسیون این سازه ها، افزایش طول شمع ها به ترتیب بیش از 8، 10 و 12 متر انتخابی مناسب و بهینه نخواهد بود.

امروزه کشور ایران با توجه به ذخایر عظیم سنگ ساختمانی خود از جمله مهمترین کشورهای تولید کننده سنگ ساختمانی در دنیا به حساب می آید. اما متاسفانه به هنگام فرآوری سنگهای ساختمانی در کارخانه های سنگبری، بخش قابل توجهی از این مصالح تبدیل به ضایعات می شود، که نهایتا این فرآیند علاوه بر هدر دادن سرمایه های ملی موجب ایجاد خسارت های مختلف زیست محیطی نیز می شود. از اینرو ارائه راهکارهایی جهت استفاده مجدد از ضایعات این سنگها در حوزه های مختلف لازم و ضروری به نظر میرسد. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر گل سنگ تراورتن وگرانیت بر روی خواص ژئوتکنیکی خاک ماسه بادی انجام می شود و پارامترهایی نظیردرصد رطوبت بهینه، وزن مخصوص خشک خاک، ظرفیت باربری نمونه، زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی در قالب انجام تست های تراکم، ظرفیت باربری کالیفرنیا و برش مستقیم مورد بررسی قرار میگیرد.

امروزه استفاده از مواد پوزولانی یکی از راهکارهای بهبود مقاومت بتن می باشد. واکنشهای پوزولانی موجب پرشدن حفرات موجود در بتن و در نتیجه افزایش مقاومت مکانیکی بتن میشود. زئولیت یکی از پوزولانهای طبیعی است که در ایران به وفور یافت میشود و به راحتی قابل استخراج و فرآوری است. در این تحقیق آزمایشگاهی به بررسی 2 پارامتر مربوط به خواص مکانیکی یعنی مقاومت فشاری و کششی بتن های خود تراکم حاوی زئولیت و الیاف شیشه پرداخته شده است. برای این منظور متغیرهای مورد بررسی شامل میزان زئولیت و الیاف شیشه ی مصرفی می باشد؛ بر این اساس و با توجه به تحقیقات انجام شده در زمینه ی بتن های حاوی زئولیت و الیاف شیشه و بررسی خصوصیات مربوط به آنها، میزان جایگزینی زئولیت به میزان 0، 10 و 20 درصد وزنی سیمان و میزان الیاف شیشه نیز برابر 0، 5/0 و 1 درصد وزنی سیمان در نظر گرفته شده است؛ بدین ترتیب و با توجه مقادیر اشاره شده تعداد 9 طرح اختلاط مختلف ساخته شد و پس از انجام آزمایش های مربوط به بتن سخت شده شامل آزمایش های مقاومت فشاری و مقاومت کششی که برروی نمونه های مورد نظر انجام گردید، نتایج حاصل نشان داد که استفاده از زئولیت در بتن خودتراکم سبب افزایش که مقاومت فشاری بتن در مقایسه با نمونه های بدون زئولیت در تمامی حالت ها شده است؛ بطوریکه در بیشترین و کمترین حالت مقاومت فشاری نمونه های حاوی زئولیت به ترتیب به میزان 24/13 و 82/8 درصد نسبت به نمونه های بدون زئولیت افزایش یافته است. همچنین استفاده از 10 درصد زئولیت در مقایسه با 20 درصد زئولیت نقش اثر گذارتری برروی مقاومت فشاری 28 روزه ی بتن های خودتراکم حاوی زئولیت و الیاف شیشه دارد؛ از سوی دیگر مقایسه ی درصد تغییرات مقاومت کششی 28 روزه نمونه ها با هدف بررسی اثر الیاف نشان می دهد که استفاده از 1 درصد الیاف در بتن های حاوی الیاف شیشه و زئولیت در مقایسه با استفاده از 50/0 درصد الیاف شیشه تاثیرگذارتر بوده است؛ بطوریکه سبب شده مقاومت کششی بتن به طور قابل توجهی افزایش یابد.

بتن متخلخل نوع خاصی از بتن با تخلخل بالاست که یکی از عمده کاربردهای آن روسازی می باشد، در حوزه نگهداری این بتن فقدان اطلاعات وجود دارد، برای حفظ روسازی بتن متخلخل به عنوان بهترین روش مدیریت سیلاب، این سیستم باید توسعه یابد تا روسازی مسدود شده بهسازی شود. از اینرو در این پژوهش فضای خالی بتن متخلخل با موادی از جمله خاک، ماسه طبیعی و آتشفشانی پر شده که این روش مشکل گرفتگی و حفظ مقاومت فشاری و نفوذ پذیری را برطرف نماید. در نهایت به این نتیجه رسیده شد که پرکردن فضاهای خالی منجر به کاهش نفوذپذیری بتن متخلخل می شود، بیشترین نفوذپذیری افقی در حالتی است که منافذ خالی با ماسه طبیعی پر می شود که مقدار ضریب نفوذپذیری آن 36/0 سانتی متر بر ثانیه می باشد، در حالی که بالاترین ضریب نفوذپذیری قائم بتن متخلخل زمانی است که با ماسه آتشفشانی پر شود که مقدار 38/0 سانتی متر بر ثانیه می باشد. بالاترین مقدار ضریب جذب برای بتن متخلخل پر شده با ماسه آتشفشانی می-باشد که مقدار 33/0 سانتی متر بر ثانیه است. تنها علت پر کردن فضای خالی بتن متخلخل افزایش مقاومت فشاری بود که متوجه گردید که چندان تاثیری ندارد و بالاترین مقاومت فشاری برای حالتی است که با ماسه آتشفشانی پر می شود که 71/5 مگاپاسکال می باشد، از این روسازی میتوان در شانه جادهها، مسیرهای عبور عابرپیاده، گردشگاهها، پارکها و پارکینگها و مکانهای با حجم ترافیک کم استفاده نمود.

بهسازی و بهبود عملکرد لرزهای سیستمهای سازه ای یکی از مهمترین روشها برای کاهش تلفات احتمالی جانی و مالی ناشی از زلزله می باشد. دیوار برشی مرکب یکی از سیستمهای باربر جانبی است که در آن از ترکیب رفتار مناسب فشاری بتن و کششی آرماتور به همراه مقاومت و شکل پذیری مقطع فولادی به منظور حصول عملکرد بهتر و اقتصادی تر نسبت به سازه های رایج صرفاً فولادی یا بتنی مسلح استفاده می شود. در این تحقیق به معرفی و شناخت دیوار برشی مرکب شامل مقاطع فولادی در ناحیه مرزی دیوار برشی و مقایسه آن با دیوار برشی مسلح پرداخته شده است و با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود Abaqus، رفتار این نوع سیستم لرزه ای تحت اثر نیروهای ثقلی و جانبی، مبتنی بر رفتار غیرخطی مصالح مورد بررسی قرار می گیرد، در این تحلیل از آنالیز غیرخطی (push over) استفاده شده است. بر اساس نتایج حاصله از این تحقیق وجود مقطع فولادی در دیوار باعث افزایش باربری جانبی و شکل پذیری دیوار می شود.

مساله کاهش آسیب پذیری ساختمان ها و شریان های حیاتی در برابر زلزله را می توان یکی از چالش های دهه اخیر در کشور دانست. در حقیقت امروزه تنها در صورت بروز فجایعی مهیب و ویرانگر همچون زلزله در کلان شهرها می توان ابعاد ارزشمند این مساله را درک کرد. از آنجائیکه اکثر سازه های موجود در کشور ایران در برابر زلزله مقاوم نیستند و بیشتر این سازه ها زلزله مهمی را تجربه نکرده اند نیازمند مقاوم سازی هستند. همچنین اکثر ساختمان های بنا شده در کشورمان به علت ضعف های اجرایی، طراحی و تغییر در آئین نامه های بارگذاری خصوصا استاندارد 2800، آسیب پذیر تشخیص داده می شوند. در این تحقیق یک مدل سازه ای بتنی 5 طبقه با سیستم قاب خمشی، با ویرایش دوم استاندارد 2800 طراحی شده است و تحت ویرایش چهارم استاندارد 2800 مورد ارزیابی قرار گرفته و سطح عملکرد آن بر مبنای دستورالعمل بهسازی لرزه ای محاسبه شده است. با توجه به نتایج، ساختمان ضعیف بوده و با شش روش مقاوم سازی می شود. روش های مقاوم سازی عبارتند از: استفاده از دیوار برشی بتنی، مهاربند هم محور فولادی، میانقاب بنایی مسلح، مهاربند فولادی کمانش تاب، میراگر ویسکوز و میراگر جرمی. طبق نتایج در مدل های مقاوم سازی شده تغییرمکان بام کاهش یافته و سطح عملکرد به ایمنی جانی رسیده است.