علوم و مهندسی زلزله
سال:1396 | دوره:14 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

امروزه در اکثر نقاط دنیا تحول عظیمی در تکنولوژی بتن برای دستیابی به بتن های با مقاومت بالا پدید آمده است. کاربرد پوزولانها و افزودنی ها در بتن برای دستیابی به بتن های با مقاومت بالا و با دوام، چند سال است که در صنعت بتن جا باز نموده است. ریزی نسبی بسیار زیاد پوزولان ها و ایجاد واکنش با هیدروکسید کلسیم موجود در سیمان، این ماده سبب کاهش تخلخل و نفوذپذیری و افزایش دوام و مقاومت در بتنها شده است. در این تحقیق نقش پودر پوسته تخم مرغ و تاثیر آن بر خواص مکانیکی و پایایی بتن و رسیدن به درصد بهینه استفاده ازپوسته تخم مرغ جهت کسب مقاومت بالا و دوام مناسب مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق تستهای آزمایشگاهی که شامل بررسی درصد جذب آب، وزن مخصوص بتن، تست مقاومت الکتریکی (که نشان دهنده میزان خوردگی و نفوذپذیریست) و تست مقاومت فشاری بر روی نمونه هایی با 0، 10 و 20 درصد وزنی پوسته تخم مرغ جایگزین سیمان در شرایط سنی 3، 7 و 28 روزه بر روی نمونه 15*15*15 سانتیمتری ساخته شده صورت پذیرفته است. نتایج بدست آمده آزمایشات نسبت به بتن شاهد نشانگر آن بوده که افزودن 10 درصد پودر پوسته تخم مرغ جایگزین سیمان، با کاهش 12 درصدی اسلامپ، افزایش 1 درصدی مقاومت فشاری، کاهش 21 درصدی جذب آب، افزایش 2 درصدی وزن مخصوص بتن و افزایش 90 درصدی مقاومت الکتریکی بتن گردیده و همچنین با افزودن 20 درصد پوسته تخم مرغ جایگزین سیمان، با کاهش 24 درصدی اسلامپ، کاهش 17 درصدی مقاومت فشاری، افزایش 4 درصدی جذب آب، افزایش 1 درصدی وزن مخصوص بتن وافزایش 90 درصدی مقاومت الکتریکی بتن گردیده است. از نتایج این تحقیق می توان عنوان کرد که استفاده از پوسته تخم مرغ جایگزین نسبت مناسبی از سیمان، از نظر کیفی وحفظ محیط زیست باشد.

بتن با کارایی بسیار بالا که در ایران به عنوان بتن های توانمند یا فوق توانمند نیز شناخته می شوند دارای طرح اختلاط شامل آب، میکروسیلیس، الیاف فلزی، سیمان، ماسه ریزدانه، فوق روان کننده و پودر سنگ هایی مانند کوارتز می باشد که در این تحقیق با استفاده از مصالح محلی و بومی کشور ایران ساخته شده و افزایش مقاومت فشاری آن مورد به مرور زمان مورد بررسی قرار گرفته است. در ساخت این نوع بتن از آب به سیمان پایین استفاده می شود که در نتیجه به مخلوط هایی با چگالی بالا و مقاومت فشاری بالا (بیش از 130 مگاپاسکال) دست یافته می شود. افزودن الیاف فولادی جهت بهبود رفتار کششی و همچنین رفتار پس از ترک بتن می باشد. در این راستا الیاف برای پل زدن و بستن ترکها در مراحل مختلف شروع تا رشد ترک و همچنین استفاده از میکروسیلیس با انرژی سطحی و واکنش پذیری بالا می تواند مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، 112 نمونه مکعبی در ابعاد 10×10×10 سانت بتن توانمند با درصدهای مختلف الیاف فولادی ساخته شده و مورد ارزیابی قرار گرفته اند. از نمونه های مکعبی در سنین مختلف آزمایش تعیین مقاومت بعمل آمده است. نتایج نشان دادند که با افزایش درصد الیاف مقاومت فشاری نمونه ها افزایش می یابند ولی افزایش بیش از 6 درصد آن، کارایی آن را بشدت پایین آورده و ساخت این نوع بتن ها را با مشکل اجرایی مواجه می کند و همچنین نمونه های ساخته شده با این نوع بتن در حدود سن 18 روزه به 90 درصد مقاومت نهایی خود رسیدند.

انتخاب نوع سامانه مقاوم در برابر نیروهای جانبی بستگی به ترکیب بارگذاری، چگونگی رفتار سازه، نحوه هدایت بارهای ثقلی به پایه و طرح معماری دارد. به علاوه انتخاب نوع سامانه مقاوم در برابر بارهای جانبی علاوه بر موارد فوق بستگی به ابعاد هندسی سازه محدودیت های آیین نامه ای، مقدار نیروی جانبی، حداکثر تغییرمکان و غیره دارد. امروزه استفاده از قاب های دوگانه بتنی، در بسیاری از سازه های مدرن از جمله ساختمان های بلند مرتبه و مقاوم سازی ساختمان ها بسیار متداول شده است. در این تحقیق به بررسی قاب های بتن مسلح دارای بادبند X شکل فولادی و بادبند X شکل بتن مسلح مقاوم سازی شده با الیاف پلیمری تحت اثر بارگذاری لرزه ای پرداخته شده است. در ابتدا قاب بتن مسلح در 3 حالت قاب خمشی بتن مسلح، قاب خمشی بتن مسلح بهمراه بادبند X شکل بتنی و قاب خمشی بتن مسلح بهمراه بادبند X شکل فولادی که قبلا توسط حداد و همکاران (2015) آزمایش شده بود در نرم افزار اجزای محدود آباکوس مدل سازی و تحلیل شد و نتایج حاصل از تحلیل عددی و مطالعه آزمایشگاهی با هم مقایسه شدند. نتایج حاصله تطابق نسبتا خوبی با هم داشتند. در نهایت پس از صحت سنجی نرم افزار اجزای آباکوس به بررسی نحوه مناسب آرایش مقاوم سازی با الیاف پلیمری کربن پرداخته و نمودارهای هیسترزیس بار-جابجایی، پوش بار-جابجایی و بار نهایی برای نمونه های پیشنهادی با یکدیگر مقایسه گردید.

ژئوگرید به عنوان مسلح کننده در عصر حاضر می تواند مشکلاتی را که احداث سازه های سنگین و خاکریزها روی خاک های ضعیف دارند، بدون نیاز به شمع کوبی و یا عملیات خاکبرداری یا خاکریز حل نماید. این عمل با قرارگیری لایه های ژئوگرید بر روی خاک سست و لابه لای آن در فواصل مناسبی که سطوح گسیختگی را قطع می نماید میسر می گردد. در این مقاله با در دست داشتن داده های ژئوتکنیکی خاک ضعیف منطقه کوی فرشته واقع در شهر تبریز از ژئوگرید نوع دو طرفه که به صورت گسترده و موازی در زیر پی در فواصل یک متر از هم دیگر و بیرون زدگی های صفر، یک، دو، سه و چهار متر از کناره پی استفاده گردیده است و در مدل نرم افزاری پلکسیس دو بعدی مورد تحلیل استاتیکی و دینامیکی قرار گرفته است و رفتار آن ها با یکدیگر مقایسه شده است. بر اساس نتایج حاصله احداث ژئوگرید دو لایه با بیرون زدگی سه متر از کناره پی در مدت زمان سی روز نشستی برابر 4.30 سانتی متر را شاهد بوده است که کم ترین میزان را در مقایسه با لایه بندی های دیگر داشته است که در این حالت می تواند کمک به سزایی در جلوگیری از نشست های درازمدت ایفا کند. این موضوع و نتایج زمانی کاربرد خواهد داشت که زمین از طرف سازه های مسکونی مجاور تا شعاع سه متری محدودیتی نداشته باشد.

در مقاله حاضر یک روش نوین مدلسازی و شناسایی ترک در سازه های تیری ارائه شده است. برای مدلسازی ترک، یک روش اجزاء محدود ارائه شده است که برای بررسی دقت مدل ارائه شده اقدام به مدسازی ترک در یک تیر دو سر مفصل گردیده و فرکانسها و تغییر مکان های مربوطه با کارهای پیشین مقایسه شده است. در بخش دیگری از مطالعه انجام شده یک روش ترکیبی دو مرحله ای برای شناسایی ترک معرفی شده است. در مرحله اول از قابلیت های ماشین یادگیری کرانه ای برای تشخیص اولیه ترک استفاده شده است که فرکانس های سه مود اول و شکل مودی مود اول سازه به عنوان ورودی ماشین و وضعیت ترک در الملنهای مختلف سازه ای به عنوان خروجی ماشین خواهند بود. خروجی های ماشین در مرحله اول به عنوان جمعیت اولیه در مساله بهینه یابی مرحله دوم بکار رفته است. در مرحله دوم از دو تابع هدف مربوط به فرکانسهای سه مود اول و شکل مودی مود اول استفاده شده است که از الگوریتم چند هدفه ازدحام ذرات برای حل این مساله بهینه یابی استفاده شده است. برای بررسی عملکرد روش پیشنهادی تیر دو سر مفصل و تیر کنسولی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده بیانگر کارایی روش پیشنهادی جهت شناسایی ترک در تیرها می باشد.

مطالعات گسترده ای که پس از این زلزله نورثریج انجام شد، نشان داد که فاکتورهای متعددی در بروز این شکست موثر بوده اند. تمرکز تنش بالا در جوش های بال و آسیب پذیری اتصال در برابر نیاز شکل پذیری بالا دو عامل اصلی بروز این گسیختگی تشخیص داده شدند. راه منطقی برای حل این مشکل کاهش دادن نیاز شکل پذیری در نواحی جوش شده و پایین آوردن تراز تمرکز تنش در آن هاست. روش های اصلاحی متعددی برای ساخت و ساز بعد از زلزله نورثریج و نیز مقاوم سازی سازه های فولادی گیردار موجود پیشنهاد شد. یکی از این روش ها پیکربندی تیر کاهش یافته است. در این تحقیق بعد از اطمینان از نتایج مدل سازی با استفاده از نرم افزار اباکوس، به مدل سازی 9 نمونه اتصال تیر با بال کاهش یافته به ستون صلیبی در سه گروه مدل سازی شده است. نتایج حاصل شده از این تحقیق به این شرح می باشد: کاستن از طول پیوند بیشترین اثر نیروی برشی را بر عملکرد غیر الاستیک دارد. مکانیزم تسلیم برشی پیوند کوتاه تر بهتر از مکانیزم تسلیم خمشی پیوندهای بلند است و دلیل اصلی آن این است که در پیوندهای برشی، نیروهای برشی در تمام طول پیوند ثابت است لذا کرنش های غیر الاستیک به طور یکنواخت در طول پیوند توزیع خواهند شد. همچنین در نمونه با فاصله مقطع پیوند 0.6b که دارای ضعیف ترین عملکرد بوده است در سیکل های ابتدایی (سیکل سوم) افت مقاومت شروع شده است. به طوری که مقدار جذب انرژی پایینی نسبت به سایر نمونه ها دارد. نمونه بدون مقطع کاهش یافته با جذب انرژی 9272 کیلونیوتن در متر نسبت به نمونه با فاصله b 0.75 و b 0.6 به ترتیب 5.11 درصد و 6.66 درصد دارای جذب انرژی و قابلیت استهلاک بیشتری نسبت به سایر نمونه ها می باشد. در نمونه با شکل هندسی استخوانی در سیکل های ابتدایی (سیکل سوم) افت مقاومت شروع شده است. به طوری که مقدار جذب انرژی پایینی نسبت به سایر نمونه ها دارد. نمونه با مقطع دایره ای با جذب انرژی 8875 کیلونیوتن در متر نسبت به نمونه با شکل هندسی استخوانی و بیضی به ترتیب 18.6 درصد و 1.54 درصد دارای جذب انرژی و قابلیت استهلاک بیشتری نسبت به سایر نمونه ها می باشد.