مهندسی سازه و ساخت
سال:1398 | دوره:6 | شماره:4 (پیاپی 29) |تعداد مقالات:15

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

مشاهده ساختمان های آسیب دیده در برابر زلزله نشان داده است که تحت بارهای لرزه ای، اتصالات تیر به ستون آسیب پذیرترین المان سازه ای بوده و نسبت به سایر اعضای سازه ای به توجهات خاص در طرح و اجرا نیاز دارد. از آنجایی که در سازه های با اتصالات تیر فولادی-ستون بتن آرمه1 (RCS) از دو نوع مصالح مختلف در چشمه اتصالات استفاده می شود، لذا جزییات اتصال این نوع سازه ها می تواند نقشی اساسی در عملکرد کلی اتصال داشته باشد. بطور کلی اتصالات سازه های RCS به دو دسته تقسیم می شوند: اتصال نوع تیر پیوسته و اتصال نوع ستون پیوسته. هدف از این مقاله تمرکز برروی چشمه اتصالات RCS از نوع ستون پیوسته و مقایسه عملکرد و تاثیر سخت کننده های موازی و قطری با یکدیگر درخصوص نحوه توزیع تنش-کرنش و خرابی بتن ناشی از بارگذاری چرخه ای در چشمه اتصال می باشد. برای این منظور اتصالات RCS ستون گوشه با جزییات مختلف در چشمه اتصال، با استفاده از نرم افزار آباکوس2 مدل سازی شده و مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج حاصل از تحلیل المان محدود نشان داد که به طور کلی سخت کننده های موازی اثر محصور کنندگی بهتری از خود نشان می دهند، لکن عملکرد سخت کننده های قطری از لحاظ مقاومت و شکل گیری مفصل پلاستیک در اتصال بهتر می باشد. همچنین نتایج نشان داد که افزایش ضخامت سخت کننده باعث بهبود رفتار چشمه اتصال شده و اندیس خرابی آن را کاهش می دهد. همچنین افزایش ضخامت کاورپلیت عملکرد اتصالات را از لحاظ مقاومت و شکل گیری مفصل پلاستیک بهبود می بخشد.

هدف از این مقاله بررسی رفتار خطوط لوله پیوسته گذر کننده از دو خاک با جنس و سختی متفاوت تحت اثر تغییر مکان های زمانی یک زلزله یکسان می باشد. شاخص های تنش و جابجایی به ازای زاویه های مختلف بین خط لوله و مرز بین دو لایه ی خاک بررسی شده است. بدین منظور از نرم افزار آباکوس استفاده گردید و لوله با المان پوسته ای و خاک اطراف آن به صورت توده پیوسته مدل سازی شد. مقدار تنش و جابجایی در طول تقاطع و به ازای زاویه های تقاطع مختلف خاک و لوله و نسبت مدول یانگ متفاوت خاک ها به دست آورده شد. نتایج نشان می دهند که بیش ترین تنش در طول لوله در گره به فاصله مشخصی قبل از مرز و در خاک سخت تر ایجاد می شود. هم چنین با افزایش زاویه تقاطع لوله با مرز بین دو لایه، مقدار جابجایی بیشتر شده و مقدار تنش تا زاویه 30 درجه افزایش و سپس کاهش می یابد. کاهش نسبت مدول یانگ نیز باعث افزایش تنش در قبل و بعد از محل تقاطع می گردد. با تغییر ضخامت لوله، جابجایی و تنش در لوله و خاک لایه ای اطراف آن دستخوش تغییرات قابل ملاحظه ای می گردد به طوری که با کاهش ضخامت لوله از 20 به 15 میلی متر (کاهش 33%) تنش حدودا 15 درصد افزایش می یابد. شرایط خاک نرم (خاک دو لایه با جنس خاک نرم) در هر شرایطی منجر به افزایش ظرفیت تغییر شکل و پاسخ لوله می گردد.

ترمیم سازه های فولادی به روش صا ف کاری حرارتی قدمت طولانی دارد اما مطالعاتی در این زمینه در داخل کشور گزارش نشده است. ماهیت فیزیکی این فرآیند، حرارتی-مکانیکی است و اکثر مطالعات صورت گرفته نیز شامل بررسی تجربی اعوجاج ها و تغییر شکل های مکانیکی سازه ها و ترمیم به کمک ابزارهای تسریع کننده مانند جک های هیدرولیک بوده است. در این تحقیق، به تحلیل حرارتی و سازه ای این فرآیند روی یک تیر فولادی با مقطع I-شکل بدون اعمال بار خارجی پرداخته شد. مشعل اکسی استیلن به عنوان منبع حرارت، مد نظر بوده و از مدل شار حرارت نرمال گوسی برای مدل سازی شار حرارت ورودی از شعله به تیر استفاده شد. تحلیل انتقال حرارت گذرای سه بعدی و تغییر شکل های سازه ای به روش المان محدود در نرم افزار ANSYS، انجام گرفت و نتایج حاصل از تغییر شکل های حرارتی بر اساس میزان دوران پلاستیک در تیر بررسی شدند. همچنین نقش متغیرهای موثری مانند شرایط تکیه گاهی، سرعت مشعل در نواحی مختلف گرمایش، ابعاد منطقه گرم کاری و مسیر حرکت مشعل روی بال فوقانی تیر مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج شبیه سازی های عددی انجام گرفته در مقایسه با داده های تجربی موجود، همخوانی کیفی معقولی داشتند و به واسطه عدم اعمال نیروی خارجی، سهم حرارت در میزان تغییر شکل نهایی تیر تبیین گردید.

با توجه به اهمیت ضریب بزرگنمایی تغییرمکان Cd در طراحی سازه ها و عدم درنظر گرفتن اثرات اندرکنش سازه-خاک-سازه در پاسخ سازه ها، این مقاله اثرات مهم ترین پارامترهای تاثیرگذار بر این ضریب، در سامانه سازه-خاک-سازه را بررسی کرده است. پارامترهای کلیدی شامل دوره تناوب سازه اصلی (T1) و مجاور (T2)، فاصله سازه ها (d) و نوع خاک هستند. هدف از این پژوهش، اصلاح ضریب Cd در قاب های فولادی ویژه تحت اثر اندرکنش سازه-خاک-سازه، بدون مدل سازی سازه مجاور است. برای این منظور 6 سازه 2 تا 15طبقه واقع بر دو نوع خاک رسی به صورت دوتایی در سه فاصله صفر، 10 و 25 متری با استفاده از روش مستقیم به صورت غیرخطی مدل و با استفاده از روش تاریخچه زمانی غیرخطی تحلیل شده اند. بر اساس نتایج این کار، تکیه گاه نرم منجر به ایجاد طبقه نرم به دلیل افزایش شدید دریفت طبقه اول نسبت به حالت تکیه گاه ثابت می شود که حداقل این نسبت 1/1 و حداکثر آن 61/3 است؛ به طوری که با افزایش T1 و T2 مقدار این نسبت بیشتر می گردد. از طرفی برای سازه های اصلی با T1 در محدوده 7/0 تا 5/1 برابر دوره تناوب خاک، دریفت سازه دچار تشدید می شود. در نهایت با استفاده از نتایج کار و تحلیل رگرسیون، بر مبنای طیف پاسخ دریفت سازه ها روابطی جهت اصلاح ضریب Cd ارایه شده است. بر اساس رابطه به دست آمده، برای طراحی سازه بایستی مقادیر دریفت به خصوص دریفت طبقه اول افزایش یابد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این پژوهش به بررسی چگونگی و امکان سنجی جایگزینی سیمان تیپ 2 پوزولانی اردبیل به جای سیمان تیپ 2 صوفیان از دیدگاه مقاومت فشاری در پروژه های سدسازی پرداخته شده است. آزمایش بر روی نمونه های شاهد نشان می دهد که امکان استفاده از سیمان پوزولانی اردبیل به تنهایی در پروژه های بتن ریزی سازه ای امکان پذیر نمی باشد و برای نیل به این هدف نیازمند اندیشیدن تمهیداتی هستیم که در میان مشخصات مکانیکی مقاومت فشاری بتن های ساخته شده با سیمان تیپ 2 پزولانی اردبیل شاهد افت شدیدی می باشد. از مهمترین اولویت های استفاده از مواد افزودنی در دسترس بودن مصالح در کنار بحث های اقتصادی است. بدین منظور در این پژوهش از چهار ماده افزودنی جایگزین سیمان استفاده شده است که عبارتند از: پودر سنگ، نرمه ماسه، میکروسیلیس و خاکستر بادی. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که خاکستر بادی در دراز مدت مقاومت فشاری بتن را افزایش داده و در روزهای نخست مقاومت فشاری را کاهش می دهد. میکروسیلیس برای 8 و 11% از ابتدا مقاومت را افزایش می دهد ولی برای درصد جایگزینی 5 منجر به کاهش مقاومت فشاری بتن می گردد. نرمه ماسه نیز باعث کاهش جزیی مقاومت فشاری می گردد؛ و در نهایت جایگزینی پودر سنگ در دراز مدت منجر به افزایش مقاومت فشاری بتن می گردد.

بخش خصوصی اهمیت بسزایی در توسعه و عمران شهرها داشته و دولت ها مشوق این بخش در اجرای پروژه های عمرانی هستند. روش BOT از روش هایی است که مشارکت بخش خصوصی را در توسعه زیربنایی دولت افزایش می دهد. امروزه توجه به تامین مالی پروژه های شهری و رویکردهای جدید تامین مالی از جمله روش BOT در اکثر شهرهای بزرگ کشور و خصوصا شهر تهران یک ضرورت بشمار می رود. اما لازمه استفاده از روش BOT، پرداختن و شناخت همه ابعاد و مسایل پیش روی این روش اجرایی است. در بسیاری موارد عدم انجام پروژه ها در موعد مقرر، به علت عدم مدیریت صحیح پروژه بوده که آن هم از عدم شناخت کافی نسبت به ریسک های موجود در این پروژه ها ناشی می شود. بنابراین ارزیابی و اولویت بندی ریسک ها در پروژه هایی که به روش BOT انجام می شوند، به ویژه زمانی که تعداد عوامل ریسک زا افزایش می یابد، به عنوان بخشی مهم از فرآیند پیچیده مدیریت ریسک محسوب می شود. در این تحقیق از روش معادلات ساختاری و مدل یکپارچه فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی و روش تاپسیس فازی برای ارزیابی و اولویت بندی ریسک های موجود در پروژه های عمرانی شهرداری تهران که در قالب روش قراردادی BOT اجرا می شوند، پرداخته می شود. از معادلات ساختاری برای سنجش اعتبار ریسک های شناسایی شده استفاده می شود. از روش AHP فازی برای تعیین وزن معیارهای ارزیابی ریسک و از روش تاپسیس فازی برای ارزیابی و اولویت بندی ریسک های پروژه های BOT استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که ریسک نوسانات قیمت مواد اولیه، ریسک افزایش نرخ تورم، ریسک نوسانات نرخ ارز و ریسک عدم کاربرد تکنیک ها و دانش مدیریت پروژه به عنوان مهم ترین ریسک ها در پروژه های BOT می باشند.

در ساختمان ها از سیستم های باربر جانبی مختلفی برای مقابله با نیروی های جانبی وارد بر ساختمان استفاده می شود که از آن جمله می توان به مهاربندی های همگرا اشاره کرد. کاربرد قا ب های مهاربندی همگرای فولادی به دلیل سختی جانبی و سایر مزایای آن با استقبال روبرو است. مطابق آیین نامه ها باید راستای محور ورق اتصالات از تلاقی تار خنثی تیر و ستون عبور کند. اما در بسیاری، موارد خروج از مرکزیت صفحه در محل اتصال ورق بادبند به تیر در قاب های مهاربندی شده همگرا مشاهده شده است. از این رو در این مقاله به بررسی تاثیر خروج از مرکزیت بر رفتار قاب مهاربندی شده همگرا شامل خروج از مرکزیت داخل و خارج صفحه ورق اتصال به روش اجزای محدود پرداخته شده است تا مشخص گردد که عدم رعایت ضوابط آیین نامه ای تا چه میزان در عملکرد سازه خلل وارد می کند. به این منظور، یازده مدل برای تعیین حاشیه اطمینان برای عدم رعایت قوانین آیین نامه در قاب های دارای خروج از مرکزیت با استفاده از نرم افزار آباکوس مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داده که تاثیر خروج از مرکزیت داخل صفحه به مراتب نامطلوب تر از خروج از مرکزیت خارج صفحه بوده و حاشیه اطمینان کمی برای عدم رعایت قوانین آیین نامه وجود دارد.

امروزه با گسترش جمعیت و صنعت، جمع آوری و ذخیره سازی مایعات بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. دخیره مایعات نفتی و شیمیایی ازجمله مواردی هستند که نگهداری آنها نیاز به دقت فراوانی دارد. یکی از سازه های مهم و پرکاربرد جهت ذخیره سازی مایعات در صنعت نفت مخازن فلزی استوانه ایی روزمینی می باشد. اما با توجه به آسیب های عمده ایی که بر اینگونه مخازن در زلزله های گذشته وارد آمده؛ محققین را وادار به درک و پیش بینی بهتری از رفتار لرزه ایی آنها نموده است. از این رو دراین پژوهش به بررسی یکی از آسیب های محتمل برمخازن (پدیده کمانش) تحت بارهای لرزه ای؛ زلزله های بم، گلباف، فیروزآباد، بجنورد، منجیل، طبس و سرعین با در نظرگرفتن اندرکنش سازه و سیال پرداخته شده است. مخازن مورد مطالعه با نسبت های ارتفاع به قطر 5/0، 0/1، 5/1 و 2 با ضخامت پوسته ثابت و متغییر، درحالت پر، انتخاب شده و روش تحلیل، آنالیز دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی بوده که توسط نرم افزار اجزاء محدود آباکوس انجام شده است. مقایسه نتایج با آیین نامه API-650، آیین نامه لرزه ایی سازه های صنعت نفت ایران و نیروهای بدست آمده ازتحلیل نشان می دهند افزایش قطر و ارتفاع، هر دو پارامتر موثری درافزایش خطر کمانش الاستوپلاستیک می باشند. همچنین افزایش نسبت ارتفاع به قطر باعث کاهش خطر کمانش الاستوپلاستیک شده و با افزایش مقدار ضخامت پوسته احتمال رخ دادن پدیده کمانش الاستوپلاستیک بسیار کم می شود و طراحی مخازن با آیین نامه های مذکور روش مطمینی برای جلوگیری از کمانش نمی باشد.

با تغییر هندسه مقطع شمع یا مخروطی کردن شمع ها، می توان بدون افزایش حجم مصالح مصرفی، به ظرفیت باربری بیشتری دست یافت. شمع های مخروطی که دارای سطح مقطع بزرگتری نسبت به قسمت انتهایی شمع هستند، از نظر ظرفیت باربری، عملکرد لرزه ای و همچنین توزیع بهتر مصالح در طول شمع بسیار کارآمدتر از شمع های استوانه ای می باشند. شمع های نیمه مخروطی که فقط قسمت بالایی آن به صورت مخروطی می باشد، از عملکرد و سهولت اجرایی بهتری نسبت به دو نوع قبلی (مخروطی و استوانه ای) برخوردار هستند هدف از انجام این تحقیق تعیین میزان افزایش ظرفیت باربری شمع های مخروطی و نیمه مخروطی نسبت به شمع های استوانه ای هم حجم می باشد. . در این پژوهش آنالیز عددی به روش اجزای محدود (نرم افزار Plaxis 2D) به منظور بررسی اثر تغییر زاویه نوک شمع و ارتفاع مخروطی شمع در خصوص تعیین ظرفیت باربری محوری آنها نسبت به شمع های استوانه ای هم حجم در ماسه پرداخته شده است. همچنین ظرفیت باربری شمع های نیمه مخروطی که از نظر محققان دور مانده است نیز در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. آنالیزها برای شمع های با طول مختلف انجام شده است. مقایسه مقادیر ظرفیت باربری نهایی به دست آمده از نمودار بار-نشست شمع ها، حاکی از ظرفیت باربری بیشتر شمع های مخروطی و به خصوص نیمه مخروطی نسبت به شمع های استوانه ای داشته است. همچنین مشاهده شد که افزایش ظرفیت باربری، بیشتر در شمع های با طول کوتاه اتفاق می افتد.

انتخاب روش های ساخت، نحوه تخصیص منابع اهمیت زیادی در کنترل پروژه دارد. مسیله زمان بندی پروژه با منابع محدود در چندین حالت اجرایی (MRCPSP) موضوعی مطرح در مدیریت پروژه است. توسعه مدل فوق برای پروژه های ساخت، به دلیل وجود فضای غیرقطعی، امری مهم به نظر می رسد. برای نمایش عدم قطعیت مدت زمان انجام فعالیت ها و تاخیر بین آن ها، از منطق فازی استفاده شده است. در این مقاله به بررسی این مسیله پرداخته و با ارایه یک الگوریتم هوشمند ترکیب شده از مجموعه های فازی و الگوریتم ژنتیک (GA)، زمان بندی صورت گرفته است. مسیله MRCPSP فازی را می توان زمان بندی مجموعه ای از فعالیت ها باهدف یافتن یک روش اجرایی و توالی زمانی مناسب برای انجام فعالیت ها در نظر گرفت؛ به طوری که محدودیت های منابع (منابع تجدید پذیر و منابع تجدید ناپذیر) و نیز محدودیت های پیش نیازی به طور هم زمان ارضا گردند و زمان تکمیل پروژه کمینه شود. در گام اول مسیله مذکور مدل سازی ریاضی می شود و سپس، اقدام به کدنویسی مدل مسیله با استفاده از الگوریتم فراابتکاری GA در نرم افزار Matlab و حل مدل ریاضی مسیله می شود. نتایج حاصل از پیاده سازی این الگوریتم بر روی مسایل استاندارد سایت PSPLIB، در مقایسه با نرم افزار GAMS، حاکی از عملکرد موفق الگوریتم GA تلفیق شده با مجموعه های فازی است. رویکرد بکار گرفته شده در این پژوهش می تواند به سادگی قابل استفاده توسط مدیران و برنامه ریزان پروژه باشد. این امر موجب جلوگیری از خطاهای انسانی مسیول کنترل پروژه در تسطیح منابع می شود و راهی به سوی زمان بندی بهینه پروژه است.

با توجه به امکان استفاده از بتن خودتراکم-به علت عدم نیاز این نوع بتن به تراکم و جاری شدن تحت وزن خود-در شرایطی که تراکم به سختی قابل انجام است، این نوع بتن گزینه بسیار مناسبی برای استفاده به عنوان لایه تعمیری در سازه های بتنی و ترمیم و مرمت آنها است. در این میان کیفیت چسبندگی این لایه به بتن بستر از مهمترین عوامل دوام و عملکرد مناسب عملیات تعمیر انجام شده می باشد. بر این اساس در این مطالعه به بررسی چند عامل تاثیر گذار بر چسبندگی بین دولایه یعنی حجم خمیره، نسبت آب به مصالح سیمانی و مقدار الیاف و تاثیر آنها اولا بر ویژگی های ریولوژیکی بتن خود تراکم تعمیری و دوم بر ویژگی های مکانیکی این بتن شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته و جمع شدگی آن و سوم بر کیفیت چسبندگی بین این بتن و بتن بستر پرداخته شده است. به منظور تعیین چسبندگی بین دو لایه بتنی از روش های پول-آف، پوش-اوت و منشور شکافت بهره گرفته شده است. نتایج نشان دادند که به دلیل تاثیر زیاد مقدار جمع شدگی بر چسبندگی دو لایه، عوامل کاهش جمع شدگی یعنی کاهش حجم خمیره، کاهش نسبت آب به مصالح سیمانی و وجود الیاف، منجر به افزایش چسبندگی می شوند. در این ارتباط مقدار دقیق تاثیر هر یک از این پارامترها بر مقدار چسبندگی دو لایه و نیز مقدار بهینه هر یک تعیین گردید. همچنین ارتباط بین روش های مختلف تعیین چسبندگی دو لایه و مقدار کارامدی و دقت هر یک به دست آمد.

جداسازی ساختمان ها از ارتعاشات زمین روش جدیدی است که در چند دهه اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته و تنها راه عملی کاهش هم زمان تغییر مکان بین طبقه ای و شتاب های طبقات می باشد. در این روش با افزایش زمان تناوب و میرایی سازه در تراز جداسازی شده، انرژی ناشی از نیروی زلزله به سازه کاهش می یابد. از طرفی زلزله های اخیر از جمله زلزله مخرب بم دارای مولفه های افقی و عمودی بوده است که بسته به زمان شروع مولفه های قایم یا افقی و یا ترکیب آن ها، تخریب بیشتر سازه ها را در پی داشته است. این موضوع اهمیت بررسی مولفه قایم زلزله را علاوه بر مولفه افقی نمایان می سازد. با توجه به موارد عنوان شده، هدف اصلی این تحقیق بررسی رفتار سازه های لغزشی نامتقارن با جداگر های مختلف تحت اثر مولفه ی افقی و ترکیب مولفه های افقی و قایم زلزله با در نظر گرفتن اثرات اندرکنش خاک و سازه می باشد. جهت دستیابی به هدف اصلی تحقیق، ریز اهدافی مانند بررسی تاثیر مشخصات جداسازها و تاثیر ترکیب مولفه های افقی و قایم زلزله بر پاسخ لرزه ای سازه مورد مطالعه مورد توجه قرار گرفتند. برای این منظور، سازه های یک، پنج و ده طبقه نامنظم (میزان نامنظمی 40%) با جداگرهای لرزه ای R-FBI، LRB و P-F واقع بر روی خاک تیپ IV در نظر گرفته شده است جهت حصول نتایج تحقیق از روش عددی اجزا محدود با مدل سازی مصالح در ناحیه غیرخطی و انجام آنالیز دینامیکی صریح بهره گرفته شده است. نتایج تحقیق نشان دادند که با افزایش تعداد طبقات عملکرد جداگر لرزه ای R-FBI بهتر از سایر جداگر های LRB و P-F است. هم چنین نتایج این تحقیق نشان می دهد که اثر هم زمان مولفه های افقی و قایم بر سازه 1 و 10 طبقه چشم گیر است.

بتن به عنوان یک ماده ی ساختمانی عملکردی ضعیفی در کشش داشته و این مساله باعث وقوع ترک و خزش می شود. با گذشت زمان و افزایش تنش ها، ترک ها زیاد شده و در عمق بتن نفوذ می کنند. به همین جهت از الیاف فولادی جهت جلوگیری از رشد بیش از حد ترک ها استفاده می شود. استفاده از الیاف یا مواد بازیافتی در بتن، باعث بهبود مقاومت، شکل پذیری و دوام بتن می شود. لذا یکی از پیشنهادات بمنظور بهبود خواص مکانیکی بتن، استفاده از الیاف و مصالح جایگزین نظیر فنر فلزی بازیافتی است. در این مقاله به مطالعه ی آزمایشگاهی عملکرد بتن های حاوی الیاف فولادی و پلی پروپیلن و فنرهای فلزی بازیافتی با بکار بردن درصدهای حجمی 2/0، 4/0، 6/0 و 8/0 درصد پرداخته شد. بدین منظور تعدادی نمونه ی استوانه ای و منشوری جهت انجام آزمایشات مقاومت فشاری، کششی و خمشی ساخته و در سن 28 روزه مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که استفاده از فنر فلزی بازیافتی در بتن، عملکرد مطلوب تری نسبت به سایر الیاف ها در کنترل ترک های ناشی از کشش دارد. همچنین در درصدهای کم، استفاده از فنر بهبود بیشتری در خصوصیات مکانیکی بتن دارد. همچنین الیاف پلی پروپیلن و فنر فلزی تا 2 برابر طاقت خمشی بتن را افزایش داده، که این مقدار برای استفاده از الیاف فولادی به 13 برابر می رسد.