رویکردهای نوین در مهندسی عمران
سال:1399 | دوره:4 | شماره:4 |تعداد مقالات:5

این تحقیق به بررسی نوع، ضخامت و نحوه شبکه بندی و قرارگیری صفحات FRP با دال بتنی یک طرفه دارای بازشو می پردازد. شکست های برشی و خمشی، دو حالت عمده شکست در اعضای بتنی می باشد. یکی از راه های تقویت اعضای سازه ای استفاده از صفحات پلیمری می باشد که به دلیل ضخامت کم و تاثیر خوب و قیمت متعادل مورد استفاده قرار می گیرد. در این مطالعه، 9 نمونه دال تقویت شده یک طرفه با کامپوزیت های تقویتی (FRP) به صورت تکی، دوبل و محل قرار گیری مختلف مدل سازی و نتایج بررسی شده، که از این مقدار 2 نمونه به صورت تک، 3 نمونه به صورت دوبل و 3 مورد با شبکه بندی مختلف می باشد که در انتها به مقایسه هریک از آنها پرداخته می شود. دال بتنی مسلح با ابعاد 3400 میلیمتر طول، 2500 میلیمتر عرض و 160 میلیمتر ضخامت می باشد. میلگرد های طولی و عرضی با نمره 12 و در فاصله 20 میلیمتری از سطح دال قرار گرفته اند. پس از بررسی های صورت گرفته، مشخص شد که به طور کلی دال هایی که با الیاف CFRP تقویت شدند عملکرد بهتری به جهت باربری و شکست داشتند و با دو برابر کردن این صفحات تاثیر بهتری مشاهده می شود. در بحث قرار گیری FRP، هرچه نحوه شبکه بندی منظم و در محل قرار گیری نیرو قرار داده شود، تاثیر به سزایی دارد.

در این پژوهش به بررسی تاثیر الیاف مسی و پلاستیکی به همراه پودر سنگ و همچنین تغییر در سایز سنگدانه های درشت بر خصوصیات بتن تازه و پارامترهای مکانیکی یتن خودتراکم پرداخته شده است. بدین منظور الیاف مسی با طول 30 میلی متر و به میزان 1 درصد و الیاف پلاستیکی به میزان 4/0 در صد به بتن طرح شاهد اضافه گردید و پس از آزمایشات بتن تازه از قبیل جریان اسلامپ، قیف V شکل، جعبه L شکل و جعبه U شکل و همچنین آزماش های بتن سخت شده شامل: اندازه گیری چگالی، مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مدول الاستیسیته انجام گرفت. نتایج نشان می دهد با افزودن الیاف مسی و پلاستیکی به بتن شاهد، جریان اسلامپ 17 درصد کاهش یافته و همچنین زمان خروج کامل بتن از قیف V شکل، حدود 30 درصد به تاخیر افتاده است. همچنین وجود الیاف مسی به مقدار 1 درصد و الیاف پلاستیکی به مقدار 4/0 درصد، باعث یهیود مقاومت فشاری در حدود 64 درصد و از طرفی باعث بهبود مقاومت کششی در حدود 50 درصد شده است. در تحقیقات گذشته اثبات شده است که با بکار بردن الیاف فولادی در بتن خودتراکم، با افزایش عمر نمونه باعث افت مقاومت فشاری که دلیل آن را زنگ زدگی الیاف فولادی ذکر گردیده است، در این پژوهش با توجه به حضور الیاف مسی در بتن خودتراکم هیچ گونه زنگ زدگی و افت مقاومت دیده نشده است و باعث بهبود دوام بتن گردید. با افزودن الیاف به بتن خودتراکم باعث افزایش ظرفیت باربری بتن خودتراکم شده است. با بکار بردن الیاف مسی و پلاستیکی و همچنین پودر سنگ در بتن خودتراکم باعث بهبود مقاومت کششی در حدود 28 درصد شده است.

عملکرد لرزه ای در طراحی ساختمان های واقع در مناطق لرزه خیز موضوعی با اهمیت می باشد. یکی از پارامترهای مهم در طراحی سازه ها، شکل پذیری ((Ductility می باشد؛ شکل پذیری نقش یک فیوز را در سازه ایفا می کند. شکل پذیری عضو باعث می شود که هنگام زلزله مقداری اتلاف نیروی زلزله ایجاد شود و همچنین کاهش آسیب برای یک عضو مقاوم (مثل دیوارها) که انتظار میرود در سازه بتواند ایستایی خود را در هر حالی حفظ نماید. وجود یک عضو شکل پذیر در سازه باعث می شود تا ساکنین ساختمان فرصت خروج از ساختمان را در هنگام زلزله داشته باشند که این همان انتظار لرزه ایست که از سازه می رود یعنی سازه بدون هشدار عمل نکند و یک مرتبه فروریزش (Collapse) نکند. در ساختمانهای بنایی شکل پذیری بوسیله شنارژها و در اتصال سقف به شنارژهای افقی و قائم تامین میگردد لیکن اهمیت این اعضا را در ساختمانهای بنایی نشان میدهد. در ساختمان های بنایی پارامتر مقاومت بخصوص مقاومت برشی بسیار با اهمیت می باشد. در این تحقیق برای شناخت هرچه بیشتر مهندسین، به ارائه ضعف های لرزه ای ساختمان های بنایی در هنگام زلزله و روش های رفع آن در هنگام طراحی و اجرا (قبل از اینکه سازه خسارت ببیند و باعث خسارت های جانی شود و نیاز به بهسازی پیدا کند) و نیز تقویت سازه آسیب دیده پس از زلزله پرداخته شده است.

بهینه سازی یکی از مهمترین مسایل مهندسی عمران می باشد. در این تحقیق از شبکه عصبی مصنوعی(ANN) به منظور بهینه سازه سازه های فولادی استفاده شده است. از شبکه عصبی چند لایه پرسپترون، یکی از پرکاربردترین شبکه های عصبی، استفاده شده است. ساختارهای متفاوتی از شبکه عصبی مصنوعی با تعداد لایه های پنهان مختلف و تعداد نرونهای متفاوت جهت دستیابی به بهترین معماری مدل شبکه عصبی مصنوعی مدلسازی شده اند. مدلهای شبکه عصبی از موفقیت قابل قبولی در فرآیند بهینه سازی برخوردارند. در تمامی این مدلها از خواص ابعادی سازه ها استفاده شده است. مدلهایی که برای بهینه سازی استفاده شده اند دارای چهار پارامتر ورودی هستند از یک پارامتر خروجی استفاده شده است. به عنوان بانک اطلاعاتی از مجموعه بزرگی از مدلهای سازه ای انجام شده بهره گرفته شده است. در شبکه عصبی پرسپترون از شبکه هایی با معماری مختلف با یک و دو لایه پنهان برای تعیین دقیق ترین شبکه استفاده شده است. استخراج و ارایه روابط حاکم بر یک مدل شبکه عصبی به کاربر اطمینان بیشتری در استفاده از چنین مدلهایی داده، در نتیجه کاربرد چنین مدلهایی را در کارهای مهندسی تسهیل می کند.

در این تحقیق به ارزیابی تأثیر طول تیر پیوند بر رفتار لرزه ای قاب های مهاربندی برون محور تحت زلزله های نزدیک و دور از گسل پرداخته شده است. بدین منظور از چهار قاب سازه ای با تعداد طبقات 3، 6، 9 و 12 با در نظر گرفتن سه طول مختلف تیر پیوند استفاده شده است. پس از طراحی سازه های نمونه و تهیه مدل های غیرخطی، این مدل ها تحت مجموعه 10تایی از رکوردهای نزدیک به گسل و مجوعه 3 تایی از رکوردهای دور از گسل تحلیل شدند. تحلیل های دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی با استفاده از رکوردهای مقیاس شده برای این سازه ها انجام شد و مقادیر پاسخ لرزه ای تغییرمکان طبقات، برش پایه و چرخش تیر پیوند برای آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده از این مطالعه مشخص شد که با افزایش طول تیر پیوند و تغییر مد رفتار تیر پیوند از حالت برشی به خمشی، مقدار پاسخ تغییرمکان نسبی طبقات به نحو قابل توجهی افزایش می یابد، اما افزایش در پاسخ تغییر مکانی با کاهش نسبی در برش پایه سازه همراه است. این نتیجه برای رکوردهای دور و نزدیک به گسل مشابه است. بنابراین به نظر می رسد در صورتی که شرایط معماری امکان دهد، استفاده از تیر پیوند کوتاه رفتار بهتری را برای قاب مهاربندی شده به همراه خواهد آورد. همچنین نتایج تحلیل ها نشان داد که در طول بهینه 8/0 متر، پاسخ تغییرمکانی قاب های نمونه تحت رکوردهای نزدیک به گسل تا 15 درصد بزرگتر از پاسخ آنها تحت رکوردهای دور از گسل است. این اختلاف برای پاسخ برش پایه کمتر است.