نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید (فارسی)(نشریه بین المللی علوم مهندسی)
سال:1381 | دوره:13 | شماره:2 |تعداد مقالات:14

با توجه به پایین بودن عمر عملکرد آسفالت و هزینه های گزافی که بابت نگهداری روسازی ها پرداخت می شود و همچنین ضایعات بوجود آمده در بعضی از مناطق خاص روسازی، ضرورت استفاده از آسفالت ماستیک را، که دارای امتیاز و کاربردهای بسیار ممتازی نسبت به سایر مخلوط های آسفالتی متداول داشته مشخص می کند.از هدف های مهم در این تحقیق دستیابی به تکنولوژی تولید آسفالت ماستیک بوده است که دراین راستا دستگاه ها و تجهیزات آزمایشگاهی لازم برای تهیه و طرح اختلاط این آسفالت طراحی و ساخته شد. بدین ترتیب تولید و طرح اختلاط آسفالت ماستیک با استفاده از دستگاه سختی سنج عملی گردید. در بخش پایانی تحقیق مشخص می شود که مخلوط آسفالت ماستیک در مقابل آزمایش مارشال حساس نبوده و روش مارشال نمی تواند در طراحی این آسفالت مورد استفاده قرار گیرد.چسبندگی فوق العاده این مخلوط، پایین بودن فضای خالی و بالا بودن مقاومت آسفالت ماستیک، این مخلوط را برای روکش عرشه پل های فلزی، ایستگاه های اتوبوس، تقاطها و سراشیبی ها و تعمیرات و لکه گیری روسازی های آسفالتی بسیار مناسب نموده است.

تحلیل سازه ها به روش نیروها را می توان به دو دسته اصلی روش های توپولوژیکی- ترکیباتی و روش های جبری تقسیم نمود، در این مقاله سه روش جبری شامل روش گاوس- جردن، افراز LU و برگشتی افراز LU مورد بررسی قرار گرفته و برنامه های موثری بر پایه حالات بهبود یافته این روش ها تهیه شده است.در روش افراز گاوس- جردن با اتخاذ روش لولای کامل بجای روش مرسوم لولای نسبی، پرصفری ماتریس نرمی افزایش یافته است. در روش افراز LU با ارایه روابط پیشنهادی، ماتریس های L و U بطور همزمان تولید و در نتیجه سرعت محاسبات افزایش یافته است. در روش برگشتی افراز LU، تاثیر شماره گذاری همزمان گره ها و اعضا بر روی کارآیی این روش بررسی و با اتخاذ الگوریتمی مناسب، سیستم های خود متعادل کم عضوتر و ماتریس نرمی تنک تر نتیجه شده است. با ذکر یک مثال خرپای فضایی، نتایج روش برگشتی ارایه شده با روش توپسو مقایسه شده است.

رفتار نقطه ای و منطقه ای پدیده خشکسالی و همچنین پیش بینی وضعیت رفتاری آن در آینده با استفاده از آمار بارش سالانه 34 ایستگاه حوزه آبریز رودخانه زاینده رود تا باتلاق گاوخونی واقع در محدوده ایران مرکزی مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی رفتار نقطه ای وقایع خشکسالی، از دو روش مدلسازی آماری و میانگین متحرک استفاده گردید.این بررسی ها نشان می دهد که خشکسالی های شناسایی شده به روش میانگین متحرک در مقابل مدلسازی آماری که منجر به شناسایی خشکسالی های اقلیمی می گردد، به سمت شناسایی وقایع خشکسالی واقعی (خشکسالی های هیدرولوژیکی) تمایل نشان می دهد. در بررسی رفتار منطقه ای، به منظور تعیین معیاری منطقه ای جهت شناسایی پدیده های خشک و تعیین گستره خشکسالی در سال های مختلف مشاهداتی، از سه روش مختلف وزنی، میانه نسبت ها و تلفیقی استفاده گردید. مقایسه نتایج روش های مختلف، معیار تدوین شده توسط روش میانه نسبت ها را بعنوان معیار برتر دیکته می نماید. پس از تعیین معیار، بر اساس آمار تاریخی موجود، مساحت تحت پوشش خشکسالی در سال های مختلف تعیین و تحلیل آماری روی آن صورت پذیرفت که نشانگر این است که در هر سال چه سطحی از محدوده مورد مطالعه، تحت پوشش خشکسالی با دوره بازگشت های مختلف قرار دارد. این اطلاعات برای برنامه ریزی تخصیص منابع آب در سطح منطقه و اقدامات و برنامه ریزی های اضطراری (Contigency Plans) از اهمیت والایی برخوردار است. با توجه به اینکه منطقه مورد مطالعه در شرایط فعلی تحت پوشش یک خشکسالی قرار دارد، با استفاده از بررسی رفتار میانگین های متحرک و از طریق برازش توابع چند جمله ای به هر کدام از دوره های کامل خشک و تر در سری اطلاعات موجود، روند احتمالی خشکسالی موجود در چند سال آینده پیش بینی شد.

تحلیل و طراحی سازه های مشبک، معمولا با فرض عملکرد رفتاری اتصالات بصورت صلب یا مفصلی ساده می شود. در حالی که رفتار واقعی اتصالات بر هیچ یک از این دو محدوده رفتاری منطبق نمی باشد. رفتار واقعی اغلب اتصالات در عمل در جایی بین دو حالت فوق الذکر می افتد و رفتار حاصله به عملکرد رفتاری نیمه صلب موسوم می باشد. عموما از دو روش اصلی جایی در نظر گرفتن انعطاف پذیری اتصالات در تحلیل سازه ها به روش سختی استفاده می شود.- در روش اول، ماتریس های سختی اعضا چنان اصلاح می شوند که اثر نیمه صلبیتی اتصالات در دو انتهای آنها لحاظ شود.- در روش دوم فرض می شود که اتصال نیمه صلب بوسیله تعدادی فنر جایگزین شده است، بطوری که این فنرها بصورت المان هایی مستقل از هم رفتار می کنند.در این مطالعه از روش دوم فوق الذکر برای مدلسازی نیمه صلبیتی اتصال در درجه آزادی دورانی ناشی از خمش استفاده شده است و با این روش و به کمک برنامه المان محدود عمومی ANSYS اتصال نیمه صلب موسوم به MERO در سازه های فضاکار مدل گردید. جهت تایید صحت مدل پیشنهادی، نتایج بدست آمده در حالت استاتیکی و دینامیکی به ترتیب با نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفت، در ضمن بوسیله مدل پیشنهادی دو حالت حدی نیمه صلبیت، یعنی مفصل و صلب کامل نیز تشکیل و با مدل های مفصلی و صلبی که بدون المان های اتصال نیمه صلب ساخته شده اند مقایسه گردید، در این مطالعه از اثر میرایی در آنالیزها چشم پوشی شد. بر اساس این مطالعه نیمه صلبیتی اتصالات علاوه بر دامنه پاسخ بر فرکانس ارتعاشی سازه نیز تاثیرگذار است.

در این مطالعه نمونه هایی از خاک هایی که از محل های دفن مواد زاید جدید و قدیم شهرستان ارومیه تهیه شده بودند برای تعیین ضریب دیفیوژن یون کلر مورد آزمایش قرار گرفتند. در این آزمایش ها از دو نوع محلول؛ یکی محلول 2000 میلی گرم در لیتر NaCl و دیگری شیرابه واقعی استفاده گردید. نتایج حاصله برای ضریب دیفیوژن یون کلر برای نمونه های خاک محل جدید با استفاده از دو محلول و دو روش نمونه سازی در محدوده 2.31´10-10<D<10.53´10-10(m2/s) قرار گرفتند. در مورد سایر نمونه های خاک که از محل قدیم تهیه شده بودند و نیز نمونه مربوط به سیستم پوشش کف، نتایج حاصله در محدوده مناسب قرار داشته و با نتایج تحقیقات مختلف قابل مقایسه بودند. نتایج این بررسی نشان داد که با توجه به ویژگی های یون کلر می توان با اطمینان از ضریب دیفیوژن بدست آمده با استفاده از محلول منفرد (مثل محلول NaCl) در تحلیل ها استفاده کرد.

رفتار ارتجاعی- خمیری خاک های چسبنده و غیرچسبنده در بدنه سد خاکی و اشباع بودن بخشی از این بدنه، تحت اثر ارتعاشات ناشی از زلزله از پیچیده ترین مسایل پیش بینی رفتار این گونه سازه های خاکی است. رابطه رفتاری تنش- کرنش خاک ها به عوامل زیادی مانند اندرکنش آب و خاک، کرنش های خمیری- چرخش محورهای اصلی تنش و کرنش، عدم هم محور بودن کرنش ها و تنش های اصلی، ناهمسانی تحمیلی و ... بستگی دارد و به همین دلیل امروزه بدون استفاده از مدل های ریاضی پیشرفته نمی توان پیش بینی مناسبی از رفتار خاک تحت اثر بارگذاری های مختلف همچون زلزله انجام داد. با بکارگیری یک مدل ریاضی مناسب و با بهره گیری از روش اجزای محدود می توان رفتار خاک را تا حد قابل قبولی پیش بینی نمود.در این تحقیق ابتدا مدل چند صفحه ای که قابلیت پیش بینی رفتار خاک های دانه ای غیرچسبنده و چسبنده را بر اساس روابطی یکسان دارد. معرفی شده و سپس با تحلیل معادله تعادل دینامیکی، پیش بینی پدیده روانگرایی و شکست هیدرولیکی صورت گرفته است. در پایان سد سن فرناندو پایینی مورد تحلیل سه بعدی دینامیکی قرار گرفته و بر این اساس رفتار بخش های خاکی غیرچسبنده و چسبنده سد فوق با یک مدل واحد پیش بینی شده و با در نظر گرفتن آثار ناشی از اندرکنش آب و خاک پدیده های روانگرایی و شکست هیدرولیکی و نهایتا فرم کلی شکست سد ارایه شده و نتایج حاصل از محاسبات عددی با بعضی از نتایج تجربی اندازه گیری شده، مورد مقایسه قرار گرفته است.

تاکنون به دلایل گوناگون خصوصیات پرش هیدرولیکی روی شیب های معکوس کمتر مورد توجه قرار گرفته است. این امر باعث گردیده در مورد کنترل، استهلاک انرژی و کاهش طول پرش بوسیله ایجاد شیب معکوس اطلاعات ناچیزی موجود باشد. علاوه بر آن در مورد وجود همزمان (توام) شیب معکوس و پله (مثبت و منفی) تحقیقاتی به چشم نمی خورد. مقاله حاضر نتایج حاصل از تحقیقات آزمایشگاهی نسبتا مفصلی را در مورد اخیر ارایه می نماید. در این تحقیق به بررسی ارتباط بین عمق های قبل و بعد از پرش و همچنین طول پرش با ارتفاع پله (مثبت یا منفی) پرداخته شده، نتایج حاصله برای شیب های 1.3, 1, 0.5 و 2 درصد ارایه گردیده است. نمودارهای ارایه شده امکان دستیابی به الگوهایی جهت تعیین ارتفاع مناسب پله در طراحی حوضچه های آرامش برای پرش هیدرولیکی و با شیب معکوس را فراهم می نماید.

بدون شک، بتن جایگاه ویژه ای در ساخت انواع سازه ها دارد و این ماده به عنوان یکی از پرمصرف ترین مصالح ساختمانی، استفاده ای فراگیر یافته است. امروزه پیشرفت چشمگیر صنعت و تکنولوژی بتن و نوآوری های روز افزون در زمینه مصالح و روش های ساختمانی، امکان تولید و دستیابی به "بتن با عملکرد بالا" و یا "بتن توانمند" را فراهم ساخته است. ویژگی های مقاومتی و مشخصه های مکانیکی و پایایی بتن توانمند در مقایسه با بتن های معمول، مطلوب تر می باشد و همین امر این نوع بتن ها را از بتن های معمولی، متمایز می سازد. در حال حاضر استفاده از مواد پوزولانی جایگزین نظیر میکروسیلیس و خاکستر بادی و نیز سرباره، به دلایل اقتصادی و بهره گیری از خواص فنی و مطلوب آنها، در ساخت بتن های توانمند امری موسوم به شمار رفته و رواج یافته است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی و مقایسه مقاومت فشاری نمونه های بتنی، در صورت تغییر پارامترهای نسبت آب به مواد سیمانی، درصد میکروسیلیس، سرباره و ترکیب آنها به عنوان جایگزین سیمان و در نهایت تشخیص بهترین حالت ترکیب این مواد با سیمان در محیط بتن (درصد بهینه) به لحاظ دستیابی به حداکثر مقاومت فشاری می باشد. در این تحقیق جهت دستیابی به اهداف فوق الذکر، نمونه ها در سه نسبت آب به مواد سیمانی 0.4, 0.5 و 0.3 و در قالب 48 طرح اختلاط (288 نمونه) ساخته شدند؛ نمونه های ساخته شده در هر یک از نسبت های آب به مواد سیمانی، حاوی 0، 20، 35 و 50 درصد سرباره به عنوان جایگزین بخشی از سیمان مصرفی بوده و در هر درصد جایگزینی سرباره، از 0، 5، 10 و 15 درصد میکروسیلیس نیز به عنوان جایگزین سیمان مصرفی استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که اثر ترکیبی سرباره و میکروسیلیس بیشترین مقاومت فشاری را حاصل می کند و از طرفی درصد بهینه ای از سرباره و میکروسیلیس، به حصول مقاومت فشاری حداکثر در بتن، منجر می گردد.

شبکه دو لایه ای، یکی از عمومی ترین نوع سازه های فضاکار است که به دلیل سبکی وزن، سختی زیاد و کارایی بالا گزینه مناسبی برای ساختمان های با دهانه های وسیع محسوب می شود و نمونه های زیادی از آن به خصوص در نیم قرن گذشته در نقاط مختلف جهان به اجرا در آمده است. در این مقاله نتایج یک مطالعه پارامتری بر روی چهار تاشه معروف شبکه های دو لایه ای؛ یعنی مربع روی مربع، مربع روی مورب، مورب روی مربع و مورب روی مورب ارایه شده و تاثیر پارامترهایی چون تعداد چشمه، ارتفاع شبکه و نوع تکیه گاه بر روی وزن، خیز و زمان تناوب طبیعی سازه مورد بررسی قرار گرفته است.

در این مقاله رفتار لرزه ای سیستم قاب های خمشی ویژه با اتصالات استخوانی، از طریق محاسبه و آنالیز چندین نمونه، مورد بررسی قرار گرفته است و برای بیان برتری این سیستم پارامترهای لرزه ای این سیستم محاسبه و با پارامترهای لرزه ای سیستم قاب خمشی ویژه با اتصالات متعارف مقایسه می شوند.مطابق نتایج این تحقیق، ضریب رفتار سازه تابعی از پریود سازه می باشد و مقدار آن با افزایش پریود افزایش می یابد. سرعت افزایش ضریب رفتار برای سیستم اتصالات استخوانی بر حسب پریود بیشتر از سرعت افزایش ضریب رفتار سیستم بدون اتصالات استخوانی بر حسب پریود می باشد. در سازه های نرم ضریب رفتار محاسبه شده برای سیستم با اتصالات استخوانی (در این پژوهش) در حدود 20 درصد بیشتر از ضریب رفتار محاسبه شده برای سیستم بدون اتصالات استخوانی می باشد.

امولسیون قیر نسبت به قیرهای خالص و محلول، مزایای اقتصادی و زیست محیطی فراوانی دارد، که از آن جمله می توان به عدم احتیاج به فرآیند گرمادهی وعدم بکارگیری مواد حلال در قیر، امکان استفاده از مصالح مرطوب و غیره اشاره کرد. با توجه به این مزایا، امولسیون می تواند جایگزین مناسبی برای قیرهای خالص و محلول و بخصوص برای استفاده گسترده در اجرای رویه راه های با حجم ترافیک کم باشد. این تحقیق با هدف تعیین مشخصات و ارزیابی کیفی و استفاده عملی از یک نوع امولسیون کاتیونی تولید شده در داخل کشور برای ساخت آسفالت امولسیونی با دانه بندی باز و به روش مخلوط در محل انجام شده است. امولسیون استفاده شده از نوع کاتیونی کندشکن بوده و در مقیاس نیمه صنعتی تولید شده است.در این تحقیق، تاثیر نوع فیلر و آب اضافی در زمان شکسته شدن امولسیون و همینطور چگونگی امکان انجام آزمایش مارشال روی مخلوط های آسفالت امولسیونی با دانه بندی باز مورد بررسی قرار گرفته است. با تهیه ظروف نمونه شیاردار که دفع آب امولسیون را ممکن می سازد، نمونه ها در دمای 25oC تهیه و پارامترهای مارشال برای مصالح سنگی مورد نظر و درصد امولسیون بهینه تعیین شد. موارد بررسی شده در این تحقیق شامل ساخت و ارزیابی قالب شکافدار، انتخاب روش تراکم و تعیین زمان هوادهی نمونه ها، قبل و بعد از تراکم می باشد. دلیل عمده استفاده از دستگاه مارشال برای انجام آزمایشات، همانا گستردگی کاربرد استفاده از این روش در کشور و امکان انجام آزمایش در اغلب آزمایشگاه های آسفالتی بود.نتایج حاصله از این تحقیق نشان می دهد که امولسیون کاتیونی کندشکن تولید شده نسبت به مصالح آهکی حساس بوده و به محض تماس با این مصالح سریع شکسته می شد. این امر امکان پوشش خوب مصالح را از بین می برد. در حالی که استفاده از فیلر غیرآهکی و آب اضافی، زمان شکستن امولسیون را افزایش داده و پوشش مصالح را بهبود می بخشید.

در این مطالعه سعی می شود که بر پایه روش تحلیل استاتیکی معادل آیین نامه لرزه ای ایران، الگوریتمی برای لحاظ نمودن اثرات اندرکنش خاک- سازه ارایه گردد. این الگوریتم بر اساس اصلاح خواص دینامیکی سازه (پریود اصلی و میرایی) و ارزیابی پاسخ سازه اصلاح شده در مقابل حرکت توصیه شده میدان آزاد زمین می باشد. این کار با یک افزایش در پریود طبیعی اصلی سازه و یک تغییر در میرایی موثر آن (غالبا یک افزایش) انجام می شود. افزایش در پریود از انعطاف پذیری خاک ناشی می شود و تغییر در میرایی، اساسا از استهلاک انرژی در خاک به وسیله میرایی تشعشعی و مصالح ایجاد می گردد.در این تحقیق به منظور استخراج روابط لازم برای الگوریتم هدف، تحلیل های اندرکنش خاک سازه، بر طیف گسترده ای از قاب های 8، 10، 13 و 16 طبقه صورت گرفته است. با استناد به روش پیشنهادی آیین نامه NEHRP و اقتباس از نتایج تحلیل های دینامیکی انجام شده در این مطالعه، الگوریتم و روابط پیشنهادی برای آیین نامه لرزه ای ایران ارایه گردیده است.

در سازه های فولادی، اتصالات تیر به ستون معمولا با فرض صلب کامل یا مفصل ایده آل طراحی می شوند. هر چند که این ایده آل سازی رفتار اتصالات، مراحل آنالیز و طراحی را به مقدار قابل توجهی ساده تر می کند، لیکن پاسخ سازه ایده آل شده انطباق کاملی با پاسخ سازه واقعی ندارد. به عبارت دیگر بیشتر اتصالات واقعی تیر به ستون، رفتاری مشابه اتصالات نیمه صلب دارند. در این مقاله، یک نوع اتصال متداول تیر به ستون فولادی که متشکل از ورق های اتصال فوقانی و تحتانی جوش شده می باشد، در 21 حالت مختلف مدل شده است و بر اساس نتایج آنالیز به روش اجزای محدود و تحلیل غیرخطی، با استفاده از برنامه ANSYS، رفتار دورانی مدل ها بررسی شده است.منحنی های لنگر- دوران به عنوان مهمترین پارامتر مشخصه اتصال در تحلیل و طراحی انتخاب شده است. همچنین وجود اعضایی مثل سخت کننده های افقی در جان نیمرخ های ستون، لچکی ها، شکاف جوش شونده، جوش کام و تاثیر این اعضا در مقدار درجه گیرداری اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق برای اتصال مدل شده نشان می دهد که سخت کننده های جان ستون و جوش کام، بیشترین تاثیر و شکاف جوش شونده و لچکی ها، کمترین تاثیر را در افزایش درجه گیرداری دارند. در این مدل ها، جوش های گوشه و شیاری ورق های اتصال و ورق پوششی ستون به عنوان مناطق بحرانی از نظر گسیختگی تشخیص داده شده اند.

در این مقاله، فرمولبندی و الگوریتم روش تخصیص قطب ها برای سازه های با رفتار غیرخطی با لحاظ مصالح، در دو حالت متمایز قطب های متغیر و ماتریس بهره متغیر ارایه و نتایج حاصله طی مثال های عددی متعدد با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته اند. در هر دو حالت مذکور، برای انتخاب مقادیر بهینه قطب های تخصیص یافته، الگوریتم جدید تخصیص بهینه قطب ها بر مبنای روش تابع جریمه خارجی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصله نشانگر کارآیی بیشتر و رفتار بهتر روش قطب های متغیر نسبت به روش ماتریس بهره متغیر و همچنین کنترل فعال خطی می باشد.