نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید (فارسی)(نشریه بین المللی علوم مهندسی)
سال:1387 | دوره:19 | شماره:2 (ویژه نامه مهندسی عمران) |تعداد مقالات:12

بسیاری از خرابی ها و فروریزی های سازه ها در اثر زمین لرزه های شدید، ناشی از تغییر مکان بیش از حد بوده آمده در طبقات، المان های سازه ای و غیر سازه ای می باشد. بنابراین یکی از اهداف بسیار مهم در طراحی مناسب لرزه ای سازه ها، تعیین جابجایی ها و تغییر مکان های نسبی واقعی غیرالاستیک بوجود آمده در سازه تحت اثر زمین لرزه های شدید می باشد. در آیین نامه های طراحی لرزه ای، ماکزیمم تغییر مکان نسبی غیرالاستیک سازه، با بزرگنمایی و افزایش تغییر مکان های نسبی حاصل از آنالیزهای الاستیک خطی و متناظر با سطح نیروهای طراحی لرزه ای، تخمین زده می شود. این بزرگنمایی توسط ضریبی به عنوان ضریب افزایش تغییر مکان انجام می شود.در این تحقیق، ضریب بزرگنمایی جابجایی و تغییر مکان نسبی طبقات دو سیستم قاب مفصلی با مهاربندهای هم مرکز و قاب مقاوم خمشی معمولی مورد ارزیابی قرار گرفته است. در هر دو سیستم از چهار ساختمان 2، 4، 6 و 8 طبقه استفاده شده است. هر یک از قاب ها تحت تاثیر 7 رکورد از 4 زمین لرزه مختلف با خصوصیات لرزه ای متفاوت نظیر محتوای فرکانسی، حداکثر شتاب زمین و ... قرار گرفته اند.در این تحقیق، ضریب بزرگنمایی تغییر مکان برای هر دو سیستم سازه ای مورد بررسی، بطور قابل ملاحظه ای بزرگتر از آنچه که در ویرایش دوم آیین نامه طرح لرزه ای 2800 ایران پیشنهاد شده است، بدست آمده و ضریبی به عنوان ضریب افزایش تغییر مکان در مورد هر یک از سیستم های یاد شده، ارایه شده است.

عموما در طراحی سدهای برقابی و در سطح مهندسین مشاور برای تعیین پتانسیل برقابی یک مخزن، تحلیل بر اساس یک مدل شبیه سازی بهره برداری از مخزن سد بر مبنای اعتمادپذیری (RBS) با سیاست بهره برداری معلوم انجام می شود. در این تحقیق هدف بررسی نقش بهینه سازی سیاست بهره برداری از مخزن به جای استفاده از یک سیاست معلوم و ثابت بر شاخصهای برقابی می باشد. به منظور ارزیابی نقش بهینه سازی سیاست بهره برداری از مخزن بر شاخصهای طراحی یک طرح برقابی یک مدل بهینه سازی از نوع DP توسعه یافته است. با توجه به اینکه یک مدل بهینه سازی کلاسیک قادر به لحاظ کردن قیدهای کنترل کننده معیار اعتمادپذیری به صورت صریح نمی باشد و از طرف دیگر مدل RBS یک مدل بر مبنای اعتمادپذیری است، سنجش تاثیر سیاست بهره برداری از طریق مقایسه دو مدل RBS و DP کلاسیک جز در حالت خاص سطح اعتمادپذیری 100 درصد ممکن نیست. بنابراین با انتخاب سیستم سد کازرون 5 به عنوان مطالعه موردی از در ابتدا مقایسه و تحلیل دو روش برای این حالت مرزی انجام گردیده و سپس مدل DP با افزودن یک عبارت پارامتریک جریمه به تابع هدف مدل به یک مدل برنامه ریزی اعتمادپذیری تعمیم یافته است. مقایسه نتایج مدل RBS و مدل بهینه سازی DP در سطوح یکسان از اعتمادپذیری تامین نیاز انرژی نشان می دهد که درصد بهبود نتایج ناشی از بهینه سازی سیاست بهره برداری با کاهش سطح اعتمادپذیری افزایش می یابد. به عبارت دیگر هر چه سطح اعتمادپذیری تامین نیاز انرژی بالاتر باشد، پتانسیل بهبود در نتایج مدل شبیه سازی RBS ناشی از بهینه کردن سیاست بهره برداری کمتر خواهد بود.

در این مقاله، رفتار غیر خطی قاب های خمشی بتن آرمه که توسط دیوار برشی و بادبند فلزی تقویت شده اند، مورد بررسی قرار می گیرد. استفاده از دو سیستم دیواربرشی بتن آرمه و بادبند فلزی بطور همزمان جهت تقویت ساختمانهای بتن آرمه موجود، ترکیبی را ایجاد می کند که ناشناخته بوده و بررسی دقیق رفتار اینگونه ساختمانها مخصوصا رفتار غیر خطی، عملکرد اتصالات، اندرکنش سه گانه قاب خمشی، دیوار برشی و بادبند فلزی و تاثیر افزایش مساحت بادبندها در شکل پذیری و سختی کمک زیادی به شناخت دقیق تر اینگونه سازه ها می نماید. در این مقاله یک سازه بتن آرمه ده طبقه توسط یک برنامه غیر خطی المانهای محدود در چهار مرحله تحت تاثیر نیروهای قائم و زلزله تحلیل شده است. در مرحله اول قاب خمشی تنها، در مرحله دوم قاب و دیوار برشی، در مرحله سوم قاب بهمراه دیوار برشی و بادبند فلزی و در مرحله چهارم قاب بهمراه بادبند فلزی مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی نتایج نشان می دهد به کمک آنالیز غیر خطی المان محدود می توان با دقت خوبی رفتار سازه های بتن آرمه را مورد مطالعه قرار داد. وجود دیوارهای برشی، سختی و مقاومت سازه را به شدت افزایش داده ولی شکل پذیری آنرا کاهش می دهد. در مقایسه با دیوار برشی، وجود بادبند اگر چه تاثیر کمتری بر روی مقاومت سازه دارد ولی شکل پذیری آنرا افزایش می دهد. همچنین مشاهده می شود وجود بادبند فلزی در یک قاب بتن آرمه شروع ترک خوردگی را به تاخیر انداخته و باعث کاهش تغییر مکان جانبی سازه تحت بارهای قبل از تسلیم می گردد.

در این تحقیق امکان استفاده از روش الگوریتم ژنتیک جهت طراحی بهینه شبکه های فاضلاب مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. مساله طراحی بهینه شبکه های فاضلاب با استفاده از مجموعه متغیرهای طراحی متفاوتی حل و نتایج آن با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج حاصل بیانگر برتری روشی است که در آن از شیب لوله ها بعنوان متغیرهای تصمیم استفاده شده است. قابلیتهای مدلهای ارایه شده از طریق بکارگیری مدل در مورد دو مساله نمونه بررسی و نتایج آن با نتایج حاصل از روشهای برنامه ریزی ریاضی و برنامه ریزی پویا مقایسه شده است.

با توجه به اصل ظرفیت طراحی در خصوص طراحی مقاوم سازه ها در برابر زلزله، آیین نامه های زلزله ایران، ضریب کاهش مقاومت (ضریب رفتار) برای سازه های فولادی با سیستم های مختلف بادبندی را یکسان در نظر گرفته است. این در حالی است که نوع سیستم مهاربند و نحوه شکل پذیری اعضا در این سیستم ها با هم متفاوت می باشد.در این تحقیق میزان شکل پذیری سازه های فولادی با سیستم بادبندی با اشکال مختلف و نحوه رعایت اصل ظرفیت طراحی در خصوص این نوع سازه ها را مورد بررسی قرار داده است. براین اساس سازه های مختلف از نظر تعداد طبقات و نوع مهاربندهای مختلف بر اساس آیین نامه ایران طراحی و تحت اثر رکوردهای واقعی زلزله، آنالیز دینامیکی غیر خطی شده اند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که انواع مختلف سیستم بادبندی در میزان شکل پذیری سازه ها تاثیر دارند و قرار دادن ضریب کاهش مقاومت یکسان برای سازه های با سیستم های متفاوت بادبندی صحیح به نظر نمی رسد. همچنین نتایج حاصل از آنالیز دینامیکی غیر خطی بر این موضوع تاکید دارد که ضوابط آیین نامه ها، اصل ظرفیت طراحی را تامین نمی کند و بیشتر ستون ها در این نوع سازه ها در اثر کمانش از بین می روند و در نتیجه تحمل ظرفیت قابل انتظار را نداشته و از شکل پذیری مورد نظر برخوردار نیستند.در این تحقیق بر اساس روش پیشنهادی مولفین مدلها مجددا طراحی و آنالیز گردیده اند. نتایج حاصله نشان می دهد که مدلهای پیشنهادی از شکل پذیری و ظرفیت بالاتری نسبت به مدل های طراحی شده بر اساس آیین نامه برخوردارند.

در دو دهه اخیر میراگر جرمی متوازن به عنوان یکی از روشهای کنترل غیر فعال بر روی ساختمانهای بلند در برابر زلزله بکار رفته است. در این مقاله اثر سیستم میراگر جرمی بر روی رفتار لرزه ای ساختمانهای با اسکلت قاب خمشی با در نظر گرفتن صلبیت کف و نیز بر روی ساختمانهای متکی بر اسکلت با اتصالات مفصلی بهمراه بادبندهای ضربدری در وضعیتهای مختلف بررسی می گردد. در ادامه تاثیر میراگر در ارتفاعهای میانی سازه با قرار گرفتن آن روی بام مقایسه می شود و نیز یک قالب کلی برای محل قرار دادن میراگر در ارتفاع ارایه شده است. همچنین از سیستمهای با دو میراگر جرمی در دو جهت افقی عمود بر هم برای کاهش ارتعاشات در هنگام اعمال زلزله در دو جهت عمودی استفاده شده و مقایسه ای در مورد تفاوت رفتار میراگر تکی در یک راستا با دو میراگر در دو راستای عمود بر هم انجام می گردد. بر اساس نتایج بدست آمده، اصولا میراگر جرمی بعد از وقوع اولین ماکزیمم بار ورودی (یا شتاب) فعال شده و توان فرونشاندن حداکثرهای بعدی را داراست. همچنین نسبت جابجایی حداکثر سیستم با میراگر به حالت بدون میراگر تا حد زیادی به شکل رکورد زلزله ورودی وابسته است.

در این مطالعه با مروری بر ادبیات فنی سدهای بتنی قوسی و سازه های بتنی مشابه، مدلهای تحلیل رفتار غیر خطی هندسی بررسی شده و با در نظر گرفتن ویژگیهای خاص سدهای بتنی قوسی، مدل مناسبی برای تحلیل غیر خطی هندسی این سازه ها ارایه شده است. در این مقاله تواناییهای کد نگاشته شده توسط مولفین در تحلیل مسایل مختلف سازه ای با رفتار غیر خطی هندسی ارایه گردیده و پس از صحت سنجی با نتایج مراجع معتبر، تحلیل دینامیکی غیر خطی هندسی سد بتنی قوسی ماروپوینت تحت زلزله السنترو با استفاده از مدل سنت و نانت- کیرشهف ارایه گشته است. در این تحلیل پی صلب فرض شده و اندرکنش آب و سازه با ایده جرم افزوده مدل شده است. نتایج نشان می دهند که با استفاده از مدل رفتاری تغییر شکلهای بزرگ سنت ونانت کیرشهف، جابجاییهای سد در بارگذاری دینامیکی زلزله کاهش می یابد. این کاهش برای جابجایی بیشینه تاج سد 8 درصد می باشد. از طرف دیگر در حالت کلی تاریخچه زمانی نتایج تنها نشانگر افزایش تنشهای کششی و کاهش تنشهای فشاری می باشد. این تغییرات برای تنشهای کششی اوج افزایشی در حدود 6 درصد و برای تنشهای فشاری اوج کاهشی در حدود 9 درصد را نشان می دهد. به نظر می رسد در بارگذاریهای شدید لرزه ای، لحاظ کردن تاثیر رفتار غیر خطی هندسی در پاسخ دینامیکی سدهای بتنی قوسی ضروری می باشد.

در این مقاله به برآورد خطر زمینلرزه در استان مرکزی پرداخته شده است. برای رسیدن به این هدف ابتدا زمینلرزه های مهمی که در گذشته در استان مرکزی و یا پیرامون آن روی داده اند مورد بررسی قرار گرفته و پیشینه شتاب ناشی از آن در استان برآورده شده است. از سوی دیگر گسل های مهم استان و پیرامون آن شناسایی شده و زمینلرزه های منتسب به آنها شناسایی و با تلفیق داده های زمینلرزه ای و گسل ها نقشه لرزه زمین ساختی استان با مقیاس 1:250.000 تهیه شده، سرانجام مدل ریاضی چشمه های لرزه زا تهیه شد. برای برآورد ویژگی های لرزه خیزی هر یک از چشمه های لرزه زا از تکنیک های متفاوتی استفاده شد که مهمترین آن تکنیک Time Normalization است. با این تکنیک می توان تا حد چشمگیری نبود داده های کوچک و متوسط را در دوره های طولانی نمود. پس از تعیین مدل ریاضی چشمه های لرزه زا و ویژگی های لرزه خیزی هر یک از چشمه ها و گزینش پیوندهای کاهیدگی مناسب، آنالیز خطر زمینلرزه برای شبکه نقاطی با فواصل 0.1×0.1 درجه انجام و نقشه های هم شتاب برای دوره های بازگشت مختلف تهیه شده است. بررسی نقشه های هم شتاب تهیه شده نشان می دهد که خطر نسبی زمینلرزه در بخش های مختلف استان متفاوت است. بگونه ای که بخش شمالی استان از دیدگاه زمینلرزه در پهنه با خطر نسبی بالا قرار گرفته و بخش های مرکزی بویژه باختر شهر اراک به نسبت آرام تر از بقیه مناطق استان است.

تحلیل رفتار سفرهای بین شهری می تواند برای پیش بینی تقاضای سفرها، قیمت گذاری خدمات و بهبود مطالعات عارضه سنجی مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از شیوه های مدلسازی تقاضای سفر، همانند آنچه در روش کلاسیک تحلیل تقاضای سفرهای شهری وجود دارد، تحلیل رفتار سفرهای بین شهری را امکان پذیر می سازد. یک شیوه جایگزین برای مدلهای 4 مرحله ای استفاده از مدلهای مستقیم تقاضا است که شامل زیر مدلهای تولید سفر، توزیع سفر و تفکیک مد بصورت همزمان است. مشکل اصلی این مدلها در آن است که به تعداد زیادی از پارامترهای مختلف نیاز دارد تا بتوان به همه مزایای مذکور دست یافت. اگر تعداد متغیرها افزایش یابد، کالیبره نمودن مدلهای مستقیم تقاضا دشوار خواهد شد و اگر تعداد متغیرها کم باشد، نتایج حاصل از مدلها از قدرت کافی در پیش بینی تقاضای آینده برخوردار نخواهد بود. چنانچه بتوان بر اساس یک روش عملی تعداد بیشتری از متغیرها را در مدل وارد نمود و فرآیند کالیبره نمودن را با موفقیت به پایان رساند می توان بر مشکل مدلهای مستقیم تقاضای سفرها فایق آمد. لذا در این مقاله با استفاده از تکنیک تحلیل عاملی، متدولوژی جدیدی جهت ارزیابی پارامترهای موثر بر تقاضای سفرهای هوایی جهت بکارگیری در مدلسازی تقاضای سفرها ارایه شده است.بر اساس متدولوژی ارایه شده در این مقاله، ابتدا تعداد متغیرهای زیادی جهت مدلسازی تقاضای سفرها انتخاب می شود. سپس با استفاده از تکنیک تحلیل عاملی یک الگوی جدید از متغیرها ساخته و آزمایش می گردد. پس از اتمام فرآیند کاهش ساختار داده ها با استفاده از تکنیک تحلیل عاملی و حصول نتایج آن، نسبت به ساخت یک مدل مستقیم تقاضای سفرهای هوایی به شیوه رگرسیون خطی اقدام می شود. از مقایسه نتایج حاصل از مدلهای ساخته شده بر اساس داده های حاصل از متدولوژی تحلیل عاملی ارایه شده در این مقاله با متغیرهای ساده به روش رگرسیون خطی نتایج بسیار رضایتبخشی حاصل شده است. اعتبارسنجی مدلهای مبتنی بر شیوه ارایه شده در این مقاله در مقایسه با روشهای متداول مدلسازی تقاضای سفرهای هوایی نشاندهنده موفقیت قابل ملاحظه این روش در برآورد تقاضای سفرهای هوایی در ایران است.

در دهه های اخیر، روشهای تکاملی و فراکاوشی به عنوان یک ابزار جستجو و بهینه سازی در حوزه های مختلفی مانند علوم، تجارت و مهندسی مورد استفاده قرار گرفته اند. وسعت دامنه کاربرد، سهولت استفاده و قابلیت دستیابی به جواب نزدیک به بهینه مطلق از جمله دلایل موفقیت این روشها می باشد. فرآیند جفت گیری زنبورهای عسل نیز به عنوان یک روش بهینه سازی بر پایه رفتار حشرات، می تواند مورد توجه قرار گیرد. در این الگوریتم، فرآیند بهینه سازی نشات گرفته از رفتار زنبورهای واقعی در جفت گیری و تولید مثل می باشد. در این مقاله الگوریتم بهینه سازی جفت گیری در زنبورهای عسل در سه مثال شناخته شده ریاضی به کار گرفته شده است. جهت آزمایش قابلیت الگوریتم این سه مثال از مسایل شناخته شده ریاضی مقید و نامقید و با متغیرهای پیوسته و با انواع پیچیدگی های موجود در مسایل بهینه سازی انتخاب شده اند. الگوریتم با تعداد قابل قبولی از پروازهای جفت گیری نتایج مناسب و نزدیک به بهینه مطلق ارایه می نماید. همچنین جهت نمایش کارآیی الگوریتم در حل این مسایل، نتایج حاصل با یک الگوریتم ژنتیک همراه با نخبه گرایی نیز مقایسه گردیده است. با وجود اینکه این الگوریتم در مراحل مقدماتی توسعه قرار دارد، اما نتایج حاصل بیانگر برابری نمودن و یا حتی برتری نتایج الگوریتم حاضر با نتایج حاصل از روش الگوریتم ژنتیک می باشد. مثال آخر نیز یک مساله در دنیای واقعی و در رسته مهندسی آب است که مساله بهره برداری بهینه از مخزن را شامل می شود. مدل توسعه یافته در یک مخزن با 60 دوره بهره برداری و با تابع هدف حداقل نمودن مجموع مجذور اختلاف رهاسازی از نیاز به کار گرفته شده است. نتایج حاصل گویای نتایج قابل قبول این الگوریتم با جواب بهینه مطلق این مساله که از روش برنامه ریزی غیر خطی حاصل شده است می باشد.

در مجاری با پوشش گیاهی انعطاف پذیر و بسترهای سیلابی، تخمین مقدار سرعت و دبی حایز اهمیت می باشد. با توجه به جریان آب، توزیع سرعت در این گونه آبراهه ها به سه بخش قابل تقسیم می باشد: بخش یکنواخت تحتانی که به کف آبراهه نزدیک است و دارای سرعت یکنواخت می باشد، بخش فوقانی که بدون پوشش گیاهی می باشد و از قانون توزیع لگاریتمی سرعت تبعیت می کند و بخش میانی (انتقالی) که تحت تاثیر مومنتم قسمت فوقانی قرار می گیرد. در این مجاری روش های موجود برای برآورد مقدار دبی و سرعت بر اساس سرعت متوسط مبتنی است. در این مقاله روشی تحلیلی جهت محاسبه عمق و سرعت بر اساس سرعت متوسط مبتنی است. در این مقاله روشی تحلیلی جهت محاسبه عمق و توزیع سرعت در ناحیه انتقالی مذکور ارایه گردیده است. نتایج بدست آمده حاکی از تطابق خوب نتایج این مدل با نتایج داده های آزمایشگاهی است.

در این طرح پس از ساخت سیستم مناسب برای ایجاد پلاسما در رژیم تخلیه تابان و تهیه نمونه ها و انجام تحلیل های سختی سنجی و PIXE، طی مراحل مختلف، فرآیند نیتروژن دهی در شرایط متفاوت انجام شد. پس از پایان نیتروژن دهی نمونه ها، تحلیل های سختی سنجی و PIXE به همراه تحلیل های RBS, XRD, SEM, GDS بر روی قطعات انجام شد. نتایج به دست آمده در مورد فولادهای 316، 304 و 321 به وضوح افزایش سختی حداکثر 450 درصد را در بازده مورد مطالعه، نشان می دهد. البته سایر تحلیل های انجام گرفته بروز تغییرات محسوس در ساختار لایه سطحی نمونه ها را تا عمق حداکثر 17000 آنگستروم، نشان می دهد. نمودارهای ارایه شده با توجه به نتایج به دست آمده از تحلیل های بالا رسم شده اند. نتایج تحلیل XRD تبدیل فازهای a و g را به فاز gN، در نمونه های پرتو دیده نشان می دهد. همین طور تحلیل PIXE کاهش غلظت آهن در لایه سطحی و جایگزینی نیتروژن را نشان می دهد البته این فرآیند در مورد فولاد 316 که برخلاف دو فولاد دیگر دارای عنصر Mo است، کندتر رخ می دهد.