مهندسی عمران شریف
سال:1395 | دوره:32-2 | شماره:4/1 |تعداد مقالات:14

در این پژوهش تلاش شده است تا با توسعه روشی جدید مبتنی بر بیلان انرژی، تبخیر از مخزن سد دوستی برآورده شود. به این منظور روش بیلان انرژی برای دو سطح آب (تبخیرکننده) و خاک خشک (غیر تبخیرکننده به عنوان سطح مرجع) به طور هم زمان حل شده است. با توجه به شرایط مشابه دو سطح، نسبت مقاومت آئرودینامیک یکسانی برای هر دو سطح فرض شده است، که سبب تولید شکل جدیدی از معادله بیلان انرژی شده است. معادله استخراج شده بیلان انرژی آب و سطح مرجع (RWEB) مورد مقایسه با روش بیلان انرژی نسبت باون (BREB) و برآوردهای تشت تبخیر قرار گرفته است. طبق ارزیابی ها، نتایج روش RWEB طی سال آبی 1390-91 رضایت بخش بوده است. تحلیل حساسیت روش RWEB نشان داده است که روش مذکور نسبت به دمای هوا و سطح مرجع بیشترین حساسیت را دارد و کمترین حساسیت روش نسبت به تابش خالص است.

روش ضریب انحناء آسیب (CDF)، که بر پایه تغییر در انحناء شکل مودی است، و روش های تغییر در نرمی (CFM) تغییر در انحناء نرمی (CFCM)، که بر پایه تغییر در ماتریس نرمی سازه هستند، در شناسایی مقطع طولی آسیب دیده در وسط دهانه عرشه پل ها قادر به تشخیص مقطع طولی آسیب دیده نیستند و در برخی موارد، مقطع عرضی آسیب دیده را نیز به درستی تشخیص نمی دهند. در این پژوهش، ابتدا ضعف روش های ذکرشده نشان داده شده و سپس روشی جدید برای تشخیص آسیب در عرشه پل از طریق توسعه روش های مذکور ارائه شده است. برای این منظور، مدل عددی پل 3 دهانه بزرگمهر اصفهان، که از طریق آزمایش های میدانی تایید شده و مدل یک پل 5 دهانه 25 متری استفاده و آسیب ایجادشده روی عرشه پل از طریق کاهش مدول کشسانی یک المان در وسط دهانه مدل پل ها تعریف شده است.

پل های طاقی سنگی از جمله پل های مهم موجود در شبکه راه آهن ایران هستند. حفظ پل های مذکور، نه فقط از نظر نقش حیاتی در شبکه راه آهن کشور اهمیت دارند، بلکه به عنوان میراث فرهنگی ارزش زیادی دارند. در این نوشتار، ضمن معرفی روش تسلیح خارجی برای مقاوم سازی پل های طاقی سنگی در خطوط راه آهن، به بررسی کارآمدی روش ذکرشده در پل کیلومتر 427 راه آهن تهرانٓ تبریز موسوم به پل قافلان کوه پرداخته شده است. مدل 3 بعدی اجزاء محدود پل قافلان کوه به کمک نرم افزار SAP2000-v14 ساخته شده و با توجه به نتایج حاصل از تحلیل، نحوه مناسب مقاوم سازی پل قافلان کوه با استفاده از روش تسلیح خارجی تعیین شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش نسبت مدول کشسانی مصالح طاق به مصالح پرکننده، تنش ها در سطح خارجی طاق افزایش یافته اند و با مصالح و هزینه کمتری می توان سازه پل را مقاوم سازی کرد.

در برخی از زلزله های قوی، گسلش سطحی در آبرفت نرم انتشار یافته و به سازه برخورد کرده است. اگرچه تحقیقات مهندسان زلزله در 4 دهه اخیر، عمدتا بر روی مطالعه پاسخ دینامیکی خاک و سیستم های سازه ای به ارتعاشات حاصل از انتشار امواج زمین لرزه متمرکز شده است، لیکن تجربه زلزله های پیشین نشان می دهد که جابجایی های استاتیکی بزرگ زمین نیز می تواند برای سازه ها مشکلات جدی ایجاد نماید. از جمله زمین لرزه هایی که در ارتباط با پدیده گسلش سطحی بسیار حائز اهمیت بوده اند و می توان آن ها را نقطه عطفی در نگرش به پدیده گسلش سطحی دانست، زمین لرزه های ترکیه و تایوان (1999)، و زلزله لندرز (1992) در کالیفرنیاست. در اندک مطالعات انجام شده در زمینه اندرکنش گسلش نرمال و گروه شمع، مشخص شد که شمع ها به دلیل تبعیت از تغییرشکل های ناشی از گسلش و انتقال آن به سازه، اعمال تغییرمکان نسبی افقی و قائم بر سازه، ایجاد ممان خمشی بسیار زیاد در محل اتصال شمع به سر شمع در گروه شمع های با اتصال صلب، رفتار مناسبی در مقابل گسلش ندارند. در مطالعات پیشین نشان داده شده که انحراف مسیر گسلش بسیار حائز اهمیت است و در این زمینه تمهیداتی صورت گرفته است. هدف این مقاله، بررسی مکانیزم گسلش معکوس و اندرکنش آن با گروه شمع، به کمک نرم افزار سه بعدی المان محدود می باشد. به این منظور یک گروه شمع در مسیر گسلش معکوس قرار گرفت و با انجام تحلیلهای عددی مشخص شد که شمع ها در برخورد با گسلش، به مقدار ناچیزی مسیر گسلش را منحرف می سازند.

در این نوشتار، یک روش تحلیل پوش اور بهنگام شونده جدید برای تخمین پاسخ های لرزه یی ساختمان های سه بعدی نامتقارن با درنظرگرفتن اثر پیچش ارائه شده است. روش معرفی شده، که با عنوان APAT شناخته می شود، روشی یک بار اجراست، که از یک الگوی بار معادل برای تحلیل پوش اور سازه استفاده می کند. الگوی بار APAT از طریق روش ترکیب مودال بر اساس جرم موثر مودی (EMMC) به دست می آید. اعتبار روش معرفی شده از طریق یک مطالعه پارامتریک روی مجموعه یی از مدل های سه بعدی نامتقارن مورد ارزیابی قرار گرفته است. مطالعه پارامتریک نشان می دهد که روش پیشنهادی توانایی بالایی در تخمین پاسخ های محلی تغییرمکان ساختمان های نامتقارن دارد.

امروزه پی های شمعی در سکوهای دریایی، پل ها، و ساختمان های بلند استفاده وسیعی دارند، که باید در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله، باد، موج دریا، و... مقاومت کنند. تاکنون برای تخمین ظرفیت باربری جانبی شمع ها عموما از منحنی {{rm {p-y}}مبتنی بر آزمایش های صحرایی استفاده شده است. با وجود این، ارائه یک رابطه عمومی ظرفیت باربری جانبی) مشابه ظرفیت باربری قائم (برای شمع ها، یک نیاز اصلی در مهندسی ژئوتکنیک است. در این پژوهش، با انجام تحلیل های سه بعدی غیرخطی بر مبنای روش اجزاء محدود به کمک نرم افزار Open Sees PL، رفتار شمع سرگیردار تحت بار جانبی استاتیکی در خاک ماسه یی مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین عوامل تاثیرگذار در ظرفیت باربری شمع، از قبیل: مشخصات هندسی شمع (L،D) و پارامترهای ژئوتکنیکی خاک از قبیل (varphi،gamma) مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین میزان تاثیر این پارامترها ارزیابی و درنهایت، رابطه پیشنهادی ظرفیت باربری جانبی استاتیکی شمع های سرگیردار در خاک ماسه یی ارائه شده است.

پروژه های عمرانی موجود در صنعت ساخت و ساز به دلیل بزرگی و طبیعت پیچیده، منحصر به فرد و پویا بودن با عدم قطعی های بزرگی مواجه هستند. این مساله نیاز جدی صنعت مذکور به روشی مناسب برای ارزیابی و تحلیل ریسک را در فرایند مدیریت پروژه نشان می دهد. هدف این نوشتار، تعیین روشی نوین بر مبنای سیستم های خبره فازی سلسله مراتبی مبتنی بر قوانین فازی برای درنظرگرفتن عدم قطعیت ها، به دست آوردن ریسک کلی پروژه، و در عین حال رده بندی ریسک های پروژه بر مبنای بزرگی آن هاست. قابلیت کاربرد مدل پیشنهادی با پیاده کردن مدل در یک پروژه ساختمانی در شهر تهران مورد بررسی قرار گرفته است. ارزیابی ریسک مطالعه موردی از دیدگاه کارفرما، مشاور، پیمانکار، و درنهایت با درنظرگرفتن همه ذینفعان پروژه صورت گرفته است. نتایج حاصل نشان دهنده قابلیت به کارگیری مدل ارائه شده در تحلیل ریسک های تاثیرگذار در پارامترهای مهم هزینه، زمان، کیفیت، و ایمنی در اجرای پروژه های ساختمانی است.

آب شستگی پایه های پل یکی از مهم ترین عوامل تهدیدکننده پایداری پل های احداث شده بر روی رودخانه هاست. مطالعات زیادی جهت تخمین عمق و شدت آب شستگی اطراف پایه های پل انجام پذیرفته است. به دلیل پیچیدگی پدیده مذکور، بسیاری از روابط موجود قادر نیستند عمق آب شستگی را با دقت قابل قبولی پیش بینی کنند. با توجه به اهمیت مساله آب شستگی در طراحی پل ها، در این پژوهش با استفاده از نرم افزار BRI-STARS، ضمن مقایسه روابط تخمین عمق آب شستگی، نتایج و داده های خروجی حاصل از تحلیل مدل های مختلف با نسبت فاصله به عرض پایه های متفاوت بررسی شده است. مقایسه دو رابطه فروهلیچ و CSU نشان داده است که معادله فروهلیچ، مقدار آب شستگی را حدود %11 بیشتر از CSU تخمین زده و به لحاظ طراحی، محافظه کارانه تر است. به هنگام استفاده از فرمول CSU، میزان افزایش عمق آب شستگی در مدل های با نسبت x/b<7 و در فرمول فروهلیچ برای نسبت های x/b<8.5 قابل صرف نظر کردن است. به منظور انتخاب موقعیت بهینه برای قرارگیری پل، به لحاظ شرایط آب شستگی، پارامترهای هیدرولیکی تغییرات سطح آزاد آب، عدد فرود، سرعت متوسط جریان، و نیز تغییرات تراز بستر تحت اثر نحوه استقرار پایه ها مورد مطالعه قرار گرفته است. در نهایت، با برازش اطلاعات خروجی، بهترین و مناسب ترین نمودار کاربردی به همراه معادله افزایش عمق آب شستگی برای فواصل مختلف عرض پایه ها ارائه شده است. همچنین ثابت شده است که عمق نسبی جریان در محدوده y/b<3.2 در آب شستگی موثر است و با کاهش فاصله پایه ها، محدوده اثر عمق نسبی به y/b<2.75 می رسد.

در تحلیل های متداول سازه یی، کل طبقات سازه با فرض عدم اعمال بار تا اتمام مراحل ساخت به طور هم زمان و یک باره تحت بارگذاری قرار می گیرند، در حالی که بارهای مرده ناشی از وزن سازه و کف سازی همگام با پیشرفت مراحل ساخت به تدریج به اعضاء ساخته شده در مراحل قبلی اعمال می شوند. طبقات پایین سازه تحت بارهای ثقلی مذکور، تغییرشکل می یابند و طبقات فوقانی، بر روی سازه تغییرشکل یافته زیرین قرار می گیرند. تغییرشکل های نهایی سازه، از جمع کلیه تغییرشکل های رخداده در هر مرحله تا تکمیل نهایی سازه حاصل می شود. در این نوشتار، آنالیز دقیق توالی ساخت و محاسبه دستی آن به جهت آگاهی از نحوه عملکرد نرم افزار ETABS مورد بررسی قرار گرفته و میزان اختلاف نتایج با آنالیز متداول و روش های شبیه ساز رفتار واقعی سازه منطبق با مراحل عملی ساخت مانند روش ضرایب اصلاح، در قالب مطالعه موردی سازه فلزی 21 طبقه مقایسه شده است. عدم لحاظ توالی ساخت در سازه مورد بررسی، موجب طرح غیراقتصادی تیرها و بادبندها شده است.

هدف از این پژوهش، مطالعه کاهش ارتفاع تلاطم سیال در مخازن ذخیره فولادی روزمینی با استفاده از تیغه های میراگر فولادی حلقوی (بفل) است، که به دیواره مخزن متصل شده باشند. در این پژوهش، یک مخزن نمونه مقیاس شده با ضریب مقیاس هندسی (lL=1:16) به عنوان نماینده مخازن مهارشده مورد بررسی آزمایشگاهی روی میز لرزان قرار گرفته است، که در آن نسبت ارتفاع سیال به قطر مخزن متفاوت در نظر گرفته شده است. آزمایش ها به وسیله میز لرزان در حالات با و بدون حضور بفل صورت پذیرفته است. سه رکورد زلزله واقعی پس از مقیاس بندی به عنوان تحریک ورودی مدل توسط میز لرزان تولید شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که بفل ها آثار قابل ملاحظه یی در کاهش ارتفاع تلاطم سیال دارند، و بنابراین به عنوان میراگرهای متغیر در مخازن موردنظر قابل استفاده هستند.

هدف از این پژوهش تعیین ترکیب بهینه در تولید بتن سبک نیمه سازه یی با کم ترین وزن مخصوص ممکن و مقاومت فشاری مناسب با استفاده از سبکدانه های پومیس است. به همین منظور از روش تاگوچی با 4 عامل تاثیرگذار و 3 سطح (مقدار) مختلف استفاده شده است. پومیس با دانه بندی نوع 1، پومیس با دانه بندی نوع 2، ماسه و نرمه به عنوان عوامل تاثیرگذار و در همه آزمایش ها پومیس با دانه بندی نوع 3 نیز به عنوان عامل تکمیلی مصالح تشکیل دهنده سنگدانه بتن انتخاب شده است. با استفاده از نرم افزار مینی تب و تجزیه و تحلیل آرایه متعامد L9 (بر اساس تئوری روش تاگوچی) سطوح بهینه مشخص شده و در نهایت، معیار کیفیت آزمایش تاییدی (نمونه آزمایشگاهی) و پیش بینی روش تاگوچی (معیار کیفیت در حالت بهینه) مورد مقایسه قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصله، دقت روش طراحی سیستماتیک آزمایش های تاگوچی بسیار مناسب ارزیابی شده است.

بتن متخلخل به دلیل ویژگی های صوتی و آب گریزی، در موارد زیادی مانند روسازی ها، پانل های مسلح، و غیره کاربرد دارد. در این پژوهش، خواص مکانیکی و دوام بتن متخلخل و فولاد مدفون در آن در برابر خوردگی بررسی شده است. کاربرد ترکیبات آب گریز در مخلوط نیز در برخی طرح های اختلاط در نظر گرفته شده است. از نتایج آزمایش ها مشخص شده است که مخلوط های بتن متخلخل مورد مطالعه در این پژوهش به واسطه ساختار متخلخل آن، حساسیت زیادی به کربناسیون داشته اند، زیرا گاز دی اکسیدکربن به سهولت می تواند وارد اعماق زیاد بتن شود. کاربرد مواد افزودنی آب گریز، اگرچه تاثیر چندانی در ساختار بتن متخلخل ندارند، اما می توانند روند کربناسیون بتن را کند کنند. همچنین مشخص شده است که استفاده از مواد آب گریز می تواند با کاهش خاصیت چسبندگی بین آب و جداره لوله های مویینه، ضریب جذب مویینه آب را نیز کاهش دهد. لذا احتمال وجود آب، که یکی از الزامات ایجاد خوردگی میلگرد است، نیز کاهش می یابد. از طرف دیگر، مشخص شده است که رابطه خطی بین ضریب جذب مویینه و پتانسیل خوردگی در بتن متخلخل برقرار است. به عبارت دیگر، کاهش ضریب جذب مویینه می تواند موجب کاهش پتانسیل خوردگی میلگرد موجود در بتن متخلخل شود.

در مطالعه حاضر به بررسی استفاده مجدد نخاله های ساختمانی حاصل از فرایند تخریب و ساخت و ساز منطقه پارس 2 کنگان پرداخته شده است. هدف از این پژوهش، ارزیابی چگالی ویژه و میزان جذب آب سنگ دانه های بازیافتی حاصل از نخاله های بتنی منطقه مذکور جهت کاربرد به عنوان بخشی از سنگ دانه های مورد استفاده در لایه های روسازی است. نخاله های ذکرشده پس از خردشدن در سنگ شکن با محدوده 0-25 میلی متر دانه بندی شده و سپس 4 طرح اختلاط مجزا با درصد سنگ دانه های بازیافتی0، 10، 30 و 50 جهت بررسی عملکرد آنها در ترکیب لایه های روسازی تهیه و مورد آزمایش قرار گرفته و نتایج نشان داده است که سنگ دانه های بازیافتی نسبت به سنگ دانه های طبیعی، چگالی ویژه کمتر و میل به جذب آب بیشتری دارند، که این امر به علت وجود ملات چسبیده به آن هاست.

تراوش یکی از مسائل موجود در تونل هاست. این مساله به دلیل اینکه فشار آب حفره یی یک نیروی اضافی را به پوشش تونل وارد می کند، اهمیت ویژه یی دارد. زیرا این نیروی تراوش اضافی، در خاک ها و سنگ های ضعیف و با نفوذپذیری کم می تواند عامل ناپایداری تونل شود. لذا نیاز به زهکشی در این تونل ها، حائز اهمیت ویژه یی است. سیستم های زهکشی کاربردی در تونل ها، انواع مختلفی دارد. از انواع رایج آن ها می توان به سیستم زهکش فیلتر محیطی و سیستم زهکش لوله اتصالی اشاره کرد. با این حال مطالعات نسبتا کمی بر روی سیستم های زهکشی مذکور و عوامل موثر در آن ها، به خصوص برای سیستم زهکش لوله اتصالی، تا به حال انجام شده است. در این پژوهش، سیستم زهکش چتری به عنوان یک سیستم زهکشی جدید در تونل های تحت تراوش معرفی شده است. آرایش سیستم زهکشی ذکرشده برگرفته از ترکیب زهکش لوله اتصالی و الهام گرفته شده از نگه دارنده چتری فورپولینگ است. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس، عملکرد سیستم زهکشی ذکرشده به صورت تحلیل استاتیکی عددی در پوشش تونل دایروی عمیق تحت تراوش پایدار مورد بررسی قرار گرفته است. در این نوشتار با درنظرگرفتن 3 پارامتر شاهد (کرنش اصلی موثر بیشینه در پوشش تونل، توزیع فشار آب حفره یی در سطح پوشش تونل به عنوان یک نوع بارگذاری موثر در طراحی پوشش تونل، و برآورد دبی حجمی زهکش ها) و بررسی کلیه مشخصات لوله زهکش موثر در عملکرد آن به ارائه یک آرایش بهینه برای سیستم زهکشی مذکور پرداخته شده است.