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

سازه های مشبک فضایی یکی از انتخاب های رایج برای پوشش فضاهای بزرگ است. همچنین به عنوان سرپناه های موقت پس از زلزله های قوی و مخرب مورد استفاده قرار می گیرند و سبک و با درجه نامعینی بالایی هستند. این دو خصیصه باعث شده است که مدت ها تصور شود که آن ها در برابر زلزله، آسیب پذیر نیستند. با این حال، رخدادهای زلزله در کوبه (1995) نشان داده است که سازه های مذکور هر چند نسبت به سازه های متعارف ایمن تر هستند، ولی نباید آن ها را مطلقا مصون پنداشت. در پژوهش حاضر، خصوصیات دینامیکی، رفتار خطی، و غیرخطی شبکه های تخت دولایه مورد مطالعه قرار گرفته و نشان داده شده است که شبکه های ذکرشده در زلزله آسیب پذیر هستند، بنابراین باید به دقت طراحی شوند و برای محاسبه وتوزیع بار زلزله استاتیک معادل در جهت قائم بر روی شبکه های تخت دولایه فرمول هایی ارائه و با روابط موجود در آیین نامه چین، در رابطه با ارزیابی نیروی زلزله قائم بر روی شبکه های دولایه مقایسه هایی انجام شده است.

روش زیست-تزریق، روشی نوین در مسائل ژئوتکنیک و اصلاح خاک بر مبنای رسوب کربنات کلسیم با استفاده از باکتری است. در این پژوهش از باکتری pasteurii Sporosarcina برای کنترل فرسایش ماسه سیلیسی استفاده شده است. همچنین از آزمایش XRD برای بررسی رسوبات ایجادشده بر روی نمونه ها و از دستگاه تابع فرسایش برای بررسی پارامتر فرسایش پذیری استفاده شده است. باکتری و محلول اوره به همراه کلسیم کلراید به طور جداگانه بر روی نمونه ماسه تزریق شده و به مدت 24 ساعت به حالت اشباع در آمده است. سپس محلول ها از انتهای نمونه با استفاده از پمپ، تخلیه شده اند. در این پژوهش تاثیر هوادهی در داخل باکتری و محلول اوره، که به صورت اشباع بر روی سطح ماسه قرار گرفته است، بر روی پارامترهای فرسایش پذیری مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که ضریب فرسایش پذیری ماسه تا 2 برابر در حالت تزریق به همراه هوادهی نسبت به حالت بدون هوادهی کاهش پیدا می کند. همچنین تکرار تزریق نیز مورد ارزیابی قرار گرفته و ضریب فرسایش پذیری تا %95 کاهش پیدا کرده است. بنابراین اعمال هوادهی و همچنین تکرار تزریق باکتری و محلول کلسیم کلراید باعث افزایش عملکرد روش زیستٓ تزریق در کنترل فرسایش خاک می شود.

در این پژوهش رفتار و بیشینه ظرفیت برشی شاه تیرهای مرکب بتنی- فولادی با سخت کننده طولی در جان، تحت بارگذاری برشی به صورت تحلیلی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. روش تحلیلی با درنظرگرفتن عملکرد میدان کششی در جان شاه تیر، گسیختگی برشی دال بتنی، و محل قرارگیری سخت کننده های طولی با موقعیت های مختلف در جان رابطه سازی شده است. برای توسعه روابط فرض شده است که هر پانل شاه تیر، مقاومت برشی مربوط به خود را ارائه می دهد. این فرض در بررسی های المان محدود مختلف به اثبات رسیده است. دقت روش پیشنهادی با استفاده از تحلیل های اجزاء محدود انجام گرفته بر روی شاه تیرهای مرکب، که چیدمان های مختلفی از سخت کننده های طولی دارند، سنجیده شده است. رفتار غیرخطی مصالح و هندسه شاه تیرهای مرکب با یک مدل سه بعدی اجزاء محدود شبیه سازی شده است. نتایج این تحلیل ها نشان می دهد که وجود سخت کننده طولی در جان شاه تیر علاوه بر افزایش مقاومت کمانشی، مقاومت نهایی برشی شاه تیر را نیز افزایش می دهد. همچنین مقایسه نتایج به دست آمده از روش تحلیلی با مدل های اجزاء محدود نشان می دهد که روش تحلیلی قابلیت پیش بینی ظرفیت برشی نهایی شاه تیرهای با سخت کننده طولی، دقت قابل قبولی دارد.

در این پژوهش پس از ساخت نانوذرات دو فلزی آهن-نیکل به روش رسوب دهی شیمیایی نمک آهن توسط احیاکننده قوی سدیم بورهیدرید توسط روشی ساده و قابل اجرا، کیفیت آن ها با استفاده از روش های XRD و SEM تعیین شده است. که مطابق آن ها، اندازه نانوذرات سنتزشده در محدوده 30-200 نانومتر بوده است. سپس از آن ها برای حذف رنگ زای AR14، در سیستم دوغابی استفاده و پارامترهای موثر در حذف این رنگ زا بهینه شده است. در ادامه، برای شناسایی سایر عوامل مداخله کننده، آزمایش های شاهد در شرایط بهینه انجام شده است. مطابق آزمایش های انجام شده، شرایط بهینه زمانی به دست آمده است که از نانوذرات تازه ساخته شده با غلظت نانوذرات برابر 0.05 gr/L استفاده شده است، در زمانی که غلظت اولیه رنگ زا 200 mg/L و PH مساوی 7.5 و دما حدود 25±2 درجه سلسیوس بوده است. راندمان حذف در شرایط بهینه پس از 2، 30 و 240 دقیقه به ترتیب به 79.39، 90.52 و 94.42 درصد رسیده است.

در دو دهه اخیر، میلگردهای کلاهک دار به عنوان یکی از مناسب ترین انتخاب ها جهت کاهش ازدحام میلگردها در اتصال های تیر-ستون بتن مسلح مطرح شده اند. از طرفی، آیین نامه های موجود از جمله آیین نامه ACI 318-11 در مورد فاصله آزاد میلگردهای کلاهک دار و استفاده از آن ها در چند ردیف، کاستی هایی دارند. به علاوه، نیاز به داده های آزمایشگاهی بیشتری در این زمینه احساس می شود. از طرف دیگر، اثر توام پارامترهای طراحی میلگردهای کلاهک دار ممکن است پاسخ اتصال را تحت تاثیر قرار دهد. در این پژوهش، 4 نمونه اتصال خارجی تیر-ستون با ترکیب های متفاوت طول مهار، فاصله آزاد، و چیدمان متفاوت میلگردهای کلاهک دار بر اساس ضوابط لرزه یی ویژه با مقیاس 2:3 اندازه واقعی ساخته شده و مورد آزمایش چرخه یی قرار گرفته و رفتار آن ها بر اساس معیارهای پذیرش برای قاب های خمشی تحت شرایط ویژه لرزه یی ارزیابی شده است. نتیجه بررسی ها نشان داده است که اتصال های آزمایش شده با میلگردهای با فاصله آزاد کمتر از مقدار تعیین شده در آیین نامه ها، رفتار مناسب لرزه یی نشان داده اند.

از جمله سیستم های متداول در ساختمان های فولادی، قاب های با مهاربندی ضربدری، قاب های با مهاربندی واگرا، قاب های خمشی متوسط، و قاب های با دیوار برشی فولادی هستند. دو پارامتر مهم برای انتخاب یک سیستم باربر جانبی مناسب، عملکرد لرزه یی و اقتصاد طرح است. در این پژوهش، قاب های دوبعدی 3 دهانه 4، 8 و 12 طبقه، که دهانه های وسط آنها مهاربندی شده یا دیوار برشی قرار گرفته است، با استفاده از روش استاتیکی معادل استاندارد 2800 ایران بارگذاری و سپس طراحی شده اند. عملکرد لرزه یی قاب ها با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی و تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به نتایج تحلیل ها، قاب های با دیوار برشی فولادی بهترین عملکرد لرزه یی (سختی، شکل پذیری، جذب انرژی و ضریب رفتار) و قاب های با مهاربند ضربدری، نامناسب ترین عملکرد لرزه یی را دارند. با توجه به محاسبات اقتصادی، قاب های با مهاربند واگرا، اقتصادی ترین طرح و قاب های با دیوار برشی فولادی برای قاب های با ارتفاع کم، غیراقتصادی ترین طرح را دارند، که هر چه ارتفاع قاب ها بیشتر می شوند، قاب با دیوار برشی فولادی اقتصادی تر می شود، تا درنهایت در سازه های بلند از بقیه سیستم های باربر جانبی اقتصادی تر می شود.

شناخت و بررسی دقیق عملکرد چرخه یی سازه ها و توسعه مدل های تحلیلی پارامتری آن می تواند در پیش بینی و تخمین عملکرد و طراحی سازه ها کاربرد زیادی داشته باشد. در این نوشتار به معرفی و توسعه یک مدل ریاضی چرخه یی بر مبنای معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی شامل تمامی اثرات کاهندگی از قبیل باریک شدگی، کاهش سختی، کاهش مقاومت، و لغزش پرداخته شده است. مدل ارائه شده بر اساس مدل توسعه داده شده دکتر مستقل است، که برای انواع سیستم های چند درجه آزادی-چند خطی و با درنظرگرفتن هر یک از اثرات کاهندگی مذکور تحت تحریک های دینامیکی بررسی و توسعه داده شده است. در مدل ذکرشده، مشخصات اصلی سیکل های چرخه یی با استفاده از پارامترهای قابل اندازه گیری سیستم سازه یی از طریق آزمایش قابل محاسبه است. به منظور نشان دادن توصیف واقعی عملکرد سیستم های چند درجه آزادی از طریق مدل پیشنهادی، مثال هایی تحت اثر بارهای هارمونیکی بیان شده است.

انتخاب راهبرد مناسب در منطقه عملیاتی و ارائه تسهیلات به مسافران در این ناحیه، یکی از مباحث مهم در مدیریت منطقه عملیاتی است. تاخیر ناشی از منطقه عملیاتی یکی از مهم ترین پارامترهای ایجاد اختلال در سیستم حمل و نقل است. این تاخیر عمدتا به دلیل ایجاد صف و کاهش سرعت در این ناحیه رخ می دهد. برای ارائه مدل تاخیر مناسب، ابتدا به کمک نرم افزار Aimsun اقدام به شبیه سازی میکروسکوپی منطقه عملیاتی شده و میزان تاخیر حاصل از انسداد مسیر در حالات مختلف حجم ورودی به ناحیه و طول منطقه عملیاتی اندازه گیری شده است. سپس با استفاده از نرم افزار SPSS21 از مدل غیرخطی چندگانه، که دقت بالایی دارد، برای تاخیر منطقه عملیاتی در راه های دوخطه آزادراهی استفاده شده است. در نهایت به برآورد هزینه های تاخیر کاربران راه در آزادراه رشتٓ قزوین در سال 92 اقدام و در مورد هزینه تاخیر هر یک از انسدادها در آزادراه به بحث پرداخته شده است.

در این مطالعه از تجزیه و تحلیل اجزاء محدود غیرخطی برای پیش بینی رفتار سازه های بتن آرمه تحت بارگذاری مونوتونیک و دوره یی استفاده شده است. برای شبیه سازی رفتار غیرخطی بتن در فشار و کشش از سطح تسلیم HISS، که می تواند تغییر شکل های کشسان و خمیری را در نظر بگیرد، استفاده شده است. برای حالات باربرداری و بارگذاری مجدد از معادلات ارائه شده دسای استفاده شده است، که در عین ساده بودن می تواند شبیه سازی رضایت بخشی از بارگذاری دوره یی ارائه دهد. مدل پیشنهادی به صورت برنامه یی به زبان فرترن در قالب اجزاء محدود نوشته شده است، که در آن برای مدل سازی بتن از المان های 8 گره یی سرندیپیتی و برای آرماتورها از المان های 2 گره یی استفاده شده است. به منظور بررسی توانایی مدل پیشنهادی در پیش بینی رفتار غیرخطی سازه های بتن آرمه تحت بارگذاری مونوتونیک و دوره یی، یک قاب و یک تیر مدل سازی شده و نتایج بار-تغییرمکان برای آن ها به دست آمده است. مقایسه بارٓ تغییرمکان به دست آمده از این سازه ها با نتایج آزمایشگاهی تطابق خوبی داشته است، که نشان دهنده توانایی مدل پیشنهادی در پیش بینی رفتار غیرخطی سازه های بتن آرمه است.

در تونل سازی با EPB-TBM، مصالح حفاری شده با فوم به عمل آوری می شوند، تا کارپذیری مناسب (محیط خمیری) به منظور اعمال فشار به جبهه کار را داشته باشند. عواملی که در کارپذیری موثرند، شامل: شاخص استحکام (Ic)، رطوبت، ذرات ریزدانه، و نسبت تزریق فوم (FIR) هستند. در این نوشتار، تاثیر پارامترهای مذکور در کارپذیری خاک با انجام 66 آزمون آزمایشگاهی اسلامپ در دو محتوای رطوبت (Ic=1-1.25) %10 و (Ic=0.5-0.75) %20 بررسی شده است. نتایج آزمون های آزمایشگاهی با روش رگرسیون چندمتغیره به منظور تخمین FIR با هدف دست یابی به کارپذیری مناسب خاک تجزیه و تحلیل و به صورت نمودار و رابطه معنی دار آماری در رطوبت های مختلف ارائه شده است.

در بین سازه های فضاکار، گنبدها به دلیل دوام و پایداری بالا، جایگاه ویژه یی دارند. از آنجا که در سازه های فضاکار، تغییرات هندسه، اصلی ترین عامل تعیین کننده مقادیر کنش ها هستند، در این نوشتار به بررسی اثر ایجاد فرازش و تغییر شرایط هندسی در عملکرد لرزه یی گنبد دیامتیک تک لایه پرداخته شده است. در این راستا، نسبت های هندسی خیز به دهانه در گنبدهای دیامتیک تک لایه ساده در یک گروه بررسی و سپس در سه گروه دیگر، به نحوی که هندسه های مختلف پوشش داده شوند، فرازش در گنبدهای دیامتیک تک لایه گروه اول اعمال شده است. با انجام آنالیز دینامیکی، تاریخچه زمانی غیرخطی با استفاده از 3 شتاب نگاشت مناسب و مقیاس شده بر اساس ضوابط استاندارد 2800، عملکرد لرزه یی مدل ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده در این نوشتار، نشان دهنده اثر مطلوب فرازش در کاهش وزن گنبدها و بهبود عملکرد سازه یی است، به گونه یی که می توان با ایجاد فرازش مناسب تا حدود %16 در وزن گنبدها کاهش داشت.

یکی از مهم ترین مشکلات در پروژه های ساخت، بروز تاخیر در اجرا و بهره برداری پروژه است، که اغلب باعث ایجاد ادعاهایی میان کارفرما و پیمانکار می شود. این موضوع برای عوامل درگیر در پروژه، پدیده یی حائز اهمیت است. وجود روش های مختلف آنالیز تاخیر، این اهمیت را دو چندان کرده و این موضوع جدال برانگیز شده است. در این پژوهش، ابتدا به معرفی و مقایسه کلی روش های موجود آنالیز تاخیر در پروژه ها پرداخته شده است، و سپس روش های مبتنی بر پنجره ها، که نسبت به سایر روش ها به عنوان روش های با دقت بیشتر شناسایی شده اند، با بررسی نمونه موردی در برنامه Easy Plan، نتایج حاصل از هر روش تجزیه و تحلیل و با هم مقایسه شده اند. روش های مبتنی بر پنجره ها تا حدودی مشابه اند، ولی تفاوت هایی نیز دارند و برخی نتایج حاصل از آنالیز آنها متفاوت است. نتایج حاصل ازاین پژوهش، محدودیت های هر یک از روش های مذکور را نشان می دهد و به تحلیل گر در انتخاب روش آنالیز کمک می کند.

در مناطقی با خاک های سطحی که ویژگی های مکانیکی ضعیفی دارند، استفاده از پی های عمیق یکی از راه حل هاست. در این صورت، پی های عمیق توانایی حمل نیروهای وارده را دارند. در این راستا، پژوهشگران با انجام پژوهش های آزمایشگاهی به بررسی پارامترهای گوناگون تاثیرگذار در رفتار ریزشمع پرداخته اند. در این نوشتار، ظرفیت باربری ریزشمع های منفرد درجای بتنی با بررسی تاثیر اسلامپ های متفاوت در خاک ماسه یی بد دانه بندی شده منطقه سرخرود مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش های ظرفیت باربری ریزشمع بر روی 15 نمونه ریزشمع به طول 150 و قطر 12 سانتی متر انجام شده است. بتن ریزشمع ها در 5 گروه متفاوت با مقاومت فشاری 210 کیلوگرم بر سانتی متر مربع بوده است. طبق مشاهده های تجربی، افزایش اسلامپ بتن تشکیل دهنده بدنه ریزشمع از 10 به 24 سانتی متر منجر به افزایشی در حدود 2 برابر در ظرفیت باربری ریزشمع شده است. در انتهای نوشتار، ظرفیت باربری ریزشمع با روش های متداول مقایسه و مورد بحث قرار گرفته است.

علی رغم پیشرفت های اخیر در ارائه روش های علمی در طراحی شمع ها، تعیین ظرفیت باربری شمع ها به دلیل لزوم لحاظ کردن اندرکنش خاک و سازه در روش های علمی، همچنان به روابط تجربی وابسته است. آیین نامه های مختلف، روابط متفاوتی را برای محاسبه ظرفیت باربری محوری شمع ها ارائه کرده اند. ولی هر یک از روش های مذکور با فرضیاتی تنظیم شده اند که ممکن است تمامی آن ها در شرایط کلی برقرار نباشد. در این نوشتار، فلسفه طراحی بر مبنای روش های قطعی و احتمالاتی و نیز مفهوم ضرایب اطمینان در آیین نامه های طراحی: ساختمان، راه، سازه دریایی، و پل مورد بحث قرار گرفته است. همچنین اصول طراحی شمع تحت بار محوری بر مبنای آیین نامه های API (انجمن نفت آمریکا)، Eurocode7 (استاندارد اروپا) و آیین نامه کانادا بیان و در قالب یک مثال عددی، رویکردهای مختلف طراحی بر اساس آیین نامه های API و 7Eurocode مقایسه شده اند.